Mario Kohler - Beschallung Diplomarbeit

Universität für Musik und darstellende Kunst Wien
Institut (22) für Wiener Klangstil (Musikalische Akustik)
Bakkalaureatsarbeit aus dem Seminar Musikalische Akusitk
Around Surround
Wegweiser bei der Auswahl einer
Heimbeschallungsanalge
(Hinweise für Studiostandart)
Mario Kohler
Betreuer: Prof. Dr. Matthias Bertsch
Wien, Jänner 2007
Inhaltsverzeichnis
Vorwort / Einleitung................................................................................................ 2
I.
Empfehlung für den Verlauf beim Kauf einer Heimbeschallungsanlage....... 3
II.
Grundsätzlicher Aufbau einer Studio – Heimbeschallungsanlage................ 4
III.
Raumakustik................................................................................................. 5
IV.
Anwenden der Frequenztest – CD................................................................ 9
V.
Eine 5.1 oder 3/2/1 Surround Anordnungen................................................10
VI.
Anordnung (gemäß ITU-R BS.775-1).......................................................... 11
VII. Das THX – Zertifikat und THX – Lautsprecher............................................ 12
VIII. Lautsprecher – Monitore............................................................................. 14
IX.
Verwerten von Testberichten...................................................................... 18
X.
Messtechnischer Vergleich von Lautsprechern...........................................22
XI.
Leistungsverstärker bzw. Vollverstärker...................................................... 22
XII. Informationen zum SSF............................................................................... 25
Glossar................................................................................................................ 26
Literaturverzeichnis.............................................................................................. 28
Quellangaben der Bilder...................................................................................... 29
Vorwort / Einleitung
Bei der Auswahl einer Beschallungsanlage, für den Heimbereich ist man als
unwissender Kunde der Qualität des fachkundigen Wissens und der
Verkaufsstrategie eines Verkäufers ausgeliefert.
In der vorliegenden schriftlichen Arbeit wurde versucht die wichtigsten Informationen
für einen Leihen zusammenzustellen. Zugleich soll ein Überblick geschaffen werden
wie die einzelnen Komponenten untereinander arbeiten und auf was geachtet
werden muss, damit Grundlegende Fehler vermieden werden und die Klangqualität
so gut wie möglich gewährleistet ist.
Aufgrund der Komplexität der Materie wird bewusst auf Formeln verzichtet.
Wem dies zu wenig ist, der findet im Anhang sehr gute Informationen bezüglich
Surround Empfehlungen (SSF), Raumakustik (Burosch), auch
wertvolle Verweise im Literaturverzeichnis sollen nicht ungenützt bleiben.
Mein besonderer Dank gilt Herrn Prof. Mathias Bertsch der mir bei der
Zusammenstellung der Arbeit behilflich war und deren Verlauf betreut hat.
Mario Kohler, Jänner 2007
I. Empfehlung für den Verlauf beim Kauf einer
Heimbeschallungsanlage
Zuerst eine Auflistung der Kriterien nach ihrer Wichtigkeit, die bei der Wiedergabe
eines Tonträgers entscheidend sind (1 - sehr Wichtig > 8 - Unwichtig).
1 – Aufnahmequalität
Der wichtigste Punkt bei der Beurteilung einer Beschallungsanlage ist die Tonqualität
der wieder zugebenen Aufnahme. Wenn somit Fehler bei der Abmischung im
Tonstudio gemacht wurden, oder der Tonträger zu gravierende Gebrauchspuren, die
das Wiedergabegerät (CD / DVD Player) nicht mehr zu korrigieren vermag, aufweist.
Alle darauf folgenden Komponenten werden die Einbußen nicht wieder gut machen
können.
2 – Raumakustik
Die Raumakustik ist ein wichtiges Kriterium, da sie sich ständig zum direkten Schall
(von den Lautsprecher) hinzumischt und ihn durch ihren Charakter leicht bis störend
verfälscht. Ziel ist es eine neutrale Raumakustik zu schaffen und alle möglichen
störenden Einflüsse einzudämmen. Die beste Beschallungsanlage hilft nichts, wenn
einer dieser Zwei-Kriterien (Aufnahmequalität / Raumakustik) mangelhaft ist.
3 – Lautsprecherboxen
Diese unscheinbaren Würfel sind zuständig für die Umsetzung von elektrischen
Signalen adäquat in Akustische -> mechanische Membranbewegung.
Sie simulieren /erzeugen ein plastisches (künstliches) Schallereignis.
Je nach Anwendungsgebiet, Stilrichtung der Musik, oder das Unterhaltungszielfeld
(Heimkino), wird bei der Auswahl der Lautprecherboxen einen entscheidenden
Einfluss haben.
Der Idealfall wäre wenn direkt, nach der ersten groben Sondierung für das
Einsatzgebiet in Frage kommende Lautsprecher, zu Haus die Entscheidung
für das jeweilige Boxenpaar getroffen wird.
4 – Aufstellung der Lautsprecher
Jeder Lautsprecher hat sein eignes Abstrahlverhalten und jeder Raum bringt seine
akustischen Eigenschaften hinzu. Diese zwei Komponenten müssen so gut wie
möglich in Einklang gebracht werden. Im Mittelpunkt steht der Abhörplatz im
Wohnzimmer meist der Fernsehstuhl oder das Sofa. Dieser Bereich wird Hörfenster
oder Sweet-Spot genannt. Sobald man sich außerhalb dieses Bereiches befindet,
verschlechtern sich die Hörbedingen zu stark.
5 – Leistungsverstärker, auch Vollverstärker genannt
Wie aus der Wertigkeitsreihenfolge zu erkennen ist, wird der Leistungsverstärker
zum jeweiligen Lautsprecher und nicht umgekehrt gewählt.
Beim Vollverstärker werden bei den Eingängen die Tonquellen und bei den
Ausgängen die Lautsprecher angeschlossen. Er muss das schwache zugeführte
Tonsignal auf ein mehrfaches erhöhen und das alles möglichst ohne
Klangverfälschung. Impendanzangepasst* wird das Signal dann an die Lautsprecher
abgegeben.
6 – Wiedergabegerät (CD / DVD - Player)
Hier braucht man sich am wenigsten Sorgen zu machen. Der Großteil der Geräte die
sich am Markt befinden, liefern eine sehr gute Signalqualität. Die minimalen
Qualitätsunterschiede in der Signalverarbeitung, scheitern an den im Vergleich
großen Verzerrungen die der Verstärker und die Lautsprecher mit sich bringen. Also
einem Gerät der mittleren Preisklasse ist mehr als ausreichend. Zu überdenken sind
die Abspielformate, diverse Anschlüsse und die Bedienerfreundlichkeit.
7 – menschliches Gehör
Ein gesundes, junges menschliches Gehör ist in der Lage Frequenzen von 16 Hz bis
20 khz wahr zu nehmen. Im Alter nimmt die Fähigkeit extrem hohe Frequenzen
hören zu können ab. Den Hörgenuss mag dies nicht negativ beeinflussen, lediglich
Experten die mit ihrem Gehör ihr Geld verdienen mag dies zum denken anregen.
8 -- Verkabelung
Oxidierte Kabellitzen weisen eine schlechtere Leitfähigkeit als nicht oxidierte Litzen
auf. Das Selbe gilt auch für die Steckverbindungen. Goldbeschichtete
Steckverbindungen haben den Vorteil dass sie nicht oxidieren, bei versilberten ist
das nicht so, jedoch hat Silber die bessere Leitfähigkeit als Gold.
Die klanglichen Auswirkungen von Kabel sind sehr umstritten. Auf die kurzen
Distanzen bei Hifi - Kabel gibt es zwar messtechnische Unterschiede, jedoch zeigen
Blindtest immer wieder, dass sich klanglich nichts verbessert.
Wieviel Geld jeder für hochwertige Kabel ausgibt ist jedem seine Sache, jedoch sollte
er sich nicht zu viel an der Nase von diversen Werbeartikel und Fachzeitschriften
herum führen lassen.
Vorsicht! Das Gehör unterliegt Schwankungen die von Stress und Lärm beeinflusst
werden, darum kann es je nach Tagesverfassung zu unterschiedlichen
Hörergebnissen führen.
Kaufentscheidung muss aus eigener Überzeugung getroffen werden.
Denken – hören – entscheiden.
II. Grundsätzlicher Aufbau einer Studio - Heimbeschallungsanlage
-
Signalträger – CD / DVD
Abspielgerät
Vollverstärker (Vor- und Endverstärker kombiniert, getrennte Variante möglich)
Lautsprecher mit ohne ohne Subwoofer
Bearbeiten der Raumakustik und Anordnung der Lautsprecher in Bezug auf
denHörort
III. Raumakustik
Bei der Raumakustik geht es nicht um den direkten Schall (Lautsprecher), sondern
um indirekten Schall, den Schallanteil im Raum, der vom Raum und dessen
Einrichtungsgegenstände reflektiert wird – der Nachhall.
Die Akustik des Raumes ist das Bindeglied zwischen A und O (Anfang und Ende)
Selbst die beste Aufnahme (A) und die beste Beschallungsanlage (O), können die
schlechten akustischen Eigenschaften eines Raumes nicht beheben. Da der
indirekte Schall sich zum direkten Schallereignis hinzu mischt und unter ungünstigen
Verhältnissen gravierend verfälscht.
Es gilt den Nachhall zu minimieren.
Bild 1
Für Anwender die genaue Angaben und Berechnungen wollen, empfehle ich den
sich im Anhang befindenden Text
-> Empfehlungen für die Praxis SSR – 01,1/2002
Hörbedingungen und Wiedergabeanordnungen für Mehrkanal Stereofonie
Da es leider nur selten möglich ist, einen eigenen Wohnraum speziell für die eigene
Beschallungsanlage akustisch zu optimieren, wird im folgenden Text aufgezeigt, was
zu Optimierung des Wohnzimmers beitragen kann.
(Wem dies zu wenig sind, der kann unter dem Punkt
Richtungsweisende Empfehlungen des SSF – Forums (SSF – 01.1 / 2002) , oder im
Anhang, weitere Angaben finden)
Die optimalste Lösung, wäre einen Akustiker mit ein zu binden, leider scheitert dieser
Weg oftmals am Budget. Professionelle Lösungen mit Noppenschaum,
Breitbandabsorbern, Bassfallen (Helmholzresonatoren), Diffusoren (SchroederDiffusor) müssen berechnet werden. Weitere Möglichkeiten den reflektierenden
Schall geschickt, durch das Verändern der Raumproportionen mit Hilfe der
Seitenwände, am Hörplatz vorbei zu leiten, wie das bei der „Westlake“ - Anordnung
der Fall ist, müssen alle von einem erfahren Akustiker berechnet und geplant
werden.
Den Raum unwissend mit Dämmstoffen auszukleiden wäre sinnlos, wenn nicht sogar
Qualität`s mindernt, da meist benötigte technische Messmittel, wie Wissen über die
Akustik, deren Berechnungen und den sinnvollen Maßnahmen zur Raumoptimierung
fehlen.
Dennoch kann mit den folgenden Tipps eine Verbesserung im Eigenheim erreicht
werden.
Nachhall – vermindern:
Mit den Einrichtungsgegenständen soll möglichst viel Schallenergie absorbiert
werden. Da die Oberflächeneigenschaften und die Größe der Raumobjekte den
Schall in seinem Frequenzspektrum unterschiedlich absorbieren, ist darauf zu
achten, dass die Verhältnisse symmetrisch sind.
Weiche und poröse, gleichzeitig möglichst dicke und große Körper eigenen sich
besonders gut dazu. Auch hochflorige Teppiche, Sitzmöbel mit weichen Stoff
bespannten Polstern und schwere Vorhänge können die akustischen Gegebenheiten
eines Raumes verbessern.
Vorsicht! bei großen harten Flächen wie harte, glatte Wände, Parkettböden,
Wandpaneele, Holzdecken und ganz schlecht sind Stein- und Glasflächen.
Sie reflektieren den Direktschall in seinem ganzen Frequenzspektrum, besonders zur
Reduktion der Schallenergie wird nichts beigetragen. Sie erhöhen somit die
Nachhallzeit und das ist eine sehr schlechte Eigenschaft.
Die Wand hinter dem Hörplatz sollte absorbierende, zerstreuende Eigenschaften
haben. Ein dicker Wandteppich absorbiert die hohen Frequenzen, ein Bücherregal
(mit Bücher) die mit einer Aufstellung unterschiedliche Tiefe aufweist, absorbiert und
zerstreut die Schallenergie.
Sehr sinnvoll wäre es, wenn der Hörplatz nicht unmittelbar an der Wand ist, sondern
sich mindestens 1m von ihr entfernt befindet (siehe - Surroundanordnung).
Das Problem liegt beim reflektierten Schall der fast Zeitgleich mit dem direkten Schall
am Hörplatz ankommt und die Aufmerksamkeit leicht nach hinten lenkt, zudem gibt
es noch Kammfiltereffekte*. Dies wirkt sich, wenn auch nicht bewusst, störend auf
das Hören und macht den Sound schwammig.
Ein weiteres Problem ist das Druckmaxima von tiefen Frequenzen.
-> Tiefe Frequenzen und deren Auswirkung im Raum (unten)
Die Wand hinter den Boxen ist nicht so wichtig, jedoch ist gegen eine
schallabsorbierende Eigenschaft nichts einzuwenden.
Dies gilt jedoch nicht für Flächenlautsprecher, Elektrostaten, Magnetostaten, sowie
Lautsprecher die den Dipoleffekt ausnützen (THX – Surroundlautsprecher SL / SR).
Sie leiten einen Teil ihrer Schallenergie nach hinten ab und erreichen somit die
gewünschte Schallentfaltung.
Auch die Symmetrie der Gesamtheit ist Wichtig!
Doch zuvor eine kurze Einweisung in das menschliche Gehör:
Das menschliche Gehör kann Informationen aus unterschiedlichen Richtungen
verarbeiten, dabei spielt die zeitliche Differenz (Interaurale Zeitdifferenz) und dem
Schalldruckpegel - Lautstärke (Interaurale Pegeldifferenz) der Schallereignisse eine
entscheidende Rolle.
Wenn ein und das selbe Signal Zeit versetzt, in einem Zeitfenster von mindesten
0,03ms bis höchstens 0,63ms auf dem linken und rechten Lautsprecher mit dem
selben Schalldruckpegel (Lautstärke) wiedergegeben wird, kann unser Gehör nur ein
Schallereignis erkennen, jedoch wirkt sich dieser Zeiversatz auf unsere
Richtungswahrnehmung aus. Darum wird das Gehör uns in die Richtung leiten, bei
der die Schallinformation als erstes angekommen ist und je größer dieser zeitliche
Unterschied ist, desto mehr wird es uns in diese Richtung drängen.
Wenn ein Schallereignis zeitgleich am Gehör ankommt, aber mit unterschiedlichen
Pegel wird unser Gehör dem hören Schalldruckpegel die Richtung zuordnen.
Diese Zwei Kriterien und noch ein paar andere, wie zum Beispiel die
Klangfarbenveränderung am Ohr selbst, wirken zusammen.
Symmetrie:
Mit der Symmetrie der Gesamtheit, soll verhindert werden, dass der indirekte Schall
(reflektierter Schall von vorhanden Raumflächen) zeitversetzt, mit unterschiedlich
verändertem Frequenzspektrum und unterschiedlichem Schalldruck am Hörplatz
angelangt.
Die Positionierung der Lautsprecher, des Hörplatzes , soll im Bezug zum Hörraum
symmetrisch gewählt werden.
Die Raumwände, die Oberflächenbeschaffenheit, sowie die Form der
Einrichtungsgegenstände sollen symmetrisch gleiche Bedingungen vorweisen
können.
Bei Bild 1 ist die Anordnung unsymmetrisch. Die Schallwellen des linken
Lautsprechers haben einen längeren Weg, wie die des rechten Lautsprechers. Die
Schallinformation kommt später beim Hörer an, dadurch wird die Lokalisation zum
rechten Lautsprecher verschieben.
Zudem wird der rechte Lautsprecher in seinen tiefen Frequenzen einen höheren
Schalldruckpegel aufbauen können, da die Begrenzungswände den Bassbereich
reflektieren und das Luftvolumen um den Basslautsprecher reduzieren, somit kann er
die ganze Energie nach vorne abgebgen.
Bild 2
Bei Bild 3 ist die Anordnung der Einrichtungsgegenstände symmetrisch. Ein weiterer
Vorteil ist, dass die Seitenwände sich weiter entfernt vom Hörplatz befinden, was zu
Folge hat, dass der reflektierte Schall einen weiteren Weg zurück legen muss und
später als der Direktschall am Hörplatz eintrifft. Er kann dadurch leichter differnziert
werden im Bezug zum Direktschall.
Leider haben die Seitenwände unterschiedliche Abstrahleigenschaften.
Rechts (rot) befindet sich ein Bücherregal, dass hohe Frequenzen (ab 1000 kHz) gut
absorbiert und zerstreut. Es minimiert die Schallenergie und verändert das
Frequenzspektrum.
Links (blau) befindet sich eine Fensterwand. Die Reflektionen die der rechte
Lautsprecher verursacht, werden fast zu Gänze von der Glasoberfläche reflektiert.
Der Schalldruckpegel ist somit höher als der des linken Lautsprechers, dadurch
verschiebt sich die Stereobasis nach rechts.
Um diesen Effekt abzuschwächen, könnte ein schwerer Vorhang die Fensterfront
verdecken.
Bild 3
Tiefe Frequenzen (unter 500 Hz) und deren Auswirkung im Raum
Bei tiefen Frequenzen wird das absorbieren der Schallenergie sehr schwer.
Die „stehende Welle“, auch unter dem Begriff „Raummoden“ bekannt, kommt dann
zu Stande wenn zwischen 2 parallelen Wänden der Abstand der halben oder viertel
Wellenlänge voneinander entfernt sind. Bei 40 Hz wär das ein Wandabstand von
4,3m oder 2,15m. Die Schallwelle wir von einer Wand zur anderen Reflektiert, ohne
an Druck zu verlieren. Da diese Frequenz im Vergleich zu den Höheren nicht
abgebaut wird, bleibt die Energie im Raum und der Bassbereich wird als brummig
empfunden.
RAUMMODEN (Bild: www.hifiaktiv.at)
Bild 4
Beispiel: ein 6,88 Meter langer Raum
Blau: 25Hz, Pegelmaximum an den Wänden
Rot: 50Hz, Pegelmaximum an den Wänden und in der Raummitte
Grün: 100Hz, Pegelmaximum an den Wänden und in den Raumdritteln
Wie aus der Abbildung zu sehen ist, gibt es an der Wand immer ein Pegelmaximum,
darum soll der Abstand zur jeder Seitenwand größer als 1m gewählt werden.
Ein ähnlicher Effekt in den höheren Frequenzen wird „Flatterecho“ genannt.
Mit einem Klatschen in die Hände, zum Beispiel im Badezimmer, kann dieser Effekt
hörbar werden.
Das beseitigen von Stehenden Wellen kann mittels Absorber vermindert werden.
Bassfallen wie der Helmholz-Absorber können jeweils nur für eine genau berechnete
Frequenz eingesetzt werden. Die Bassfalle funktioniert wie eine Bassrefelxbox, nur
dass sich kein Lautsprecher darin befindet. Das Volumen und die Reflexöffnung wird
auf eine bestimmte Frequenz berechnet, sobald die Frequenz im Raum aufschwingt,
wird sie vom Absorber angesaugt und in ihrer Energie vermindert.
Elektronische Klangkorrekturen sind nicht empfehlenswert. Aus der Summer der
Empfehlungen aus Fachkreisen, ist jedem zu Raten, Finger weg von
Klangkorrekturen die über den elektronischen Weg gehen. Wenn der Raum schlecht
klingt, ist es besser das Geld in gute Kopfhörer zu investieren, oder den Raum zu
wechseln.
IV. Anwenden der Frequenztest - CD
Mit ihr können Resonanzen die durch den Raum, wie dessen
Einrichtungsgegenstände die mit vibrieren aufgespürt werden.
Vorsicht! bei der Wahl der Lautstärke sehr Tiefe bis 120 Herz und hohe Frequenzen
ab 8 khz können bei zu großer Lautstärke dem Lautsprecher schaden.
Richten Sie sich deshalb die Lautstärke im Mitteltonbereich ein, ungefähr bei 1 khz.
V. Eine 5.1 oder 3/2/1 Surround Anordnungen
Bei Dolby Surround waren die Kanäle mit einem komplexen Matrixverfahren auf 2
Spuren reduziert. Bis auf den linken und rechten Frontkanal (FL/FR) wurden der
Center – Kanal in seiner Frequenzbreite auf 100Hz bis 8 kHz (Sprachsprektrum)
begrenzt und die Surround Kanäle waren ein Monosignal (SL=SR), dass gleichfalls
nicht über den ganzen Frequenzumfang von 20Hz bis 20 kHz verfügte.
Bei Dolby Digital 5.1 gibt die Zahl 5 ->5 diskrete Kanäle an die alle über die
Frequenzbreite von 20Hz bis 20 kHz verfügen. Möglich wurde dies Anhand der
neuen Speichermedien wie die DVD. Darum wurde auch für die Musikindustrie das
neue Format nützlich.
Die 0.1 Angabe bedeutet dass ein weiterer Kanal, der jedoch nicht über die volle
Frequenzbandbreite verfügt, benützt werden kann. Bei Filmen, Livekonzerte wird er
als LFE- Low Frequenzy Effekt – Kanal benützt. Er kommt somit zum Einsatz wenn
mehr Leistung in den tiefen Frequenzen gefordert wird, zum Beispiel eine Explosion,
Erdbeben, das wummern und eines Baggers, Panzers.
Bei der Angabe 3/2/1 besteht kein Unterschied.
3 Kanäle für die Frontwiedergabe
2 Kanäle für die rückseitige Wiedergabe (Rear)
1 Kanal für Effekte (LFE)
LFE und Subwoofer
Der Lautsprecher der den LFE-Kanal wieder gibt, ist ein Subwoofer.
Je nach Budget kann entschieden werden, ob 2 oder nur 1 Subwoofer zum Einsatz
kommt.
Subwoofer 1 ist zur Entlastung der Hauptbeschallungsanlage, der 5 Kanäle.
Gerade bei Kompaktboxen die im Volumen um einiges kleiner sind als Standboxen
und zudem einen kleineren Tieftöner besitzen kommt diese Lösung zugute. Somit
strahlt der Subwoofer Frequenzen von 40 - 80 Hz ab, die Kompaktboxen stoßen
nicht an ihr unteres Limit und werden somit entlastet.
Subwoofer 2 ist für den LFE – Kanal zuständig.
In der Regel wird das LFE Signal zum Hauptsignal mit +10dB wiedergegeben.
Bei guten Standboxen müssen nicht unbedingt 2 Subwoofer zum Einsatz kommen.
Es würde 1 Subwoofer der je nach Geschmack und Beschallungsanforderungen mit
den unteren Frequenzen der Hauptbeschallungsanlage und dem LFE, oder nur mit
LFE Kanal betrieben wird, ausreichen.
Bild 5
Diese Anordnung wurde von dem deutschen Institut für Rundfunktechnik erarbeitet.
Mit der Aufstellungsnorm ITU-R BS.775-1 soll eine gute Lokalisierbarkeit aller
Schallquellen gegeben sein. Der mittig platzierte Hörer soll alle Schallereignisse
ausgewogen konsumieren können.
Wenn über die hinteren Lautsprecher, ausschließlich Surround-Signale wiedergeben
werden, kann sich ihre Position auch außerhalb des Hörkreises befinden.
VI. Anordnung (gemäß ITU-R BS.775-1):
- Der Hörabstand aller 5 Lautsprecher soll identisch zum Hörplatz gewählt werden.
- Winkelanordnung und Höhe der Lautsprecher in Blickrichtung des Hörers:
- Center 0 Grad, Höhe: soll bei 1,2 m liegen, kann je nach Bildfläche variieren
- Front +-30 Grad, Höhe: 1,2m
- Surround +-110 Grad (also eher seitlich, nicht hinter dem Hörer) Höhe: >1,2m
Parameter für den Raum und deren Lautsprecher (gemäß ITU-R BS.775-1):
Raumgröße: >25 m2
Basisbreite (Abstand zwischen FL und FR): 2 bis 3m
(Basiswinkel – Winkel zwischen FL und FR: 60 Grad )
Hörabstand zu den Lautsprecher: 2 bis 1,7m +-0,8m
Hörzone: einen Radius von 0,8m
(Höhe der Lautsprecher: 0,9 bis 1,4m)
Abstand zu umgebenen Reflexionsflächen: 0,5m, besser größer 1m
Sollte die Bassreflexöffnung an der Rückseite des Lautsprechers angeordnet sein,
muss genügend abstand zu Wand gewährleistet sein
Ermitteln der idealsten Position des Subwoofers
Der Subwoofer wird dort positioniert wo sich der gewöhnliche Hörplatz befindet
(z.B. dort wo sich der Fernsehstuhl befindet). Dann soll er mit Musik, die eine gute
Basswiedergabe mit sich bringt bespielt werden. Dann gehe man die möglichen
Stellen für die Positionierung des Subwoofers ab. Mit dem Kopf zum Boden soll somit
die Stelle ermittelt werden bei der die Basswiedergabe am druckvollsten und
saubersten klingt, also ohne dröhnen wiedergeben wird. In selten Fällen sind dies die
Ecken den Raumes, fast jeder Subwoofer neigt an der Stelle des Raumes zu
dröhnen.
Die Abstrahlquelle von Frequenzen unterhalb von 100 Hz können schlecht bis gar
nicht lokalisiert werden.
Jedoch ist die Position in mitten oder in der höhe der Frontlautsprecher eine gute
Wahl. Da er Aufgrund der Phasengleichheit zu den Frontboxen am besten
abgestimmt ist.
Wenn der Subwoofer zu weit entfernt von den Frontlautsprechern steht, muss die
Laufzeit der Phase an die der Frontlautsprecher angeglichen werden. Viele
Subwoofer besitzen deshalb einen Drehknopf mit dem die Phase meist stufenlos
verschoben werden kann.
Wenn die Trennfrequenz manuell eingestellt wird ist darauf zu achten, dass sie mit
der Trennfrequenz der Lautsprecher übereinstimmt.
Der Subwoofer übernimmt die unteren Werte ungefähr bis 60 bis 100 Hz, des
Lautsprecher die Werte von 100Hz bis 20 kHz.
Vorsicht! Bei Angaben zu Kompaktboxen bei denen die Werte unter 50 Herz gehen.
In dieser tiefe ist ihr Wirkungsgrad, aufgrund der Baugröße sehr schwach.
Größere Kompaktboxen ab 50 Hz
Kleinerer Kompaktboxen ab 60 Hz
Darum wird hier ein Subwoofer gute Dienste leisten und diesen Verlust ausgleichen.
VII. Das THX - Zertifikat
THX – Tomlinson Holman´s Experiments wurde 1983
von George Lucas (Vater von STAR WARS) gegründet.
Tomlinson Holman, ein Toningenieur von George Lucas Tonstudio Sprocket
Systems, musste immer wieder erkennen, dass die Soundqualität der von Ihnen
produzierten Filme, sehr stark unter den meist schlechten akustischen
Gegebenheiten der Kinos, erheblich beeinträchtigt wurde.
Darum entwickelte er ein einheitliches Normensystem für die Akustik im Tonstudio
und im Kinosaal, damit der Kunde den Film unter optimalen Bedingungen genießen
kann.
George Lucas gründete 1983 die Firma THX, sie dient als Zertifizierungsstelle
für Tonstudios, Filmtheater (Kino), Hersteller von Beschallungssystemen.
THX -Lautsprecher
Wie aus der Geschichte zu erkennen ist, kommen die Systeme aus der
Filmwiedergabe. Bei den Frontlautsprechern wird in der Horizontalen eine möglichst
breit gefächerte und in der Vertikalen eine möglichst schmal gebündelte Abstrahlung
gefordert, um damit die Dialogverständlichkeit und die Lokalisierbarkeit der
Geräusche von vorne möglichst unabhängig vom Hörplatz maximieren zu können.
Darum werden die Lautsprecherchassis nach dem D’Appolito Prinzip angeordnet.
Bild 6
Die Surround – Lautsprecher müssen ein diffuses Schallfeld erzeugen, damit sie
nicht Lokalisierbar sind und den Zuhörer mit ihrem Sound umhüllen.
Es soll somit kein Direktschall vom Lautsprecher beim Hörer ankommen, sonder nur
Schallanteile die über die Wände reflektiert werden.
Die wird mit einem speziell konstruierten Dipolstrahler erreicht. 2
Lautsprecherchassis eines Vorne und das andere Hinten sind in einem Lautsprecher
verbaut. Beide bekommen das idente Signal ,nur bei einem Chassis wird die Phase
invertiert wiedergegeben. Durch die Phaseninvertierung löschen sich sämtliche
Schallwellen zur Seite, wo der Zuhörer sitzt, aus.
THX – Dipolstrahler
Bild 7
VIII. Lautsprecher - Monitore
Die Aufgabe eines Lautsprechers besteht darin, dass ihm zugeführte Signal des
Verstärkers so adäquat wie möglich, durch mechanische Membranschwingungen, in
möglichst verlustfreie Schallleistung um zusetzten.
Die Größe des Gehäusevolumens, der Membranfläche und deren Anordnung,
die Form außer- und innerhalb, Reflexöffnungen und das verwendete Material sind
für das Frequenz- und Abstrahlverhalten und dessen Wirkungsgrad von bedeutender
Wichtigkeit.
Vorgaben wie Zielgruppe, Qualitätsklasse, Modellpalette, Preisklasse, sowie die
Kompromissbereitschaft eines Konstrukteurs nehmen entscheidenden Einfluss auf
die Konstruktion.
Auch wenn der Wunsch der Konsumenten nach kleinen Lautsprecher mit großer
Schallleistung vorhanden ist, können die Konstrukteure diesen Wunsch nur bedingt
folgen. Der Grund liegt in der Art und Weise wie ein Lautsprecher die Luft zum
schwingen bringt und welchen physikalischen Gesetzen er ausgeliefert ist.
Der elektrodynamische Lautsprecher ist der Bekannteste.
Bei ihm wird die Membran durch die Wechselwirkung zwischen elektrischem Strom
und einem magnetischen Gleichfeld angetrieben.
Bild 8
Bild 9
Ideal wär ein Lautsprecherchassis (= Lautsprecher: Membran mit Schwingspule) in
einer Box, das alle Frequenzen gleichmäßig überträgt.
Um akzeptable Werte, homogene Eigenschaften zu erhalten, werden Zwei oder
mehrere Lautsprecherchassis in einer Lautsprecherbox verbaut.
Da die Lautsprecher die Schallleistung hauptsächlich nach vorne abgeben werden
sie Direktstrahler genannt. Ähnlich wie mit einer Taschenlampe kann der Raum in
eine Richtung ausgeleuchtet, beschallt werden.
Unterschiedliche Anordnungen der Lautsprecherchassis:
Wenn wir von der Mitte ausgehen muss zuerst die KOAXIALE Anordnung erwähnt
werden. Dabei befinden sich alle, meist Zwei Chassis auf der gleichen Achse.
Der Sound kommt somit aus einem Loch.
Der Hochtöner wird hinter den Tieftöner gesetzt, hierbei ist der Tieftöner so
konstruiert, dass er in der Mitte eine Öffnung besitzt, durch die der Hochtöner seine
Schallleistung abgeben kann.
Z.B. Die Firma TANNOY aus England baut solche Lautsprecher.
Bild 10
Diese Bauweise bringt eine bestimmte Eigenheit mit sich, diese Lautsprecher sind in
den mitten (1-2 kHz) sehr präsent, das führt dazu dass die Soundeigenschaften
einen leichten nasalen (Nase zuhalten und sprechen) Charakter bekommen.
Sehr oft zu sehen sind Zweiweg – Systeme in einer Kompaktbox, in der Größe einer
Schuhschachtel sind sie in fast jedem Haushalt anzutreffen.
Dabei wird der Tieftöner unterhalb und der Hochtöner oberhalb der Frontplatte
montiert. (siehe Seite zuvor – Lautspecherpaare 4 Stück)
Eine Kompaktbox hat meist zwei Chassis, auch Modelle mit Drei sind auf dem Markt
zu finden.
Kompaktlautsprecher von B&W 602
Standboxen verfügen meist über drei oder mehr Chassis. Der Tieftöner wird durch
einen kleineren Mitteltöner entlastet. Seine Querschnitt wird größer gewählt und
dadurch ist eine bessere Tiefenwiedergab möglich.
Standlautsprecher von B&W 801D
Es gibt aktive und passive Lautsprecher:
Der passive Lautsprecher erhält sein Signal von einen einem Leistungsverstärker
(Endstufe) und wird von ihm mit der nötigen Antriebsenergie versorgt. Seine
Frequenzweiche ist passiv. Das Signal wird vom Leistungsverstärker zum
Lautsprecher unsymmetrisch geführt.
Bei aktiven Lautsprechern befindet sich die Endstufe im oder am Lautsprecher.
Seine Frequenzweiche ist aktiv, oder passiv je nach Bauart.
Das Signal wird vom Vorverstärker zum Lautsprecher symmetrisch geführt.
Unterschied zwischen Symmetrisch und Unsymmetrisch
Das unsymmetrische Signal wird mit 2 Wegen geführt. Erste Pol liefert das
Audiosignal der zweite Pol liegt an der zentralen Audiomasse an.
Problematisch wird führen eines unsymmetrischen Signals dann, wenn die Kabel zu
lang werden und wenn die Geräte von unterschiedlichen Netzversorgungen ihren
Strom beziehen. Brummen, Rauschen und Knackgeräusche können sich bei der
Wiedergabe bemerkbar machen.
Um diesen störenden Einflüssen vorzubeugen, wird gerade in Tonstudios die
Signalführung symmetrisch betrieben.
Es werden 3 Kabel zur Signalführung verwendet. Das erste Kabel überträgt das
normale Signal, das zweite Kabel überträgt das gleiche Signal, nur Phasen invertiert
(um 180Grad gedreht), der dritte Pol liegt an der Masse und dient zur Abschirmung.
Störungen die somit von außen einwirken werden zwischen den Signalleitungen
gegenseitig aufgehoben. Bei dieser Leitungsführung gibt es keinen
Massebezugspunkt.
Wichtige Daten in Kombination mit einem Leistungsverstärker
Die Eingangsimpendanz gibt den minimalsten Widerstand an, den der Lautsprecher
dem Leistungsverstärker entgegensetzt. Je höher die Frequenz wird, desto größer
wird sein Widerstand. Gefahr bringt nur zu unterdimensionierter Ausgangwiderstand
am Leistungsverstärker -> weiter unter Leistungsverstärker
Der Wirkungsgrad eines passiven Lautsprechers beziffert das Verhältnis zwischen
der zugeführten elektrischen Energie und der daraus resultierenden Schallenergie.
Er wird bei einem Watt Eingangsleistung und in einem Meter Abstand gemessen.
Der Wirkungsgrad sagt nichts über die Qualität eines Lautsprechers aus. Klanglich
lineare Lautsprecher besitzen meist einen relativ schwachen Wirkungsgrad.
Ein Großteil der Lautsprecher liefern Werte so um die 90 dB.
Unterschied zwischen Studiolautsprecher(Monitore) und Hifilautsprecher
Anwendungsbereich:
Ein große Unterschied liegt im Anwendungsbereich.
Tonmeister / Musiker / Filmproduzenten die im Studio ihre Endmischungen
durchführen, versuchen unter neutralsten Voraussetzungen zu arbeiten.
Ein möglichst linearer Frequenzgang der Lautsprecher, sowie
neutrale akustische Raumeigenschaften, sollen eine optimale Abhörsituation
schaffen.
Ihr Endprodukt wird, sofern das Kunstwerk die breite Masse anspricht, in
einer Vielzahl von unterschiedlichsten Abhörsituationen
konsumiert. Nicht nur, dass es eine Masse an unterschiedlichsten Klangerzeuger
(Lautsprecher) gibt, kommen noch die unterschiedlichen akustischen
Raumeigenschaften dazu.
Wenn das Produkt unter ungünstigen Verhältnissen erzeugt worden ist,
kann sich der Fehler beim Kunden gravierend negativ bemerkbar machen.
Zum Beispiel:
Wenn es Aufgrund akustisch ungünstiger Arbeitsverhältnisse im Studio
zu Auslöschungen in tiefen Frequenzen (Bässe) kommt und der Tonmeister
diese durch das Anheben, genau dieser Frequenzen am Mischpult zu kompensieren
sucht. Kann sich dies beim Konsumenten, der unter anderen akustischen
Verhältnissen abhört, in einem Dröhnen bemerkbar machen.
Beim Hifi - wie auch beim Studio Monitor ist das Einsatzgebiet sehr wichtig. Soll die
Anlage hauptsächlich klassische Musik, mehr Rock-Pop-Konzerte, Filme spielen.
Je nach Konsumerschwerpunkt soll beim Kauf bewusst gewählt werden.
Da im Studio optimale Abhörbedingungen vorhanden sein sollten, ist der
Schwerpunkt des Programmreges nicht so maßgeblich bei der Auswahl der
Lautsprechermonitore. Hier wird auf neutrale Lautsprecher geachtet.
Natürlich kann dies bei Produzenten die ihren Schwerpunkt im Popmusikbereich
haben, anderes sein.
Ein weiterer Unterschied ist, dass Studios aufgrund der Arbeitsausstattung auf
Standlautsprecher eher verzichten. Diese Monitore werden speziell für die
Arbeitsanforderungen die in einem Studio herrschen entwickelt..
Jede vorhandene Ungereimtheit muss hörbar erkannt werden können, damit das
Produkt, der Tonträger ein perfektes und störungsfreies Signal aufweist.
IX. Verwerten von Testberichten
Vergleichshören
Messtechnische Ergebnisse können einzelne Stärken und Schwächen
eines Lautsprechers aufzeigen, aber ein wichtiger Entscheidungsgrund
liegt immer noch im Hörtest, ob der Soundcharakter den Vorstellungen des
Konsumenten entspricht.
Nicht jeder Lautsprecher passt in jeden Raum, je nach seinem
Frequenzgang und seinem Abstrahlverhalten, in Verbindung mit der Raumakustik,
wird sich die Summe dieser Kriterien für oder gegen seine Persönlichkeit richten.
Darum soll die in Betracht gezogene Beschallungsanlage
in den dafür vorgesehen Räumlichkeiten Probe gehört werden.
Professionelle Teams die für Fachzeitschriften Lautsprechertest durchführen,
entziehen sich den akustischen Raumeigenschaften und
führen diese in einem schalltoten Raum durch.
TU Dresden
Somit können seine Soundeigenschaften 1 zu 1 getestet werden,
da sonst die Reflexionen des Raums sich dem Klangbild hinzumischen
und den eigentlichen Sound des Lautsprechers verfälschen.
Den Tipp den Test in den dafür vorgesehen Räumlichkeiten
zu machen, soll hiermit keines Falls entkräftet werden!
Im Fall des Testteams, soll ein möglichst neutrales und faires Testumfeld für die
Lautsprecher geschaffen werden.
Einige Beurteilungskiriterien
Frequenzgänge:
Der Frequenzgang liefert einen ersten Eindruck von der Monitorabstimmung.
Er zeigt mögliche Probleme beim Übergang zwischen dem Hoch- und Tieftöner und
wie weit der Übertragungsbereich ausgedehnt ist.
Tiefere Frequenzen die sich störend auswirken können, werden im Vorhinein
erkannt.
Frequenzgang des Studiomonitors von Klein und Hummel O110
gemäß SSF soll der Frequenzgang +-2 dB, somit ein Toleranzfeld von 4 dB nicht
übersteigen.
Spektrogramme-Zerfallsspektrum:
Mit ihnen wird das Ausschwingverhalten des Lautsprechers dargestellt.
Unerwünschte Resonanzen der Hoch-Tieftöner, sowie Eigenfrequenzen des
Gehäuses werden beim Nachklingen ersichtlich.
Besonders bei 2-Wegesystemen (2 Lautsprecherchassis Hoch - und Tieftöner)
bei den die Trennfrequenz sehr hoch liegt kommt es bei den Frequenzen, bei den
eine halbe Wellenlänge zwischen 2 Wände passt, zu störenden Resonanzen.
Diese liegen hauptsächlich zwischen 500 - 700 Hz.
Zerfallsspektrum eines Studiomonitors von Klein und Hummel O110
Maximal möglicher Abhörpegel
Bei diesem Test wird ermittelt wie laut ein Monitor gewisse Frequenzen wiedergeben
kann. Der maximale Verzerrungsgrad ist hier von großer Bedeutung.
Mit ihm wird die Grenze ermittelt bei dem die Klangqualität nachlässt.
In der Regel ist das ein Wert von ca. 3% Verzerrung.
Da sich die Verzerrungen im Bassbereich (< 150 Hz) nicht so schnell negativ
bemerkbar machen, wird in diesem Bereich gerne ein Verzerrungsgrad von ca.10%
akzeptiert.
Der maximale Schalldruckpegel mit 1% und 3% Verzerrungsgrad, von KH O110
Abtrahlung:
Das Abstrahlverhalten ist auch ein sehr wichtiger Punkt.
Mit ihm kann die Richtwirkung der Frequenzen, der Bereich ermittelt werden der ein
Lautsprecher ausleuchtet.
Tiefe Frequenzen (Bässe) breiten sich Punktförmig aus, je mehr die Frequenz
ansteigt, desto mehr bündelt sich der Schall in eine Richtung.
Versuch:
Beim Musik hören, vor einem Lautsprecher stellen und langsam zur Seite bewegen,
dabei auf die Höhen achten. Je mehr man sich aus seiner Abstrahlachse entfernt,
desto mehr nehmen die hohen Frequenzanteile ab und er klingt dumpfer.
Horizontales Abstrahlverhalten: wenn man sich von der 0-Achse links
beziehungsweise nach rechts bewegt.Horizontales und Vertikales Abstrahlverhalten
in den folgenden 2 Bildern. Ausgezeichnete Werte für ein Studiomonitor, KH O110
Vertikales Abstrahlverhalten:
wenn der Lautsprecher nach oben oder nach unten gekippt wird.
Angenommen, die Lautsprecherchassis seien völlig linear und es wird nur
die Schallführung in den Kurven darstellt, würden im optimal Fall
alle Farbstaffelungen waagrecht, parallel verlaufen und gleichmäßig leiser werden,
je seitlicher man sich von der Monitorachse entfernt.
X. Messtechnischer Vergleich von Lautsprechern
Wie schon erwähnt, soll bei der endgültigen Auswahl der Lautsprecher nicht die
messtechnischen Erkenntnisse, sondern der subjektive Höreindruck zum
entscheidenden Kriterium werden. Sogar im Studiobereich entscheidet jeder
Tonmeister, im Endstadium der Wah,l mit dem Gehör für welchen Monitor er sich
entscheidet.
XI. Leistungsverstärker bzw. Vollverstärker
Die Aufgabe eines Vollverstärkers ist das schwache Eingangsignal einer Tonquelle,
möglichst ohne Klangverfälschung zu verstärken, um es dann an die Boxen
abzugeben. Je nach Anwendungsgebiet gibt es unterschiedliche Vollverstärker mit
unterschiedlichen Funktionen.
Einfache Verstärker mit einem Eingangswähler und Lautstärkenregler, oder
komplexe Verstärker mit vielen nützlichen wie unnützlichen Zusatzfunktionen.
Balanceregler, Klangregler, Loudnessfunktion, schaltbare Boxengruppen (A/B),
Kopfhöreranschluss, etc.
Für kürzere Signalwege gibt es eine Funktionen die sich Direkt oder Flat nennt und
die zuvor genannten Funktionen übergeht.
Ausgänge:
Stereoendstufen (Endstufe = Verstärker)
- 2 Kanäle mit teils unterschiedlichen Ausgangsimpendanzen für unterschiedliche
Boxenpaare A / B !! nur 2 Beschallungsausgänge oder
- Surroundendstufen mit 6 oder mehr Ausgängen.
Geklärt werden muss:
- Was soll alles an den Vollverstärker angeschlossen werden (welche Eingänge)
- Welches Wiedergabeformat wird gewünscht -> 2 Kanal oder Mehrkanal (Ausgänge)
- Sind Sonderfunktionen gewünscht – Equalizer, Loudnessfunktion, Direkt, etc.
- Für Surroundverstärker gibt es Funktionen bei denen Beschallungsprogramme
abgespeichert werden können, die für ein optimales Beschallungsverhältnis benötigt
werden. Wie Lautheit der Boxenpaare, ansteigende Raumresonanzen,
Laufzeitunterschiede (Phasenanpassung), gerade beim Subwoofer.
Diese Funktion wird entweder von einem Techniker einmalig betreut, oder sie kann
mit Bedienungsanleitung mit einem meist mitgelieferten Messmikrofon von selbst
durchgeführt werden.
Die Ausgangsleistung und die Belastbarkeit der Lautsprecherbox darf nicht
überbewertet werden. Besonderes diese Kriterien werden oft als Kauf- oder
Verkaufsargument verwendet.
Impendanz und Wirkungsgrad-Watt-Leistung:
Entscheident bei der Wahl des passenden Verstärkers ist die durchschnittliche
Impendanz und der Wirkungsgrad der Lautsprecher.
Ein Beispiel:
Ein Endstufenkanal liefert bei Vollaussteuerung des Signaleingangs 100 Watt
Leistung an 4 Ohm Last. Der angeschlossene Lautsprecher mit 4 Ohm
Innenwiderstand kann somit die 100 Watt Leistung umsetzen. Wird hingegen ein
Lautsprecher mit 8 Ohm Innenwiderstand angeschlossen, lässt dieser nur die halbe
Stromstärke passieren, die Leistung wird somit halbiert. Aufgrund mehrerer
technischen Gegebenheiten liegt dieser Wert ein wenig höher, somit liefert der
Verstärker eine Ausgangsleistung von 50 bis 63 Watt.
Fazit:
Ein höherer Abschlusswiderstand verursacht an der Endstufe keinerlei
Beschädigung, nur die Ausgangsleistung wird reduziert und der Verstärker wird nicht
voll ausgelastet.
Eine Gefahr für den Verstärker besteht bei zu geringem Abschlusswiderstand, z.B.
ein Lautsprecher mit 2 Ohm – an einen Verstärker mit 4 Ohm zu betreiben. Durch
den halbierten Widerstand ist nun bei Vollaussteuerung der doppelte Stromfluss
möglich. Bei der, für den Verstärker, überhöhten Stromstärke überhitzen die
Leistungstransistoren und das Netzteil, was schlussendlich, sofern keine
Thermosicherung den Kanal abschaltet, zur Zerstörung des elektronischen
Innenlebens des Verstärkers führt.
Ein weiteres wichtiges Qualitätsmerkmal eines Verstärkers ist die Stromstabilität.
Erreicht wird dies durch groß dimensionierte Netzteile und mehrere parallel
geschaltenen Ausgangstransistoren. Erkennbar wird dies, wenn die Lastimpendanz
halbiert wird, verdoppelt sich seine Ausgangsleistung(U=RxI).
Stromstabile Verstärker sind in der Regel sehr schwer und bei hoher Qualität teuer.
Dämpfungsfaktor:
Der Dämpfungsfaktor DF ist der Quotient aus Eingangswiderstand und
Ausgangswiderstand.
Unterschiede bei der Benennung der Impedanzen:
Verstärker:
Ausgangswiderstand = Ri = Innenwiderstand = Quellwiderstand
Lautsprecher:
Eingangswiderstand = Ra = Außenwiderstand = Lastwiderstand =
Abschlusswiderstand
Dieser Wert ist in der Regel kleiner Ri = 0,1 Ohm
Da dieser selten in Datenblätter angeben wird, kann man ihn auch durch umstellen
der oben genannte Formel selbst errechnen.
DF = 100, Ra = 8 Ohm
-> 8 Ohm durch 100 ergibt einen Innenwiderstand von Ri = 0,08 Ohm
Röhrenverstärker haben einen geringeren Dämpfungsfaktor, da der hohe
Innenwiderstand des Transformators die Membran des Lautsprechers schlecht
dämpft. Darum ist die Kontrolle von kurzen Bassimpulsen von 20 Hz bis 500 Hz
besonders wichtig.
Werte von etwa 100 sind beim Dämpfungsfaktor üblich. Angaben über DF = 200
Bringen klanglich keine hörbaren Verbesserungen.
Der Dämpfungsfaktor stellt das Widerstandsverhältnis zwischen Lautsprecher und
dem übrigen Stromkreis, der sich aus dem Innwiderstand des Verstärkers, dem
Widerstand der Lautsprecherkabel, Übergangswiderstand der Kontakte und dem
Widerstand der Frequenzweichenplatine mit Bauteile zusammensetzt.
Fazit:
Der Wert des Ausgangswiderstandes des Verstärkers sollte möglichst klein sein.
Zudem sollten nicht zu lange Lautsprecherkabel mit größerem Querschnitt gewählt
werden.
Hoher Dämpfungsfaktor macht nur bei aktiven Boxen Sinn, da die eingebaute
Elektronik, bei guter Qualität diesen bis zu den Lautsprecherchassis überträgt. Bei
passiven Lautsprechern verhindert das der Innenwiderstand der Frequenzweiche.
Transistorenverstärker:
Bei einem Transistorenverstärker werden Transistoren zur Spannungs- und
Stromverstärkung eingesetzt. Sie sind in fast jedem Hifi Verstärker zu finden.
Sie gehören zur Gruppe der Halbleiter sind relativ billig herzustellen und weisen
keinen Verschleiß auf, so wie das bei Röhren der Fall ist. Sie haben einen besseren
Wirkungsgrad als Röhren und werden nur bei Leistungsabgabe warm. Ihr hoher
Dämpfungsfaktor spiegelt sich aus ihrer niederohmigen Eigenschaft, sie benötigen
keinen Transformator zu Impendanzanpassung.
Transistorenverstärker arbeiten mit Betriebsspannungen von 20 bis 200 Volt.
Auch Geräte in der unteren Preisklasse erreichen annehmbare Messwerte.
Der qualitative Unterschied zwischen den Geräten liegt wieder im Detail, da das
Versorgen des Lautsprechers mit Spannung, anhand der auftretenden Probleme, wie
Frequenzabhängiger Widerstand, Rückströme der Lautsprecher, usw. ein komplexer
Vorgang ist. Kompromisslose konstruierte und optimierte Geräte bringen hier durch
ihre hohe Qualität wie auch Stromstabilität, hörbare Vorteile.
Diese Geräte sind, eher oberflächlich betrachtet, an ihrem Gewicht und an ihrem
höheren Preis erkennbar.
Ein gravierender Nachteil von Transistoren ist ihr Verhalten wenn sie Übersteuert
werden. Das Tonsignal wird an den Spitzen abgeschnitten, dadurch ist es ein
Rechtecksignal, dass die Hochtöner zerstören kann!
Röhrenverstärker:
Aufgrund des für unser Ohr günstigen Klirrspektrums eines Röhrenverstärkers wird
ihm ein angenehmer Klang nachgesagt. Besonders im Mittel- und Hochtonbereich
kann der Klang begeistern.
Ein weiterer positiver Aspekt ist, dass bei der Aussteuerung über den Grenzbereich
die Spitzen abgerundet (Soft-Clipping) werden und nicht wie bei einem
Transistorverstärker abgeschnitten. Denn dies ergibt ein Rechtecksignal das den
Hochtöner zerstören kann.
Im Hifibereich unterscheidet man zwischen Trioden- Pentodenverstärkern.
Trioden werden meist im Single-Betrieb eingesetzt, anhand ihrer Bauart liefern sie
eher wenig Ausgangsleistung – bis 92dB /1m. Es gibt auch Bauarten die höhere
Werte erzielen können, jedoch werden diese stets an ihrer Leistungsgrenze
betrieben.
Pentoden in Gegentaktschaltung können je nach Betriebsspannung und Anzahl der
Röhren hohe Ausgangsleistung liefern.
Auch die wichtigsten Messdaten wie Frequenzgang, Klirrfaktor (unter 3%) bei etwa
5-8 Watt, Dynamikumfang, Geräuschspannungsabstand und Phasenverhalten
bewegen sich im akzeptabeln Bereich.
Nachteile sind zum einen der schlechte Wirkungsgrad, da die zugeführte Energie
großteils in Wärme umgesetzt wird. Betriebsspannungen zwischen 200 und 1000
Volt werden benötigt.
Die Qualität des Ausgangsseitig bestückten Transformators, der zu
Impendanzanpassung benötigt wird, hat einen entscheidenden Einfluss auf das
klangliche Ergebnis des Verstärkers.
Es kann im Bassbereich (20-500 Hz) aufgrund seiner Bauart zu qualitativ hörbaren
Verlusten kommen. Sa Röhren Verschleißteile sind, müssen je nach Gebrauch nach
ein paar Jahren ausgewechselt werden, es kommt somit zu Folgekosten.
XII. Informationen zum SSF
Forum das richtungsweisende Empfehlungen zur Mehrkanalwiedergabe und
deren Anordnung gibt (SSF – 01.1 / 2002)
Das Surround Sound Forum wurde anlässlich der 19. Tonmeistertagung vom
Verband Deutscher Tonmeister (VDT) gegründet. Unterstützt wird das Forum durch
das Institut für Rundfunktechnik (IRT), der Schule für Rundfunktechnik (SRT), sowie
andere Gremien, Institutionen und der Industrie, um auf die weitere Standardisierung
der Entwicklung der Mehrkanal-Stereofonie Einfluss zu nehmen.
Sowie die praxisgerechte Umsetzung von internationalen Empfehlungen zu
unterstützen und den Austausch von Informationen und Erfahrungen zu fördern.
Hörbedingungen:
Die Hörbedingungen werden aus folgenden Gegebenheiten des Schallfeldes und
dessen qualitative Eigenschaften definiert.
-
die geometrischen und akustischen Eigenschaften des Hörraumes
die Eigenschaften und Anordnung der Lautsprecher im Hörraum, sowie
den Hörort bzw. die Hörzone für ausgewählte Hörplätze
(z.B. Sofa / Fernsehsessel)
Mit diesen Anforderungen wird versucht ein Referenz-Schallfeld, das möglichst
neutral sein soll, zu definieren. Jeder Hörraum sollte den geometrischen wie auch
den akustischen Eigenschaften nahe kommen.
Da in der Heimwiedergabe der Hörraum zugleich auch ein Wohnraum ist, werden
Abweichungen, im Vergleich zu einem Referenz-Schallfeld von einem Tonregieraum
in einem Studio, in der Tabelle mit ein kalkuliert.
Auch bei den Referenz- und Heimlautsprecher ist darauf zu achten, dass die
angegebenen Werte so gut wie möglich eingehalten werden.
Ziel ist es jedes ungewollte Schallereignis (z.B. Raumresonanzen, Nachhall)zu
reduzieren, wenn möglich zu neutralisieren, um eine Wiedergabe zu gewährleisten,
wie sie vom Toningenieur, Tonmeister, Sounddesigner beabsichtigt wurde.
Fazit:
Ausreichende Übereinstimmung unterschiedlicher Hörräume und der
Lautsprechersysteme.
Näheres auf der Internetseite;
http://www.tonmeister.de
und im Anhang
Glossar
Eigen Resonanzen:
Gefährlich werden Eigenresonanzen bei Gebäuden oder Brücken, ein zu starkes
Aufschaukeln dieser Frequenzen kann zum ermüden des Baumaterial und somit zum
Einsturz führen.
Impendanz:
Der Widerstand eines Lautsprechers wird in der Regel Impendanz genannt.
Die Spule eines Lautsprechers setzt der Entstufe eines Verstärkers einen Widerstand
entgegen.
Wenn ein Lautsprecher mit einem Widerstand von 8 Ohm
Je höher die Impendanz, umso leiser wird die jeweilige Frequenz übertragen.
Bei der Wahl der richtigen Kombination von Entstufen-Ausgangsimpendanz und
Lautsprecher-Eingangsimpendanz ist darauf zu Achten, dass im Idealfall
Beide Komponenten den selben Ohmwert aufweisen, wenn die Werte von
einenander abweichen, so muss!!!! Die Entstufen den größeren Zahlenwert haben.
WARUM?:
Wenn die mindest Impendanz eines Lautsprechers niedriger ist als die einer
Endstufe, erlaubt der Lautsprecher einen höheren Stromfluss. Bei niedrigem
Belasten (leise Musik) der Endstufe passiert noch nichts, jedoch bei größerer
Belastung (laute Musik) muss die Endstufe mehr Leistung liefern, als für die sie
dimensioniert ist. Dadurch entsteht eine zu große Wärme, wenn die Endstufe mittels
Thermoschutzschaltung nicht geschützt ist, wird diese nach kurzer Zeit zerstört.
Rosa Rauschen:
Ist ein definiertes Prüfsignal mit dem man Frequenzgänge und den Schalldruckpegel
Von Lautsprecher testen und anpassen kann.
Auch das Schallfeld eines Raumes kann damit in seinem Frequenzgang ermittelt
werden.
Stehende Wellen:
Eine stehende Welle entsteht wenn die Raumabmessung der halben Wellenlänge
entspricht. An stellen des Raumes, wo stehende Wellen auftreten, wird die
Lautstärke der betreffenden Frequenz verstärkt oder abgeschwächt.
Zum Beispiel:
Eine Frequenz von 40 Hz hat eine Wellenlänge von rund 8,5 m. Eine stehende Welle
entsteht bei einer Raumdiagonale von 4,25m.
Theoretischer Hintergrund:
Der Grund für das Dröhnen liegt bei dem überhöhten Pegel im tief frequenten
Bereich. Der Lautsprecher muss wenn er an der Wand steht nur halb so viel
Luftmasse bewegen wie im Freifeld. Der Wirkungsgrad verdoppelt sich somit.
Steht der Lautsprecher auf dem Boden, reduziert sich die Masse um ein Viertel, in
der Raumecke um ein Achtel. Dieser Effekt nimmt mit steigender Frequenz ab.
Verhalten der Impendanz wenn Boxen in Reihe oder Parallel geschalten werde.
Wenn Lautsprecher in Reihe geschalten werden addiert sich ihr Widerstand.
-> 4 Ohm und 4 Ohm Lautsprecher in Reihe, ergibt
eine Gesamtimpendanz von 8 Ohm Widerstand für die Endstufe.
!!! Wenn Lautsprecher Parallel geschalten werden halbiert sich der Widerstand!!!
!!! -> 4 Ohm und 4 Ohm Lautprecher Parallel geschaltet, ergibt
eine Gesamtimpendanz von 2 Ohm Widerstand für die Endstufe!!!
SPL - Sound Pressure Level (Schalldruckpegel)
SMPTE - Society of Motion Picture and Television Engineers
Normgremien, Verbände, Institute, etc.
die Normen und Empfehlungen abgeben:
SSF:
Das Surround Sound Forum ist eine Gemeinschaftsinitiative von
VDT: Verbund deutscher Tonmeister
IRT: Institut für Rundfunktechnik
SRT: Schule für Rundfunktechnik
ITU – International Telecommunication Union
EBU – European Broadcasting Union
IEC – International Electrotechnical Commission
DIN – Deutsche Industrie Norm
Literaturverzeichnis
Bücher:
Christian, Birkner: Surround, Einführung in die mehrkanalton-Technik (2002)
PPV Presse Project Verlags GmbH, Bergkirchen
ISBN 3-932275-39-X
Robert, Zangenfeind: Surround Sound, Das optimale Klangerlebnis zu Hause (1997)
Compact Verlag München
ISBN 3-8174-3980-6
Peter, Klau: Die optimale Heimkino-Anlage, Hollywood zu Hause (2004)
Verlag moderne industrie Buch AG & Co. KG, Landsberg
ISBN 3-8266-7318-2
Frank, Pieper: das P.A. Handbuch, Praktische Einführung in die professionelle
Beschallungstechnik
Verlag GC Carstensen, München
ISBN 3-910098-18-5
Michael, Dickreiter: Handbuch der Tonstudiotechnik (Band I, 6. Auflage)
Herausgeber: SRT – Schule für Rundfunktechnik
Wallensteinstr. 121, 90431 Nürnberg (D)
ISBN: 3 – 598 – 11321 – 8
Fachzeitschriften:
Production Partner, Professionelle Studio- und Bühnentechnik
Heft:
Sound & Recording, Producer, Engineer, Composer & Musician
Heft: 4/06, 5/06, 6/06, 7/06, 8/06
Heimkino (HiFi)
Heft: 11/2006
HD-TV (HiFi)
Heft: November 2006-10
Audiovision (HiFi)
Heft: 11/2006
Internet:
Hifi Aktiv
Fachgeschäft für hochwertige
Audio Komponenten - Wien
http://hifiaktiv.at
Hifi - Regler Lexikon
http://www.hifi-regler.de
Surround Sound Forum, Eine Gemeinschaftsinitiative con VDT, IRT und SRT
VDT – Verband Deutscher Tonmeister
IRT – Institut für Rundfunktechnik
SRT – Schule für Rundfunktechnik
http://www.tonmeister.de
Wikipedia – Die freie Enzyklopädie
http://de.wikipedia.org
Quellangaben der Bilder
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Vorlesungsscript "Akustik 2" von J.Blauert, Ruhr-Universität Bochum
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www.hifiaktiv.at
Nur zur Benützung frei gegeben, wenn ein Verweis auf den Urheber und dessen
Homepage gegeben ist. -> Urheber: David Messinger, www.hifiaktiv.at
Bild 5
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Die Bilder 6 bis 9, bilden unterschiedliche Lautsprecher ab und sind über die
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