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Produktübersicht

ABACUS electronics Aktivlautsprecher Concerto Grosso

ABACUS electronics - Concerto GrossoKraft und Eleganz - die Concerto Grosso ist das Resümee aus 30 Jahren Erfahrung mit der ABACUS-Verstärkertechnik in 100% und verzögerungsfrei kontrollierten Aktivlautsprechern - kompromisslos perfektioniert mit exzellentem Material. Auf der Basis einer leistungsstarken Stromversorgung, kombiniert mit raffinierter Signalverarbeitung, mit wahlweise  analoger oder digitaler Frequenzweiche, bewältigt die Concerto Grosso jede musikalische Herausforderung - hauchzart bis Attacke.

Bei ABACUS werden Verstärker stets diskret aufgebaut. Das heißt, es werden keine sogenannten Endstufen-ICs oder Hybride verwendet, wie in vielen Verstärkern und Aktivlautsprechern üblich, sondern einzelne Leistungstransistoren. Nur so ist die spezielle ABACUS-Schaltung realisierbar, die absolut lastunabhängig arbeitet und schon antriebsseitig für eine Regelung der Lautsprecherchassis über den gesamten Frequenzgang sorgt.  Bei denen erfordert eine Regelung externe Sensoren und ist häufig mit Kompromissen bei Leistung und Bandbreite verbunden. Immer nach dem selben Prinzip aufgebaut, kommen je nach erforderlicher Leistung verschiedene Varianten der ABACUS-Schaltung zum Einsatz. Die in der Concerto Grosso verkraftet einen Strom von 75A und hat eine Leistungsbandbreite von über 250kHz. Die Regelung arbeitet über 2000 mal schneller als die höchste hörmäßig wahrnehmbare Frequenz.


Die Mittel-Hochton-Sektion

Abacus electronics - Concerto GrossoFür die Frequenzen oberhalb von 90Hz kommen zwei 5”-Konustiefmitteltöner mit Aluminiummembran und ein 1”-Hochtöner mit Keramikkalotte zum Einsatz. Die Treiber sind hoch belastbar und arbeiten dank eines kräftigen Antriebs und des steifen Materials in weiten Bereichen linear. Getragen werden sie von einem massiven 10mm starken Aluminium-Panel. Angetrieben wird die Sektion von zwei ABACUS-Leistungsverstärkern, einen für den Hochtöner und einen für die beiden Tiefmitteltöner, gespeist aus insgesamt 225VA Transformatorleistung mit großen, unabhängigen Kondensatorbänken und dreistufiger Spannungsfilterung. Die Zuteilung der Frequenzbänder erfolgt über eine spezielle Filterschaltung vierter Ordnung, die sowohl die Phasenanpassung des Hochtöners an den Tiefmitteltöner, als auch eine exakte Frequenzganglinearisierung im Übergangsbereich ermöglicht (siehe “Signalverarbeitung”). Alternativ steht die Concerto Grosso Frequenzweichenplatine auch mit digitaler Signalverarbeitung zur Verfügung und muss lediglich gegen die entsprechende Variante getauscht werden.


Die Tiefton-Sektion

ABACUS electronics CG - TieftönerUnter 90Hz arbeiten in der Concerto Grosso zwei mächtige 10”-Tieftöner mit einer maximalen Belastbarkeit von je 600W. Eine verwindungssteife Membrane (Sandwichkonstruktion aus Glasfaser und Kunststoff), sowie ein großzügig dimensionierter Antrieb sorgen für ein präzises und kompressionsfreies Bassfundament. Die Kombination aus zwei ABACUS-Leistungsendstufen im Brückenbetrieb und einer präzisen Bassentzerrung ermöglicht lineare Tiefstbasswiedergabe bis unter 16Hz bei kompromisslosen Schalldruckreserven. Die Leistung dafür liefert ein eigenständiger 500 Watt Ringkerntransformator mit eigenen Kondensatorbänken und ebenfalls dreistufiger Spannungsfilterung. Zur Raumanpassung lässt sich der Bass im Pegel und Tiefgang an die jeweiligen Gegebenheiten anpassen. Damit können Aufstellungsprobleme weitgehend ausgeschlossen werden.


Concerto Grosso im CM-Audio Shop: 

14.900,00 EUR

Concerto Grosso auch erhältlich in unserem eBay Shop.Concerto Grosso auch erhältlich in unserem eBay Shop.


Signalverarbeitung - Zwei Wege und integrierter Subwoofer

Die Frequenzweiche der Concerto Grosso ist eine ungewöhnliche Konstruktion. Die Tieftöner werden dabei erst bei tiefen 90Hz angekoppelt. Das macht den Lautsprecher eigentlich zu einer Zwei-Wege-Box mit eingebautem Subwoofer. Daraus resultieren aber zwei handfeste Vorteile. Zum einen liegen dadurch keine Übergangsbereiche im oberen Grundtonbereich, zum anderen sind die Wellenlängen bei 90Hz bezogen auf den Abstand der Tieftöner zu den Tiefmitteltönern sehr groß, was eine Ankopplung erleichtert. Dank des großen Tiefmitteltöner-Rückvolumens im Gehäuse können diese ohne Probleme bis 90Hz spielen.

Elektrische Phase

ABACUS electronics CG - Signalüberlagerung bei herkömmlichen Frequenzweichen

Analoge Frequenzweichen drehen die elektrische Phase. Tiefpassfilter verzögern Signale, Hochpassfilter machen das Gegenteil. Durch geschickte Kombination von Filterdimensionierungen wird allgemein zu erreichen versucht, dass sich verschiedene Wege in einem Lautsprecher konstruktiv überlagern, sich also für alle Frequenzen ergänzen und nicht etwa auslöschen. Die zu frühe Information vom Hochtöner soll sich dabei mit der zu späten vom Tieftöner so überlagern, dass ein Wellenberg jeweils mit einem Berg und ein Wellental jeweils mit einem Tal zusammenfällt. Es ist dabei aber nur möglich, das Signal mit Vielfachen von 180° verzögert zu überlagern. Bei der Wiedergabe werden die Instrumente und Stimmen nun also in 2, 3 oder mehr Frequenzbereiche zerlegt, die nicht zeitgleich abgestrahlt werden, sondern mit mehreren Perioden Zeitdifferenz. Das menschliche Ohr lässt sich damit aber nur bedingt zufriedenstellen.

Subtraktionsweiche – mit Trick

ABACUS electronics CG - Signalüberlagerung bei Subtraktionsweichen

Um dieses Problem zu umgehen, wurde für die Concerto Grosso eine sogenannte Subtraktionsweiche gewählt. Das Prinzip dieser Frequenzweiche sieht im Grunde vor, dass das Signal zum einen durch einen Tiefpassfilter geschickt wird und zum anderen durch einen Allpass. Der Allpass nimmt dabei keine Frequenzen weg, sondern bildet nur das Phasenverhalten des Tiefpasses nach. Zieht man nun das tiefpassgefilterte Signal vom allpassverzögerten Signal ab, erhält man einen Hochpass mit demselben Phasenverlauf wie der des Tiefpasses. Es überlagert sich nun theoretisch also jeder Wellenberg im Tieftöner exakt mit jedem Wellenberg im Hochtöner. Wenn Lautsprecherchassis über einen weiten Frequenzbereich eingesetzt werden sollen, kommt es konstruktionsbedingt an dessen Grenzen zu leichten Unebenheiten im Frequenzgang. Dadurch ist es häufig erforderlich, die angrenzenden Wege leicht überlappen zu lassen oder etwas auseinander zu ziehen. Bei klassischen Frequenzweichenkonstruktionen ist das leicht möglich, da alle Filter voneinander unabhängig sind. Bei einer herkömmlichen Subtraktionsweiche ist das jedoch nicht möglich, da der Hochpass immer direkt eine Funktion des Tiefpasses ist. Verschiebt man also die Eckfrequenz des Tieftöners nach oben oder unten, verschiebt sich die des Hochtöners automatisch mit.

Bei der Concerto Grosso wird dieses Problem umgangen, indem der Tiefpass für den Tiefmitteltöner gar nicht zur Berechnung des phasenkompensierten Hochpasses herangezogen wird. Hierfür enthält das entsprechende Filtermodul einen eigenen Tiefpass, speziell nur für diese Aufgabe. Dadurch ist es möglich, den Tiefmitteltöner bei 2484Hz zu begrenzen, den Hochtöner aber erst ab 2799Hz einzusetzen. Durch die akustischen Eigenschaften der Chassis wird die Lücke dann perfekt geschlossen.


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Akustische Phase

ABACUS electronics CG Signalverarbeitung LaufzeitunterschiedWenn nun also die elektrische Phase stimmt, muss dies für die akustische Phase noch lange nicht gelten. Durch verschiedene Faktoren kommt die akustische Information der Tiefmitteltöner bei vielen Lautsprecherkonstruktionen später beim Hörer an, als die des Hochtöners. Das gilt auch für die Concerto Grosso. Einer dieser Faktoren findet seine Ursache darin, dass die Antriebe der Tiefmitteltöner konstruktionsbedingt weiter zurückliegen. Spielt denn das eine ausreichend große Rolle? Ein geometrischer Versatz der akustischen Quellen von nur 3cm führt zu einem Laufzeitunterschied von 87,5µs. Daraus resultiert eine akustische Auslöschung von Hoch- und Tiefmitteltönern bei rund 5.700Hz. Kommen nun noch weitere Faktoren hinzu, die eine Verzögerung bewirken, verschiebt sich diese Auslöschung nach unten und fällt tatsächlich genau in den Übergangsbereich. Hier werden also wichtige Informationen verdeckt, und das in einem Frequenzbereich, der für das menschliche Richtungshören extrem wichtig ist. Eine schlechtere räumliche Auflösung ist zwangsläufig die Folge.

ABACUS electronics CG - Signalverarbeitungsubtract allpassDie Lösung für dieses Problem liegt nun eigentlich auf der Hand. Das Signal des Hochtöners muss verzögert werden. Das kann auf verschiedene Weise passieren. Der einfachste Weg wäre, das mechanisch zu lösen, indem einfach der Hochtöner einige Zentimeter zurückliegend eingebaut würde. Das führte aber unweigerlich zu Kantenreflexionen an der Gehäusegeometrie. Eleganter wäre also eine elektronische Lösung. Im Falle der Concerto Grosso wurde der Signalfluss mithilfe eines digitalen Signalprozessors nachgebildet und der optimale Verzögerungswert messtechnisch und in Hörsitzungen ermittelt. Später wurde diese Verzögerung auf die analoge Frequenzweiche in Form eines Allpassfilters erster Ordnung übertragen, der so dimensioniert wurde, dass seine Phasendrehung im Übergangsbereich genau für die richtige Verzögerung sorgt. Das Ergebnis ist nun ein elektrisch und akustisch optimales Phasenverhalten ohne Sprünge im Übergangsbereich, kombiniert mit einem sehr flachen Frequenzgang. Das ermöglicht eine perfekte räumliche Darstellung und der Lautsprecher selbst tritt nicht in Erscheinung.


Bassentzerrung – Basslinearisierung

Dank der Lastunabhängigkeit der ABACUS-Schaltungstechnik ist eine Kontrolle des Lautsprechers auch unterhalb seiner Resonanzfrequenz möglich. Dem physikalisch bedingten Pegelabfall in diesem Bereich muss lediglich mit einer entsprechenden Anhebung der Signalspannung entgegengewirkt werden. ABACUS Aktivlautsprecher haben stets geschlossene Gehäuse. Der Pegeleinbruch im Bass verläuft dabei mit nur 12dB/Okt recht sanft, während er z.B. bei Bassreflexsystemen mit 24dB/Okt doppelt so steil wäre. Unterhalb der Resonanzfrequenz verläuft der Frequenzgang in einem geschlossenen Gehäuse zwar abfallend, dafür aber besonders linear, und der Schalldruck steht in einem vorhersehbaren Zusammenhang mit der Auslenkung der Membran. Wird das Signal nun durch eine Art Equalizer vor der Verstärkung entsprechend „vorverzerrt“, ist der resultierende akustische Frequenzgang absolut flach.

ABACUS electronics CG - BassentzerrungsnetzwerkTiefe Resonanzfrequenzen erfordern bei geschlossenen Gehäusen recht große Volumina und besonders aufwendig konstruierte Tieftontreiber. Dank der elektronischen Bassentzerrung ist es nun möglich, die Gehäuse eher klein zu konzipieren, was ihnen weniger Eigenleben erlaubt. Der größere Kompressionsdruck im Gehäuse führt zu einer leichten Überhöhung des Frequenzgangs nahe der Resonanz. Das würde sich klanglich in einer Überbetonung im Grundtonbereich äußern. Bassentzerrungsnetzwerk Es gilt nun also ein Filter zu designen, das einerseits eine ausreichende Anhebung bei tiefen Frequenzen bewirkt, andererseits aber auch bei der Resonanzfrequenz die Überhöhung dämpft. Üblicherweise würde man dazu ein Shelvingfilter (auch Kuhschwanzfilter genannt) mit einem Peakingfilter (Glockenfilter) kombinieren. Die exakte analoge Implementierung ist dabei aber relativ komplex und neigt zur Instabilität (Schwingneigung). Bei der Concerto Grosso werden hier stattdessen ein 1. Ordnung und ein 2. Ordnung gefiltertes Signal im optimalen Pegelverhältnis zum ungefilterten Signal addiert. Bei richtigen Frequenzen und Pegeln der Signale zueinander entsteht ein Summensignal, welches zu tiefen Frequenzen beliebig stark ansteigen kann und – durch das Phasenverhalten des Filters 2. Ordnung – sogar eine Senke bei der Resonanzüberhöhung verursacht.

ABACUS electronics CG - Bassentzerrung durch ÜberlagerungUm die Werte für dieses Netzwerk zu ermitteln wurde der Lautsprecher mit seiner natürlichen Hochpasscharakteristik zunächst in einem DSP simuliert und in den Signalweg geschaltet. Nun wurden alle Werte so eingestellt, dass die Überlagerung beider Filterschaltungen einen flachen Frequenzgang ergibt. Die ermittelten Parameter wurden in eine entsprechende analoge Schaltung mit selektierten Bauteilen übertragen und das akustische Ergebnis messtechnisch überprüft. Bassentzerrung durch Überlagerung Der Signalspannungsanstieg von mehr als 12dB erfordert eine hohe maximal verfügbare Signalspannung. Um diese trotz großer Betriebssicherheit zu erreichen arbeiten in der Concerto Grosso zwei Bassendstufen „gebrückt“. Das heißt, mithilfe eines sogenannten „Differential Line Drivers“ werden zwei gegenphasige Signale zu den Endstufen geschickt. Die Tieftöner werden zwischen den Ausgängen beider Verstärker angeschlossen und bekommen auf diese Weise immer die doppelte Spannung, was zu einer vierfachen umgesetzten Leistung führt. Außerdem kann der mitunter große Strom auf diese Weise nicht an der Signalmasse, also dem Bezugspunkt der gesamten Elektronik „zerren“.


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Features:

  • 3-Wege 100% geregelte Aktivbox
       
  • mit 4 vollwertigen ABACUS-Endstufen)*, Leistungsbandbreite <3Hz bis >250.000Hz
       
  • davon 2 Verstärker im Brückenbetrieb für die Tiefton-Sektion
       
  • aktive Frequenzweiche – Standard: analog, alternativ digital (DSP)
        – Übergangsfrequenzen 90Hz und ~2600Hz
        – phasen- und zeitkompensiertes Hochpassfilter
       
  • Treiberbestückung
        – Tieftöner: 2× 250mm/10” Hochleistungstreiber mit Glasfasersandwichmembran
        – Tiefmitteltöner: 2×130mm/5” mit Aluminiummembran
        – Hochtöner: 25,4mm/1” mit Keramikkalotte
        – Neu: alternativ mit Air Motion Transformer Hochtöner
        – Mittel-Hochton-Sektion aus 10mm Aluminium
       
  • Stromversorgung
        – getrennte Transformatoren für Eingangsstufe/Frequenzweiche, Digitalteil, Bassendstufen und Mittel-Hochton-Endstufen
        – jede Leistungsendstufe mit eigenem Gleichrichter und eigener Ladekapazität
        – Transformatorleistung Bass-Sektion: 500VA
        – Transformatorleistung Mittel-Hochton-Sektion: 225VA
       
  • Gehäusevolumen:
        – Tiefton-Sektion: ca. 43l
        – Mittel-Hochton-Sektion: ca. 35l
       
  • Frequenzgang: 16 bis 20.000Hz linear
       
  • Line-Eingang über Cinch (Neutrik)
       
  • Symmetrischer Eingang über XLR oder 6,3mm Klinke
       
  • Stufenlose Regelmöglichkeiten über ALPS RK27 Potentiometer für
        – Eingangspegelanpassung (Lautstärke)
        – Bass Roll-off 16-32Hz
        – Bass-Pegelanpassung +3,5/-6dB
        – Hochtöner-Pegelanpassung +3,5dB/-2,5dB
       
  • Mikrocontrollersteuerung für
        – Überlastschutz mittels spezieller Schutzschaltung für jede Endstufe
        – Übertemperatursicherung
        – Einschaltgeräuschunterdrückung
        – Einschaltstrombegrenzung
        – Einschaltautomatik (über Musiksignal mit einstellbarer Schaltschwelle oder Remotespannung 3-40V AC oder DC)
       
  • Elektronik, Gehäuse, Kühlkörper und Alu-Rückwand – alles hergestellt in Deutschland

Technische Daten

Netzanschluss:230V AC, Kaltgeräteanschluss
Leistungsaufnahme, Automatik:ca. 0,5VA
Leistungsaufnahme, Leerlauf:ca. 40VA
Leistungsaufnahme, maximal:ca. 800VA
RMS-Leistung, Mittel-Hochton:225W
RMS-Leistung, Tiefton:500W
Frequenzgang (+1/-3dB):<16 - >20.000Hz
Übergang TT-TMT:90Hz, 18dB/Oct.
Übergang TMT-HT:2484/2799Hz, 24dB/Oct.
Ladekapazität Tiefton-Sektion:4*20.000µF
Ladekapazität Mittel-Hochton-Sektion:4*9.400µF
Ladekapazität Eingangsstufe:2*6.600µF
Netto Gehäusevolumen Tiefton-Sektion:ca. 43l
Signaleingangspegel, maximal:100Vss
Eingangsimpedanz (asymmetrisch):ca. 10kΩ
Maße Gehäuse (BxTxH):300×450×1250mm
Maße mit Füßen und Basisplatte (BxTxH):356×506×1296mm
Gewicht (Stück):76kg

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