Das Messlabor

Alle Messungen werden mit dem PC-basierten Messsystem „Monkey Forest“ mit einer Auflösung von 1 Hz oder kleiner bei einer Abtastrate von 96 kHz durchgeführt. Als Messmikrofon wird eine B&K-Kondensatorkapsel des Typs 4939 (Membrandurchmesser ¼ Zoll) zusammen mit einem Impedanzwandler des Typs 2670 eingesetzt. In Verbindung mit einer Kompensationsdatei erlaubt diese Kombination präzise Messungen bis 40 kHz. Verstärkt werden die Signale des Messmikrofons mit einem B&K-Messverstärker des Typs 2610, bevor sie von einem hochpräzisen 24bit/96kHz-Messfrontend für die Messsoftware zugänglich gemacht werden. Auf der Ausgangsseite stehen zwei kleine 20-W-Messverstärker für die Standardmessung zur Verfügung. Wenn es einmal ernst wird und Bedarf nach viel Leistung besteht, kommen eine Crown Reference I oder eine Crown I-T12000 HD zum Einsatz.
Der Messraum ist als reflexionsarmer Halbraum mit einem absolut schallharten Granitboden aufgebaut und ermöglicht Freifeldbedingungen ab ca. 100 Hz aufwärts. Das Messmikrofon wird dabei immer auf dem Boden platziert, sodass es für das Mikrofon keine sichtbaren Reflexionen von der Bodenfläche gibt. Messungen für den Frequenzbereich unterhalb von 100 Hz werden als Nahfeldmessungen direkt vor den Quellen durchgeführt und später in der Software mit der Fernfeldmessung automatisch kombiniert. Die Messentfernung sollte einer typischen Hördistanz entsprechen und kann maximal acht Meter betragen. Kleine Lautsprecher werden meist in 2 m Entfernung gemessen, größere in 4 oder 8 m Entfernung.

Tannoy, TC Group und die Music Group

Der heute in Schottland ansässige und 1926 in London gegründete Lautsprecherhersteller Tannoy dürfte weltweit betrachtet zu den Audiofirmen mit der längsten Tradition gehören. Zunächst beschäftigte man sich zwar mit Gleichrichtern, auf deren Basismaterialien „tantalum“ (dt.: „Tantal“) und „alloy of lead“ (dt.: „Bleilegierung“) auch der Firmenname Tannoy zurückgeht. Schon 1933 gab es dann aber die ersten Tannoy-Lautsprecher mit fremderregten Magneten und 1947 den ersten Dual-Concentric-Treiber. Auf diesem Konzept basiert bis heute die Tannoy-Philosophie, den kompletten Audio-Frequenzbereich aus einer Quelle abzustrahlen.
Tannoy gehört heute, neben anderen renommierten Hersteller wie TC electronics, Lab.gruppen oder Lake, der TC Group an. Nun wurde jedoch die TC Group unlängst von Uli Behringers Music Group vereinnahmt, sodass man jetzt gespannt auf die weitere Entwicklung sein darf.

Tannoy Turnberry GR LE

Mit der Turnberry GR Limited Edition (LE) hat Tannoy eine kleine Sonderserie von 150 Paaren exklusiver Lautsprecher aufgelegt, die mit einem 10“-Dual-Concentric-Treiber bestückt sind. Gegenüber dem Serienmodell verfügt der Treiber in der LE über einen Alnico-Magneten, ein Material, das bis in die 1970er Jahre Standard bei Lautsprechern war und dann durch Ferrit und später auch Neodym ersetzt wurde.
Der primäre Grund für die Abkehr von „AlNiCo“ (eine Legierung aus Aluminium, Nickel und Kobalt) als Magnetmaterial dürfte der 1978 entstandene akute Mangel an Kobalt aufgrund eines Embargos im Zusammenhang mit dem Bürgerkrieg im damaligen Zaire (heute: Demokratische Republik Kongo) gewesen sein. Alle großen Lautsprecherhersteller waren damals gezwungen, möglichst unter Beibehaltung der bekannten Parameter ihre Chassis umzukonstruieren. Trotz des somit offensichtlich eher politisch erzwungenen Wechsels von Alnico zu Ferrit genießen viele Alnico-Treiber bis heute einen teilweise legendären Ruf. Aus rein technischer Sicht gibt es in der Tat auch einige Unterschiede. Alnico-Magnete verfügen über eine höhere Temperaturstabilität und sind unempfindlicher gegenüber der Back-EMF, die von jeder sich im Magnetfeld bewegenden Spule ausgeht und zu nichtlinearen Verzerrungen führt. Letzteres wird häufig auch als Grund für die klanglichen Vorzüge von Alnico-Chassis genannt.


Andererseits können sehr große Ströme durch die Schwingspule auch zu einer irreversiblen teilweisen Entmagnetisierung des Alnico-Magneten führen. Wird das Magnetfeld dadurch geschwächt, dann reduziert sich die Sensitivity und die Parameter des Treibers verändern sich. Besonders kritisch sind unter diesem Aspekt große langhubige Tieftöner. Nach einer hohen Belastung kann es so durchaus dauerhaft zu einigen Dezibel Verlust kommen. Moderne Alnico-Treiber, wie sie heute entwickelt werden, arbeiten daher mit einem elektrisch leitenden Ring (z. B. aus Kupfer), der den Magneten umgibt. Das Störfeld der Spule wird damit kurzgeschlossen und der magnetische Fluss stabilisiert.
Das bei Tannoy verwendete Magnetmaterial „Alcomax3“ besitzt eine hinreichend elektrische Leitfähigkeit, um jegliche Störfelder durch Wirbelströme zu eliminieren. Experten zu diesem Thema streiten seit jeher, ob mit entsprechenden konstruktiven Maßnahmen Ferrit- oder Neodym-Magnete nicht zu mindestens gleichwertigen klanglichen Resultaten führen sollten, was sich vermutlich nicht eindeutig beantworten lässt. Trotzdem freut man sich immer wieder, wenn ein Chassis mit Alnico-Magnet auftaucht. Vermutlich nicht zuletzt auch, weil diese optisch einfach schöner waren als die danach folgenden, eher etwas klobigen Ferrit-Magnete. Hinzu kommt, dass einige der legendären Alnico-Treiber aus einer Zeit stammen, als die Lautsprecherentwicklung große Fortschritte machte und viele bis heute zu Recht hoch angesehene Monitore entstanden.
Wie auch immer – wer eine Tannoy Turnberry GR LE kauft, der möchte ein traditionelles und hochwertiges Produkt erwerben, und da kann ein Alnico-Chassis nur recht sein. Vermutlich haben potenzielle Käufer auch den dazu passenden Jaguar in der Garage, aber bitte nur in Dunkelgrün und als Double Six … Genug der historischen Betrachtungen. Kommen wir jetzt zu den eher emotionslosen Ergebnissen aus dem Messlabor, die für das alles überragende Bestreben nach ungetrübtem Musikgenuss nicht minder wichtig sind.

Elektrische Impedanz

Die elektrische Impedanz als Messwert wird auch in der Praxis immer dann zu einer relevanten Größe, wenn Extremwerte vorkommen, vor allem in Form von ausgeprägt niedrigen Werten. Sensible Verstärker könnten damit Probleme haben, was rein technisch bei modernen Schaltungen aber eigentlich nicht mehr passieren sollte. Für die Turnberry wird eine Nennimpedanz von 8 Ω angegeben. Entsprechend der 60268-5 Norm sollte der Wert nirgends unter 6,4 Ω fallen.
Wie die Impedanzkurve in Abb. 1 zeigt, wird das nicht ganz eingehalten; das Minimum der Kurve liegt bei 5,3 Ω, die jedoch keinem ernsthaften Verstärker Schwierigkeiten machen sollten. Die rote Kurve zeigt die komplette Box, die grüne nur den Tieftöner inklusive des zugehörigen Frequenzweichen-Zweigs, die blaue den Hochtöner. Über ein Steckfeld auf der Frontseite kann der Pegel des Hochtöners mithilfe eines Shelving-Filters in 1,5-dB-Schritten von –3 bis +3 dB eingestellt werden. Entsprechend ändert sich auch die Impedanz, wie die beiden gestrichelten blauen Kurven zeigen.


Abb. 1: Elektrische Impedanz des Lautsprechers. Das Impedanzminimum der nominellen 8-Ω-Box beträgt 5,3 Ω. Die Bassreflexabstimmung liegt bei 53 Hz. Rot: komplettes System. Blau: nur HF bei 0 dB und ±3 dB. Grün: nur LF

Frequenz- und Phasengang

Wie sich die Pegeleinstellung des Hochtöners im Frequenzgang auswirkt, ist in Abb. 3 dargestellt. Der Pegel des Hochtöners wird nicht im Ganzen um den entsprechenden Wert verschoben, sondern in der Art eines Shelving-Filters, das hier über eine Induktivität mit gestuften Abgriffen realisiert wurde. Die Trennung zwischen Hoch- und Tieftöner erfolgt mit Filtern zweiter Ordnung. Für den Hochtöner wird zusätzlich noch ein passives Netzwerk zur Frequenzgang-Anpassung eingesetzt. Für die Kondensatoren werden Polypropylen-Folientypen eingesetzt, bei den Spulen sind es Luft- oder I-Kern-Spulen. Die Weichen sind zwar mit hochwertigen Bauteilen aufgebaut, wirken aber – auf Holzplatten mit Kabelbindern und Heißkleber frei verdrahtet – zumindest optisch ein wenig hemdsärmelig.

Abb. 2: Frequenzgang mit Angabe der Sensitivity (rot) bezogen auf 1 W/1 m (= 2,83 V/1 m). Die mittlere Sensitivity (blau) zwischen 100 Hz und 10 kHz liegt bei 90,4 dB. Der Frequenzgang (–6 dB) darauf bezogen reicht von 44 Hz bis über 16,2 kHz (blau)

Abb. 3: Einzelfrequenzgänge des Tieftöners (grün) und des Hochtöners (rot). In Blau die Pegelstufen des Hochtöners für ±1,5 dB und ±3 dB. Die Trennung erfolgt laut Datenblatt bei 1,1 kHz

In der 0-dB-Stellung für den Hochtöner erreicht die Turnberry damit einen insgesamt schön gleichmäßigen und ausgeglichenen Frequenzgang entsprechend Abb. 2. Die mittlere Sensitivity zwischen 100 Hz und 10 kHz beträgt 90,4 dB. Die –6 dB Eckfrequenzen darauf bezogen liegen am unteren Ende bei 44 Hz, am oberen Ende bei 16 kHz. Sieht man über den schmalen Einbruch bei 17 kHz einmal hinweg, dann könnte man auch 25 kHz als obere Eckfrequenz angeben.
Der Phasenverlauf in Abb. 4 weist die 360° für das Bassreflexgehäuse am unteren Ende und weitere 180° im Bereich des Übergangs vom Tief- zum Hochtöner auf. Wie sich auch in der Impuls- und Sprungantwort gut erkennen lässt, setzt der Tieftöner durch das etwas weiter vorne liegende akustische Zentrum ca. 0,3 ms früher ein. Im Phasenverlauf macht sich das durch den vom minimalphasigen Anteil (blaue Kurve) abweichenden Verlauf bemerkbar.

Abb. 4: Phasengang der Tannoy Turnberry GR LE


Abb. 5: Impulsantwort der Turnberry; der etwas frühere Einsatz des Tieftöners ist gut zu erkennen

Abb. 6: Aus der Impulsantwort berechnete Sprungantwort

Drei Eigenschaften haben ihren Anteil am Phasengang: die elektrischen Filterfunktionen der Frequenzweiche, die akustischen Filterfunktionen der beiden Wege und der räumliche Versatz zwischen Hoch- und Tieftöner. Durch eine geschickte Auswahl der Filterfunktionen in der Weiche hat man in der Entwicklung die Möglichkeit, trotz des kleinen Versatzes der Quellen einen optimalen Kompromiss zu finden – wie es hier auch den Entwicklern bei Tannoy gut gelungen ist.

Spektrogramm

Das Spektrogramm liefert wichtige Zusatzinformationen zum Frequenzgang; ob beispielsweise Einbrüche im Verlauf ihre Ursache in Resonanzen haben. Für die Berechnung des Spektrogramms wird ein kurzes Zeitfenster über die Impulsantwort geschoben und Schritt für Schritt via FFT in den Frequenzbereich transformiert. Entsprechend diesen Schritten im Zeitbereich werden die Frequenzgänge nebeneinander aufgetragen. Der Pegel wird dazu über die Farbe dargestellt. Mögliche Resonanzen sind nun im Spektrogramm als Ausläufer über der Zeitachse gut zu erkennen. Bei der Turnberry ist schon konstruktionsbedingt im Spektrogramm kein absolut perfektes Verhalten zu erwarten. Abb. 7 lässt dann auch einige kleine Resonanzen und bei 685 Hz sowie 1360 Hz jeweils ein etwas ausgeprägteres Nachschwingen erkennen. Beide gehen auf den Tieftöner zurück und stehen vermutlich mit Gehäusemoden in Verbindung, die sich bei 2-Wege-Systemen meist nicht ganz vermeiden lassen, wenn der Tieftöner mit seinem großen Gehäuse bis weit in den Mittenbereich hinein arbeiten muss.

Abb. 7: Spektrogramm der Turnberry mit einigen schmalen Resonanzen, die sich so auch schon im Frequenzgang andeuteten

Ein eher peripherer, aber trotzdem sehr wichtiger Messwert ist die Paarabweichung zwischen zwei Lautsprechern. Fällt diese zu groß aus, leidet die Quellenortung bei der Stereo-Wiedergabe.
Zusätzlich eignet sich die Paarabweichung auch noch als Qualitätskriterium, wie ernst es der Hersteller mit der Qualitätskontrolle beim Warenausgang meint. Die maximale Abweichung zwischen 50 Hz und 10 kHz für die mit 1/3 Oct. geglätteten Messungen der Turnberry in Abb. 8 lag bei 1,7 dB und fiel damit recht groß aus. Für das Pärchen Turnberry ist dazu jedoch vermutlich noch keine belastbare Aussage zu treffen, da die beiden zum Test angelieferten Boxen aus der Vorserie stammten und zudem auch noch als Testexemplare herumgereicht werden, sodass die Vorgeschichte natürlich unbekannt ist.

 

Abb. 8: Paarabweichung zwischen den beiden zum Test gestellten Lautsprechern

Isobaren

Der Abstrahlwinkel der Turnberry wird im Datenblatt mit mittleren 90° angegeben. Für ein Koaxchassis ist das Abstrahlverhalten horizontal und vertikal identisch, sodass sich mögliche Unterschiede nur durch das Gehäuse ergeben. Abb. 9 zeigt dazu die horizontalen Isobaren, Abb. 10 die entsprechende vertikale Messung. Beide Ebenen zeigen einen über alles betrachtet sich kontinuierlich leicht einschnürenden Verlauf und somit ein zu den Höhen hin leicht zunehmendes Bündelungsmaß, wie es gemeinhin für Studio- und Heimanwendungen als günstig beschrieben wird. Bildet man den Mittelwert zwischen 1 kHz und 10 kHz, dann werden die nominellen 90° fast genau erreicht.

Abb. 9: Horizontale Isobarenkurven bezogen auf die Mittelachse. Der Übergang von Gelb auf Hellgrün stellt die Grenze für 6 dB Pegelabfall gegenüber der 0°-Achse dar. Zwischen 1 kHz und 10 kHz liegt der mittlere Öffnungswinkel bei 94° bei einer Schwankungsbreite von 35°

Abb. 10: Vertikale Isobarenkurven bezogen auf die Mittelachse. Zwischen 1 kHz und 10 kHz liegt der mittlere Öffnungswinkel bei 92° bei einer Schwankungsbreite von 37°

Maximalpegel und Verzerrungen

Die erste Verzerrungsmessung erfolgte mit Sinussignalen als Maximalpegelmessung für höchstens 1 %, 3 % und 10 % Verzerrungen. Die Leistung wurde dabei auf die im Datenblatt angegebenen 125 W RMS limitiert. Zusätzlich ist in Abb. 1 noch die Sensitivity-Kurve für 1 W und die daraus berechnete Maximalpegelkurve für 125 W eingezeichnet. Legt man den Verzerrungsgrenzwert von 10 % zugrunde, dann erreicht die Turnberry fast über den gesamten Frequenzbereich den rechnerischen Maximalwert. Für 3 % fällt die Kurve ab 3 kHz aufwärts demgegenüber um 10 dB ab. Die 1-%-Kurve liegt für den Hochtöner dann nochmals um 10 dB tiefer. Ein solches Verhalten ist ganz typisch für einen Kompressionstreiber und entsteht durch die Dominanz gutmütiger Verzerrungen 2. Ordnung, die bei einer Pegelerhöhung um 10 dB um 20 dB zunehmen und somit den relativen Verzerrungsanteil um 10 dB ansteigen lassen.

Abb. 11: Maximaler Pegel bei höchstens 1 % (blau), 3 % (rot) und 10 % (grün) Verzerrungen bei maximal 125 W Leistung an 8 Ω. Die Messung erfolgte mit 185 ms langen Sinusbursts. Die beiden rosa Kurven zeigen die Sensitivity des Lautsprechers und den daraus für 125 W (+21,5dB) berechneten Maximalpegel

An einen hochbelastbaren Lautsprecher mit einer zudem noch sehr hohen Sensitivity gibt es gewisse Erwartungen für den erreichbaren Maximalpegel. Macht man die bekannte Rechnung auf, um 85 dBA Mittlungspegel in 4 m Entfernung zu erzielen, dann muss der Lautsprecher bezogen auf 1 m 97 dBA und je nach spektraler Zusammensetzung des Signals ca. 100 dBZ liefern können. Das wäre der Mittlungspegel. Geht man von einem Verhältnis vom Spitzenwert zum Effektivwert im Signal von 12 dB aus, dann wären das 112 dB in 1 m Entfernung. Bei einer Sensitivity von 90 dB würde somit ein 100-Watt-Verstärker (+3 dB Peak) schon zum Ziel führen.

Abb. 12: Gesamtverzerrungen (harmonische und Intermodulationen) bei 88 dBA Mittlungspegel in 4 m unter Freifeldbedingungen. Gesamtes Signalspektrum in Rot, Verzerrungskomponenten in Blau. Messung mit einem Multisinussignal mit der spektralen Verteilung eines mittleren Musiksignals (grün) und 12 dB Crestfaktor. Für die 4-m-Messungen liegen die Gesamtverzerrungen bei sehr niedrigen –27,5 dB (= 4,2 %). Der dabei gemessene Spitzenpegel bezogen auf 1 m Entfernung betrug 117 dB

Für Abb. 12 wurde die Turnberry mit einem speziellen Multisinus-Testsignal, das realer Musik sehr ähnlich ist, so belastet, dass die Peakleistung den im Datenblatt angegebenen 500 W entsprach und die RMS-Leistung für 12 dB Crestfaktor entsprechend bei 31,15 W lag. So gemessen wurden 88 dBA Mittlungspegel in 4 m Entfernung, entsprechend 117 dB Peak in 1 m, bei 4,2 % Gesamtverzerrungen erreicht. Diese Messung berücksichtigt neben den harmonischen Verzerrungen auch noch die besonders kritischen Intermodulationsverzerrungen.
Die Messungen zum Thema Verzerrungen zeigen Zweierlei. Zum einen verarbeitet die Tannoy Turnberry GR LE die angegebene Leistung mit den angegebenen Werten von 125 W RMS und 500 W Peak recht entspannt mit äußerst niedrigen Verzerrungen – und es werden dabei auch noch mächtige Schalldruckwerte erreicht. Die Empfehlung, einen Verstärker mit 250 W RMS einzusetzen, passt somit genau und garantiert eine hoch dynamische und verzerrungsarme Wiedergabe.

Fazit

Die Tannoy Turnberry GR LE ist ohne Frage ein etwas spezieller Lautsprecher, der dem aktuellen Trend der schlanken Säulen mit viel Elektronik und DSP-Systemen in keinster Weise entspricht. Ganz in der Tradition der Marke werden die Probleme im Kern angegangen. Ein Dual-Concentric-Treiber sorgt für die fast perfekte Abstrahlung aus einer Quelle. Beim Antrieb des Treibers wurde speziell für das Limited-Edition-Modell keine Mühe gescheut und feinstes Alnico in großer Menge eingesetzt. Das Design des in Schottland handgefertigten und mit edlem Walnussholz furnierten und stoffbespannten Gehäuses ist sicherlich nicht jedermanns Sache, aber einfach so gut passend, das nichts anderes in Frage kam. Im Messlabor zeigte die Turnberry, was mit klassischer Technik und heutigen Entwicklerwerkzeugen machbar ist. Ein kurzer Hörtest nach den Messungen konnte das voll bestätigen. Die Turnberry spielt umfassend im gesamten Frequenzbereich mit mächtigem Tiefbass und feinsten Höhen und liefert dabei eine beeindruckende Dynamik. Eine gute Quelle, welcher Art auch immer, dazu ein passender guter Vollverstärker (z. B. von McIntosh) und ein Pärchen der Turnberry GR LE – und schon ist audiophiler Hochgenuss für alle Musiksparten und Geschmäcker sichergestellt. Sehr angenehm fällt auch der Paarpreis von 10 500 Euro auf, der für die gebotenen Fähigkeiten und Eigenschaften mehr als angemessen erscheint.

 

Den Klangtest der Tannoy Turnberry GR LE Alnico finden Sie hier:

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