Magnat Plasma Hochtöner

Dr. Siegfried Klein

Als Reiner Haas, Firmenchef der damaligen Lautsprecherschmiede MAGNAT, im Jahr 1978 auf der CES ( Consumer Electronic Show ) in Chicago zum ersten mal einen Plasma Hochtöner hörte war er schlicht fasziniert. Es war ein Exemplar des Pariser Physikers Dr. Siegfried Klein das dort vorgestellt wurde. Spontan erwarb Herr Haas die Weltlizenzen für das System. Bis zum fertigen Produkt unter dem Namen MAGNAT sollte es aber noch ein weiter Weg werden. Es dauerte genau 3 Jahre bis der erste serienreife MP-01 das Gehäuse der Magnat Box mit dem Namen TRANSPULS MP-X-101 zieren durfte.

		Die Entwicklung
Vorserienmuster		Es gelang Herrn Haas Dr. Siegfried Klein als Projektleiter für die Entwicklung zu gewinnen. Zusammen mit Dr. Klein arbeiteten zwei Physiker und ein Elektroniker an dem Projekt. Nach drei Jahren war der erste serienreife Prototyp fertig. Ich habe leider nur ein Bild dieser Vorserienmuster. Der Aufwand stecke darin den starken Sender des Oszillators störstrahlungsfrei zu machen. Hier wurden neue Überlegungen angestellt die letztendlich auch in mehreren Patenten endeten. Die Idee war den Eingangsübertrager so zu bauen das man die Störsrahlung sicher abschirmen konnte. Das löste man indem die Primärseite außerhalb des Gehäuses liegt, während die Sekundärseite, durch eine Metallfolie getrennt, vollständig abgeschirmt im Gehäuseinneren sitzt.

		Transistor oder Röhre ?
Transistor PT9783		Der Hochtöner von Herrn Dr. Klein auf der CES arbeitete noch mit Röhren. Man wollte aber Transistoren einsetzen um die Schaltung sicherer zu machen. Zu der damaligen Zeit gab es keinen leistungsfähigen HF Transistor für diese Anwendung. Hilfe kam durch einen amerikanischern Transistorspezialisten. Das ist auch der Grund warum es heute den Transistor PT9783 der Endstufe nicht mehr gibt. Es war ein speziell entwickelter Typ in begrenzter Auflage. Als Ersatz kann man den MRF428 von Motorola verwenden. Dieser wird aber leider inzwischen auch nicht mehr produziert.

		Zündvorrichtung
Zündrelais, Nadelelektrode und Resonanzspule MP-02		Die Probleme häuften sich. So endzündete sich die Flamme nicht zuverlässig. Es musste eine Zünd-vorrichtung entwickelt werden. Die Zündvorrichtung ist ein umgebautes Relais das nach dem Einschalten einen Zündbolzen von der Elektrode wegzieht. Der Zünd-bolzen blieb aber öfters kleben, oder die Flamme endzündete sich zum Gehäuse, oder die Endladung am Zündbolzen ging so langsam vor sich das nichts passierte. Als diese Probleme endlich gelöst waren fanden sich neue. Die Elektrode brannte zu schnell ab. Dies löste man indem man die Elektrode mit einem massiven Kupferkern ausstattete. Dieser Kupferkern führt die Wärme so gut ab das sich der Abbrannt in Grenzen hielt. Magnat garantierte 500 Stunden für die Elektrode.

		Abschirmung
Kugelabschirmung MP02		Das schwierigste Problem war aber die Ozonabgabe des Hochtöners. Bei jedem Ionisierungsvorgang entsteht ultraviolettes Licht, das aus dem Sauerstoff der Luft ( O² ) Ozon ( O³ ) macht. Das kennt man auch vom elektrischen Schweißen. Ozon ist ein sogenanntes RADIKAL das so ziemlich alles oxidiert was mit ihm in Kontakt kommt. Selbst geringe Mengen werden als unangenehm empfunden, in größerer Dosis besteht Gesundheitsgefahr. Es galt herauszufinden wie man die Ozonabgabe wirkungsvoll unterdrücken konnte. Dr. Klein machte sich die Empfindlichkeit des Gases auf Wärme zu nutze. Ozon zerfällt spontan mit einer Halbwertzeit von 3 Tagen bei Raumtemperatur ( 20°C). Je höher die Temperatur umso schneller. Das Drahtgeflecht um die Plasmaflamme, das ja bisher nur zur Abschirmung diente ( siehe Prototype ), wurde umdesigned. Die Abschirmung besteht aus zwei ineinander liegenden Drahtkugeln um die Hitze im inneren zu halten. Es galt einen Kompromiss zwischen Hochtondurchlässigkeit und Ozonabsonderung zu finden. In der inneren Kugel ist oben ein weiteres kleines Drahtgeflecht angebracht. Es soll als Katalysator zum Beschleunigen des Ozonzerfalls dienen. Leider habe ich keine Kenntnis aus welcher Legierungen es ist. Das Stauplättchen soll auch die Hitze im inneren halten und so die Wirkung weiter verbessern. Der Ozonausstoß lag mit diesen Maßnahmen weit unter den gesetzlichen Bestimmungen. Nach längerem Betrieb kann man die Magnat's dennoch "riechen". Selbst kleinste, ungefährliche, Mengen Ozon werden von unserer Nase wahrgenommen.

		Der erste Corona Plasma Hochtöner MP-01
		Das Bild zeigt den MP-01 mit abgenommen Deckel wie er auf der TRANSPULS MP-X-101 Box von Magnat montiert war. Die Elektronik ist in einem Aluminumgussgehäuse untergebracht. Man sieht oben die massive Drahtkugel. Sie besteht, wie beschrieben, aus mehreren Drahtgeflechten. Darunter auf der rechten Seite die große Resonanzspule. Links neben der Resonanzspule ist das umgebaute Relais zu sehen. Der an der Relaiszunge angebrachte lange Drahtbügel zündet die Flamme. Im mittleren Teil sieht man die Elektronik des Oszillators und der HF Endstufe. Am unteren Ende ist der Netztransformator gut zu erkennen. Links neben dem Netztransformator ein Siebkondensator. Dies war schon ein sehr gedrängter Aufbau. Der Modulationsverstärker war in einem separaten Gehäuse untergebracht und ist nicht auf dem Bild zu sehen.

So sah die ganze Einheit auf der Box aus. Der Aufbau bestand aus dem Plasma Hochtöner MP-01, des Modulators TP-Amp-100, der Mitteltoneinheit TP-M-08,der Frequenzweiche TP-XO-01, und dem Basslautsprecher im Transmissionlinegehäuse TP-B-09. Magnat Entwicklungsleiter Hans Heiliger ( damals 32 ) stand vor seiner schwierigsten Aufgabe in seiner bis dahin achtjähringen Konstuktionstätigkeit. Er hatte die Aufgabe dem Ausnahmehochtöner einen ebenbürtigen Mitteltonpartner zur Seite zu stellen. Dies war zu der damaligen Zeit relativ schwierig. Herr Heiliger verwendete zwei 50mm Kalotten um eine möglichst breite Abstrahlung und ausreichende Pegelfestigkeit bis herunter auf 400Hz zu erreichen. Auch hier mußte man neue Wege gehen. Schwingspulen aus hochkant gewickelten Aluminium-Flachdraht und Membrane aus dem Kunststoff Sypranyl wurden verwendet. Im Bass werkelte ein 30cm System auf ein Transmissionline Gehäuse. Das Gehäuse hatte einen dreifach gefalteten Basskanal. In den Knickstellen wurden Kammern eingebaut die Resonanzen verhindern sollten. Die Abmessungen des Tieftongehäuses waren ( B x H x T ) 47 cm x 104 cm x 53 cm . Der Aufbau mit dem Hochtöner vergrößerte die Gesamthöhe auf 152 cm.

TP-AMP-100

TP-AMP-100 heißt der Hochleistungsverstärker mit elektronischer Frequenzweiche. Hier ist das geöffnete Gehäuse zu sehen. Der eigentliche Verstärker ist ein Hybridbaustein von Sanyo ( STK 098 ). Dem Verstärkerbaustein ist eine elektronische Weiche vorgeschaltet. Technischen Daten : Sinusleistung von 80Watt Gesamtverzerrungen < 0,05% Leistungsfrequenzgang 5000Hz bis 120 000 Hz Hochpaßfilter 5000 Hz 24 dB/Oktave Filtercharakteristik Bessel Der Verstärker hat einen externen Lautstärkeregler zur Anpassung der Hochtonwiedergabe an die eigenen Hörgewohnheiten und der Raumcharakteristik. In Stellung 8 lieferte die Box einen meßtechnisch linearen Frequenzverlauf.

MP-X-066

Die Entwicklung stand natürlich nicht still und so wurden im Jahr 1981 gleich zwei neue Lautsprecher mit verbessertem Plasma Ionenhochtöner präsentiert. Der Plasmahochtöner hatte ein neues Gehäuse und einige Detailverbesserungen bekommen. Der Hochtonverstärker wurde im Gehäuse mit integriert. Das Gehäuse war jetzt flach und bescherte dem Hochtöner ein gefälligeres äußeres. Der Plasmahochtöner erhielt die Werksbezeichnung MP-02. Die Abmessungen betrugen jetzt ( B x H x T ) 32 x 21 x 27 cm incl. Kugel. Die Entwicklung des Plasma Hochtöners MP-02 wurde mit dem "DEUTSCHEN HIFI-PREIS 1981" und dem französichen "DECIBEL D'HONNEUR 1982" ausgezeichnet.

Den MP-02 gab es jetzt auch als Einzeleinheit zu kaufen. Der Preis betrug ca. 2000.- DM pro Stück ! Über die Boxen selbst gibt es nicht viel zu berichten. Die MP-X-066 war eine drei Wege Box mit unterer Grenzfrequenz von 26 Hz. Die MP-X-088 eine vier Wege Box mit unterer Grenzfrequenz von 22 Hz.

Der MP-02 ist der letzte von MAGNAT hergestellte Plasma Ionen-Hochtöner. Die Gründe warum er nicht weiter hergestellt wurde sind mir nicht bekannt. Vermutlich war die Schaltung zu aufwendig oder zu wartungsanfällig. Es war meines Wissens der erste rundumstrahlende Plasma Hochtöner. Die anderen die ich kenne arbeiten alle mit einem Horntrichter um den Wirkungsgrad zu erhöhen.

So sieht der MP-02 im inneren aus. Auf der rechten Seite ist der Oszillator Teil mit HF- Vor und Endstufe. In der Mitte oben ist das Netzteil, der Ringkern Netztrafo ist gut zu erkennen. In der Mitte unten, hinter dem Abschirmblech befindet sich die Elektrode und der Zündmechanismus. Auf der linken Seite der NF- Verstärker, immer noch mit dem Hybrid Verstärker von SANYO. Untergebracht ist die Elektronik in einem Aluminiumgussgehäuse das außen eine Menge Kühlrippen hat. Es wirkt als integraler Kühlkörper für die Elektronik. Auf der Geräterückseite sind zwei Paar Anschlußklemmen, der Netzspannungswahlschalter und die Netzbuchse angebracht. Eingeschaltet wird mit einem Schalter auf der Frontseite. Das Bodenblech wurde mt 18 Schrauben befestigt damit nichts von der Hochfrequenz nach außen dringen konnte.

Gemessen an der Komplexität des Schallwandlers ist die Schaltung relativ einfach, aber geschickt ausgelegt. Der HF Oszillator ist quarzstabilisiert. Die erste Verstärkerstufe ist mit dem Transistor 2SC1306 ( war damals in fast jedem CB-Funkgerät zu finden ) ausgestattet. In der Endstufe werkelt ein PT9783 der heute leider nicht mehr erhältlich ist. Als Ersatz kann man einen MRF428 nehmen, der ist aber sündhaft teuer ( ca. DM 350.- ). Der Sender wird amplitudenmoduliert mit einem SANYO STK086. Im Eingang liegt ein mit Operationsverstärkern aufgebautes 24dB Filter mit Bessel Charakteristik. Fest eingestellt ist die Trennfrequenz von 5000Hz. Die Geheimnisse des Hochtöners geben die Schaltungsunterlagen Preis. Zurück kommen Sie mit dem "Backbutton" Ihres Browsers. Für Servicezwecke hier das Schaltbid des MP-02 ( Schaltbild MP-02 ) Die entsprechende Stückliste finden Sie hier ( Stückliste MP-02 ) Eine Abgleichanleitug gibt es auch ( Abgleichanleitung MP-02 ) Ersatzteilversorgung Mit den Standardteilen wird es kein Problem geben. Mir ist keine Quelle bekannt die heute noch mechanikteile liefern kann. Das betrifft besonders auch die Elektroden. Wenn es den STK NF-Verstärker oder den Endstufentransistor PT 9783 erwischt hat sieht es schlecht aus. Im Internet findet man amerikanische Händler die diese Teile als "Surplus" Ware anbieten. Übriges, am Kugelgewinde des MP 02 ist ein Kontakt der verhindern soll das man bei abgeschraubter Kugel den Hochtöner in Betrieb nehmen kann.