Kling & Freitag CA 106 Pro

Ein Klassiker in zweiter Generation: Ganz im Gegensatz zum sonst eher praktizierten „Trick“, altbekannte Inhalte in einer neue Verpackung zu präsentieren, macht man es bei Kling & Freitag genau umgekehrt: Die bewährte „Verpackung“ – Gehäuse und Mechanik – bleiben unverändert, wurden aber mit neuer, komplett überarbeiteter Technik ausgestattet.

(Bild: Kling & Freitag)

Kompakte Beschallungslautsprecher werden im Verleih und bei Installation in vielfältigster Weise benötigt. Für kleine Bühnen mit Subwoofer, als Fill-Systeme in Seitenbereichen und an der Bühnenkante oder auch als Monitore auf der Bühne.

Übersicht:

Leichter, lauter, besser …

Systemabstimmung

Typische Vertreter dieser Art von Lautsprecher sind kompakte 2-Wege-Systeme mit 6,5″- oder 8″-Tieftönern und einem Multifunktionsgehäuse mit diversen Möglichkeiten zur Aufstellung oder Montage. Zu den wohl am meisten anzutreffend Modellen dieser Kategorie dürfte die CA 106 von Kling & Freitag aus Hannover gehören, die nach über 20 Jahren am Markt (erster Test in Production Parten 1998!) und einer deutlich fünfstelligen Anzahl verkaufter Exemplare unlängst komplett überarbeitet wurde und jetzt als CA 106 Pro in der zweiten Generation weiter angeboten wird.

Äußerlich hat sich nur wenig geändert. Die Gehäuseform und die Abmessungen sind unverändert gleichgeblieben, so dass alle von der CA 106 schon vorhandenen Zubehörteile weiterverwendet werden können. Lediglich die Frontseite hat eine kleine Änderung erfahren, wo jetzt der Schaumstoff hinter dem Gitter liegt statt vor dem Gitter. Der Schaumstoff bleibt so speziell im mobilen Einsatz mit häufigem Auf- und Abbau und Verpacken länger auch optisch gut erhalten.

Im Innern der CA 106 Pro wurden dagegen deutlich mehr Veränderungen vorgenommen: Beide Treiber sind neu und jetzt ganz zeitgemäß mit Neodym-Magneten ausgestattet. Folglich wurde auch die Weiche komplett neu designt und mit einer neuen Schutzschaltung ausgestattet, die einen sicheren Schutz – vor allem für den Hochtöner – bietet und sich nach dem Abklingen einer Überlastung automatisch zurücksetzt. Eine kleine, aber praktische Änderung findet sich auch noch auf der Rückseite: Über einen versenkten Schiebeschalter kann ausgewählt werden, ob die Box ihr Signal von den Pins 1± oder 2± der Speakon-Buchsen erhält. Man kann die CA 106 Pro so leicht an die Pin-Belegung eines Subwoofers anpassen, wenn beide zusammen über eine vieradrige Zuleitung versorgt werden und, was vermutlich in der Praxis noch wichtiger ist, man kann eine ganze Reihe von Boxen durchverkabeln, bei denen sich dann auswählen lässt, ob sie das Signal aus dem einen oder dem anderen Feed nehmen.

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Leichter, lauter, besser …

Vergleicht man die Datenblätter der ursprünglichen
CA 106 mit dem neuen Pro-Modell, dann fällt auf, dass diese einen zu den Tiefen hin weiter ausgedehnten Frequenzgang hat, einen höheren Spitzenpegel liefert und auch höher belastbar ist. Insgesamt spiegelt sich damit auch der Fortschritt in der Treiberentwicklung der vergangenen Jahrzehnte wider. Das Hochtonhorn und der Abstrahlwinkel sind mit 90×60 bzw. 60×90 mit gedrehtem Horn unverändert geblieben. Damals wie heute ist es eine Besonderheit der CA 106, als Treiber für das Hochtonhorn keinen Kompressionstreiber einzusetzen, sondern eine Kalotte, die mit ihrer Membran direkt ins Horn strahlt. Die Begründung dafür liegt auf der Hand. Die hohe Sensitivity eines Kompressionstreiber ist in der Kombination mit einem 6.5″-Tieftöner nicht erforderlich und eine Kalotte ohne Kompressionskammer mit einer kleinen 1″-Membran bietet in punkto Verzerrungen, Partialschwingungen und auch klanglich einige Vorzüge.

Im Gegensatz zu vielen anderen aktuellen Lautsprechermodellen kann die CA 106 Pro auch ohne eine spezielle Systemendstufe betrieben werden, da die Box an sich schon einen ausgeglichenen Frequenzgang hat und über alle erforderlichen Schutzschaltungen verfügt. Unabhängig davon empfiehlt man bei Kling & Freitag jedoch den Betrieb mit einer der hauseigenen Systemendstufen, die dann auch noch über zusätzliche kleine Korrekturfunktionen für die Lautsprecher verfügen. Im Angebot sind drei vierkanalige PLM-Modelle von Lab.gruppen mit integriertem Lake-Controller sowie ein Modell aus der IPD-Serie. Die Endstufen gibt es zusammen mit dem Anschlusspanel CP+ in einem 4-HE- Systemrack. Zum Test wurde das Pärchen CA 106 zusammen mit einem Systemrack mit Endstufe PLM 12K44 und dem optionalen 1×15″-Subwoofer Nomos LS II geliefert.

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Systemabstimmung

In einer ersten Runde im Messlabor wurde die CA 106 Pro zunächst pur ohne Systemverstärker gemessen. Um mehr Details zu erfahren, wurden die beiden Wege zunächst ohne die interne Weiche direkt am Messverstärker gemessen. Abb. 1 zeigt dazu die Impedanzkurven vom Tieftöner (rot) und Hochtöner (blau) zusammen mit der Kurve für die komplette Box (grün) mit interner Weiche. Für das Bassreflexgehäuse erkennt man eine Abstimmung knapp über 70 Hz und für den Hochtöner eine gut bedämpfte Resonanzfrequenz bei 1,2 kHz. Zusammen mit der Weiche (grün) steigt die Impedanz zwischen 1 und 4 kHz deutlich an, wo das Filternetzwerk der passiven Weiche den Hochtöner bedämpft.

Schaut man sich dazu die Frequenzgänge und Sensitivity in Abb. 2 an, dann sieht man, dass hier der Hochtöner deutlich lauter ist als der Tieftöner und entsprechend durch die Weiche angepasst werden muss, zumindest dann, wenn man den Anspruch hat, die Box auch ohne externes DSP-Processing betreiben zu können. Die Alternative wäre gewesen, das passive Filter nur für die X-Over- Funktion zu nutzen und alles andere dem DSP zu überlassen, was dann aber dessen Anwesenheit zwingend erfordert hätte. Die Frequenzgänge der beiden Wege in Abb. 2 lassen einen weiten Bereich erkennen, wo beide Wege gut nutzbar sind, was dem Entwickler viele Freiheiten beim Design der passiven Weiche gibt. Der Hochtöner erreicht durch sein Horn einen deutlich Zuwachs in der Sensitivity gegenüber einer einfachen Kalotte ohne Horn, was direkt zwei große Pluspunkte mit sich bringt. Das Horn ergibt ein kontrolliertes Abstrahlverhalten und der Treiber wird elektrisch geringer belastet. Am unteren Ende des Übertragungsbereiches zeigt der kleine Tieftöner erstaunliche Fähigkeiten. Bei 100 Hz erreicht die Sensitivity noch 87 dB und die darauf bezogene Eckfrequenz (-6 dB) liegt bei 61 Hz.

Die Übertragungsfunktionen der passiven Weiche finden sich in Abb. 3. Typisch für passive Filter spiegeln sich hier auch die Impedanzverläufe der Treiber wider. So wird die Tiefpassfunktion für den Tieftöner zu hohen Frequenzen hin durch den Impedanzanstieg des Treibers geschwächt. Im Falle der CA 106 Pro ist das unkritisch. Möchte man die Impedanzrückwirkung der Treiber jedoch vermeiden, dann kann das mit entsprechenden Bauteilen kompensiert werden, was die Weiche aber auch wieder größer und teurer macht.

Wie final beide Wege mit der passiven Weiche zusammenspielen, zeigt Abb. 4. Der Gesamtfrequenzgang verläuft in einem Toleranzbereich ±4 dB mit einer leichten Mittensenke mehr oder weniger ausgeglichen. Die mittlere Sensitivity liegt bei 88,6 dB und die darauf bezogenen Eckfrequenzen (-6 dB) bei 64 Hz und bei 20 kHz. Alle weiteren Anpassung und Feinheiten können dann, falls vorhanden, im Systemverstärker erfolgen.

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Controller und Amping

Das zum Test mitgelieferte Systemrack war mit einer Endstufe PLM12K44 bestückt, auf der drei Basis-Setups (Fullrange, Bass Boost und Monitor) für die CA 106 Pro gespeichert waren, die dann noch, soweit sinnvoll, jeweils mit einer Low-Cut-Einstellung kombiniert werden konnten.

Abb. 5 zeigt die damit gemessenen Filterfrequenzgänge. Zusammen mit der CA 106 Pro ergeben sich dann die Kurven aus Abb. 6. Dass auch hier der Verlauf nicht perfekt geradlinig ist, deutet ein wenig darauf hin, dass die Filter nicht nur bezogen auf den On-axis-Frequenzgang abgestimmt wurden, sondern auf einen etwas größeren Winkelbereich, in dem sich typischerweise auch die Zuhörer befinden. Mit der leichten 2-dB-Überhöhung oberhalb von 2 kHz wird so auch außerhalb der Mittelachse noch eine ausgeglichen Hochtonversorgung erreicht.

Der mit der Einstellung Fullrange zu messende Phasengang aus Abb. 7 weist keine Besonderheiten auf. Zu den tiefen Frequenzen hin kommt es durch die elektrische und akustische Hochpassfilterung zu 2×360° Phasendrehung. Der Übergang zwischen Tieftöner und Hochtöner mit der passiven Weiche gelingt mit einer geringen Phasendrehung von knappen 100°.

Gutmütig und resonanzarm stellt sich auch das Spektrogramm in Abb. 8 dar, in dem es keine auffälligen Resonanzen gibt. Insbesondere der Hochtöner fällt durch ein makelloses Ausschwingen bis 20 kHz auf, wo eine Kalotte ohne Kompressionskammer dann ihre Vorzüge ausspielen kann.

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Maximalpegel

Mit Spannung wurde von uns die Maximalpegelmessung der CA 106 Pro erwartet, da das Datenblatt einen Spitzenpegel von 125 dB ankündigt, der immerhin 7 dB über dem Wert der alten CA 106 mit 118 dB liegt.

Erste Erkenntnisse zum Maximalpegel lieferte die Messung mit Sinusburstsignalen aus Abb. 9. Hier wurde bei tiefen Frequenzen mit 683 ms langen Bursts gemessen und ab 300 Hz aufwärts mit 171 ms langen Burst. Die CA 106 Pro erreicht bei dieser Art der Messung in einem weiten Frequenzbereich Werte um die 115-dB-Marke mit einem weitgehend ausgeglichenen Verlauf. Unterhalb von 120 Hz fallen die erreichbaren Werte dann jedoch zügig ab, so dass bei 70 Hz noch
100 dB abzulesen sind. Der 6,5″-Tieftöner stößt hier an seine natürlichen Grenzen. Oberhalb von 300 Hz fällt auf, dass beide Kurven für maximal 3% und maximal 10% Verzerrungen zusammenfallen, was ein eindeutiges Indiz dafür ist, dass ein Limiter eingreift und nicht die Verzerrungen den Wert bestimmen.

Nimmt man die Sensitivity-Kurve der CA 106 Pro und schiebt diese um 26 dB (entsprechend 400 W zu 1 W) nach oben, dann landet man recht genau bei dem gemessenen Verlauf des Maximalpegels. Zu tieferen Frequenzen hin unterhalb von 300 Hz driften die Kurven auseinander, da hier die durch die Membranauslenkung bedingten Verzerrungen beginnen zu dominieren und dann auch tatsächlich Verzerrungswerte von 10% THD erreicht werden.

Einen noch etwas tieferen Einblick zum Thema Maximalpegel liefert die Multitonmessung. Mit einem Multitonsignal, das eine spektrale Verteilung und einen Crestfaktor vergleichbar einem durchschnittlichen Musiksignal hat (grüne Kurve in Abb. 11), wird der Lautsprecher beginnend im linearen Arbeitsbereich mit immer höheren Pegel angesteuert, wobei Verzerrungen und Pegelverlust (Powercompression) frequenzabhängig ausgewertet werden.

Abb. 10 zeigt den Pegelverlust, der vor allem unterhalb von 2 kHz beim Tieftöner auftritt. Unterhalb von 100 Hz nimmt der Effekt dann nochmals deutlich zu. Gleichzeitig steigen auch die Verzerrungswerte an.

Abb. 11 zeigt den mit dieser Messung erreichbaren Maximalpegel, der durch das Erreichen des Limits für die Powercompression (2 dB breitbandig) definiert wird. Die 2 dB werden mit der orangen Kurve aus Abb. 10 erreicht. Nahezu gleichzeitig wird auch das zweite Abbruchkriterium mit einem Verzerrungslimit von -20 dB (10%) erreicht.

Wie auch schon einige andere Lautsprecher vorher, beweist die CA 106 Pro, dass beide Kriterien gut geeignet sind die Grenzen eines Lautsprechers aufzuzeigen und vergleichbare Ergebnisse liefern. Die dabei gemessen Werte für die CA 106 Pro sind ein Mittelungspegel Leq von 108 dB und ein Spitzenpegel Lpk von 121 dB bei einem Verzerrungsanteil aus harmonischen Verzerrungen (THD) und Intermodulationsverzerrungen (IMD) von insgesamt 10% (-20dB).

Beide Werte gelten bezogen auf 1 m Entfernung im Freifeld unter Vollraumbedingungen. Mit einem Pinknoise und ohne Verzerrungslimit gemessen, dürfte der erreichbare Spitzenpegel noch einige dB höher liegen, womit sich vermutlich auch die nicht näher definierten 125 dB aus dem Datenblatt erklären.

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Directivity

Die CA 106 Pro verfügt über ein 90×60-Horn, das dank der quadratischen Frontfläche auch um 90° gedreht eingebaut werden kann. Der Umbau geht binnen weniger Minuten schnell von der Hand. Nach dem Lösen von zwei Schrauben lässt sich das Frontgitter abnehmen. Danach noch die vier Schrauben des Hochtöners lösen, selbigen drehen und die Schrauben wieder einsetzen. Dank des leichten Treibers mit Neodym-Magneten kann der komplette Hochtöner auch leicht herausgenommen und umgesetzt werden.

Für die 90°-Ebene ist im Horn vorne ein silberner Streifen aufgeklebt, der unter dem richtigen Blickwinkel oder mit Hilfe einer Taschenlampe auch durch das Gitter und den hinterlegten Schaumstoff sichtbar ist, womit man – auch ohne das Gitter abschrauben zu müssen – die Position des Hochtöners erkennen kann.

Wie sich das im Abstrahlverhalten abbildet, zeigen die Isobaren der horizontalen und vertikalen Ebene für die Einstellung 90×60 in Abb. 12 und Abb. 13 sowie für die Variante 60×90 in Abb. 14 und Abb. 15. Die 60° des Hochtöners lassen sich ab 4 kHz aufwärts gut nachvollziehen. Darunter weiten sich die Isobaren dann langsam auf. Die 90° werden bereits ab 2 kHz aufwärts erreicht, schnüren sich dann im Frequenz- bereich oberhalb von 5 kHz aber etwas zu stark ein.

In den Messungen der vertikalen Ebene erkennt man um 2 kHz die Interferenzen der beiden sich dort überlappenden Wege. Dieser Effekt tritt nur in der Vertikalen auf, da es hier abhängig vom Winkel zu Laufzeitunterschieden zwischen den beiden Quellen kommt. Bei einer Winkeländerung in der horizontalen Ebene bleibt der Abstand zu den beiden Quellen, Hoch- und Tieftöner, dagegen konstant.

Die Spinorama-Grafik aus Abb. 16 fasst das bislang zur Directivity gesagte für die Variante 90×60 nochmals in übersichtlicher Form zusammen. Neben einer Referenzmessung auf der Hauptabstrahlachse, die in der Regel der Mittelachse entspricht, werden für die Spinorama-Grafik in 10°-Schritten Messungen auf einer Kreisbahn um den Lautsprecher in der horizontalen und in der vertikalen Ebene gemacht.

Die finale Auswertung und Darstellung der Messungen erfolgt dann neben der On-axis-Messung noch für drei Winkelbereiche:

• Listening Window
• Early Reflections
• Sound Power

Der Frequenzgang des Listening Windows wird aus insgesamt neun Messungen gemittelt, die sich in dem Winkelbereich befinden, wo auch die Hörpositionen liegen. Die Early-Reflections-Mittelung berücksichtigt die Schallabstrahlung in Richtung der Flächen im Umfeld eines Lautsprecher, von denen frühe Reflexionen ausgehen könnten. Hier wird über insgesamt 26 Messungen gemittelt. Der Sound-Power-Frequenzgang entspricht dem Schallleistungspegel, den ein Lautsprecher insgesamt in den Raum abstrahlt. Die beiden unten noch eingefügten Kurven stellen die Differenz jeweils zwischen der Listening-Window-Kurve und der Sound-Power- (SPDI) bzw. Early-Reflections- Kurve (ERDI) dar.

Weitere Details zum Spinorama allgemein finden sich im Standard ANSI/CEA-2034-A oder auch in Floyd E. Tools sehr zu empfehlenden Buch mit dem Titel „Sound Reproduction“, das 2018 in der dritten Auflage erschienen ist.

Die Interpretation des Spinoramas: Der Frequenzgang im Listening Window sollte dem On-Axis-Verlauf möglichst ähnlich sein, was bedeutet, dass man viel Bewegungsfreit vor dem Lautsprecher hat, ohne dass sich der Höreindruck zu sehr ändert. Die Early-Reflections-Kurve sollte um einige dB nach unten versetzt parallel zu den beiden vorab genannten verlaufen, so dass frühe Reflexionen gleichmäßig und nicht frequenzabhängig mehr oder weniger stark auftreten. Je größer der Abstand ist, umso weniger Reflexionen treten auf. Die Sound-Power-Kurve sagt aus, wie stark der Raum und somit auch das Diffusfeld im Raum durch den Lautsprecher angeregt wird. Je halliger ein Raum ist, umso wichtiger wird diese Kurve. Je schärfer das Abstrahlverhalten eines Lautsprechers definiert ist, umso tiefer unterhalb der Listening-Window-Kurve liegt die Sound-Power- Kurve. Auch hier ist es wichtig, dass die Kurve möglichst parallel zu den beiden oberen verläuft und sich nicht frequenzselektiv nähert. Zu tieferen Frequenzen hin, wo das Richtverhalten eines Lautsprechers mehr oder weniger früh nachlässt, nähern sich alle Kurven an. Wäre der Lautsprecher eine ideale Kugelquelle, dann wären alle vier Kurven identisch und die beiden DI-Kurven durchgängig bei 0 dB.

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Fazit

Mit der CA 106 Pro geht einer der am weitesten verbreiteten kompakten Beschallungslautsprecher nach mehr als 20 Jahren in die zweite Generation. Über zwei Jahrzehnte in einem schnelllebigen Markt sprechen für sich.

Man mag sich fragen, ob sich ein solches Produkt noch verbessern lässt oder ob das nicht auch ins Gegenteil umschlagen könnte. Nein, das tut es nicht – weil man es bei Kling & Freitag richtig gemacht hat: Wichtige Eigenschaften wie die Gehäuseform und Abmessungen blieben unverändert und dort, wo man Verbesserungen vornehmen konnte, hat man es konsequent umgesetzt: Bei den Treibern, der Weiche, der Schutzschaltung und einigen kleinen Details wie der Umschaltung des Signalabgriffs auf den 1er- oder 2er-Pins der NL4-Buchsen. Bei den technischen Daten fallen ein nach unten hin erweiterter Frequenzgang, eine höhere Belastbarkeit und ein höherer Maximalpegel auf.

Klanglich konnte die CA 106 Pro im Hörtest mit und auch ohne Unterstützung durch einen Nomos LS II Subwoofer voll und ganz überzeugen. Die Qualitäten des Hochtöners ohne Kompressionstreiber zeigten sich unabhängig vom Programmmaterial, traten aber ganz besonders bei schwierigen hoch komprimierten Aufnahmen hervor.

Abschließende gilt es noch einen Blick auf die Preisliste zu werfen. Dort findet sich die CA 106 Pro in den Standardfarben schwarz oder weiß mit 1.045 € netto und der Subwoofer Nomos LS II mit 2.060 €. Von den vierkanaligen Lab. gruppen-Systemverstärkern mit Lake-Controller dürfte das Modell PLM 5K44 für die 5.320 € eine geeignete Wahl sein, mit dem dann bis zu vier Lautsprecher pro Kanal angetrie- ben werden können. Weiteres bei Kling & Freitag verfügbares Zubehör sind Montagebügel, Wandhalter, Stativadapter, TV-Zapfen und vieles mehr.

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