Ur-ESEL

Mit dem Ur-ESEL begann mein ESL-Selbstbau.

Das Modell des gezeigten Bildes nahm 2002 Teil am ersten Treffen der Klang&Ton in Duisburg.

Die Ähnlichkeiten mit den ESL von Audiostatic kommen nicht von ungefähr.

Der Aufbau eines flachen Drahtstators ist sehr einfach und erfolgversprechend. Er erlaubt Hybrid-Panele als auch Vollbereichs-ESLs zu bauen. Flache Lochblechstatoren scheiden für einen qualitativ hochwertigen ESL, ausser vielleicht schmalen, hohen Hochtonpanelen, eher aus. Die extreme Richtwirkung und mechanische Resonanzanfälligkeit verhindern wirklich erstklassige Resultate.

Die in vertikaler Richtung angeordneten Drähte des Drahtstators erlauben eine einfache Beeinflussung der Richtcharakteristik über ein Widerstandsnetzwerk. Drähte sind darüber hinaus einfach und günstig in guter Qualität, zu geringen Kosten und in ausreichender Isolierstärke käuflich. Im Prinzip muss man sich nur ein Verfahren überlegen, wie man den Drahtwickel von der Tromel in perfekt gerade Drahtlängen bringt.

Man kann einzelne Drahtstücke unter kräftigem Zug mehrfach hin und her verdrehen. Einfacher, schneller und fast ebenso präzise ist es die komplette Drahtlänge mäanderförmig in einen Spannrahmen zu fädeln und mit kräftigem Zug einmal die Drähte zu recken und richten.

Als Drähte kommen eindrähtige PVC-isolierte Leitungen, z.b. H07VU und H05VU in Frage. Noch minimal günstigere elektrische Eigenschaften weisen  Kynar-isolierte WireWrap Drähte auf, bei allerdings deutlich höheren Kosten. Auch kann die Verklebbarkeit dieses Polyamids Probleme bereiten. PU-isolierte Drähte wären ebenfalls eine Alternative und mit Abstrichen auch PE. Teflon-Isolationen sind  eher ungeeignet und zu teuer für diese Anwendung. Nahezu ideale elektrische Eigenschaften brächten zwei- oder gar dreischichtig aufgebaute Kupferlackdrähte mit. Allerdings können die Isolierschichten beim Mäandern und Richten feine Risse entwicklen, die die Isolationswirkung stark vermindern.

Die Drähte werden in einen Rahmen eingeklebt, der wie eine Art Leiter aufgebaut ist, in der die beiden langen Rahmenstücke aus einem geeigneten flachen Isolierwerkstoff bestehen. Die Sprossen dienen der Fixierung der Drähte und mechanischen Stabilisierung des Gebildes. Sie können aus stabilem Isolierstoff, Plexi, oder auch Metall bestehen.

Am oberen und unteren Ende wird der Isolierstoffrahmen mit dem gleichem isolierenden Flachmaterial gschlossen. Er dient als Träger der Membran und Abstandhalter zu den Statordrähten. Als Isolierwerkstoff sollten hochisolierende Werkstoffe zum Einsatz kommen, die eine ausreichende mechanische Stabilität aufweisen, sowie eine möglichst kleine dielektrische Konstante (epsilon). Hydrophobe Eigenschaften wären wünschenswert, da mit der Zeit die Luftfeuchte zusammen mit Stäuben, Rauch und sonstigen Schmutzpartikeln einen schwach leitfähigen Film und damit einen Leckpfad für die Membranladung entwickeln.

Die gesamte Statorfläche kann in verschieden breite Segmente unterteilt werden, indem man elektrisch segmentiert. Man speist dazu das Audiosignal direkt in einen schmalen Bereich -meist ein 2-3cm breiter Streifen in der Mitte des Stators ein und führt über einen Widerstand von einigen dutzend KiloOhm das Signal auf die äußeren Bereiche des Stators. Die Widerstände bilden mit der Kapazität der Statorfläche einen RC-Tiefpass. Hohe Frequenzen werden gedämpft. So erzielt man eine mit sinkender Frequenz größer werdende Membranfläche. Neben der vorteilhafteren, etwas breiteren Richtcharakteristik lässt sich so der Amplitudengang beeinflussen.

Ein weniger beachteter Effekt ist die deutlich reduzierte Schwankungsbreite der Impedanz und des elektrischen Phasenganges, was dem angeschlossenen Verstärker die Arbeit erleichtert. Ein entscheidender Nachteil dieser Technik ist aber der deutlich höhere nötige Übertragerfaktor von typisch 1:100. Je höher der Übertragerfaktor sein muss, desto schwieriger und komplexer wird ein guter Übertrager (Audio-Transformator) zu bauen.

Paradoxerweise erleichtert ein ´schlechter´ Übertrager dem angeschlossenen Verstärker die Arbeit und eröffnet über Resonanzeffekte eine Möglichkeit den Amplitudengang im Hochtonbereich zu beeinflussen.

Entgegen der vollmundigen Versprechungen der Hersteller nur beste spezielle Übertrager einzusetzen, war es daher durchaus üblich billigste Übertrager von teils sehr zweifelhafter Qualität einzusetzen und damit die Anzahl möglicher tauglicher Verstärker zu erhöhen.

Klanglich ist das ESL-Prinzip so überlegen, daß die Panele selbst über solche Gurkentrafos versorgt herkömmlichen dynamischen Lautsprechern locker Paroli bieten können. Klanglich ist mit einem hochwertigen teureren Übertrager aber immer ein besseres Ergebnis erzielbar. Man muss dann aber den Verstärker sorgfältiger aussuchen.

Unterhalb etwa 100Hz spielten hier zwei 25cm Bässe als Dipole in einem sehr kompakten Aufbau. Trotz aktiver Weiche und vielen Versuchen konnte der Bassteil nicht wirklich akustisch bruchfrei an den ESL gebunden werden.

Auch im maximal möglichen Pegel zeigten sich Defizite, was nicht zuletzt daran lag, daß die Basstreiber einen Parametersatz für klassische kleine Bassreflexgehäuse aufwiesen. Wohlgemerkt war das akustische Ergebnis schon befriedigender als vorangegangene Versuche mit Transmissionlines, Bassreflexen und selbst geschlossenen Gehäusen. Es blieb aber noch viel zu tun.