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Frequenzweichenentwicklung und Raumklang

Peter Strassacker Dr. Peter Strassacker
seit 1977 Lautsprecherbau
Bücher über Materialforschung und Feldtheorie
Boxen wie Lagrange 98, Pascal,

Wie entwickle ich eine Frequenzweiche
Philipp Zukowsky befragte dazu
Peter Strassacker (9/2007).
 
 

Philipp:
Bei einer Frequenzweiche kommt es darauf an, dass jeder Lautsprecher die Frequenzen zugeteilt bekommt, die er gut wiedergeben kann. Weiterhin wichtig ist, dass die Lautsprecher im Übergangsbereich in Phase spielen. Dennoch gibt es Boxen bei uns im Studio, die trotz glattem Frequenzgang unausgewogen klingen. Woran liegt das?

Peter:
Ein Problem ist sicher die frequenzabhängige Energieverteilung im Raum. Frequenzweiche

Lass mich dazu ein Beispiel machen. Stell Dir vor Du hast eine Frequenzweiche für eine Box entwickelt, deren Gesamtfrequenzgang auf Achse ideal flach ist.

Die Einzelfrequenzgänge der Lautsprecher sollen so aussehen, wie im Bild links dargestellt.
Frequenzweiche Wenn wir uns dazu die räumliche Abstrahlung ansehen, so ist der Frequenzgang auf Achse ideal eben, wovon wir oben ausgingen. Unter einem Winkel, wird der Pegel abhängig von der Frequenz (oder genauer: abhängig vom Quotient aus Wellenlänge und Durchmesser des Lautsprechers λ/D) mit zunehmendem Winkel geringer werden.

Da die Abnahme des Pegels mit zunehmendem Winkel aber vom Durchmesser des Lautsprechers abhängt, ergibt sich frequenzabhängig ein Pegel-Muster wie im Bild links verdeutlicht. Übernimmt mit steigender Frequenz ein kleinerer Lautsprecher, so wird ab dieser Frequenz der Pegelabfall wieder geringer sein.

Philipp:
Aber wo ist das Problem? Wenn man den Lautsprecher auf den Zuhörer ausrichtet, dann hört dieser per Direktschall alle Töne mit gleicher Lautstärke.

Peter:
Ja, so wäre es im schalltoten Raum oder im Freien. Unsere Hörräume sind jedoch in Realität reflexionsbehaftet. Je nach Dämmung des Raumes kommt ein großer Anteil der Schallenergie nicht direkt, sondern über Reflexionen an das Ohr.

Philipp:
Das würde bedeuten, dass in unserem Beispiel Frequenzen um 300 Hz und 3000 Hz, die zu den Seiten mit geringer Intensität abgestrahlt werden, in den Reflexionen deutlich unterrepräsentiert sind.

Peter:
Ja, dem geübten Hörer fehlt somit etwas.

Philipp:
Wie gehe ich dann beim Entwickeln einer Weiche am besten vor?

Peter:
Eine unorthodoxe Methode, die im ersten Schritt zu sehr guten Ergebnissen führt, ist folgendes Vorgehen: die Lautsprecher unter 15 Grad Winkel zu messen und die Frequenzweiche so zu optimieren, dass unter 15 Grad Winkel der Frequenzgang eben ist.

Bei Frequenzen bei denen die Intensität stark winkelabhängig ist, wird dann unter 30 Grad der Pegel zu gering, dafür unter 0 Grad zu hoch sein. Dies kompensiert sich weitgehend.

Wünscht man, dass der Direktschall frequenzunabhängig mit gleichem Pegel abgestrahlt wird, dann stellt man die Box nicht auf den Hörer ausgerichtet auf, sondern 15 Grad daneben (also eher gerade in den Raum gerichtet).

Philipp:
Ich verstehe - unter 15 Grad habe ich dann einen ideal flachen Frequenzgang für den Direktschall - und ansonsten eine weitgehend ausgeglichene Energiedichte über alle Frequenzen im Raum.

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