Was ist ein Hi-Fi-Lautsprecher? - Teil 2
“Oft wird von Rezensenten behauptet, einem bestimmten Lautsprecher fehle es an Bass, obwohl er in Wirklichkeit kritisch bedämpft ist und die Aufnahme genau wiedergibt. Der untere Bass des Frequenzbereichs sollte um 4 dB pro Oktave unterhalb einer Frequenz abgesenkt werden, die durch den Durchmesser des Basslautsprechers bestimmt wird, um einen flachen Frequenzgang in einem "durchschnittlichen" Raum zu reproduzieren. Der Grund dafür ist, dass der Lautsprecher nicht in einen uneingeschränkten Raum abstrahlt, wie es bei einem Turm im Garten der Fall wäre. Die Energie eines Lautsprecherbasses bei tiefen Frequenzen wird gleichmäßig in alle Richtungen gestreut und ein Teil wird vom Boden und den Wänden reflektiert, bevor er den Zuhörer erreicht. Da die Wellenlänge des Schalls bei 40 Hz etwa 9 m beträgt, empfängt der Zuhörer in einem Abstand von 10 m vom Lautsprecher diese Reflexionen mehr oder weniger phasengleich mit der direkten Welle (d. h. sie treffen gleichzeitig ein). Mit steigender Frequenz wird die Basseinheit gerichteter und strahlt nicht mehr gleichmäßig in alle Richtungen ab. Schließlich wird eine Frequenz erreicht, bei der die Basseinheit so gerichtet ist, dass ein "Loch" im Frequenzgang entsteht, wenn sie nicht auf den Zuhörer gerichtet ist, und solche Lautsprecher müssen dicht nebeneinander aufgestellt werden. Je größer der Basslautsprecher ist, desto niedriger ist die Frequenz, bei der er zu "strahlen" beginnt, und desto näher müssen die Lautsprecher im Allgemeinen zusammen aufgestellt werden.
Die "Frequenzweiche" ist eine elektrische Schaltung, die verhindert, dass höhere Frequenzen an den Basslautsprecher geleitet werden, und die diese Frequenzen stattdessen an den Hochtöner weiterleitet. Niedrige Frequenzen (unterhalb von ca. 300 Hz) sind für den Großteil der Leistung verantwortlich, so dass der Hochtöner nur einen kleinen Teil der Gesamtleistung übernehmen muss. Dies ist ein Glücksfall, denn es ist schwierig, einen Hochtöner zu entwickeln, der eine signifikante Leistung auf korrekte Art und Weise verarbeiten kann. Diese Einschränkung führt zu erheblichen Problemen bei der Entwicklung eines präzisen Lautsprechers.
Der Unterschied zwischen einem Musikinstrument und einem anderen ist ausschließlich auf die Unterschiede in der Menge der Obertöne und ihrer Phasenbeziehung im Vergleich zum Grundton zurückzuführen. Eine Geige und eine Flöte klingen unterschiedlich, wenn sie denselben Ton spielen, weil die von diesen Instrumenten erzeugten Obertöne im Vergleich zum Grundton von sehr unterschiedlicher Größe sind.
Ein Lautsprecher sollte den aufgenommenen Grundton und die Obertöne im richtigen Verhältnis und zur richtigen Zeit (d. h. in der richtigen Phasenlage) wiedergeben. Es ist möglich (und sogar sehr wahrscheinlich), dass die Obertöne nicht zum richtigen Zeitpunkt im Verhältnis zum Grundton erzeugt werden. Dadurch verändert sich der Klang eines Instruments; bei vielen Lautsprechern ist es unmöglich zu unterscheiden, ob es sich bei einer Geige um eine Stradivari oder um eine Geige aus dem örtlichen Second-Hand-Laden handelt. Es sollte offensichtlich sein, welches Instrument gespielt wird, und wenn es sich um ein Orchesterstück handelt, sollte ein 90-köpfiges Orchester nicht wie ein 15-köpfiges Ensemble klingen. Wenn doch, dann liegt das daran, dass der Rest sich in einem Wald von Resonanzen und Phasenfehlern verliert. Resonanzen in den Gehäusewänden oder anderen Komponenten eines Lautsprechers, einschließlich der Bassmembran und des Chassis, können die Qualität der Klangwiedergabe nur beeinträchtigen, indem sie die Detailtreue und die Abbildung verringern und im schlimmsten Fall "kastenförmig" klingen. Resonanzen in irgendeinem Teil des Tieftöners oder Hochtöners führen auch zu einer Nichtlinearität des Phasengangs dieser Einheiten und können zur Unschärfe des wiedergegebenen Klangs beitragen.
Einfache Frequenzweichen erster Ordnung erzeugen eine gewisse Phasenverschiebung. Frequenzweichen zweiter Ordnung erzeugen eine größere Phasenverschiebung und führen eine Anomalie im Bereich der Frequenzweiche ein. Frequenzweichen dritter Ordnung erzeugen eine noch größere Phasenverschiebung, aber keine Anomalie, dafür aber auch Resonanzen. Eine Frequenzweiche ist wichtig, um den Hochtöner vor Bassfrequenzen zu schützen, die ihn zerstören würden. Je höher die Ordnung der Frequenzweiche, desto mehr Schutz wird geboten. Es scheint, dass einige Rezensenten nicht erkennen, dass jede Art von Frequenzweiche aufgrund der unterschiedlichen Phasenverschiebungen über den Audiobereich und der ihnen innewohnenden Resonanzen einen charakteristischen Klang hat. Eine vollständige Frequenzweiche dritter Ordnung hat eine Phasenverschiebung von 360° über den hörbaren Frequenzbereich und eine fünfte Ordnung hat eine Verschiebung von 720°. Das bedeutet, dass die Obertöne einer bestimmten Musiknote zeitlich unterschiedlich verzögert sind. Einige laufen rückwärts statt vorwärts und alle fangen zu spät an. Das bedeutet auch, dass sie zu spät aufhören. Wenn der Tief- und der Hochtöner in ihrem Phasengang nicht linear sind, kann dies die Situation noch verschlimmern. Ein Hersteller sollte die Phasencharakteristik des Tief- und Hochtöners berücksichtigen, wenn er entscheidet, welche Art von Frequenzweiche er verwendet - was nicht immer der Fall ist. Es gibt keine "euphonische Verzerrung", von der einige Hersteller und Rezensenten meinen, sie verbessere die Musik. Es sollte den Künstlern, Dirigenten und Plattenproduzenten überlassen bleiben zu entscheiden, wie die Musik interpretiert werden soll. Eine "euphonische Verzerrung" mag für einige Interpreten angemessen sein, wird aber die anderen mit Sicherheit beleidigen.
Ein Ausweg aus diesem Dilemma ist die Verwendung einer einfachen Frequenzweiche erster Ordnung in modifizierter Form, die eine geringere Phasenverschiebung erzeugt als eine Standardweiche erster Ordnung. Das Problem bei diesem Ansatz ist, dass der Schutz des Hochtöners für den allgemeinen Gebrauch nicht ausreichend ist. Sie können einen solchen Lautsprecher nicht verwenden, wenn Sie eine Party feiern und Musik besonders laut abspielen. Er eignet sich nur für das Hören zu Hause bei normaler Lautstärke. Wenn Sie einen Disco-Sound wünschen, ist dies nicht das Richtige für Sie. Die Vorteile einer Frequenzweiche erster Ordnung in einem Lautsprecher mit einem Basslautsprecher und einem Hochtöner mit linearer Phasencharakteristik und kritischer Dämpfung sind für den Hörer sofort ersichtlich. Basstöne haben nicht nur eine korrekte Tonhöhe, sondern zeigen auch Textur, da alle Obertöne ziemlich genau in ihrer richtigen Phasenbeziehung stehen und es kaum Überhänge gibt. Die Stereoabbildung ist stark verbessert, das Timing perfekt und die Instrumente sind erkennbar. Sängerinnen und Sänger klingen natürlich und der Dynamikbereich wird präzise wiedergegeben. Für den Musikgenuss kommt nichts anderes auch nur annähernd in Frage.”
Übersetzt aus: “What is a Hi-Fi Loudspeaker?” by Joe Akroyd - © 1998