Bass Chassis mit Rückkopplungsfunktion

Anfang der 1970er Jahre hat die Firma Philips/Valvo kleine aktive Kompaktboxen auf den Markt gebracht, die einen erstaunlich kraftvollen und verzerrungsarmen Bass abgeliefert haben. Das besondere an diesen Boxen liegt in der Technik der speziellen Basschassis. Die Chassis mit der Typbezeichnung:

- AD 8065/MFB
- AD 7066/MFB
- AD 8067/MFB
- AD 8167/MFB
- AD 81671/MFB
- AD 10100/MFB
- AD 12100/MFB

verfügen als gemeinsames Kennzeichen über einen Beschleunigungssensor (Accelerometer), der fest mit dem Schwingspulenträger der Chassis verbaut ist. Dabei handelt es sich um ein Bauteil mit ca. 3 cm Durchmesser, auf dem der Sensor, sowie 2 Widerstände und ein FET-Transistor angebracht sind.

MFB Beschleunigungssensor: PXE – Element

Auszug aus dem Schaltplan einer Philips MFB Box mit AD8065/MFB

Um die Signale des Sensors zu verwenden, wird eine Komparatorschaltung benötigt, die mit relativ wenig Aufwand erstellt werden kann. Da alle Chassis den gleichen Sensor verwenden, lässt sich die gleiche Regelungselektronik für alle Chassis einsetzen.
In Hamburg gab es damals das Elektronik Fachgeschäft ‚Statronic‘ im Eppendorfer Weg. Die schienen gute Beziehungen zur Fa. Valvo zu haben, ebenfalls in Eppendorf ansässige Tochter von Philips.
Ich konnte damals zwei AD 81671/MFB für ca. 30 DM pro Stück erwerben, die hatten dort eine ganze Palette stehen, zusammen mit passenden Frontplatten aus Spanholz. Das schönste dabei aber: Es gab auch ein kleines Heftchen mit einer Schaltung des Komparators, sowie einen Werbeprospekt mit den Daten der aktuellen Chassis von Philips.

Aus diesen Zutaten habe ich mir später ein 2.1 Satelliten/Basssystem zusammengebaut, allerdings war ich mit dem Bass nie wirklich zufrieden. Das lag aber nicht am Design oder dem Aufbau des Systems, sondern an mangelnden Messmöglichkeiten für die abschliessende akustische Feinjustage.

Heute habe ich die nötigen Einrichtungen dafür: Einen leistungsfähigen Windows PC, eine gute Soundkarte (ESI-Juli) und ein gutes Meßmikrofon (Minidsp UMIK-1), und das zeigt dann folgendes Bild:

MFB Rückkopplung in Aktion (Schwarze Kurve)

Der Bass ist in einer quadratischen Box mit 32 cm Kantenlänge eingebaut, das entspricht einem Nettovolumen von ca. 20 Litern. Die mit der MFB Schaltung erzielte Schalldruckkurve ist oben in schwarz zu sehen, ohne Rückkopplung ergibt sich die rote Kurve. Hinweisen möchte ich auch auf den kleinen Buckel bei 2,5 kHz: Dort ist bereits zu sehen, das die Regelung greift, denn wenn man es zu weit treibt, dann beginnt das System mit 2,5 kHz deutlich zu schwingen. Falls das Schwingen zu früh einsetzt, lässt sich mit dem Kondensator C8 (330nF) Abhilfe schaffen. Solange der Wiedergabebereich unterhalb von 200 Hertz bleibt, hat das auf die gewollte Regelung nur einen geringen Einfluß. Man kann auch versuchen, durch verschiedene Werte von C8 einen akzeptablen Kompromiss zu finden.

Die untere Grenzfrequenz liegt bei ca. 32 Hz (-3dB) gegenüber dem Maximum bei ca. 100 Hz. Die Messung erfolgt in ca. 20 cm Abstand zur Membran um Raumeinflüße auszuschalten.

In der gleichen Box und an der gleichen Elektronik angeschlossenes 18 cm Chassis AD 8067 zeigt ebenfalls sehr schön den Gewinn durch die Regelung.

Die Elektronik

Die Komparatorschaltung ist ursprünglich rund um einen IC vom Typ NE5533 entwickelt worden. Diese ICs sind aber nicht mehr zu bekommen. Alternativ lassen sich aber nahezu alle zweifach Opamps einsetzen, z.B. TL072, TL082 oder NE5532.
Folgendes Bild zeigt die Schaltung aus dem Heftchen von Statronic:

OriginalSchaltplan von Statronic (Single Supply)

Zur Verwendung der 8 poligen OPAMPs habe ich eine neue Platine entwickelt, die darüber hinaus für eine duale Spannungsversorgung mit +/- 15 Volt ausgelegt ist.