Thema: Der ideale Lautsprecher
Vor der Auswahl oder der Konstruktion
einer Lautsprecherbox stellt sich zunächst die Frage, wie ein
idealer Lautsprecher beschaffen sein sollte.
Um einen möglichst unverfälschten Höreindruck zu vermitteln, sollte es sich um eine punktförmige Schallquelle handeln.
Technisch ist es aber sehr schwierig, wenn nicht unmöglich, dies mit einem einzigen Lautsprechersystem zu realisieren. Denn die Forderungen an den beiden Enden des gewünschten Übertragungsbereiches (z.B. 20 Hz bis 20 kHz) schließen sich aus. Für die Ausstrahlung im Tiefbaßbereich wird eine hinreichend große Membranfläche benötigt; für den Hochtonbereich muß die Membran klein und leicht sein, um Bündelungeffekte klein zu halten und eine gute Impulswiedergabe zu ermöglichen.
Daher teilt man in der Praxis den Übertragungsbereich meist auf mehrere Lautsprechersysteme auf, handelt sich dadurch aber Nachteile wie Laufzeitfehler zwischen den Systemen sowie zusätzliche Phasenfehler durch die Frequenzweichen ein.
Folgende Anforderungen sind zu erfüllen:
Der Frequenzgang sollte im gesamten Bereich (20-20.000 Hz) möglichst linear verlaufen, wobei der Bereich zwischen 100 Hz und 10.000 Hz besonders wichtig ist, da hier das Ohr besonders empfindlich für Fehler ist. Ist das nicht der Fall, werden Klangverfärbungen hörbar. Die Abweichung sollte hier daher kleiner 1dB sein. Dabei sind schmalbandige Abweichungen tolerabel weswegen bei der Messung des Frequenzganges eine Mittlung über 1/6-Oktaven sinnvoll ist. Der Verlauf im Hochtonbereich oberhalb 16 kHz ist dabei wegen der geringeren Empfindlichkeit des Ohres weniger wichtig.
Eine weitere Forderung betrifft das Rundstrahlverhalten. Der Lautsprecher sollte den linearen Frequenzgang nicht nur auf Achse zeigen, sondern auch über einen möglichst weiten Abstrahlwinkel. Auch hier gilt wieder besonderes Augenmerk dem Bereich zwischen 100 Hz und 10.000 Hz.
Neben dem linearen Frequenzgang müssen tiefe und hohe Frequenzen des Signals gleichzeitig das Ohr erreichen. Ist das nicht der Fall, entstehen Phasenfehler, die als Ortungsbeeinträchtigungen sowie als Klangverfärbungen hörbar werden. Für die Ortbarkeit ist hier der Frequenzbereich zwischen 100 und 1600 Hz entscheident. Phasenfehler unter 100 Hz und über 1600 Hz werden nicht mehr als Ortbarkeistbeeinträchtigungen, sondern als Klangverfärbungen wahrgenommen. Das Phasenverhalten wird über die Gruppenlaufzeit dargestellt, die Signalverzögerung sollte über den gesamten Frequenzbereich konstant sein.
Außerdem ist das Verzerrungsverhalten des Lautsprechers zu berücksichtigen. Im Gegensatz zu den übrigen Komponenten der Übertragungskette wird dieser Faktor bei den Lautsprechern häufig übersehen bzw. vernachlässigt.
Als Ergänzung sei auch auf folgende Links verwiesen:
Bei den Konstruktionen, die man in der Praxis findet, handelt es sich auch um Hornsysteme. Dabei werden meist Exponentialhörner für die Verstärkung der tiefen Frequenzen der Breitbänder eingesetzt. Außerdem findet man aber auch für den Mittel- und Hochtonbereich Hörner, die dann als Kugelwellenhorn (Traktrix-Horn) ausgebildet sind.
Während sich das Expontialhorn vom Hals aus in einer Exponentialfunktion öffnet, wird beim Kugelwellenhorn die sogenannte Schleppkurve verwendet (Siehe Taschenbuch der Mathematik, Bronstein-Semendjajew).
Um einen möglichst unverfälschten Höreindruck zu vermitteln, sollte es sich um eine punktförmige Schallquelle handeln.
Technisch ist es aber sehr schwierig, wenn nicht unmöglich, dies mit einem einzigen Lautsprechersystem zu realisieren. Denn die Forderungen an den beiden Enden des gewünschten Übertragungsbereiches (z.B. 20 Hz bis 20 kHz) schließen sich aus. Für die Ausstrahlung im Tiefbaßbereich wird eine hinreichend große Membranfläche benötigt; für den Hochtonbereich muß die Membran klein und leicht sein, um Bündelungeffekte klein zu halten und eine gute Impulswiedergabe zu ermöglichen.
Daher teilt man in der Praxis den Übertragungsbereich meist auf mehrere Lautsprechersysteme auf, handelt sich dadurch aber Nachteile wie Laufzeitfehler zwischen den Systemen sowie zusätzliche Phasenfehler durch die Frequenzweichen ein.
Folgende Anforderungen sind zu erfüllen:
Der Frequenzgang sollte im gesamten Bereich (20-20.000 Hz) möglichst linear verlaufen, wobei der Bereich zwischen 100 Hz und 10.000 Hz besonders wichtig ist, da hier das Ohr besonders empfindlich für Fehler ist. Ist das nicht der Fall, werden Klangverfärbungen hörbar. Die Abweichung sollte hier daher kleiner 1dB sein. Dabei sind schmalbandige Abweichungen tolerabel weswegen bei der Messung des Frequenzganges eine Mittlung über 1/6-Oktaven sinnvoll ist. Der Verlauf im Hochtonbereich oberhalb 16 kHz ist dabei wegen der geringeren Empfindlichkeit des Ohres weniger wichtig.
Eine weitere Forderung betrifft das Rundstrahlverhalten. Der Lautsprecher sollte den linearen Frequenzgang nicht nur auf Achse zeigen, sondern auch über einen möglichst weiten Abstrahlwinkel. Auch hier gilt wieder besonderes Augenmerk dem Bereich zwischen 100 Hz und 10.000 Hz.
Neben dem linearen Frequenzgang müssen tiefe und hohe Frequenzen des Signals gleichzeitig das Ohr erreichen. Ist das nicht der Fall, entstehen Phasenfehler, die als Ortungsbeeinträchtigungen sowie als Klangverfärbungen hörbar werden. Für die Ortbarkeit ist hier der Frequenzbereich zwischen 100 und 1600 Hz entscheident. Phasenfehler unter 100 Hz und über 1600 Hz werden nicht mehr als Ortbarkeistbeeinträchtigungen, sondern als Klangverfärbungen wahrgenommen. Das Phasenverhalten wird über die Gruppenlaufzeit dargestellt, die Signalverzögerung sollte über den gesamten Frequenzbereich konstant sein.
Außerdem ist das Verzerrungsverhalten des Lautsprechers zu berücksichtigen. Im Gegensatz zu den übrigen Komponenten der Übertragungskette wird dieser Faktor bei den Lautsprechern häufig übersehen bzw. vernachlässigt.
Als Ergänzung sei auch auf folgende Links verwiesen:
Bei den Konstruktionen, die man in der Praxis findet, handelt es sich auch um Hornsysteme. Dabei werden meist Exponentialhörner für die Verstärkung der tiefen Frequenzen der Breitbänder eingesetzt. Außerdem findet man aber auch für den Mittel- und Hochtonbereich Hörner, die dann als Kugelwellenhorn (Traktrix-Horn) ausgebildet sind.
Während sich das Expontialhorn vom Hals aus in einer Exponentialfunktion öffnet, wird beim Kugelwellenhorn die sogenannte Schleppkurve verwendet (Siehe Taschenbuch der Mathematik, Bronstein-Semendjajew).
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Letzte Änderung: 18.09.2008