Aller Anfang ist... leicht - Eine Annäherung an HiFi Teil 1


Der Lautsprecher ist die Verbindung von der Tonkonserve zur menschlichen Sensorik. Der Lautsprecher steht in den unterschiedlichsten Räumen mit vielfältigen akustischen Rahmenbedingungen, und hat zudem auch noch dem breiten Geschmack des Zuhörers zu entsprechen. Wie soll das alles in einem Lautsprecher umgesetzt werden, um vor möglichst vielen Musikliebhabern bestehen zu können?

Von Jürgen Weber-Rom (jwr)
04.06.2013

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Gerade die Technik und die Materialien sind ausschlaggebend für einen guten und universell einsetzbaren Lautsprecher. Wie wichtig sind Gehäuseresonanzen und die Qualität der Bauteile, und wie soll ich mich als Musikliebhaber da noch zurecht finden? Lassen Sie mich erzählen, wie eine Antwort aussehen könnte, was bei der Lautsprecherentwicklung besonders schwierig ist, und was man als Musikliebhaber beachten sollte. Ziel ist eine Betrachtung für all jene, die nicht selber Lautsprecher entwickeln.


Ich werde oft aus meinem Freundeskreis gefragt, welcher Lautsprecher ein guter wäre und welcher denn für den Fragesteller passen könne. Auch auf den zahlreichen sempre-audio.at Events konnten die Besucher und sempre-audio.at Club-Member viele unterschiedliche Systeme hören, und sich über die feine Klangqualität erfreuen. Aber funktioniert der Lautsprecher dann auch im eigenen Umfeld? Wie oft erlebt man den Umstand, dass ein Proband beim Händler faszinierte, um dann zu Hause die Ernüchterung zu erleben. Man begibt sich auf Fehlersuche, und stellt fest, dass es vielleicht gar keinen klaren Schuldigen gibt, sondern man einer Vielzahl einzelner Problemzonen und Fehlentscheidungen aufgesessen ist. 


Wie würden Sie das Thema Hi-Fi zu Hause umsetzen?

Aufwändig, mit enormen finanziellen Aufwand, oder eine preiswerte Lösung? Im Grunde ist es egal, denn die simple Anwesenheit eines prallen Geldbeutels und die Bereitschaft, viel ins Hobby zu investieren, garantiert noch lange keinen harmonischen Musikgenuss. Oftmals deklassieren die Raumakustik, aber auch eine falsche Herangehensweise, die gut geglaubte Musikwiedergabe. Hi-Fi und Musikwiedergabe in den eigenen Räumen ist in erster Linie ein ausgewogenes Verhältnis zwischen den Komponenten und deren Leistungsfähigkeiten, aber auch der Fertigungsqualität und die Arbeit mit dem Raum, in dem die Lautsprecher stehen.

Der heutige Lautsprechermarkt bietet dem Kunden eine fast unüberschaubare Anzahl an Lautsprechern, welche sich in jedwedes Umfeld einsortieren sollen, und den unfassbar breitgestreuten Musik-Geschmack der Musikliebhaber abdecken müssen. Ob man sich im Hochpreissegment bedient oder sich in der Einsteiger- und Aufsteigerklasse wohlfühlt, die Lautsprecher müssen immer einem gewissen Mainstream folgen. Die Nischenprodukte sind was sie sind, ein Produkt für hochspezialisierte Anwendungen, die keinem breiten Kundenverhalten mehr folgen müssen. Die heutigen markttragenden kleineren Preisklassen bieten im Gegensatz zu früher eine ungemein bessere Verarbeitungsqualität wie auch Klangvolumen. Umso mehr lohnt es, sich mit dem Lautsprecher auf theoretischer Ebene und der Aufstellung, wie auch mit den vorgelagerten Komponenten, zu beschäftigen.

Lassen Sie mich von einem Erlebnis bei einem guten Freund erzählen, wie einfach und preiswert Hi-Fi zu Hause sein kann. Einige Jahre vergangen, konnte sich ein guter Freund auf einfachem Niveau eine kleine Hi-Fi Anlage gönnen. Da er sehr gerne Gebrauchtes kauft, und diese liebevoll herrichtet, war natürlich der Weg vorgezeichnet. Innerhalb kurzer Zeit stand ein kleiner alter NAD-Vollverstärker zuhause. So preiswert er auch erstanden wurde, so erbärmlich war leider der Zustand. Der Lautstärkeregler kratzte penetrant im Ohr wie eine Kreide auf der Schultafel, und die Elkos sahen merkwürdig aus (scherzhaftes Zitat vom Freund: lass uns die Dörrpflaumen mal tauschen). Nach einer Frischzellenkur und gründlicher Reinigung des Gehäuses stand ein kleiner feiner Verstärker auf dem Tisch, dem man sein Alter nicht mehr ansah. Der NAD wurde mit einem bereits vorhandenen Plattenspieler und CD-Player (ein kleines Einsteigermodell von Sony aus den 90ern) verkabelt, und durfte eine Triangle Kompaktbox versorgen. Vielleicht brachte das gesamte Set-Up ungefähr 800 Euro auf die monetäre Waage, und lässt den einen oder anderen vermuten, dass die Anlage bestenfalls dazu geeignet wäre, ein Jugendzimmer eines 12-Jährigen zu beschallen.

Die Wahrheit liegt hier aber zum Leidwesen aller, die an mächtiges Hi-Fi glauben, ganz woanders. Der Besitzer verstand es, die kleinen Lautsprecher wohlüberlegt im Zimmer aufzustellen, und auf diese Weise weit mehr aus der Sache herauszuholen, als die Summe der Teile ergeben dürfte. So erlebte ich einen frischen und enorm antrittsstarken Klang, der einem schlicht die Schuhe auszog. Auch wenn es naturgemäß keine subsonische Bassorgien gab, so vermisste ich nichts. Die Stimmen standen wohlproportioniert auf der virtuellen Bühne und wurden vom Instrumentarium glaubhaft umrahmt. Kleine Regeln beim Aufstellen der Lautsprecher beachten, und den Verstärker nicht mit zu durstigen Lautsprechern belasten, kann getrost als erster Schritt zum Wohlklang angesehen werden. Leider sind genau diese „kostenlosen“ Tuningtipps diejenigen, die am wenigsten beachtet werden. Ich gebe hier gerne mal der Werbungsmaschinerie die Schuld. Kommt nicht jedes Jahr ein neuer Verstärker auf den Markt, oder ein Quellgerät mit den neuesten Technologien, die uns den Fortschritt glauben machen? Nicht dass Sie glauben, ich wäre gegen die neuen Modelle und einen Fortschritt, aber bevor man sich so mancher Verlockung hingibt, kann man einige kleine Pflichten erledigen, und sich erst mal entspannt zurücklehnen und ganz gut Musik genießen.


Der Lautsprecher, die verwendeten Materialien und was es mit den Resonanzen so auf sich hat – das gerne übersehene Universum:

Auch wenn sich jeder der Tatsache bewusst ist, dass es eine naturgetreue Wiedergabe zu Hause nicht geben kann, so sollte man den Wert und die Gültigkeit dieser Aussage etwas entspannter betrachten.

Die Lautsprecher sollen das richten, was die Technik der Natur nicht gleichtun kann. Was so einfach klingt, ist leider nicht mit wenigen Worten zu erklären. Man kann selbst den besten Lautsprecher so schlecht platzieren, dass man am Kaufpreis zweifeln mag, man kann ihn aber zu allem Überfluss auch zu groß kaufen. Das mit dem zu Groß zielt natürlich auf den vorhin erwähnten Werbeeinfluss ab. Wer mag nicht gerne einen imposanten Lautsprecher zuhause stehen haben. Dabei ist die benötigte Größe von mehreren Parametern abhängig und isoliert betrachtet nur ein technisches Detail unter vielen. Um es auf den Punkt zu bringen, es ist von der Ausgewogenheit der verschiedenen Kriterien maßgeblich abhängig.

Das Päarchen Lautsprecher macht ja im Grunde nichts anderes, als im Idealfall und bei entsprechender Mischung des Musiksignales, die Kanäle im exakten Lautstärkeverhältnis über den jeweiligen Lautsprecher wiederzugeben. Es ist dann die Aufgabe der beiden Ohren, genau die Lautstärke „zu messen“ und an das Gehirn weiterzuleiten. Dieses wiederum muss die übermittelten „Daten“ zu einem Ergebnis zusammenfügen. Wir hören nun die Stimme, wenn alles gut funktioniert, genau in der Mitte der Lautsprecher. Es entsteht das virtuelle Bild der Sängerin im Raum. Ein Verschieben der wiedergegebenen Lautstärke in die Seite eines Kanales, bewirkt natürlich auch eine Verschiebung der virtuellen Position der Stimme.



Das Szenario geht natürlich davon aus, dass beide Lautsprecherseiten konstruktiv vollkommen ident aufgebaut sind, und natürlich hinsichtlich des Reflektionsverhaltens des umgebenden Raums auch symmetrisch positioniert sind. Gut soweit. Leider ist der Realzustand alles andere als fehlerfrei. Lassen Sie mich kurz auflisten, was hier an der Basis bereits alles schiefgehen kann, zumindest mal die wichtigsten Einflüsse.



1. Serienstreuung der vielen Bauteile im Lautsprecher (auch im Verstärker und in den Quellgeräten)
2. Serienstreuung bei der Fertigung der Lautsprecherchassis
3. Unterschiede in den Gehäusematerialien der Lautsprecher
4. Umwelteinflüsse wie asymmetrische Aufstellung und Einrichtung

Angesichts der Tatsache, dass unser Gehör weit effektiver Sinneseindrücke in ihrer Gesamtheit verarbeitet als es der beste multiple Messaufbau vermag, gewinnt auch der kleinste Verlust an Bedeutung. Nein, wir sind nicht in der Lage 0,3 dB Veränderung im Frequenzgang zu detektieren, auch sind Attribute wie Zeitrichtigkeit und minimalste Lautstärkeunterschiede als Einzelereignis für unser Gehör/Gehirn nicht direkt greifbar, bewirken aber, dass wir sehr schnell erkennen, dass eine Wiedergabe, so beeindruckend sie sein mag, eben ein künstlich erzeugtes Ereignis darstellt.



Man muss im Wesentlichen zwischen zwei Arten Lautsprecher unterscheiden. Auf der einen Seite gibt es die Lautsprecher, die ohne dem geschlossenen Gehäuse auskommen, die sogenannten Flächenlautsprecher wären hier zu erwähnen, und auf der anderen Seite die Lautsprecher mit einem Gehäuse, das die Vorderseite der Membran von der Rückseite trennt. Ohne Kompromisse lässt sich leider kein Lautsprecher konstruieren, alle haben Vor- und Nachteile. Ein Vorteil des Gehäuses ist, dass der akustische Kurzschluss vermieden wird. Das bedeutet, dass die Membranflächen kleiner sein dürfen, und der reproduzierte Bass (Tiefbass) einfacher umzusetzen ist. Allerdings handelt man sich mit dem Gehäuse zum Leidwesen der Musik auch Probleme ein, welche zum Teil sehr aufwändig behoben werden müssen. Resonanzen im Gehäusematerial, eventuell stehende Wellen und auch Kantenreflektionen - hier wird der Schall um eine Gehäusekante gebeugt und kann als eigene Schallquelle gemessen werden. Mit dieser Erkenntnis gewinnt der Fertigungsaufwand einiger Hersteller enorm an Bedeutung. Keine Frage, man muss den finanziellen Aufwand immer in einen Bezug zu den eigenen Möglichkeiten setzen. Aber man kann mit einem kleineren Lautsprecher, der penibler gefertigt wurde, so mancher „großen“ Konstruktion die akustische Schau stehlen.

Ein Hauptproblem der Wiedergabe über Lautsprecher ist sicherlich der Umstand, dass es keine Fullrange-Lautsprecher gibt, die den Bass gleichermaßen richtig wiedergeben können wie die hohen Töne. Die Gründe hierfür liegen auf der Hand. Im Bassbereich benötigt man große schwere Membranen, während sie für den Hochtonbereich leicht und klein sein müssen. Der Ausweg aus diesem Dilemma ist die Frequenzweiche, welche den einzelnen Chassis die richtigen Frequenzen zuordnet. Und genau hier beginnen die Probleme. Jeder elektrische Filter erzeugt mehr oder weniger stark Phasenverschiebungen zwischen den einzelnen Bereichen. Als Faustregel sagt man: je steiler die Flankensteilheit, desto stärker die Phasendrehung. Konkret bedeutet das, dass ein Teil des Signales der Tieftöner verzögert zum Mitteltöner abgestrahlt wird. Hier leidet besonders der Stimmbereich, da hier zwischen den einzelnen Chassis elektrisch getrennt wird.

So kann es geschehen, dass die Stimme nicht vollkommen identisch über zwei verschiedene Chassis wiedergegeben wird. Diese Chassis befinden sich zu allem Übel auch noch an verschiedenen Positionen. Die tiefen Tonanteile der Stimme werden über den Tiefmitteltöner wiedergegeben, meist unten positioniert, und die höheren Anteile über den darüber eingebauten Hochtöner. Beachtenswert wird dieses Detail, wenn man sich vor Augen führt, dass das menschliche Sprechorgan sich wie eine Punktschallquelle verhält. Und gerade im Stimmbereich ist das menschliche Gehör besonders sensibel. Leider sind die Effekte, die hier zu Klangverschlechterungen führen, nicht so ohne weiteres einzeln zu identifizieren. Am ehesten lassen sich Phasenverschiebungen indirekt erhören. Ein Gesangsstück, das über Oktaven hinweg gesungen wird, lässt an der minimalen Verschiebung der genauen Position der Stimme im virtuellen Klangbild erkennen, das hier über den tiefer positionierten Tiefmitteltöner wiedergegeben wird, und dann über den meist darüber positionierten höher aufspielenden Treiber. Je komplexer das Musiksignal wird, je vielschichtiger treten die kleinen Fehler auf, und erschweren die Beurteilung derer. Das Ergebnis ist aber in allen Fällen ein zerfasertes und nicht stabiles Klangbild, und eine fehlende klare Positionierung der Gesangstimme über das gesamte Spektrum hinweg.

Um es kurz zusammenzufassen - je weniger Wege ein Lautsprecher hat, umso weniger kann prinzipiell falsch gemacht werden. Ein wesentlicher Vorteil der sogenannten „audiophilen“ Zwei-Weg-Lautsprecher sind die Fähigkeiten in der Stimmwiedergabe. Meist wird weit oberhalb der Grundtöne der Stimmen getrennt (zum Beispiel bei 2000 bis 3000 Hz). Der Nachteil liegt damit aber auf der Hand - das Tieftonvolumen. Hier ist natürlich Fläche und Volumen gefragt, und wenn die Fläche nicht vorhanden ist, eben das Hubvolumen der Chassis. Eine weitere Conclusio hierbei lautet: wenn mehr Wege zum Einsatz kommen, wird es sehr aufwändig und damit leider auch teurer. Meiner persönlichen Meinung nach ist es nicht nötig, über vier Wege hinauszugehen, denn der Aufwand, den man mit der Frequenzweiche und konstruktiv am Lautsprecher betreiben muss, stünde in keinem rechten Verhältnis zum Nutzwert zuhause.

Die Frequenzbereiche den jeweiligen Chassis zuzuordnen, ist das Eine. Eine weitere große Thematik entsteht bei der Konstruktion des Gehäuses. Ich lasse bewusst die verschiedenen Varianten, wie geschlossen, Bassreflex, oder Exoten, wie mehrfach ventilierte Gehäuse und Transmission Line außen vor, da sie nicht einer anderen Physik unterliegen. Das größte Problem eines Gehäuses ist die physikalische Stabilität und die Resonanzfreiheit.

Erinnern sie sich bitte an ein Gespräch mit einer anwesenden Person.

Wie klang das? Wie, Sie können sich nicht genau erinnern? Es mag daran liegen, dass unserem Gehör die menschliche Stimme sehr vertraut ist, und die Fragestellung per se sehr ungewöhnlich anmutet. Die menschliche Stimme ist eine Punktschallquelle, und muss von unserem Gehör nicht aus einen unnatürlichen Resonanzumfeld herausgefiltert werden. Ob wir nun die Augen offen haben oder geschlossen, wir können immer die genaue Position erhören, und haben kein Problem, Inhalte zu verstehen, wenn der Umgebungslärmpegel nicht grundsätzlich zu laut ist.

Anders bei der Wiedergabe über ein Lautsprecherpaar. Zu der Thematik mit der Frequenzweiche und der Anzahl der eingesetzten Chassis gesellt sich hier noch das Problem der Gehäuseresonanzen. Im Grunde ist eine Resonanz, die vom Gehäuse verursacht wird, nichts anderes als ein extrem verstimmtes weiteres Chassis. Naja, eines auf jeder Seite des Lautsprechers, dann noch eines auf der Rückseite, und weitere überall dort, wo eben die Resonanzen ausgeformt werden können. Je lauter der Wiedergabepegel, je lauter natürlich auch die „zusätzlichen“ Schallquellen. Die Ursache hierfür ist das Resonanzverhalten, das das verwendete Material aufweist. Denn die Energie, die vom Chassis erzeugt wird, prägt diese Energie auch dem Gehäusematerial auf. Das natürlich abhängig davon, welches verwendet wird und wie es geformt ist. Eine gerade viereckige Platte ist ungünstiger als eine gebogene Form, oder ein vielfach versteifter Aufbau.

Es ist relativ einfach, den dramatischen Effekt der Resonanzen zu erfahren. Legen sie ein Ohr direkt auf die Seitenwand, während Gesang in mittlerer Lautstärke wiedergegeben wird. Sie werden überrascht sein, wie gut Sie den Interpreten erkennen, und wie laut das im Ohr ist. Natürlich verringert sich die Lautstärke am Hörplatz, sodass Sie die „Zusatzsänger“ nicht mehr identifizieren können, aber der Pegel ist dennoch im Raum, und stört das Musiksignal und Ihren Klangeindruck. Es gibt etliche Ansätze, um die störenden Resonanzen zu vermindern. Zuerst muss man sich aber die Resonanzen genauer ansehen und verstehen, wie sie entstehen und sich verhalten. Auslösend ist hier das Lautsprecherchassis, das in der gleichen Lautstärke nach innen abstrahlt wie das eigentliche Nutzsignal zum Hörer. Dass diese nicht im Nichts verpufft, wird gerne vergessen. Die Schallenergie im Inneren des Lautsprechergehäuses trifft auf die begrenzenden Wände und wird zum Teil reflektiert, und dringt zu einem nicht unerheblichen Anteil ins Gehäusematerial ein und regt dieses zum Schwingen an.

Je nach Art des verwendeten Materials und der eingesetzten Masse, klingt das auf unterschiedliche Weise. Holz wird hier grundsätzlich anders als Glas oder Metall klingen. Man kann näherungsweise sagen, je härter das Material, je heller klingen die aufgeprägten Signale. Was also tun? Extrem dicke Wände oder viele Versteifungen? Beide Ansätze gehen grundsätzlich in die richtige Richtung, sind aber nicht endlos einsetzbar. Beide Maßnahmen zusammen führen leider auch nicht zwangsläufig zu einem sich addierenden Ergebnis. Das Hauptproblem massiver Aufbauten ist, dass sie nicht mehr handhabbar sind. Sie werden viel zu schwer, und gemessen am Verwendungszweck, auch zu massiv. Heute verkauft man keine Lautsprecher, die annähernd wie amerikanische Kühlschränke aussehen. Um heutige Anforderungen an einen verkaufbaren adretten Lautsprecher zu erfüllen, ist eine Kombination aus mehreren Maßnahmen vonnöten. Das Material sollte bei angewandter Stärke auch eine gute innere Dämpfung aufweisen. Luxuslautsprecher werden beispielsweise aus Schiefer gebaut, welches eine extrem hohe Dichte und durch den schichtartigen Aufbau auch eine hohe innere Dämpfung aufweist. Zusätzlich sollte man ein größeres Gehäuse versteifen, um die schwingfähigen Flächen zu verkleinern, um so die Frequenz der Resonanz zu erhöhen, welche sich leichter bedämpfen lassen. Man kann auch zu den bisherigen Maßnahmen die Gehäusewandungen aus unterschiedlichen Materialien aufbauen. Außen und innen hart, und eine Zwischenlage aus einer weichen Schicht. Die Industrie nennt es dann Kompositmaterial. Das hat den Vorteil, dass bei gleicher Stärke die Resonanzen auf unterschiedliche Grundfrequenzen verteilt werden, welche zwar in Summe die gleiche Energie beinhalten, aber eben auf mehrere Frequenzen verteilt werden, und diese für sich isoliert leiser sind. Ein weiterer gewinnbringender Einfluss entsteht durch die Versteifung durch ein gebogenes Gehäuse. Ein sich nach hinten verjüngendes Gehäuse entschärft einen Großteil der Resonanzen im Gehäuse.



Leider haben wir uns nun doch ein nicht unerhebliches Stück von dem meist verbreiteten Gehäuse, nämlich der Kiste, entfernt. Leider auch von den Einstiegspreisklassen. 



Natürlich wird auch die breit gestreute Problemzone „Störresonanzen“ nicht ganz so heiß gegessen, wie es sprichwörtlich gekocht wird, aber doch entscheidend, wenn man sich vom klanglichen Durchschnitt abheben möchte. Mir persönlich ist die beschriebene Thematik sehr wichtig, weil ich der Philosophie - ein nicht entstandenes Problem ist besser als ein nachträglich behobenes Problem - konsequent folgen möchte. Die heutige Technik und der Wissenstand um die Konstruktion eines Lautsprechers ist durchaus in der Lage, so manche Unpässlichkeiten zu beheben, keine Frage, aber muss es sein?

Mir fallen eine Reihe Lautsprecher ein, die ich mir gerne ins Wohnzimmer stellen möchte, und alle haben eines gemein (was die entsprechenden Preisklassen kalkulatorisch zulassen), sie gehen auf sehr intelligente Weise mit der Thematik Gehäuseresonanz um. Isophon verwendet gebogene sandgefüllte Lautsprecher-Gehäuse, und filtern mittels irrwitzigen Frequenzweichen. Sonus Faber baut teilweise Massivholzgehäuse, die ebenfalls gebogen sind. Consensus Audio (heute leider nicht mehr am Markt) verwendet ein hochkomplexes vielschichtiges Kompositmaterial aus unterschiedlichen abgestimmten Naturhölzern, ebenfalls gebogen. Magnat beschreitet einen anderen Weg. Die deutsche Firma verbaut die Seitenwände mit einem sich verjüngendem Material, und erzeugt eine sehr breitbandige Resonanzverteilung. Die daraus resultierende oberste Maxime lautet - keine Bewegung außer jenen der eingebauten Chassis.

Die wichtigsten Merkmale eines sauber aufgebauten Gehäuses sind die erzstabile Abbildung der Klangbühne. Die Räumlichkeit und die Tiefenstaffelung wirken leicht nachvollziehbar und wie selbstverständlich. Die Gesänge sind verblüffend leicht verständlich, und bis in die kleinste Struktur nachzuvollziehen. Optimal aufgestellt, werden Sie den Lautsprecher eher umstoßen, wenn Sie mit geschlossenen Augen durch den Raum gehen als dessen Position erhören.

Abschließend möchte ich nochmal gerne auf die Einleitung verweisen. Man kann auch mit einem „kleinen“, oder gerne auch älteren Verstärker, sehr gut Musik genießen. Die eigentliche Welt ist der Lautsprecher und der Raum, in dem sie aufgestellt werden. Wenn ein kleiner aufgehübschter NAD-Verstärker aus elektrischer Sicht genügt … oder ein feiner Röhrenverstärker ...

Damit möchte ich den ersten Teil dieser Kolumne schließen. Im Folgeteil behandeln wir das Thema "Lautsprecherauswahl und Aufstellung". Ein sehr komplexes Thema, weil hier die vielen unterschiedlichen Räume, Hörgewohnheiten und Musikrichtungen ein gewichtiges Wörtchen mitzureden haben.

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