Mit AMT-Hochtöner und Phasenlinearer Filterung

HEDD Type 30 MK2 – 3-Wege-Midfield-Monitor im Test

Mit den MK2-Modellen bringt der Berliner Hersteller HEDD eine neue Generation seiner Studio-Monitor-Serie auf den Markt. Die im Januar 2021 vorgestellte MK2-Baureihe unterscheidet sich gegenüber der ersten Generation primär durch die Elektronik, in der jetzt ein komplett neues DSP-basiertes Filterkonzept eingesetzt wird.

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Der bislang schon als VST-Plug-in verfügbare HEDD Lineariser ist jetzt direkt im Lautsprecher über das Filter-Setup verfügbar, und man kann zwischen dem Betrieb des Monitors als geschlossene Box oder als Bassreflexsystem auswählen – CoP Technology für »Closed or Ported« nennt man das bei HEDD. Möglich wird das zum einen durch mitgelieferte Plugs, mit denen die Ports dicht verschlossen werden können, und durch eine Umschaltung der Filterung passend zur jeweiligen Abstimmung. Beide Themen, phasenlineare Entzerrung sowie Bassreflex oder geschlossenes Gehäuse, sind ein wenig auch eine Glaubensfrage und mit Sicherheit viel diskutierte Themen in Kreisen der Tonschaffenden. Um an dieser Stelle für alle Geschmäcker etwas bieten zu können, ermöglicht man in allen Modellen der MK2-Serie jeweils beides und auch in beliebigen Kombinationen.

CoP-Foam-Plug
Mit einem sogenannten »Plug« können die Bassreflexports sicher und dicht verschlossen werden. Mit der zugehörigen Schraube lässt sich der Plug leicht einsetzen und auch wieder ausbauen.

Aus akustischer Sicht besteht der Unterschied zwischen einem geschlossenen Gehäuse und einem mit Bassreflexport darin, dass es sich entweder als Hochpassfilter 2. Ordnung (closed) oder als Hochpassfilter 4. Ordnung (ported) verhält. Im Frequenzgang zeigt sich der Unterschied darin, dass das geschlossene Gehäuse früher beginnt, zu tiefen Frequenzen hin im Pegel abzufallen, dafür dann aber weniger Steil mit 12 dB/Oct fällt; das Bassreflexgehäuse fällt mit 24 dB/Oct ab. Die beiden Kurven für die Tieftöner in Abb.01 ermöglichen einen direkten Vergleich. Entsprechend verhält sich der Phasengang mit einer Phasendrehung von 180° für das geschlossene Gehäuse und von 360° für das Bassreflexgehäuse.

Das geschlossene Gehäuse bietet somit die Vorteile der geringeren Phasendrehung und der Möglichkeit auch sehr tiefe Frequenzen, wenn auch nicht mit so hohem Pegel, wiedergeben zu können. Durch ein entsprechendes Filter (Pol-Nullstellen Kompensation) kann das geschlossene Gehäuse auch zu sehr tiefen Frequenzen hin noch entzerrt werden. Bei einem Bassreflexgehäuse ist das nicht möglich, da der Treiber unterhalb der Abstimmfrequenz des Resonators nahezu unbedämpft läuft und sehr schnell mechanisch überlastet werden kann. Meist wird daher ein Bassreflexgehäuse noch durch ein zusätzliches elektrisches Hochpassfilter vor Überlastung unterhalb der Abstimmfrequenz geschützt, womit dann weitere Phasendrehungen einhergehen. Der Vorteil des Bassreflexgehäuses liegt in der höheren Sensitivity in einem Frequenzbereich um die Abstimmfrequenz. In Abb.01 zeigt sich der Gewinn in der Fläche zwischen der roten (Bassreflex) und der lila (geschl. Geh.) Kurve.

Beim zweiten Thema »Phasenlineare Entzerrung durch FIR-Filter « geht es häufig um einen Kompromiss zwischen der möglichen Filterlatenz und dem Frequenzbereich, der entzerrt werden kann. Starke Phasendrehungen zu tiefen Frequenzen bedingen einen Anstieg der Gruppenlaufzeit. Soll dieser kompensiert werden, kann das FIR-Filter das nur erreichen, indem alle anderen Anteile auf diese Laufzeit verzögert werden. Für die beiden Varianten der Type-30 gelingt die phasenlineare Entzerrung mit einer Filterlatenz von 15,6 ms für das geschlossene Gehäuse bis 40 Hz hinab und für das Bassreflexgehäuse bis 70 Hz. Der Unterschied entsteht, weil das Bassreflexgehäuse eine stärkere Phasendrehung erzeugt und somit auch einen größeren Anstieg der Gruppenlaufzeit. Soweit zur Theorie.

Type30-AMT
Der HEDD AMT mit Waveguide zu Optimierung des Abstrahlverhaltens. Die Stege vor der Membran, die Teil der vorderen Polplatte des AMT sind, sind sehr schmal und stören das Abstrahlverhalten so nur minimal.

Bestückung und Elektronik

Realisiert werden die diversen Filter in der Type-30 MK2 mit einem Analog Devices Sharc DSP vom Typ ADSP-21479. Als Verstärkermodule werden in den MK2-Modellen unverändert die bekannten ICE-Power-Module eingesetzt. Ein 300 AS1-Modul mit Netzteil versorgt die beiden Tieftöner und zwei weitere 300 A1 Add on Cards den Mitteltöner und den Hochtöner. Die maximale Leistung der Endstufen wird von ICEpower mit 300 W an 4 Ohm und 150 W an 8 Ohm angegeben. Bei den Konustreibern setzt man bei HEDD auf Honeycomb Sandwich-Membranen mit neuen Harzen als Bindematerial, mit denen laut Hersteller die Membransteifigkeit um den Faktor 3 erhöht werden konnte. Selbstverständlich verfügen die Konustreiber auch über Aluminiumdruckgusskörbe und hinterlüftete Schwingspulen. Die Antriebe sind mit Ferrit-Magneten ausgestattet, die, solange das Gewicht keine Rolle spielt, kleine Vorzüge in puncto Antriebskraft und thermische Kapazität gegenüber Neodym-Chassis haben. Der AMT ist dagegen mit einem Neodym-Magneten bestückt, der hinter der Membran liegt und dessen magnetischer Kreis sich über die schmalen Stege vor der Membran schließt. Das Waveguide am AMT passt das Abstrahlverhalten im Übergangsbereich zum Mitteltöner an und steigert gleichzeitig auch noch die Sensitivity ein wenig.

Auffällig ist das besonders massive und schwere (21,5 kg) Gehäuse der Type-30 MK2. Der Grund liegt in der äußerst massiven Gehäusekonstruktion mit einer 38-mm-Front und 22- bzw. 28-mm-Seitenwänden mit zusätzlichen Verstrebungen und einem separierten Volumen auf der Rückseite für die Elektronik. Insbesondere ist Letzteres hervorzuheben, weil sich viele Hersteller die Trennung vom akustisch aktiven Volumen des Tieftöners und dem Raum für die Elektronik sparen, womit sich das Gesamtvolumen verringern und Kosten einsparen lassen. Dem steht jedoch gegenüber, dass einige elektronische Bauteile wie Kondensatoren auch Mikrofonie-Effekte ausbilden können und, ganz pragmatisch betrachtet, dauerhafte Vibrationen auch zu technischen Problemen und Ausfällen führen können.


Aus dem Messlabor…

… unter reflexionsfreien Bedingungen stammen die folgenden Messungen zum Frequenzgang, zum Abstrahlverhalten und zu den Verzerrungswerten. Der Klasse-1-Messraum erlaubt Messentfernung bis zu 8 m und bietet Freifeldbedingungen ab 100 Hz aufwärts. Alle Messungen erfolgen mit einem G.R.A.S 1/4″-46BF-Messmikrofon bei 96 kHz Abtastrate und 24 Bit Auflösung mit dem Monkey-Forest Audio-Messsystem. Messungen unterhalb von 100 Hz erfolgen als kombinierte Nahfeld-Fernfeldmessungen.

01 Einzelfrequenzgänge der drei Wege.
LF ported (rot) und Closed (lila), MF (grün) und
HF (blau). Der AMT Hochtöner wird über einen
15-Ohm-Vorwiderstand betrieben.

02 Filterfunktionen in der Einstellung linear
phase, normal; LF ported (rot) und Closed (lila),
MF(grün) und HF (blau)

03 Gesamtfrequenzgang closed (blau), ported
(rot: linear phase, grün: minimum phase). Unten
die Filterfunktionen der Shelving- und des Desktop-
Filters.

04 Phasengänge closed (blau) und ported (rot:
linear phase, grün: minimum phase)

05 Spektrogramm der Type 30 mit einem perfekten
Ausschwingverhalten.

06 Horizontales Abstrahlverhalten in der Isobarendarstellung;
der Pegel ist beim Übergang von
Gelb auf Hellgrün um 6 dB gegenüber der Mittelachse
abgefallen.

07 Vertikales Abstrahlverhalten

08 Maximalpegel bezogen auf 1 m Entfernung
bei höchstens 3 % Verzerrungen (rote Kurve) und
bei höchstens 10 % Verzerrung (blaue Kurve).

09 Messung der Gesamtverzerrungen (TD) mit
einem Multitonsignal mit EIA-426B Spektrum
und 12 dB Crestfaktor für maximal 10 % Verzerrungsanteil.
Auf 1 m im Freifeld bezogen wird dabei ein Pegel von 100 dB als Leq und von 111 dB als Lpk erreicht.

10 Powercompression, gemessen mit einem Multitonsignal mit EIA-426B Spektrum, beginnend bei einem Mittelungspegel Leq von 86 dB. Basierend
auf dieser Referenzmessung wurde der Eingangspegel in 1 dB Schritten bis auf +16 dB gesteigert. Die grüne Kurve zeigt den Verlauf bei +14 dB, die
orange bei +15 dB und die rote Kurve bei +16 dB. Lässt man eine breitbandige Powercompression von maximal 2 dB zu, dann ist die orange Kurve das
Limit. Aus der Messung zur orangen Kurve wurde die Grafik aus Abb.09 abgeleitet.

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Filterung

Über das Bedienpanel auf der Rückseite lassen sich die Einstellungen »Lineariser on/off« und »ported/closed« in allen Kombinationen auswählen. Weitere Filter stehen mit den Einstellungen Extended LF Range und für die Kombination mit einem Subwoofer bei 80 Hz Trennfrequenz bereit. Die zugehörigen HEDD BASS-Subwoofer ermöglichen auch für die komplette Kombination einen linearen Phasengang, dann jedoch mit einer etwas höheren Filterlatenz von 30 ms. Weitere Filter sind mit High- und Low-Shelving und Desk betitelt. Die zugehörigen Filterkurven, jeweils in der Maximalstellung, finden sich in Abb.03 unten.

Ungewöhnlich für die heutige Zeit ist das rückseitige Bedienpanel mit insgesamt neun Drehschaltern oder Potis. Jede Funktion hat hier einen eigenen Schalter. Erwarten würde man heute jedoch eher ein farbiges Touch-Display, über das sich alle Funktionen bedienen und auch Setups speichern lassen. Ebenso dürfte natürlich eine schicke App zur Fernsteuerung mit dem Smartphone nicht fehlen, so könnte man zumindest meinen. Wägt man jedoch den Aufwand und die Kosten gegen den Nutzen ab, dann dürfte die hier gewählte Lösung auch nicht schlecht dastehen. Die Einstellungen gelingen über die Schalter eindeutig, schnell und sicher, und das Durchforsten von Menüs und Untermenüs auf der Suche nach den Einstellungen entfällt. Zudem werden die Einstellungen meist ohnehin nur einmal vorgenommen und dann nicht mehr verändert.

HEDD_Back Panel
Bedienpanel der Type30 MK2 mit analogem Feeling trotz DSP-Technik. Für die Signalzuspielung gibt es einen analogen und einen AES/EBU-Eingang mit Link-Buchse. Über einen Schalter kann ausgewählt werden, welches Signal (L/R/Mono) aus dem AES/EBU-Datenstrom verwendet wird.

Bei den Messwerten gilt ein besonderes Augenmerk den verschiedenen Varianten der Type-30 MK2. Abb.3 zeigt dazu drei Frequenzgänge: In Grün und Rot als Bassreflexsystem ohne (grau) und mit (rot) Lineariser für den Phasengang. Wie man gut erkennt, hat die Phasenlinearisierung keinen Einfluss auf den Frequenzgang. Beide Kurven sind absolut identisch. Die blaue Kurve zeigt den Frequenzgang bei geschlossenem Gehäuse mit der zugehörigen Filtereinstellung. Unterhalb von 300 Hz treten hier leichte Welligkeiten auf, die vermutlich dem Filterdesign geschuldet sind. Die untere Eckfrequenz (–6 dB) liegt mit 30 Hz gegenüber 33 Hz für die Bassreflexversion sogar noch etwas tiefer. In beiden Fällen beträgt die Welligkeit der ungeglätteten Frequenzgänge vom Maximum zum Minimum 3,8 dB.

Interessant wird es jetzt bei den Phasengängen in Abb.4. Die grüne Kurve der Bassreflexversion zeigt den erwarteten minimalphasigen Verlauf eines 3-Wege-Systems mit 3x 360° Phasendrehung. Schaltet man auf »Lineariser«, wird daraus die rote Kurve, die schon ab 70 Hz aufwärts einen weitgehend linearen Phasengang zeigt. Was bleibt, sind die 360° am unteren Ende, die sich mit Rücksicht auf die Filterlatenz nicht kompensieren lassen. Benutzt man den Lineariser für das geschlossene Gehäuse (blaue Kurve), beginnt der linearphasige Verlauf bereits ab 40 Hz. Entsprechend gut stellt sich der Monitor dann auch im Spektrogramm aus Abb.5 dar.

Weitere Messwerte sind ein Abstrahlwinkel von 131° horizontal und von 98° vertikal, die für eine hinreichende Bewegungsfreiheit am Arbeitsplatz sorgen. Die Paarabweichung betrug sehr geringe 0,6 dB, und der Störpegel gemessen in 10 cm Entfernung betrug ebenfalls sehr gute 23 dBA.

Für die Maximalpegelmessung wurde zuerst das Verfahren mit 185 ms langen Sinusburst-Signalen genutzt. Abb.08 zeigt das Ergebnis für maximal 3 % und 10 % Verzerrungen. Die beiden Kurven verlaufen in weiten Bereichen deckungsgleich, was dadurch entsteht, dass die 10 % THD erst gar nicht erreicht wurden, da vorher schon ein Limiter in der Box gegengesteuert hat. Sieht man sich die Sensitivity der Treiber und die zur Verfügung stehende Endstufenleistung an, dann fallen die Max.SPL-Werte insgesamt und insbesondere für den Mitteltöner geringer aus als erwartet. Die Ursache liegt in zu früh eingreifenden Limitern, was seitens der Entwickler bei HEDD auch schon erkannt wurde und über ein Software-Update für den Monitor geändert werden kann.

Abb.09 zeigt die zweite Messung zum Thema Maximalpegel mit einem Multisinussignal, das eine spektrale Verteilung nach EIA-426B für ein mittleres Musiksignal (grüne Kurve) und einen Crestfaktor von 12 dB aufweist. Diese Art der Messung spiegelt somit einen sehr realistischen Belastungszustand wider. Der hier gemessene Verzerrungswert erfasst sowohl die mit diesem Signal entstehenden harmonischen Verzerrungen (THD) wie auch die Intermodulationsverzerrungen (IMD). Beides zusammen wird als »Total Distortions TD = THD + IMD« bezeichnet. Auf 1 m im Freifeld bezogen wird dabei ein Pegel von 100 dB als Mittelungspegel Leq und von 111 dB als Spitzenpegel Lpk erreicht. Auch diese Werte fallen etwas geringer aus als erwartet, da wieder der Limiter – und das vor allem für den Mitteltöner – eingreift. Eine zweite Grafik in Abb.10 zeigt die Powercompression bei einer schrittweisen Pegelerhöhung in 1-dB-Stufen, wo sich auch der Mitteltonweg als zu früh limitierend hervortut. Hier muss also noch etwas nachjustiert werden.

Praxis

Der Hörtest fand abweichend vom sonst üblichen Prozedere im reflexionsarmen Raum statt, weil der sonst genutzt Hörraum aktuell als Videostudio für Vorträge und Vorlesungen genutzt wird. Klanglich konnte die Type-30 MK2 im Messraum bei einer Hörentfernung von 2–3 m in allen Lagen voll und ganz überzeugen. Tonal absolut neutral und mit der bekannt feinen Hochtonwidergabe des AMT-Treibers erfüllt der Monitor auch höchste Anforderungen. Die Tieftöner stehen dem kaum nach und reichen tief genug hinunter. Möchte man wirklich kräftige Bässe, dann würde sich einer der zugehörigen Subwoofer empfehlen.

Nun aber zu Kernfrage, wie sich der Lineariser auswirkt. Beim ersten Hinhören zunächst einmal kaum, was auch nicht anders zu erwarten war, da sich im Frequenzgang nichts ändert. Beginnt man jedoch, in etwas komplexere Aufnahmen genauer hineinzuhören, dann erkennt man eine präzisere und klarere Auflösung, die sich interessanterweise auch noch abseits des Hörplatzes und außerhalb des Sweetspots gut nachvollziehen lässt. Wie weit das jetzt durch das etwas ungewöhnliche Umfeld unter Quasi-Freifeldbedingungen bedingt ist, lässt sich von dieser Stelle jedoch nur schwer sagen. Interessant ist der Effekt auf jeden Fall.

Fazit

Mit dem Type-30 MK2 Monitor hat man bei HEDD einen großen Schritt nach vorne gemacht. Die gute Basis aus Treibern und Endstufen der ersten Generation blieb erhalten und wurde durch ein flexibles DSP-System erweitert, das jetzt vielfältige und interessante Möglichkeiten eröffnet. Als zusätzliches Feature kommt noch die Möglichkeit hinzu, den Monitor ganz entsprechend der eigenen Vorlieben als Bassreflexsystem oder mit geschlossenem Gehäuse zu betreiben. Messwerte und Höreindruck der Type-30 MK2 sind hervorragend. Gleiches gilt für das sehr gute Preis/Leistungs-Verhältnis. Das kleine noch vorhandene Problem mit den Limiter-Einstellungen wird sich dann bestimmt auch noch mit dem nächsten Software-Update beheben lassen.

Hersteller/Vertrieb:
HEDD

UvP/Straßenpreis pro Paar:
5.200,– Euro / ca. 5.000,– Euro

Internet
www.hedd.audio

Unsere Meinung
+++ Klangqualität
+++ Verarbeitung und Wertigkeit
+++ Preis/Leistungs-Verhältnis
++ Messwerte
++ Einsatzmöglichkeiten


Profil HEDD Audio Type30 MK2

Frequenzbereich:
33 (30) Hz – 38 kHz (–6 dB)

Welligkeit:
(3,8) dB (100 Hz – 10 kHz)

hor. Öffnungswinkel:
131 Grad (–6 dB Iso 1 kHz – 10 kHz)

hor. STABW (Standardabweichung):
28 Grad (–6 dB Iso 1 kHz – 10 kHz)

ver. Öffnungswinkel:
98 Grad (–6 dB Iso 1 kHz – 10 kHz)

ver. STABW:
38 Grad (–6 dB Iso 1 kHz – 10 kHz)

max. Nutzlautstärke:
101,6 dB (3 % THD 100 Hz – 10 kHz)

Basstauglichkeit:
104,4 dB (10 % THD 50 – 100 Hz)

Maximalpegel in 1 m (Freifeld) mit EIA-426B Signal bei Vollaussteuerung:
96 dBA Leq und 111 dB Peak

Paarabweichungen:
0,6 dB (Maxwert 100 Hz – 10 kHz)

Störpegel (A-bew.):
23 dBA (10 cm)

Maße / Gewicht:
530 × 280 × 338 mm (B × H × T) / 21,5 kg

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