Was ist bei Myro-Weichen anders?

Die Filter sind die Schlüsselelemente der Lautsprecher von Myro. Finden sich andere konstruktive Elemente auch bei manch anderen Herstellern, so gibt es in den Myro-Frequenzfiltern einzigartige Technologien, welche das präzise Impulsverhalten erst ermöglichen. Steile Filter und eine Verpolung der Chassis gegeneinander scheiden grundsätzlich aus, weil dadurch die Form der Schallwellen stark verzerrt wird. Einfache Filter erster Ordnung (6 dB / Oktave) finden in der Praxis nicht die Idealbedingungen vor, die für eine korrekte Schallsumme erforderlich wären, da jedes Lautsprecherchassis selbst einen Bandpass darstellt mit den entsprechenden Phasenverschiebungen. Diese addieren sich zu jenen der Filter erster Ordnung. Die 6 dB Filter sind hingegen bei Myro teilweise Bestandteil viel komplexerer Schaltungen, die im wesentlichen die Chassis derart entzerren, dass diese zusammen das richtige Summensignal bilden, und zwar über den gesamten Zeitverlauf. Da die Filter für jedes Chassis und jede Chassis-Kombination individuell ausgelegt werden, gibt es kein einheitliches Schema. Myro Frequenzfilter sind keine der üblichen Filter x-ter Ordnung. Es wird demzufolge kein Tiefpass mit z.B. 12 oder 18 dB / Oktave oder mehr erzeugt, der den realen Übertragungsverlauf mit seinen Resonanzphänomenen unberücksichtigt lässt und das Schallsignal zeitversetzt. Michael Weidlich entwickelte passive Frequenzfilter, welche dem Prinzip von Analogrechnern folgen und die Übertragungsverläufe der einzelnen Chassis derart korrigieren, dass sie im Zusammenspiel äußerst präzise die elektrischen Eingangssignale in Schall wandeln können. Diese Filter sind Voraussetzung für die zeitrichtige Wiedergabe, da sie den tatsächlichen akustischen Phasengang der Chassis berücksichtigen. Zudem werden die Übertragungsverläufe der Chassis derart in Bezug zueinander gesetzt, dass sie in der Summe bereits im Einschwingen "in Phase" sind und die richtige Schallsumme bereits bei der ersten Halbwelle eines Einschwingvorgangs (Transienten) ermöglichen. Dafür werden viele, teils sehr feinfühlig wirkende Filter entwickelt und nur dort, wo es die Chassis-Eigenschaften erfordern, verrichten äußerst wirkungsvolle Filter ihren Dienst. Die Frequenzweichenschaltung orientiert sich sozusagen am tatsächlichen Bedarf. Hierbei gibt es keine der drei oben genannten Filtermethoden. Bei Myro werden hingegen konsequent nur die Fehler der Chassis korrigiert bzw. "herausgefiltert". Die Impulsspitzen des Einschwingens werden entgegen üblicher Lautsprechertechnik nicht verzerrt und platt gemacht, was zu einer völlig anderen Dynamik und zu deutlich mehr Schallenergie führt. Insbesondere in den Übergangsbereichen der Chassis liefern übliche Lautsprecher bei den Transienten künstliche, in der Amplitude schwache Schallwellen mit einem andersartigen Frequenzgemisch als im Original. Dieses fehlerhafte dynamische Verhalten lässt sich, wie bereits mehrfach nachgewiesen und dargestellt, eindeutig hören und messtechnisch nachweisen. Herkömmliche Lautsprecher haben eine relativ schwache Impulsdynamik, besonders in den Stimmbereichen. Das ist falsche Musikwiedergabe, prägt aber bei langjährigem intensiven Konsum die Hörgewohnheiten. Wenn in Tonstudios über solche Monitore abgehört wird, können die Tonmeister die Impulsenergie und die dynamische Tonalität nicht richtig einschätzen und neigen zu Übertreibungen in diesen Bereichen. Beispiel 1: Die folgende Messgrafik zeigt den Frequenzgang des Mitteltieftöners der Myro Time 2, Accuton C220-6-222, ohne Frequenzfilter (rote Kurve) und mit Myro Frequenzfilter (blaue Kurve). Die Frequenzweichenschaltung, die zur Eliminierung der Membranresonanzen und zur Linearisierung des Tiefpasses führt, beinhaltet neun Resonanzfilter (blaue Kurve). Der Aufwand lohnt sich, der Klirr geht gegen Null. Der Accuton C220-6-222 weist bis ca. 700 Hz ein nahezu perfekt resonanzfreies Übertragungsverhalten auf. Die Eigenresonanz des Systems im Bassbereich ist extrem stark bedämpft. Oberhalb von 700 Hz, insbesondere ab ca. 2700 Hz, treten starke Membranresonanzen auf. Diese sind typisch für steife Membranen. Trotz der relativ guten inneren Dämpfung der Accuton-Membran weisen die Resonanzen, insbesondere die Hauptresonanz bei 3800 Hz, eine hohe Güte auf. Das bedeutet, die Schalldrucküberhöhung bei der Resonanz ist sehr ausgeprägt. Wie in der Frequenzkurve des C220-6-222 ohne Filter (rote Kurve) zu sehen ist, resoniert die Membran bei verschiedenen Frequenzen. Die Myro Frequenzfilter korrigieren die Resonanzen bis über 20 kHz (blaue Kurve). Mehr als vierzig Bauteile in diversen Schaltungen sorgen für den sauberen Frequenzverlauf und den entsprechend gutmütigen Phasenverlauf. Die einzelnen Schaltungen wirken zumeist äußerst subtil, nahezu homöopathisch.

Frequenzweiche der Myro Amur D

Beispiel 2: Myro La Musica 2012

Frequenzgang des Mitteltieftöners ohne Filter (blau) und mit Myro Frequenzfilter (rot). Die Dämpfung beträgt -30 dB bei der Hauptresonanz der Magnesiummembran.

Frequenzgang von Hochtöner (rot), Mitteltieftöner (grün), Tieftöner (ocker) und die Summe (blau) mit jeweils resonanzarmen Flanken

Die Myro Weichenschaltung lässt Steilheiten von weniger als 6 dB / Okt. in Bereichen zu, wo dies erwünscht ist und erreicht Steilheiten von weit über 30 dB / Okt., wo es erforderlich ist, um einen entsprechenden Fehler zu korrigieren. Für Abweichungen von den 6 dB/Okt.-Flanken gilt, "aber in der Summe linearphasig." Das ist das ausreichende Kriterium für die zeitrichtige Wiedergabe. Ansonsten würden die Sprungantworten nicht perfekt aussehen.
In der Summe entsteht dabei eine Weiche, die im Prinzip "minimalistisch" ist, da sie nur punktuell auf die Fehler jedes Chassis eingeht. Aufgrund dessen lassen sich mit den Myro Frequenzfiltern nur schmalbandige Korrekturen erreichen. Für die Entwicklung impulsdynamisch phasenlinearer Wandler gilt daher: Die Anforderungen an die Übertragungsbandbreite und Linearität sind enorm. Breitbandige Nichtlinearitäten lassen sich hingegen nur mit den eingangs erwähnten Entwicklermethoden korrigieren und taugen daher nicht für zeitrichtige Lautsprecher. Dasselbe gilt für die Serienkonstanz. Und die dynamischen Reserven der verwendeten Systeme müssen überdurchschnittlich sein. So ist die Verwendung hochwertiger Chassis Pflicht und die sorgfältige Vorauswahl zu einem Lautsprecherkonzept ein wesentlicher Bestandteil, um zu einem erfolgreichen Ergebnis zu gelangen. Es darf kein Fehler in der Konzeption sein, jedes Kriterium ist auch ein Ausschlusskriterium! Solche Anforderungen kosten entsprechend viel Geld.

Frequenzweiche der Myro La Musica 2012

Die Dualität elektrischer und mechanischer Größen Um die besonderen Eigenschaften der Myro Frequenzfilter zu erreichen, wurde ein altes technisches Prinzip reaktiviert und neu umgesetzt. Es ist bekannt, dass sich mechanische und elektronische Systeme physikalisch gleich verhalten, wenn ihre dual zueinander stehenden Größen entsprechend gleich vorkommen. Zum Beispiel verhält sich die Reihenschaltung von elektrischen Kondensatoren exakt genau so wie die Parallelschaltung mechanischer Federn. Die Formeln zur Berechnung des Gesamtverhaltens sind in beiden Fällen gleich. Für andere elektrische und mechanische Größen gibt es entsprechende Zusammenhänge. Die Kenntnis um diese Dualität hat man sich zum Beispiel in früherer Zeit, vor dem Computerzeitalter, zu nutze gemacht, um die Stabilität von Brückenbauwerken zu untersuchen. Um die Konstruktion der Brücke möglichst unanfällig gegen Schwingungen zu gestalten, wurden ihre mechanischen Kenngrößen in eine elektrische Schaltung umgesetzt, welche kostengünstig und ohne Gefahr auf ihre Stabilität und Schwingneigung untersucht wurde. Mit diesen Erkenntnissen und zurück gewandelt in mechanische Größen, konnte anschließend ein Bauwerk mit maximaler Stabilität errichtet werden. Die Myro Frequenzfilter bedienen sich desselben Konzepts, indem die mechanischen Resonanzen des Lautsprechers im Filter elektrisch, aber invers, nachgebildet werden. Die analogen Frequenzfilter der myro Frequenzweichen bilden das Spiegelbild des zu korrigierenden akustischen Phänomens unter Berücksichtigung der Impedanz bzw. unter Einbeziehung von deren Korrektur. Sie haben zudem die Aufgabe einen Hoch- bzw. Tiefpass zu ermöglichen, der für eine zeitsynchrone, phasenlineare Übernahme zum angrenzenden Übertragungsbereich geeignet ist. Dieses Notch-Filter wirkt der Resonanz in ihren kompletten Eigenschaften damit entgegen und entzieht ihr die Energie. Die präzise Nachbildung einer mechanischen Resonanz führt dabei mitunter Filtern erheblicher Komplexität, die, obwohl sie nur gering in das Signal eingreifen, zahlreiche Bauteile in aufwändiger Verschaltung erfordern.

Sind sogenannte phasenparallele Weichen zeitrichtig?

Die Phasenparallelität von ungleichen Chassis ist eine Mär! Nicht nur, dass es die idealtypischen Chassis in der Realität nicht gibt, schon das unterschiedliche dynamische Verhalten ungleicher Chassis aufgrund unterschiedlicher Membrangrößen und der damit einhergehenden unterschiedlichen Strahlungsimpedanzen macht Phasenparallelität unmöglich. Sie ist ein Konstrukt des Denkens in eingeschwungenen Zuständen und idealisierter Chassis. Die Phasenverschiebungen beginnen aber bereits bei der ersten Halbwelle! Um das zu erfassen, muss man aber auch entsprechende Messungen machen. Wenn man bedenkt, wie groß die Klangunterschiede verschiedener Weichenbauteilqualitäten sind, die man messtechnisch mit unseren "groben" Methoden kaum sichtbar machen kann, dann ist klar, wie groß die klanglichen Auswirkungen grober messbarer Fehler in Relation dazu sind!
Eine Phasenparallelität im Einschwingen gibt es auch innerhalb der +/-1,5 Oktaven oder besser +/-2 Oktaven um die Trennfrequenz herum nicht. Dazu muss man sich nur das Verhalten der einzelnen Chassis im Einschwingen anschauen. Wie schon vorher erwähnt, beginnt die Phasenverschiebung mit der ersten Halbwelle bzw. im Besonderen dort! Und da wirkt die Strahlungsimpedanz hinein. Die Strahlungsimpedanz hat auch eine Wirkung im Zeitverlauf.
Die Phasenparallelität innerhalb des Trennbereichs ist zudem isoliert betrachtet und hat gravierende Auswirkungen auf die Wiedergabe breitbandiger, komplexer Signale. Dabei nützt Phasenparallelität innerhalb von 3 - 4 Okt. nicht viel. Komplexe Signale werden stark verzerrt.

Notch-Filter Die Funktionsweise eines Notch-Filters im Signalweg zum Lautsprecher besteht darin, dass dem Chassis weniger Energie in einem definierten Bereich zugeführt wird. Eine mechanische Resonanz (z.B. Membranresonanz) kann durch ein Notch-Filter nachgebildet werden und zwar in Frequenz, Güte und dem entsprechend mit der gleichen Zeitkonstante, welche die mechanische Resonanz selbst besitzt, sodass selbst das Einschwingen in Richtung der Resonanz gleichzeitig verläuft. Notchfilter und Membranresonanz verhalten sich damit zeitsynchron. Dadurch werden die Membran-bedingten Nichtlinearitäten des Chassis ausgeglichen, im Frequenzgang, im Verzerrungsspektrum und über die Zeit. Notch-Filter können als Sperrkreis (RCL-Parallelschaltung) in Reihe zum Chassis oder als Saugkreis (RCL-Reihenschaltung) parallel zum Chassis geschaltet werden. Ein Saugkreis funktioniert nur in Verbindung mit einem Vorwiderstand (Widerstand R / Spule L / Kondensator C) im Signalweg (in Reihe) zum Chassis, um keinen Kurzschluss zu erzeugen. Ob in einer Filterschaltung Sperr- oder Saugkreise vorkommen, hat einzig und allein damit zu tun, welche Charakteristik das Übertragungsverhalten der Chassis aufweist. Ein Fehler muss spiegelbildlich korrigiert werden, ohne das Zusammenspiel mit den anderen Chassis zu gefährden. Bei machen Kombinationen gelingt dies allein mit Sperrkreisen, bei anderen funktioniert es nur in Verbindung mit Saugkreisen. In jedem Fall muss man bei der Entwicklung beurteilen, ob eine Filterschaltung mehr klanglichen Nutzen als Nachteile bringt. Ungefilterte Chassis-Resonanzen klingen immer furchtbar. Ein perfekt gefiltertes Chassis klingt weitgehend neutral und verliert den materialtypischen Eigenklang. Der Aufwand ist erheblich, denn es ist eine sehr komplexe Angelegenheit. Die einzelnen Frequenzfilter stehen in einer Wechselwirkung zueinander. Jedes Filter bestimmt die Funktion anderer Filter. Die Lautsprecherchassis sind an sich bereits sehr komplex in ihrem Verhalten, insbesondere wenn man das Verhalten über die Zeit betrachtet. Jede Resonanzstelle der Membran hat ihren eigenen Zeitverlauf. Entsprechend müssen die Filter ausgelegt werden. Jedes Filter hat seinen Einfluss z.B. auf die Impedanz, die wiederum den Arbeitspunkt vor allem benachbarter Filter bestimmt. Ändert man etwas an einem Filter, sind andere davon ebenfalls betroffen, von ineinander verschachtelten Filtern zur Korrektur sich überlagernder Phänomene noch abgesehen. Serientoleranzen der Chassis erfordern ein "Nachtrimmen" der Filter, im schlimmsten Fall sogar eine Änderung der Schaltung. Daher sind Chassis mit möglichst geringen Abweichungen gefordert. Fehler der Chassis, die zeitvariant oder inkonsistent unter verschiedenen Abstrahlwinkeln sind, sind besonders schwierig. Hier ist eine sorgfältige Wahl der Chassis unumgänglich und es müssen Entscheidungen getroffen werden, welche Phänomene überhaupt korrigierbar sind. Zudem müssen die Chassis und Bauteile ein Mindestmaß an Einspielvorgang absolviert haben, damit ein zuverlässiges Einmessen möglich ist, alles in allem ein enormer Zeit- und Arbeitsaufwand. Die Qualität steckt also nicht nur im verwendeten Material, sondern auch und vor allem in dem Umgang damit. Vieles von dem gilt auch für die Entwicklung digitaler Filter. Man kann nicht nur an einer Stelle den Übertragungsverlauf messen und darauf die Korrekturen anwenden.

Myro Rebell

Bauteile

Die Qualität der Frequenzweichenbauteile wird oftmals unterschätzt oder schlicht ignoriert, denn die Frequenzweichen befinden sich im Verborgenen und entziehen sich dem Blick und meistens auch der Fachkenntnis des Betrachters. Dennoch bestimmen sie maßgeblich die Klangqualität. Damit die Frequenzweichenbauteile das Ergebnis nicht wieder mit eigenen Verzerrungen anreichern, müssen sehr hohe Qualitäten verwendet werden. Der Unterschied zwischen einer Bestückung mit "Standard-Qualität" und einer mit exzellenten Bauteilen kann durchaus dem Unterschied von durchschnittlichen zu exzellenten Elektronikkomponenten der Hifi-Anlage entsprechen. Wenn man im Bass mit sogenannten Null-Ohm-Spulen operiert, verliert man kaum etwas an Dämpfung. Manch schlecht sitzende oder oxidierte Steckverbindung oder eine schlechte Lötstelle hat einen höheren Innenwiderstand. Im Interesse des besten klanglichen Ergebnisses finden daher in den Myro Frequenzfiltern ausschließlich sehr hochwertige Bauteile Anwendung. Die Frequenzweichenbauteile werden bei Myro Lautsprechern möglichst direkt miteinander verdrillt. Das zusätzliche Verlöten dient im Wesentlichen der Fixierung. Somit ist ein optimaler Kontakt gewährleistet. Durch die Direktverdrahtung wird die induktive Wechselwirkung von Leiterbahnen und Bauteilen reduziert. Die Bauteile werden zudem durch Dämpfungsmaßnahmen beruhigt, damit Mikrofonieeffekte unterdrückt werden.
Während der Entwicklung der Weichen werden die Bauteile zunächst mithilfe von Kroko-Klemmen verbunden. Die Verbindungen können auf diese Weise schnell variiert werden und die Bauteile haben ausreichend Abstand zueinander. Dies ist wichtig, damit sich insbesondere die Spulen nicht gegenseitig beeinflussen. Ein kleines aber nicht unerhebliches Detail sind die Verbindungskabel mit den Kroko-Klemmen. Die Kontaktstellen können ausreichend hohe Übergangswiderstände aufweisen, um die Auslegung der Bauteilwerte zu manipulieren. Daher wurden eigene Verbindungen geschaffen, die dieses Problem minimieren. Zur Sicherheit wird am Schluss durch Direktverlötung der Bauteile geprüft, besonders bei anfälligen Filtern, ob Kontaktwiderstände im Spiel waren und diese ausgeglichen werden müssen.

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