9 Die Magie der Saba Greencones - was ist wirklich dran?

Schon viele Besucher von dipolplus hatten mich in der Vergangenheit nach meinen Erfahrungen mit den alten Saba Chassis, den sogenannten Greencones, gefragt. Ich kannte zahlreiche Foren-Diskussionen aus Deutschland, den USA, Frankreich, England, Italien, Japan, Russland oder sogar Thailand. Im Netz kursieren diverse Bauvorschläge für diese grünen Tief-Mittel- und Hochtöner, die es in verschiedenen Bauformen mit unterschiedlichen Magneten gibt. Sie stammen sämtlich aus alten Saba Röhrenradios oder Saba Musiktruhen. In den teuersten Truhen-Modellen, etwa der "Königin von Saba", waren auch größere Chassis eingebaut. Das Spektrum der Bauvorschläge, die sich fast alle um Greencones mit einem Durchmesser von ca. 20 cm drehen, reicht von geschlossenen Boxen über mehr oder weniger offene Schallwände bis zu Resonanzgehäusen wie "Rondo" oder "Cello".

Von den wenigsten dieser Konstruktionen existieren jedoch akustische Messdiagramme. Hier und da werden Messungen des 0°-Frequenzgangs und die TSP (Thiele-Small-Parameter) von einzelnen Chassis veröffentlicht. Herausragend sind nur die Messungen von Troels Gravesen im Zusammenhang mit einer Resonanzgehäuse-Konstruktion.

Sehr enthusiastisch äußern sich die User im Netz über die Klangqualität, die diese Greencones in offenen Schallwänden erreichen sollen. Ständig ist von "Magie" und "Zauber" die Rede. Auffallend oft wird die einzigartige Detailtiefe und anspringende Lebhaftigkeit der Wiedergabe gelobt - nicht nur in Deutschland. In einem US-Forum antwortete jemand auf die Frage nach dem "besten Mitteltöner des Markts" kurz und bündig: "Saba!". Der Klangtraum soll erstaunlicherweise ohne besonderen Aufwand an Konstruktion und Material erfüllt werden. Für die Trennung zwischen dem Hochtöner (1670-DU) und dem Tief-Mitteltonzweig (dem Chassis 19-200) wird meist nur ein Kondensator zwischen 2 µF und 10 µF vorgeschlagen. Es verwundert auch, dass überwiegend die runden Tief-Mitteltöner empfohlen werden. Die ovale Variante dieser Greencones spielt in den Diskussionen kaum eine Rolle.

Mein Kenntnisstand war also nur theoretischer Natur. Bis mir ein dipolplus-User ein Paket aus den Saba Hochtönern, einem Paar runder sowie einem Paar ovaler Tief-Mitteltöner zu Verfügung stellte und mich fragte, ob ich daraus eine offene Schallwand entwickeln könne. Dieser Versuchung konnte ich nicht widerstehen - ich nahm den Auftrag an.

Überblick über die Schallwand-Abmessungen

Die Recherche im Netz nach offenen Saba Schallwänden ergab überwiegend Empfehlungen für Schallwand- breiten von 50 bis 65 cm, in Extremfällen bis 120 cm. Die empfohlene Höhe bewegt sich üblicherweise zwischen 100 und 160 cm. Die Saba Tief-Mitteltöner 19-200 haben jedoch einen Membrandurchmesser von 16,9 cm. Das ergibt, wie hier besprochen, ein Verhältnis der effektiven Schallwandbreite zum Membran- durchmesser von 3:1 bis 4:1. Also keine optimalen Voraussetzungen für hochwertige Wiedergabe, wie Kapitel 4 zeigt.

Um diesbezüglich mehr Klarheit zu schaffen, maß ich einen runden 19-200 völlig ohne Schallwand in 10°-Schritten von 0-180° durch, baute ihn anschließend mittig in eine 40 cm breite und 45 cm hohe offene Schallwand und maß erneut. Hier einige Ergebnisse:


Das Diagramm zeigt den Frequenzgang des Greencone 19-200 völlig ohne Schallwand. Die Messungen sind - auch im weiteren Verlauf der Dokumentation - unkalibriert. Der wahre Schalldruck liegt in diesem Diagramm ca. 25 dB unter den Angaben. Man erkennt die schmale Sickenresonanz bei 1 kHz, die typisch für dieses Chassis ist. Ihr Einfluss ist bei 0° am deutlichsten und nimmt zur Seite ab. Über 1 kHz beginnt das Chassis zu bündeln, erkennbar an den auseinander strebenden Linien. Bei 2 kHz ist das neue Bündelungsniveau erreicht - die Linien laufen jenseits 2 kHz im Prinzip wieder parallel.

Anschließend montierte ich den runden 19-200 in die offene Schallwand - hier zusammen mit dem dazu gehörenden Saba Hochtonchassis:


Unter 1 kHz hebt die Schallwand deutlich das Schalldruckniveau. Die 1 kHz Senke ist weiterhin vorhanden. Oberhalb davon ist der Verlauf weitaus unruhiger als ohne Schallwand - vor allem auch zwischen den Winkeln. Man vergleiche dazu Kapitel 4.

Die Veränderung des Schalldrucks auf Achse durch die Schallwand ist einen genaueren Blick wert:

Unterhalb der Sickenresonanz bei 1 kHz erkennt man den Schalldruckgewinn durch die 40 cm breite Schallwand. Oberhalb 1 kHz kommt an fast identischer Stelle die erste Dipolsenke hinzu. Durch Überlagerung entsteht ein ½ Oktave breiter tiefer Einbruch, der hörbar wird. Wenn man das Mikrofon schrittweise von der Membran entfernt, sieht man, wie der Schallwandeinfluss stärker und die Dipolsenke breiter und tiefer wird:

Ein Vergleich der Polardiagramme mit und ohne Schallwand offenbart das volle Ausmaß dieser Störung:

Bereits das linke Diagramm ohne Schallwand zeigt ein unregelmäßiges Bündeln bei 1 kHz und 1,25 kHz. Rechts bei der Schallwand ist "constant directivity" von 1-2 kHz ein Fremdwort. Noch schlimmer wird es, wenn man den 0°-Frequenzgang linearisieren will:

Im linken Diagramm sehen wir, wie der runde 19-200 bei 1-2 kHz den Schall teilweise lauter zur Seite abstrahlt als nach vorn, besonders in den Bereichen typischer Seitenwandreflexionen bei 30-60°. Zwischen 1 und 2 kHz herrschen dort Lautstärkevariationen von bis zu 12 dB. Diese frequenzabhängig variablen starken Reflexionen im wichtigen Ortungs-Frequenzbereich verwirren unter anderem unsere Wahrnehmung von Entfernung. Es entsteht die Illusion einer räumlicher Tiefe, die in der Tonquelle gar nicht enthalten ist. Ähnliches gilt für die seitliche Wahrnehmung entlang der Stereobasis.

Das rechte Diagramm demonstriert, wie man mit Greencones ein weitaus besseres horizontales Abstrahlverhalten in einer OB (open baffle) erreicht. Der Weg dahin wird im Folgenden beschrieben.

Vom runden zum ovalen Saba

Wie eingangs beschrieben, standen auch ovale Saba 240/180 Chassis (Typ 5898, 510, 002) zur Verfügung. Bereits ein erster Messvergleich ohne Schallwand zeigt, dass der Frequenzgang der ovalen Ausführung deutlich ausgeglichener ist als derjenige der runden Variante 19-200:


Die ovalen Sabas passen nicht nur im Frequenzgang gut zusammen - vollends überzeugt ihr Frequenzgang auch zu den Seiten, verglichen mit der runden Version. Bei dieser Messung ist der Tief-Mitteltöner bereits in eine kleine, schmale Schallwand eingebaut und im Frequenzgang leicht korrigiert:

Der Saba Hochtöner mit Bakelitkorb

Dieser Hochtöner (Chassis 1670) ist nicht nur die ideale Ergänzung zum runden Tief-Mitteltöner, er passt auch hervorragend zum ovalen Saba in einer schmalen Schallwand. Für beide Varianten empfiehlt sich schon auf den ersten Blick eine Übergangsfrequenz von ca. 6 kHz. Fast noch wichtiger ist die Erkenntnis: Auch im Bündelungsmaß gehen Mittel- und Hochton nahtlos ineinander über.

Man beachte im oberen Sonogramm, dass die Trennfrequenz bei 6 kHz liegt. Der ovale Saba zeigt in diesem Bereich schon von sich aus die gleiche enge Bündelung wie der Hochtöner. Bei dieser hohen Grenzfrequenz dürfen übrigens der Hoch- und der Tief-Mitteltöner auf der Schallwand nicht zu weit voneinander entfernt sein. Darauf hat bereits Gravesen hingewiesen.

In einer breiten Schallwand tendiert der Hochtöner 1670 zu einer Überhöhung unter 10 kHz (rote Linie). Diese kann jedoch durch einen passenden Hochpass (grüne Linie) oder durch eine deutlich schmalere Schallwand (blaue Linie) korrigiert werden:

Präziser und transparenter - die Philosophie einer schmalen Saba Schallwand

Die akustischen Vorteile einer Kombination aus ovalen Greencones und einer Schallwand, deren Breite auf jeden Fall unter 40 cm liegen muss, haben sich bis hierhin zumindest messtechnisch herausgestellt. Umso erstaunlicher, dass fast alle mir bekannten Bauvorschläge beharrlich die runde Version der Greencones auf einer (zu) breiten Schallwand empfehlen. Der Grund für die Beliebtheit der breiten Schallwand ist sicherlich die höhere Ausbeute unter 400 Hz, die sich im Vergleich zur schmalen Schallwand ausgewogener anhört. Dass gleichzeitig höhere Frequenzen unausgewogener wiedergegeben werden, überhört man gern, wenn nur nach Gehör abgestimmt wird. Denn die räumliche Wiedergabe wirkt subjektiv voluminöser, weil im oberen Mittelton (1-2 kHz) die Klangkörper künstlich verbreitert werden. Und die Raumtiefe wird "lebendiger" wahrgenommen, weil manche seitlichen Reflexionen winkel- und frequenzabhängig lauter und leiser werden im Verhältnis zum Direktschall.

Beides macht das Klangbild in der breiten Schallwand "interessanter", aber auch weniger originalgetreu. Verloren geht ein Stück Präzision, weil sich die in der Aufnahme vorhandenen Stimmen und Instrumente in der Wiedergabe "breit" machen. Sie werden größer und verwaschener wiedergegeben. Gleichzeitig leidet die Transparenz der Wiedergabe, weil zwischen den einzelnen Klangkörpern weniger Leerraum bleibt.

Die Bass-Erweiterung

Eine schmale Schallwand ist also nicht nur optisch ansprechender, sie hat auch akustische Vorteile. Zwingend notwendig ist aber die Ergänzung durch weitere Tieftöner, da die Saba Tief-Mitteltöner von der schmalen Schallwand nur bis ca. 400 Hz unterstützt werden. Um das angenehm schlanke Design durchgehend zu erhalten, entschied ich mich für den Einsatz von je zwei 20 cm-Tieftonchassis pro Seite in einem H-Frame.

Bei der Auswahl dieser Chassis galt es, Augenmaß zu bewahren: Keine Tieftonwunder, die fehlende Schallwandbreite durch riesigen Hub ausgleichen sollen. Und keine Wirkungsgradwunder, die das hohe Niveau der Sabas über 400 Hz erreichen müssen. Stattdessen ein sinnvoller Kompromiss, der auch noch preislich in den Rahmen des Projektes passt.

Die Wahl fällt nach einigen Versuchen auf den Fountek FW200. Dieser Tieftöner besitzt nicht nur ein sehr gutes Preis-Leistungs-Verhältnis, sondern auch den für OB sinnvollen gehobenen Qts-Wert, ausreichenden Hub, eine relativ große Membranfläche und einen Impedanzwert, der auch für Parallelbetrieb geeignet ist.

Aus dem Bau erster Prototypen entwickelt sich eine Gestaltungsidee: Eine einteilige Schallwand für alle vier Chassis "durchsticht" einen optisch und farblich abgesetzen H-Frame. Das soll die Herstellung erleichtern (z.B. Schallwand per CNC gefräst, Frame aus anderem Material) und eine leicht nach hinten gestellte Schallwand erlauben. Dass diese lange Schallwand sich nicht ausreichend gegen Resonanzen stabilisieren lässt, wird sich erst später herausstellen.

Der H-Frame

Die Simulation für das Freifeld (blaue Linie) zeigt den H-Frame auf den ersten Blick etwas bassschwach. Wie die rote Linie beweist, werden im Raum auf jeden Fall echte 50 Hz erreicht. Am oberen Bereichsende ist der H-Frame für eine Trennfrequenz von 400 Hz ausgelegt - oberhalb dieser Frequenz fällt der Schalldruck von selbst ab:

Im gesamten Einsatzbereich wird das Verhalten des H-Frame natürlich stark von den Reflexionen im Raum geprägt. Man bemerke, dass durch die bodennahe Anordnung der Basstreiber kaum ein Frequenzgangloch durch Bodenreflexion zu erkennen ist.

Die Frequenzweiche

Die Weichenentwicklung folgt keinem abstrakten "Bauteile sind Gift"-Konzept, sondern fördert ein ausgewogenes und detailreiches Klangbild. Mit nur 7 Filterbauteilen entsteht eine 3-Wege-Weiche mit steilen und symmetrischen akustischen Filterflanken:

Durch die vergleichsweise steile Trennung bei 400 Hz bleibt die Leistungsfähigkeit des Saba Tief-Mitteltöners trotz schmaler Schallwand voll erhalten. Er verzerrt keinesfalls mehr als mit der üblichen Trennung in breiten Schallwänden. Mit ein paar Widerständen lässt sich das Lautstärkeverhältnis zwischen den Zweigen individuell regeln. Ein zusätzliches Notchfilter ermöglicht bei Bedarf eine noch harmonischere Wiedergabe.

Feine Korrekturen

Auch bei der nur 25 cm breiten Schallwand geht die Bündelung an einer Frequenz dipoltypisch zurück, hier um 1,5 kHz. Infolgedessen wird an dieser Stelle mehr Energie in den Raum gestrahlt als unter- und oberhalb auf der Frequenzskala. Ohne feinfühlige Korrektur kann das bei besonders kritischen Aufnahmen zum "Schreien" führen. Deshalb kann um 1,5 kHz der Schalldruck auf Achse mit einem Notchfilter leicht zurückgenommen werden (rotes Dreieck) - der Energiefrequenzgang bleibt gerade:


Die Lautstärke-Anpassung der drei Einzelzweige im Raum per Gehör ergab diesen ungefensterten Frequenzgang am Hörplatz:

Das Ergebnis ist eine recht gleichmäßig zu höheren Frequenzen abfallende "Hauskurve", wie sie für Lautsprecher mit ausgewogenem Energiefrequenzgang typisch ist. Die ausgeprägten Frequenzgangspitzen und -senken unter 200 Hz sind eine Auswirkung der Raummoden, die im Bass den Frequenzgang im Raum bestimmen.

Die Prototypen

Alle beteiligten Chassistypen wurden in mehreren unterschiedlich großen Dipol-Testschallwänden gemessen und deren Eignung zum Zusammenspiel geprüft:

Dabei ergaben sich die optimale Schallwandbreite und die dazu passende Tiefe des H-Frame. Alle weiteren Abmessungen resultieren aus den sinnvollen Chassispositionen. Das führte zu einer 25 cm breiten und 110 cm hohen Schallwand. Diese wurde aus 24 mm Birken-Multiplex hergestellt und, wie weiter oben illustriert, durch eng passende Querschlitze in Deckel und Boden des H-Frame gedrückt.

Während sich die generellen Messdaten bestätigten, ließen die Basstreiber bei größerer Lautstärke die lange schmale Schallwand am oberen Ende deutlich vibrieren. Das konnten auch eingesetze Querstreben in der Mitte des H-Frame und stabilisierende U-Metallprofile entlang der Schallwand-Außenkante nicht ausreichend verhindern. Interessierten Nachbauern schlage ich deshalb vor, die Schallwand herkömmlich getrennt für den H-Frame und die Sabas herzustellen.

Die endgültigen Abmessungen

Das Gehäuse des H-Frame ist innen 52 cm hoch, 25 cm breit und 20 cm tief. Als Wandstärke empfiehlt sich allgemein 22 mm oder mehr. Die Schallwand wird mittig (halbe Tiefe) in das Gehäuse eingesetzt. Wer höhere Pegel bevorzugt, sollte das Bassgehäuse mit jeweils einer Querstrebe vorn und hinten zwischen den Tieftönern (wie auf den Fotos gezeigt) beruhigen.

Die Einbauöffnungen für die Basstreiber haben 93 mm Radius. Beide Treiber werden von vorn aufgesetzt - sie müssen nicht eingefräst werden. Eine Fase an der Hinterseite der Einbauöffnung ist nicht zwingend notwendig. Die Schallwand kann "innenliegend" sein oder sie wird zur noch besseren Versteifung durch Boden und Deckel des Gehäuses hindurchgeführt.

Die Schallwand für die beiden Saba Chassis ist 25 cm breit und endet 110 cm über dem Boden. Eine Verrundung der Kanten ist akustisch überflüssig, kann aber erfolgen, wenn es optisch gewünscht wird. Der Ausschnitt für das Hochton-Chassis ist mittig auf der Schallwand, 103 cm über dem Boden und hat 49 mm Radius. Die vordere Kante des Ausschnitts muss evtl. leicht abgerundet werden, bis das Chassis komplett aufliegt. Breite Fase an der Hinterseite der Öffnung.

Das ovale Chassis hat seinen Mittelpunkt 85 cm über dem Boden. Der elliptische Ausschnitt ist 22 cm hoch und 16 cm breit. Die Hilfspunkte für die Ellipsenkonstruktion liegen je 7,7 cm über und unter dem Mittelpunkt. Die Chassis werden nicht eingefräst, sondern von vorn aufgelegt. Wahrscheinlich muss auch hier die Auflagekante leicht bearbeitet werden, bis alles passt. Die Rückseite des Schallwand-Ausschnitts wird breit angefast.

Für die Saba-typischen Gummi-Auflager werden auf der Vorderseite 20 mm breite Senklöcher 4 mm tief eingelassen. Rund um den Ausschnitt wird eine schmale Schaumstoffauflage als Dichtung auf die Schallwand geklebt. Die Befestigungsschrauben der Chassis werden so angezogen, dass der Blechkorb dicht aufliegt, aber nicht angepresst wird.

Die obere Schallwand wird mittig über der Bass-Schallwand platziert. Die Befestigung auf dem H-Frame ist unkritisch, es sollen nur keine Schwingungen übertragen werden.
Apropos Schwingungen: Der H-Frame ist nur 20 cm tief. Die beiden Fountek 200 können ihn u.U. ordentlich "durchschütteln". Dem kann man mit zwei Maßnahmen entgegenwirken. Ausgestellte Füße vergrößern das Aufstandsmaß. Und ein oder zwei Steinplatten auf dem Deckel des H-Frame (oder an Stelle des Deckels) vergrößern die "Ruhemasse" des H-Frame an der wirksamsten Stelle:

Wie klingt es?

Es "klingt" natürlich gar nicht - es reproduziert. Und das unaufgeregt und unverfälscht. Aber nicht unspektakulär. Denn wenn man es mit dem Hochton nicht übertreibt, löst sich der Klang sehr schön von den schmalen Saba Schallwänden und breitet dahinter eine relativ weite Bühne aus. Diese entsteht auch, weil die Schallwände auf den Hörer ausgerichtet sein sollten. Nur so kommt das ganze Frequenzspektrum am Ohr an. Die Bühne ist umso stabiler, je besser die Chassis zueinander passen.

Die Saba Tief-Mitteltonchassis sind generell keine Lautstärke-Champions. Das gilt auch für die schmalen Schallwände. Bei höheren Pegeln setzen Verzerrungen ein. Aber nicht schmalbandig bei bestimmten Frequenzen, und deshalb sofort hörbar und nervend. Vielmehr wird der Mittelton insgesamt rauer und die Wiedergabe verschwommener. Die Qualität der Tieftonabteilung hält bei dieser Dipol-Konstruktion mit. Wie bereits die Messungen zeigen, fehlen zwar die unterste und oberste Oktave des Frequenzspektrums. Das ist durchaus noch ausgewogen. Wer auf die unterste Oktave Wert legt, höhere Pegel bevorzugt und nicht in einem Raum hört, der bei 30-40 Hz eine tiefste Raummode "nachschiebt", kann gern einen zusätzlichen Subwoofer betreiben.

Was kostet es?

Ein Quartett der Saba Tief-Mitteltöner und Hochtöner lässt sich zur Zeit dieser Veröffentlichung z. B. bei Ebay für ca. 70-90 € ersteigern. Die Fountek 200 sind für 47 € per Stück zu haben. Die Frequenzweichen-Bauteile starten bei 75 € pro Kanal für die günstigste noch akzeptable Qualität. Holz in roher Ausführung und Kleinteile veranschlage ich mit etwa 100 €. Die letzten beiden Preisangaben sind natürlich nach oben beliebig offen. Insgesamt komme ich auf einen Stereo-Startpreis ab ungefähr 520 €. Wobei noch nichts für eine edlere Optik ausgegeben wurde.

Ein Fazit

Eine nur 25 cm breite Saba Schallwand zusammen mit einer Tiefton-Lösung im H-Frame unterscheidet sich deutlich von den üblichen OB-Konstruktionen mit diesen Chassis. Zugleich stellt sie sicherlich eine der günstigsten Möglichkeiten dar, die akustischen Vorzüge der neuesten Dipol-Erkenntnisse in einem kompletten Dipollautsprecher umzusetzen. Das gilt besonders, wenn man die speziellen Eigenschaften der vielgerühmten Saba Chassis schätzt. Dann wird auch ein Vergleich mit anderen am Markt erhältlichen Lautsprechern sinnlos - weil es Vergleichbares nicht gibt.