Test & Messungen: 100V-Lautsprecher

Wand­laut­spre­cher DNH CP-50T

DNH aus Norwegen ist spezialisiert auf robuste Lautsprecher für den alltäglichen Einsatz in ELA-Anlagen aller Art. Der neu im Programm befindliche kompakte CP-50T bietet einen ausgedehnten Frequenzgang und hohen Schalldruck für Sprach- und Musikwiedergabe.

DNH CP 50T(Bild: DNH)

Inhalt dieses Tests:

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DNH mit Sitz im Norwegischen Kragerø ist einer der weltweit größten Hersteller von Lautsprechern für den industriellen und kommerziellen Einsatz. DNH-Produkte finden sich in Bahnhöfen, Tunneln, Sportstadien, Schwimmbädern, in Industrieanlagen, auf Ölbohrinseln, Schiffen und vielen weiteren Locations. Immer dann, wenn Lautsprecher für besondere und schwierige Bedingungen benötigt werden – auch unter Wasser, in Reinräumen oder EX-geschützt –, stößt man schnell auf DNH Produkte. Unzählige DNH-Lautsprecher leisten schon seit vielen Jahren unauffällig gute Dienste unter Bahnsteigdächern, in Lichtleisten oder auch als Einbaulautsprecher in abgehängten Decken. Diverse Modelle aus dem DNH-Portfolio verfügen zudem über spezielle Fähigkeiten, Zertifikate und Zulassungen. Alle Lautsprecher werden im Werk in Norwegen gefertigt. Für Deutschland erfolgt der Vertrieb über eine eigene Niederlassung in Hamburg.

Zum Test gestellt wurde der neu ins Programm aufgenommene Wandaufbaulautsprecher CP-50T. Dieser ist bestückt mit einem koaxialen 2-Wege-System bestehend aus einem 6″-Tieftöner mit einer mittig vor dessen Membran angeordneten Hochtonkalotte. Als 2-Wege-System ist der CP-50T mit seinem ausgedehnten Frequenzgang auch für qualitativ höherwertige Einsatzzwecke geeignet, die über eine reine Sprachwiedergabe hinausgehen. DNH führt den CP-50T daher auch in der Kategorie Musikmonitor und empfiehlt den Einsatz für Schulen, Sporthallen, Bahnhöfe und ähnliche Örtlichkeiten.

DNH CP 50T
Bild 01: Ein universeller Wandhalter gehört zum Lieferumfang der CP-50T. Der U-Bügel ist ein optionales Zubehör. (Bild: Anselm Goertz)

Robuster Alleskönner

Der Lautsprecher kommt, wie üblich bei Installationsprodukten, in einem eher unauffälligen und schlichten Design daher. Das Gehäuse besteht aus einem kräftigen und robusten Kunststoff mit einem Metallgitter zum Schutz der Membran. Sollte das Gitter einmal beschädigt werden, kann es auch leicht ausgetauscht werden. Die IP-Einstufung beträgt IP54 (gegen Staub und Spritzwasser geschützt). Schaut man sich den Lautsprecher an, erscheint dieser Anspruch plausibel. Der zeitweise Einsatz im Freien oder dauerhaft in einem leicht geschützten Umfeld, z. B. unter einem Vordach, sollte daher möglich sein. Bedenken könnten höchstens bezüglich des Gitters aufkommen, das den Lautsprecher oben und unten unverständlicherweise nicht komplett abdeckt.

Ein wichtiges Merkmal für einen Installationslautsprecher ist das entsprechende Zubehör zur Montage. Der CP-50T ist dazu mit mehreren Gewindeeinsätzen ausgestattet und wird mit einem frei schwenkbaren Wandhalter ausgeliefert, der an der Rückseite des Lautsprechers angebracht werden kann. Alternativ kann als optionales Zubehör auch ein U-Bügel für die Wandmontage geordert werden.

DNH CP 50T
Bild 02: Das Anschlussfeld mit wasserdichter Abdeckung. Der 100V-Übertrager verfügt über
Abgriffe von 3 W bis 50 W.
(Bild: Anselm Goertz)

100V-Anschluss und Nennimpedanz

Der elektrische Anschluss des CP-50T erfolgt, wie das „T“ in der Typenbezeichnung schon andeutet, über einen 100V-Übertrager (Trafo), der über sechs Leistungseinstellungen von 3 W bis 50 W verfügt. Eine Anpassung an den jeweiligen Pegelbedarf ist somit in einem Bereich von 12 dB möglich. Die Impedanzmessung in ABB.01 zeigt einen unkritischen Verlauf. Die 200 Ù Nennimpedanz in der 50 W-Einstellung werden im relevanten Frequenzbereich nirgendwo um mehr als die in der Norm erlaubten 20 % unterschritten. Die Grundresonanz des Treibers im geschlossenen Gehäuse ist knapp oberhalb von 200 Hz gut zu erkennen.

Impedanzverlauf für den 50 W Abgriff am Übertrager
ABB. 01: Impedanzverlauf für den 50 W Abgriff am Übertrager. Die Nennimpedanz für 100 V/50 W beträgt 200 Ω (blaue Linie). Der Wert soll an keiner Stelle im Arbeitsbereich des Lautsprechers um mehr als 20% unterschritten werden (gestrichelte blaue Linie). Die Vorgabe wird hier sicher eingehalten.

Frequenzgang

Das Datenblatt zum CP-50T zeigt einen für diese Art Lautsprecher recht ausgedehnten und ausgeglichenen Frequenzgang, der mit leicht steigender Tendenz von etwas unter 200 Hz bis knapp 20 kHz reicht. Unsere Labormessungen aus ABB.02 können diesen Verlauf weitgehend bestätigen. Der Lautsprecher hat somit das Potenzial für eine hochwertige Wiedergabe von Sprache und Musik. Die mit 98 dB angegebene Sensitivity wird als gemittelter Wert nicht ganz erreicht. Betrachtet man den Frequenzbereich von 200 Hz bis 10 kHz, dann liegt die mittlere Sensitivity bei 95 dB. Auch dieser Wert ist noch sehr gut und sollte zusammen mit 50 W Belastbarkeit einen hohen Schalldruck ermöglichen. Der leichte Anstieg im Frequenzgang zu den Höhen hin erscheint an dieser Stelle sinnvoll, da man sich nur selten auf der Mittelachse zum Lautsprecher befinden wird, sondern eher etwas außerhalb, wo die Höhen dann durch das Richtverhalten wieder abgeschwächt werden.

DNH CP 50T Frequenzgang mit Sensitivity bezogen auf 1 W/1 m entsprechend 14,1 V/1 m
ABB. 02: Frequenzgang mit Sensitivity bezogen auf 1 W/1 m entsprechend
14,1 V/1 m. Die mittlere Sensitivity zwischen 200 Hz und 10 kHz beträgt 95 dB (blau). Darauf bezogen beträgt der Übertragungsbereich (–6 dB, grüne Linie) 178 Hz bis 17,7 kHz. Die magentafarbene Kurve zeigt den Frequenzgang in Terzschritten gemittelt.

Der Übertragungsbereich (–6 dB) reicht von 178 Hz bis 17,7 kHz. Der Lautsprecher eignet sich damit gleichermaßen für eine hochwertige Sprachwiedergabe wie auch für Musik mit Einschränkungen zu den Tiefen hin. In der Regel sollte das kein Problem sein. Für den Einsatz in der Außengastronomie würde sich als Ergänzung dann evtl. noch ein Subwoofer anbieten, der den Frequenzbereich unterhalb von 150 Hz übernimmt.

DNH CP 50T
Bild 03: Hinter dem Schutzgitter verbirgt sich der 6″-Coaxtreiber mit Hochtonkalotte. (Bild: Anselm Goertz)

Maximalpegelpegel

Wie die Diskussionen mit Technikern, Planern und Entwickler immer wieder zeigen, ist das Thema Maximalpegel bei Lautsprechern ein äußerst unklares. Verwirrende Aussagen und unscharfe Angaben in den Datenblättern einiger Hersteller tragen dazu bei. Bevor man in das Thema einsteigt, sollte man daher zunächst einige Werte definieren. Auf der akustischen Seite gibt es den Schalldruck, der meist als Mittlungspegel Leq über einen definierten Zeitraum angegeben wird, und es gibt den Spitzenpegel Lpk. Betrachtet man z. B. ein nicht komprimiertes Rosa Rauschen oder auch das STIPA-Testsignal, sind die Spitzenwerte in diesem Signal ungefähr um den Faktor Vier größer als der Mittlungspegel. Dieses Verhältnis nennt man auch Crestfaktor. Gleiches gilt für die elektrische Seite. Hier sind es der Effektivwert und der Spitzenwert der Spannung, die das Signal statistisch beschreiben. Für ein Sinussignal als Beispiel beträgt der Spitzenwert das 1,414 fache (3 dB) des Effektivwertes.

Wichtig ist es zudem zu wissen, dass bei akustischen Messungen zum erreichbaren Maximalpegel von Lautsprecheranlagen immer der Mittlungspegel Leq zur Bewertung verwendet wird. Das gilt auch für die wichtige STIPAMessung. In den PROFESSIONAL SYSTEM Testberichten verwenden wir schon seit längerer Zeit zwei Methoden zur messtechnischen Bestimmung des Maximalpegels von Lautsprechern. Zum einen die Messung mit 185 ms langen Sinusburst-Signalen. Hier wird der Pegel mit einem Sinussignal für eine Frequenz so lange erhöht, bis ein bestimmter Verzerrungsanteil, typisch 3% oder 10%, erreicht wird. Der dabei gemessene Schalldruck als Mittlungspegel für die Dauer der Messung wird als Messwert festgehalten. Diese Messung wird über einen zu definierenden Frequenzbereich in Frequenzschritten von 1/12 Oktaven durchgeführt.

ABB.03 zeigt diese Messung für den CP-50T. Am globalen Verlauf und an der Gleichmäßigkeit der Kurven lässt sich ablesen, in welchen Frequenzbereichen ein Lautsprecher Stärken und Schwächen hat und ob es mögliche lokale Schwachpunkte gibt. Der CP-50T setzt bei dieser Messung die maximal zugeführten 50 W in den damit erreichbaren rechnerischen Wert gut um, wie die beiden zusätzlich noch grün eingezeichneten Kurven der Sensitivity für 1 W und die um 17 dB nach oben verschobene Kurve für 50 W zeigen. Schwachstellen gibt es keine.

DNH CP 50T Erreichbarer Maximalpegel
ABB. 03: Erreichbarer Maximalpegel gemessen mit Sinusburst-Signalen für höchstens 3% (blau) und höchstens 10% Verzerrungen (rot).

Die häufig gestellte Frage ist nun aber: Was lässt sich für die Praxis aus den Kurven in ABB.03 ableiten? Erreicht der CP-50T 118 dB, die der höchste Punkt der Kurve der roten 10-%-Messung zeigt, oder nur 110 dB, wo ungefähr der Mittelwert der 10-%-Kurve liegt? Beides lässt sich nicht pauschal beantworten, da die Werte in der Praxis immer vom Signalspektrum und der Signalstatistik abhängen. Aus diesem Grund gibt es noch eine zweite Messung mit einem Multitonsignal.

Die Basis des Multitonsignals besteht aus 60 Sinussignalen mit Zufallsphase, deren spektrale Gewichtung beliebig eingestellt werden kann. Für die nachfolgende Messung in ABB.04 wurde die Gewichtung eines mittleren Musiksignals (grüne Kurve) gewählt. Der Crestfaktor, des so synthetisierten Messsignals, der das Verhältnis vom Spitzenwert zum Effektivwert beschreibt, liegt bei einem praxisgerechten Wert von 4 entsprechend 12 dB. Diese Art der Messung simuliert somit einen sehr praxisnahen Betriebsfall.

DNH CP 50T Maximalpegelmessung mit einem Multitonsignal mit EIA-426B-Spektrum und 12 dB Crestfaktor
ABB. 04: Maximalpegelmessung mit einem Multitonsignal mit EIA-426B-Spektrum und 12 dB Crestfaktor. In 1 m Entfernung unter Freifeldbedingungen werden bei maximal 10% Verzerrungen 105 dB Mittlungspegel und 117 dB Spitzenpegel erreicht.

Für den aus dieser Art der Messung abgeleiteten Verzerrungswert werden alle Spektrallinien aufaddiert, die nicht im Anregungssignal vorhanden sind, d. h., die als harmonische Verzerrungen oder als Intermodulationsverzerrungen hinzugekommen sind. Auch bei dieser Art der Messung wird der Pegel nun so lange erhöht, bis der Gesamtverzerrungsanteil (TD = Total Distortions) einen Wert von 10% aufweist oder die maximale Ausgangsspannung des Verstärkers erreicht wird. Unter diesen Bedingungen erreichte der CP-50T bezogen auf 1 m Entfernung im Freifeld unter Vollraumbedingungen einen Spitzenpegel von 117 dB. Der Mittlungspegel lag bei 105 dB. Das Datenblatt von DNH gibt einen Wert von 115 dB an, der dann als Spitzenpegel zu interpretieren ist. Als einfaches Ergebnis lässt sich aus dieser Messung ableiten, dass der CP-50T mit einem Sprach- oder Musiksignal auf der 100-VLeitung in den Spitzen voll ausgesteuert einen Mittlungspegel von ca. 105 dB in 1 m Entfernung erzielen wird.

Abstrahlverhalten

Für die Messung des Abstrahlverhaltens in der einen oder anderen Ebene wird der Lautsprecher im reflexionsarmen Raum an einer Drehvorrichtung montiert und in der betreffenden Ebene von –180° bis +180° eine volle Kreisbahn gedreht. Die Messung erfolgt typischerweise in 5°-Schritten, so dass eine Ebene mit 73 Einzelmessungen erfasst wird. Zur früheren Zeiten, als die Polarmessung noch mit Pegelschreibern auf kreisrundem Papier erfolgte, wurden die Ergebnisse als Polardiagramme dargestellt. Die anschaulichen Diagramme stellten so die gemessenen Pegelwerte in Abhängigkeit vom Winkel dar. Diese Art der Darstellung ist jedoch pro Kurve auf eine Frequenz oder einen Frequenzbereich beschränkt. Bei mehreren Kurven in einem Diagramm wird es zudem schnell unübersichtlich. In Zeiten der PC-Messtechnik hat sich daher das Isobarendiagramm durchgesetzt. Die x-Achse zeigt die Frequenz, die y-Achse den Winkel und der Pegel wird über der aus x- und y-Achse aufgespannten Fläche entweder als Gebirge oder farblich differenziert aufgetragen. Die Darstellung erfolgt dabei meist relativ zur Hauptabstrahlrichtung. Die folgenden ABB.05 und ABB.06 zeigen diese Isobarenmessungen für den CP-50T.

DNH CP 50T Horizontales Abstrahlverhalten in der Isobarendarstellung
ABB. 05: Horizontales Abstrahlverhalten in der Isobarendarstellung. Bei höheren Frequenzen oberhalb von 3 kHz beträgt der mittlere Öffnungswinkel ca. 60 für die –6-dB-Isobare.
DNH CP 50T Vertikales Abstrahlverhalten in der Isobarendarstellung
ABB. 06: Vertikales Abstrahlverhalten in der Isobarendarstellung. Der mittlere Öffnungswinkel ist hier etwas größer und beträgt ca. 70 .

In den beiden Isobarendiagrammen erkennt man das typische Verhalten eines koaxial aufgebauten Treibers mit Hochtonkalotte. Bei tiefen Frequenzen strahlt der Tieftöner zunächst nahezu kugelförmig sehr breit ab. Ab ca. 500 Hz setzt dann der Größe entsprechend eine mit steigender Frequenz zunehmende Bündelung ein. Wie stark diese Bündelung ist, hängt vom Verhältnis der Membrangröße zur abgestrahlten Wellenlänge ab. Einer immer weiteren Einschnürung des Abstrahlverhaltens wird dann aber durch den Hochtöner Einhalt geboten. Mit seiner viel kleineren Membran strahlt dieser auch bei hohen Frequenzen deutlich breiter ab. Insgesamt läuft es so auf einen Abstrahlwinkel des CP-50T von 70 x 60 Grad (H x V) hinaus, der ab ca. 3 kHz im Mittel erreicht werden. Wichtig ist dieser Wert für höhere Frequenzen vor allem für eine gute Sprachverständlichkeit. In einer typischen Position als leicht geneigt verbauter Wandlautsprecher kann der CP-50T in Kombination mit seinem relativ hohen Schalldruck so auch größere Flächen gut beschallen. Unter Freifeldbedingungen können in 10 m Entfernung mit einem typischen Sprach- oder Musiksignal noch ca. 85 dB Leq Mittlungspegel erreicht werden.

Für Planungen mit dem CP-50T stehen bei DNH EASE, CLF und Ulysses Daten zur Verfügung. Die EASE-Daten gibt es sowohl im aktuellen GLL-Format als auch im etwas älteren SPK-Format.

Fazit

Der DNH CP-50T ist ein klassisches ELA-Arbeitstier. Unscheinbar, robust, leicht zu handhaben und universell einsetzbar. Durch den qualitativ hochwertigen koaxialen 2-Wege-Treiber kann er sich messtechnisch und klanglich jedoch von der Masse dieser Art Lautsprecher abheben. Der CP-50T deckt den Frequenzbereich von 150 Hz bis 20 kHz souverän ab und liefert dank der Belastbarkeit von 50 W und eines guten Übertragers auch einen hohen Schalldruck. Der gemessene Wert für ein typisches Signal mit 12 B Crestfaktor erreicht 105 dB als Leq Mittlungspegel. Trotz seiner kompakten Bauweise eignet sich der CP-50T daher auch gut für eine qualitativ gute Sprach- und Musikwiedergabe. Der Listenpreis beträgt 228 € (netto).


(aus Professional System 02/2018)

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