Lautsprecher

Aus wiki.dvdb.de

Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 2 Die einzelnen Komponenten in einem Heimkino 3 Art der der Lautsprecher 4 Leistung/Angaben der Händler/Kompatibilität 5 Watt 6 Impendanz 7 Wirkungsgrad 8 Lautstärke 9 Kleine Zusammenfassung

Einleitung

Eines der wichtigsten Elemente in einem Heimkino sind natürlich die Lautsprecher. Lautsprecher im Heimkino haben, im Gegensatz zu einem reinen HiFi-System, eine etwas andere Rolle. Sie sollen das Bild des Films noch aufwerten und klanglich vervollständigen, während im HiFi-Bereich „nur“ die Musik wiedergegeben werden soll. Wir wollen in diesem Kapitel die diversen Mythen, Legenden und Sagen über Lautsprecher und deren blödsinnigen Angaben aus dem Weg räumen!

Die einzelnen Komponenten in einem Heimkino

In der Regel sollte ein gutes Heimkino aus folgenden Komponenten bestehen:

• 1 Center
• 2 Frontlautsprecher (je einer links und einer rechts)
• 2 Rearlautsprecher (je einer links und einer rechts) (Rear: engl. für Rück)
• 1 Subwoofer

Und schliesslich 1 Verstärker oder AV-Receiver!

Dies ergibt 6 Lautsprecher und, wie wir von von den Mehrkanal-Tonsystemen (wie Dolby Digital 5.1 -> siehe Kapitel Tonformate) wissen, hat nun jeder bestehende Kanal, inklusive dem diskreten (vollwertigen) LFE-Kanal, nun seinen eigenen Lautsprecher. Natürlich ist es möglich mehr Lautsprecher aufzustellen, je nach dem welches Soundsystem unser AV-Receiver hergibt. Mit DTS ES und Dolby Digital EX sind 7 oder sogar 8 Kanäle (auch wenn nicht richtig vollwertig) vorhanden und somit bis zu 8 Lautsprecher möglich. Wir wenden uns allerdings zunächst dem populärsten System zu und schauen uns an, wie man am besten seine 5.1 Surroundanlage für sein heimisches Wohnzimmer zusammenstellt.

Die einzelnen Eigenschaften der Lautsprecher sehen wir uns im Kapitel Positionierung & Eigenschaften der Lautsprecher an!

Desweiteren sollte die Qualität der Lautsprecher nicht ausser Acht gelassen werden. Man sagt im Heimkino-Bereich, dass das Equipment(Geräte außer den Lautsprechern) 40% des Budgets ausmachen und 60% in Lautsprechern investiert werden sollte. Was nützt ein (etwas übertrieben dargestellt) High-End-DVD-Player und Verstärker, wenn die Wiedergabe durch das Bindeglied, den günstigeren Lautsprechern, total versaut wird?

Art der der Lautsprecher

Als allererstes sollte man darauf achten, dass man alle Lautsprecher von gleicher Qualität und Klangfarbe zusammenkauft. Es bringt nichts, wenn man etwas dumpfere Frontlautsprecher links und rechts mit einem etwas heller klingenden Centerlautsprecher zusammenstellt. Da die daraus resultierende Disharmonie wirkt beim Genuß eines Films sehr störend. Wenn ein Objekt wie beispielsweise ein Hubschrauber von rechts nach links durch das Bild fliegt, muss der Sound logischerweise von dem rechten Frontspeaker über den Center zum linken Frontspeaker laufen. Nun wechselt der Ton zweimal die Klangfarbe, erst ein warmer Klang aus dem Frontspeaker rechts, dann ein greller Ton aus dem Center und schliesslich wieder der warme Klang aus dem Frontspeaker links.

Und glaubt mir, dies nervt tierisch während eines spannenden oder actionreichen Films, da der Sound deutlich die Klangfarbe ändert. Für die Rearlautsprecher gilt genau dasselbe Prinzip in der Zusammenarbeit mit den Frontlautsprechern, da wir mit dem Soundsystem einen dreidimensionalen Klang erreichen. Also kommt es ebenfalls vor, dass unser Hubschrauber klanglich von vorne nach hinten über unsere Köpfe hinwegfliegt. Wie sich das mit unterschiedlich klingenden Lautsprechern anhört, brauche ich ja nicht nochmal erwähnen. Obwohl es nicht so dominant hörbar sein wird, wie bei den drei Lautsprechern im Bildbereich, empfehle ich trotzdem, auf solch Kleinigkeiten zu achten.

Meist kann man seine vorhandene herkömmliche Stereo-Anlage schon erweitern, denn viele Hersteller bieten zu dem bestehenden Stereo-System schon diverse Zusatzlautsprecher an. So kann man sich zu den Stereo-Speakern, die dann als Frontlautsprecher Links und Rechts fungieren, den Center- und die Rearlautsprecher hinzukaufen. Deswegen lohnt es sich, einmal einen Blick in den Produktkatalog des Herstellers zu werfen. Dabei sollte man aber bedenken, dass man immer noch einen digitalen Receiver (Verstärker) benötigt.

Dem ganzen kann man natürlich aus dem Weg gehen, wenn man ein Komplettsystem kauft. Diese Variante ist nicht immer die schlechteste Entscheidung und hängt ganz von den Räumlichkeiten oder dem Geldbeutel ab. Dabei kann man sich aber sicher sein, das die Lautsprecher miteinander harmonieren und von der Klangfarbe keinen Unterschied aufweisen!

Leistung/Angaben der Händler/Kompatibilität

Nun müssen wir uns einem sehr ekligen (weil komplizierten) Thema stellen. Und zwar sieht man in den Werbungen oder in den Geschäften immer riesige Plakate, wo der Händler mit gigantischen Wattangaben wirbt. Denn mit dieser Wattangabe (auch Musikleistung genannt) bezeichnet man die theoretisch höchste Leistung, die ein Lautsprecher aufnehmen kann, ohne zerstört zu werden. Der Wert sagt allerdings nichts darüber aus, wie lange eine solche Maximalbelastung bestehen kann, ohne das Produkt zu zerstören. Dies wird von manchen Händlern verwendet, um ein Produkt mit einer verkaufsfördernden imposanten Leistungszahl auszustatten. Ein Beispiel wäre eine Surroundsystem mit 1500 Watt, tztztz…..wer’s glaubt !

Das dies natürlich vollkommener Blödsinn ist, wird jedem klar, der ein bisschen im Physik-Unterricht aufgepasst hat. Wenn nicht, dann versuchen wir das ganze mal auseinanderzupflücken, um die Zusammenarbeit einzelner Komponenten, wie Verstärker und Lautsprecher, zu verdeutlichen. Es gibt natürlich explizite Formeln - diese wollen wir uns aber ersparen und nur auf die wichtigsten eingehen. Bei vielen Dingen reicht dann auch eine FAUSTFORMEL aus.

Watt

Viele denken, dass sie mit einem Lautsprecher, der ordentlich Watt aufweist, gut bedient sind (Vorallem im Car-Hifi-Bereich ist dieses Gerücht beliebt). Dem ist allerdings nicht so.

Die Wattangabe ist eigentlich völlig nebensächlich und sollte nur beachtet werden, wenn es um die Kompatibilität mit dem Verstärker geht. Sollte jemand auf die Idee kommen, potente leistungstarke Lautsprecher an einen etwas schwächeren Verstärker anzuschliessen, wird er nicht sehr viel Freude an seinen Geräten haben. Da der Verstärker immer an seiner oberen Leistungsgrenze betrieben wird. Dadurch kann das sogenannte Clipping entstehen, weil der Lautsprecher mehr Leistung fordert, als der Verstärker in der Lage ist zu liefern. Das Clipping bezeichnet eine Art der Verzerrung des Signals in einer hohen Frequenz, das mit einer plötzlichen hohen Leistung in die Lautsprecher gespeist wird. Diese Verzerrung mindert nicht nur den Klang, besonders die Hochtöner können in diesem Moment das Zeitliche segnen! Dem Verstärker wird es nicht sehr viel ausmachen, aber die Lebenszeit könnte dadurch beeinträchtigt werden (muss aber nicht!).

WICHTIG ist deshalb, dass man darauf achtet, die Lautsprecher mit einem Verstärker zu betreiben, der eine deutlich höhere Watt-Belastbarkeit besitzt! Den Lautsprechern wird dies nichts ausmachen!

Impendanz

Dieser Begriff beschreibt den elektrischen Widerstand der Lautsprecher. Die auch als Nennscheinwiderstand bezeichnete Impedanz liegt bei Lautsprechern meist bei 4 Ohm oder 8 Ohm. Je niedriger der Widerstand eines Lautsprechers, desto mehr Leistung wird von dem Verstärker abverlangt! Ein 4 Ohm Lautsprecher fordert bei gleicher Lautstärke somit doppelt soviel Leistung vom Verstärker als ein 8 Ohm Lautsprecher. Nun gibt es Verstärker die sind nur für 8 Ohm ausgelegt, darauf sollte man ebenfalls achten. Denn wenn wir nun einen 4 Ohm Lautsprecher mit einem für 8 Ohm ausgelegten Verstärker verbinden, KANN unser Verstärker ganz schnell übern Jordan springen. Mittlerweile gibt es zwar Schutzschaltungen, die bei zu hoher Leistungsentnahme den Verstärker einfach ausschalten, aber das kann trotzdem böse enden und dem Verstärker den Rest geben. Bei niedriger Lautstärke ist dies aber selten der Fall, sollte aber trotzdem beachtet werden. Wir wollen ja nichts riskieren.

Dieser Wert des Widerstands schwankt innerhalb des Frequenzbereichs und kann bei höherer Frequenz auch deutlich höher liegen. Und da 8 Ohm diesem Wert am nächsten kommen und die Leistungsschwankungen gegenüber 4 Ohm nicht so groß sind, empfehle ich lieber gleich 8 Ohm Lautsprecher zu verwenden. Ist aber kein MUSS!

Modernere Verstärker haben meistens hinten einen Anpassungsschalter, den man auf 4 Ohm oder 8 Ohm Betrieb umschalten kann. Somit ist dann auch diese Frage, welche Lautsprecher man jetzt nun kauft, meist beantwortet.

Wirkungsgrad

Die allgemeine Definition vom Wirkungsgrad ist das Verhältnis zwischen Nutzen zu Aufwand. Der Wirkungsgrad wird mit η (Eta) bezeichnet und hat einen Wert zwischen 0 und < 1 oder, in Prozenten ausgedrückt, zwischen 0 und < 100%. Der theoretisch mögliche Wert von 1 bzw. 100% kann in der Praxis nicht erreicht werden, weil bei allen Vorgängen Energie durch Wärme oder Reibung in thermische Energie umgewandelt wird. Hört sich erstmal nichtssagend an, aber dies kann man unteranderem auch auf Maschinen oder - n unserem Fall - auf Lautsprecher anwenden.

Noch deutlicher, in Hinsicht auf unsere Speaker, beschreibt der Wirkungsgrad das Verhältnis von ausgegebener Leistung in Form von Lautstärke (Nutzleistung, wird gemessen in Dezibel – abgekürzt „db“) zu eingespeister elektrischer Leistung (Eingangsleistung, gemessen in Watt – abgekürzt „W“). Dieser Wirkungsgrad wird auch als Empfindlichkeit des Lautsprechers bezeichnet und Lautsprecher haben einen Wirkungsgrad zwischen 0,06% und 2,5%.

Das bedeutet, dass unsere eingegebene elektrische Leistung, die vom Verstärker den Lautsprecher zugeführt wird, nur zu 0,06 oder 2,5% in akkustische Leistung bzw. Schalldruck umgewandelt wird. Die restliche Leistung geht verloren, entweder in Form von Wärme oder durch Reibung. Ich hoffe, eure Köpfe rauchen noch nicht, denn nun sehen wir uns das im Zusammenhang mir der Lautstärke an.

Lautstärke

Um eine bestimmte Lautstärke, oder auch Schalldruckpegel genannt, zu erreichen, benötigen wir eine gewisse Verstärkerleistung und diese kann man ganz leicht errechnen. Hierbei möchte ich anmerken, dass wir immer von der Sinusleistung des Verstärkers sprechen. Dazu benötigen wir folgende Werte und Angaben. Zunächst den Wirkungsgrad (Empfindlichkeit) und der wird häufig als Kennschalldruck bei den Lautsprechern angegeben. Dieser bezeichnet den Schalldruck, der in einem Abstand von 1 Meter (1 m) zum Speaker und einer Eingangsleistung von 1 Watt (1 W) erreicht wird. Dieser Wert liegt meist zwischen 80 dB (1 m/1 W) und 90 dB (1 m/1 W).

Kurz eingeschoben einige Vergleiche mit Dezibel

Dezibel --> Lärmart

• 120 Diskothek (Schmerzgrenze)
• 110 Preßluftbohrer in 10 Meter Abstand
• 105 Hochdrehendes Auto in der Nähe
• 100 BAC 1-11 Flugzeug (500 Meter nach Startbeginn)
• 90 LKW auf der Straße 7.5 Meter entfernt
• 85 Mofa auf der Straße 7.5 Meter entfernt
• 80 Auto auf der Straße 7.5 Meter entfernt
• 75 Verkehr in der Stadt
• 70 überfliegende Boeing 737-600 (6500 Meter nach Startbeginn)
• 45 Wohnzimmer
• 40 ruhige Wohngegend, nachts
• 35 Bibliothek
• 30 Flüstern
• 25 Schlafzimmer
• 20 in der Natur
• 10 Hörgrenze der meisten Erwachsenen

Haben wir also einen Lautsprecher, in dessen Handbuch ein Kennschalldruck von 84 dB (1 m/1 W) angegeben ist, heisst dies, dass der Lautsprecher bei 1 Meter Abstand einen Schalldruck von 84 dB erreicht, wenn der Verstärker den Lautsprecher mit 1 Watt Sinusleistung einspeist!

Wenn sich nun der Hörabstand verdoppelt, fällt der angegebene Wert um ca. 6 dB. Nehmen wir als Beispiel wieder unseren Lautsprecher mit dem Kennschalldruck von 84 db(1 m/1 W), dann haben wir bei 1 m Abstand 84 db und bei 2 m nur noch 78 db. Soweit klar?

Eine Verdoppelung der Eingangsleistung vom Verstärker zum Lautsprecher lässt den Schalldruck nur um ungefähr 3 db ansteigen. In unserem Beispiel wären es nun 87 db bei 1 m Abstand und einer Eingangsleistung von 2 W.

Wenn wir jetzt einen zweiten Lautsprecher hinzufügen erhöhen wir den Schalldruck um ca. 6 db!

Dieses Wissen sollte reichen um auszurechnen welche Eingangsleistung wir benötigen um einen bestimmten Schalldruck (Lautstärke) zu erhalten!

Beispiel zur Berechnung eines gewünschten Lautstärkepegels

WICHTIG: Ich weise darauf hin, dass dies hier nur eine fiktive Berechnung ist und lediglich zur VERDEUTLICHUNG dient.

Kaufen wir uns also Lautsprecher! Ich greife jetzt mal ins Blaue hinein und nehme die nun Box 580 von Nubert. Das Handbuch sagt: die Lautsprecher haben einen Wirkungsgrad von 87,5 dB (1 Watt / 1 m). Wir wollen jetzt einen Schalldruck von 105 db in einer Entfernung von 3 Metern haben in zwar in Stereo.

Punkt 1: Wir müssen den Wirkungsgrad um 6 db erhöhen, da wir zwei Lautsprecher (Stereo ) betreiben. Dies sieht dann so aus:

Kennschalldruck bei 1 m/1 W = 87,5 db + 6 db = 93,5 db (1 m/1 W)

Wir erinnern uns: Bei einem zusätzlichen Lautsprecher erhöht sich die Lautstärke um ca. 6 db.

Punkt 2: Nun müssen wir aber wegen der dreifachen Entfernung den Kennschalldruck angleichen. Und zwar so:

Kennschalldruck bei 3 m/1 W= 93,5 db – 9 db = 84,5 db

Jetzt wundern sich wahrscheinlich viele, wie ich auf die 9 db komme. Und zwar hatten wir ja gesagt, dass der Schalldruck sich bei der Verdoppelung der Entfernung um ca. 6 db mindert. Bei 2 m Abstand zum Speaker würden wir also mit – 6 db rechnen. Nun wollen wir aber den Abstand nochmals um die Hälfte auf 3 m erweitern, somit müssen wir auch die Hälfte der Lautstärkeminderung nehmen und kommen somit auf 9db.

Punkt 3: Arbeiten wir nun weiter mit dem korrigierten Kennschalldruck von 84,5 db (3m/1 W)! Jetzt verdoppeln wir solange die Eingangsleistung, bis wir auf unsere gewünschte Lautstärke kommen. Wir wissen ja, dass sich durch die Verdoppelung der Eingangsleistung der Schalldruck um 3 db erhöht!

Schalldruck --> Eingangsleistung

• 84,5 --> 1 W unser Ausgangspunkt
• 87,5 --> 2 W verdoppeln wir die Leistung und erhalten weitere 3 db an Schalldruck
• 90,5 --> 4 W
• 93,5 --> 8 W
• 96,5 --> 16 W
• 99,5 --> 32 W
• 102,5 --> 64 W
• 105,5 --> 128 W
• 108,5 --> 256 W Ich weiß, Ich weiß! Sehr unwahrscheinliche Angabe.

Ergebnis

So, nun wissen wir, wieviel Verstärkereingangsleistung wir benötigen, um annähernd unseren gewünschten Lautstärkepegel zu erreichen. Das ein Verstärker aber 256 Watt liefert, ist eher unwahrscheinlich. Deshalb sollte man sich nun nach einem Lautsprecher umsehen, der einen etwas größeren Wirkungsgrad aufweist! Denn wir möchten unseren Verstärker erstens nicht an der oberen Leistungsgrenze betreiben und benötigen zweitens einen gewissen Spielraum für den dynamischen Sound des Films. Im Heimkino-Bereich haben wir keinen konstanten Lautstärkepegel, z.b. bei einer Explosion im Actionfilm haben wir einen ansteigenden Schalldruck - dadurch verlangt der Lautsprecher natürlich mehr Leistung vom Verstärker. Diesen Aspekt müssen wir ebenfalls beachten.

Auch kann man so ermitteln, wie groß, im Sinne von Leistung, unserer Verstärker sein muss, um einen gewünschten Schalldruckpegel zu erreichen.

Kleine Zusammenfassung

Bei diesen Beispielen ging es in erster Linie darum, zu verdeutlichen welche Angaben wichtig sind und welche völlig unnötig sind. Fassen wir also zusammen: Die Wattangabe des Händlers sollte man gepflegt ignorieren und sich an den oben beschriebenen Werten orientieren. Desweiteren sollte man immer einen leistungsstärkeren Receiver (Verstärker) gegenüber den Lautsprechern einsetzen. Somit ist eine längere Lebensdauer der Lautsprecher garantiert und der Klang wird nicht zu sehr verfälscht, beispielsweise durch das erwähnte Clipping.

--gorygrunt 10:38, 18. Aug 2005 (CEST)