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03.08.2021

Technische Daten von Lautsprechern und ihre Bedeutung

Was bedeuten die Angaben im Datenblatt?

Kenndaten, Merkmale und technische Angaben von Lautsprechern erklärt

Augen auf beim Lautsprecherkauf! Wer sich auf die Suche nach Speakern, beispielsweise für das eigene (Home-) Studio begibt, wird in der Regel mit Lobpreisungen der technischen Merkmale sowie dem Datenblatt des Herstellers konfrontiert. Welche Bedeutung, Aussagekraft und potenziellen Stellenwert für eure individuelle Kaufentscheidung die technischen Daten und sonstige Merkmale eines Boxenpaars besitzen, haben wir in dem folgenden Artikel für euch zusammengestellt.

Weitere Infos zum Thema Lautsprecher und Studiomonitore findet ihr in unseren zahlreichen Reviews sowie den Features Basics - Studiomonitore, Aktive 2-Wege-Studiomonitore kaufen und Studiomonitore aufstellen.

Genormte Angaben?

Fehlanzeige! Wie wir es bereits von anderen Produktkategorien wie Kopfhörern kennen, kochen viele Hersteller ihr eigenes Süppchen, was die Auswahl und Angabe der technischen Daten und elementarer Bezugswerte betrifft. Ein klassisches Beispiel ist der Frequenzgang, wo viele Hersteller unterschiedliche Werte (zum Beispiel +/- 1,5/3/6/10 dB als Toleranzangabe oder als reinen Abfallwert an der unteren und oberen Grenzfrequenz) zur Angabe der Abweichung vom linearen Idealverlauf verwenden. Allerdings sind Lautsprecher eine Geräteart, deren tatsächliche Eigenschaften sich in der Praxis vergleichsweise begrenzt anhand eines Datenblatts einschätzen lassen, da die Positionierung im Raum einen enormen Einfluss auf den Wiedergabecharakter hat! Welche Merkmale und Daten dennoch wichtig sein könnten, lest ihr in den folgenden Abschnitten.

Bauformen: passiv vs. aktiv

Dass Aktivboxen Lautsprecher mit integrierten Verstärkern sind, hat sich inzwischen sprachlich etabliert und ist auch tatsächlich meistens der Fall. Genau genommen bezieht sich das Attribut aktiv allerdings auf die Frequenzweichen (siehe „1, 2 oder 3-Wege?“), die sich bei aktiven Lautsprechern vor den Verstärkern befinden, was prinzipiell auch mit externen Verstärkern (aktives Bi-Amping) möglich ist. Bei aktuell gängigen Aktivlautsprechern, die den Studiomonitormarkt unbestritten dominieren, befinden sich die Frequenzweiche, gefolgt von Verstärkern, im Boxengehäuse. Das bringt verschiedene Vorteile mit sich. So kann man davon ausgehen, dass die Verstärker herstellerseitig optimal auf die einzelnen Chassis abgestimmt sind, außerdem wird kein externer Verstärker benötigt, was je nach Größe des Arbeitsplatzes ein pragmatischer Vorteil sein kann. Passive Lautsprecher benötigen dementsprechend einen externen Verstärker, wobei darauf zu achten ist, dass dieser in Leistung und Impedanz mit den Boxen harmoniert. Gängige Impedanzwerte von passiven Lautsprechern sind 4 und 8 Ohm. Eine geringere Ausgangsimpedanz des Verstärkers verringert die Leistung und kann im ungünstigsten Fall auch zu Beschädigungen des Amps führen, sodass die Herstellerangaben/-empfehlungen unbedingt zu beachten sind. Und was klingt nun besser? Hierauf gibt es erwartungsgemäß keine Antwort. Aktive und passive Lautsprecher gibt es sowohl im Low-Budget- als auch im Highend-Bereich – mit jeweils erwartbaren Klangresultaten. Obwohl aktive Speaker den Studiobereich dominieren, gibt es unter den Passivlautsprechern etablierte Klassiker wie Yamahas NS-10, Auratones und aktuell angesagte Modelle des finnischen Herstellers Amphion.

1, 2 oder 3-Wege?

Bei den meisten Lautsprecherboxen sind nicht nur ein, sondern gleich mehrere Chassis im Gehäuse verbaut, die jedoch nicht zwingend darüber Aufschluss geben, ob es sich beispielsweise um einen 2- oder 3-Wege-Lautsprecher handelt. Darüber entscheidet die Anzahl der Frequenzweichen, aktiv wie passiv, welche das Eingangssignal filtern (analog meist: 24 dB/oct; digital häufig höherer Ordnung) und den resultierenden Signalanteil den entsprechenden Chassis zuführen. Ein Lautsprecher mit einer Frequenzweiche teilt das Signal in zwei Bänder und wird dementsprechend als 2-Wege-Lautsprecher bezeichnet. Dass es auch 3-Wege-Monitore (2 Frequenzweichen) mit 4 anstatt 3 Chassis gibt, liegt daran, dass beispielsweise 2 Tieftöner mit dem gleichen Signalanteil gespeist werden, wie es beim Studiomonitor S3H von Adam Audio der Fall ist. Es gibt übrigens auch Boxen, bei denen Passivmembranen verbaut sind, die nicht angetrieben werden und eine Alternative zum Bassreflexsystem (siehe weiter unten) darstellen.

Die Aufteilung in verschiedene Frequenzbereiche und die Verwendung mehrerer bzw. unterschiedlicher Chassis hat natürlich seine Gründe wie auch verschiedene Vor- und Nachteile. Grundsätzlich gilt, dass kleinere Treiberdurchmesser die Wiedergabe hoher Frequenzen und größerer Treiber eine angemessene Wiedergabe tiefer Frequenzen begünstigen oder gar ermöglichen, was das Hauptargument für Mehr-Wege-Lautsprecher ist, die eine möglichst lineare Wiedergabe über den kompletten Hörbereich (20-20.000Hz) anstreben. Potenzielle Nachteile von Mehr-Wege-Konstruktionen sind „unsaubere“ Übergänge im Bereich der Trennfrequenzen sowie Laufzeitfehler und Interferenzen zwischen den einzelnen Treibern. Die sogenannte Gruppenlaufzeit, die primär bei profitauglichen Speakern im Datenblatt auftaucht, kann ab einem gewissen Grad (frequenzabhängig ab ca. 1 bis 3 ms) wahrgenommen werden und sorgt für eine unsaubere Phasenwiedergabe. Eine praktikable Lösung findet man in Form einer DSP-basierten Phasenkorrektur bei verschiedenen Herstellern, wie beispielsweise HEDD bei den Type 07 mkII.

Koaxiallautsprecher wie die Tannoy Gold 7, deren Membrane quasi ineinander verbaut sind, dürfen hier nicht unerwähnt bleiben. Die konzentrische Anordnung der Treiber, die optisch an einen 1-Wege-Lautsprecher erinnert, minimiert Laufzeitunterschiede, die bei herkömmlichen Mehrwege-Lautsprechern durch eine unterschiedliche Entfernung zum Ohr hervorgerufen werden. Das Resultat: Eine präzisere räumliche Abbildung.

Breitbandlautsprecher mit nur einem Chassis haben andere Probleme. Die Treibergröße eines 1-Wege-Lautsprechers prägt in den meisten Fällen den Charakter der Frequenzwiedergabe, wie es bei den mittenbetonten aber dennoch legendären Sound Cubes von Auratone definitiv der Fall ist.

Frequenzgang

Im Gegensatz zum relativ nutzlosen Begriff „Übertragungsbereich“, den man häufig ohne jegliche Bezugswerte im Datenblatt von Kopfhörern findet, lässt der Frequenzgang Rückschlüsse über die „Qualität“ oder besser gesagt Quantität der Frequenzwiedergabe zu. Der Frequenzgang definiert den Bereich, in welchem die Wiedergabe tendenziell linear erfolgt. Genannt werden eine untere und obere Grenzfrequenz sowie die maximale Abweichung vom idealen Verlauf.

Beispiel: 47 Hz - 28000 Hz (± 3dB)

Alternativ oder zusätzlich werden dB-Abweichungen von ±1,5/6/10 dB genannt, wobei man Letzteres eher im Low-Budget-Bereich findet. Bei den Angaben zum Frequenzgang darf man allerdings nicht außer Acht lassen, dass die Messungen quasi unter Laborbedingungen erfolgt und deutliche Abweichungen am eigenen Aufstellort sehr wahrscheinlich sind. Deshalb sind viele Aktivmonitore mit analogen oder digitalen Filtern ausgestattet. Auch wenn manch ein Audiopurist mit perfektem Abhörraum hier die Nase rümpft, so ist dies doch ein sinnvolles und praktikables Feature. Im Einzelfall bewirken DSP-Einmesssysteme sogar wahre Wunder. Doch welche Relevanz hat der Frequenzgang konkret? Der menschliche Hörbereich wird mit 20 Hz bis 20 kHz beziffert, dementsprechend sollte ein Lautsprecher diesen Bereich akkurat wiedergeben. Während die die Wiedergabe hoher Frequenzen eher unproblematisch ist und ein hoher Wert prinzipiell eine gute Transientenwiedergabe ermöglicht, befindet sich die untere Grenzfrequenz von „bezahlbaren“ Lautsprechern meist oberhalb der Hörgrenze von 20 Hz, teilweise sogar deutlich. Für eine annähernd perfekte Basswiedergabe, die eine entsprechende Hardware und einen aufwendig optimierter Raum erfordert, muss man tatsächlich tief in die Tasche greifen, sodass viele Anwender entsprechend ihrem Budget abwägen, „wie viel Bass“ man denn tatsächlich benötigt. Wenn man nicht ausschließlich Blockbuster vertont oder Techno produziert, reicht möglicherweise ein Speaker mit unterer Grenzfrequenz von beispielsweise 50 bis 80 Hz als profigerechter Kompromiss aus – den finalen Tiefbass-Check kann man schließlich mit einem geeigneten Kopfhörer erledigen.

Gehäusemerkmale: Bassreflex etc.

Bleiben wir bei den tiefen Frequenzen: Der Großteil zeitgenössischer Lautsprecherboxen besitzt eine Bassreflex-Öffnung, meist an der Vorder- oder Rückseite des Gehäuses. Diese akustische Maßnahme dient der Erweiterung der unteren Grenzfrequenz bei relativ kompakter Treiber- und Gehäusegröße und erhöht gleichzeitig den Wirkungsgrad des Lautsprechers. Das heißt, bei gleicher Verstärkerleistung wird ein höherer Schallpegel erzeugt als in einem geschlossenen Gehäuse. Bei einer geschlossenen Box würde die Luftmasse im inneren die Auslenkung des Tieftöners dämpfen und somit den Wirkungsgrad verringern. Geschlossene Lautsprecherboxen erfordern daher tendenziell eine höhere Verstärkerleistung, allerdings bietet die Dämpfung geschlossener Boxen auch Vorteile: Die Wiedergabe tiefer Frequenzen erfolgt mit einer höheren Impulstreue und fällt unterhalb der Grenzfrequenz nicht so abrupt ab wie bei einem Bassreflex-Speaker. Im Endeffekt bieten also beide Konstruktionsarten Vor- wie Nachteile, wobei die Wiedergabeattribute und die Profitauglichkeit wieder einmal von der individuellen Entwicklungsleistung und Abstimmung des Herstellers abhängt.

Als weitere Gehäusemerkmale sind der Waveguide sowie die generelle Formgebung des Lautsprechers zu nennen. Besonders auffällig sind die abgerundeten Gehäusekanten vieler Modelle des finnischen Lautsprecherspezialisten Genelec sowie zunehmend weiterer Hersteller. Das Vermeiden von Kanten soll der als Diffraktion bezeichneten unerwünschten Schallstreuung entgegenwirken und entspricht im Prinzip wahrscheinlich der generellen Vermeidung von geraden Reflexionsflächen in Abhörumgebungen.

Waveguides hingegen sind grob gesagt eine Art Trichter zur gezielten Richtwirkung, meist der Hochtöner. Hier hat quasi jeder Hersteller sein eigenes Prinzip zur meist angestrebten Erhöhung des (horizontalen) Sweet Spot und der Minimierung von Raumeinflüssen in der vertikalen Ebene durch unerwünschte Reflexionen vom Arbeitsplatz und der Raumdecke.

Schalldruckpegel + THD

Die Datenblätter vieler Hersteller geizen bei ihren Modellen nicht mit einer Vielzahl an dB-Angaben zur Dokumentation des Schalldrucks unter verschiedenen Voraussetzungen. Herstellerübergreifend etabliert hat sich die Angabe des Schalldruckpegels in dB SPL, der in 1 Meter Entfernung gemessen wird. Ob es sich hierbei um ein Kurzzeitsignal (Peak) oder eine Dauerbeschallung (RMS) handelt und welches Signal (z.B. Sinus, gewichtetes Rauschen, Musiksignal) konkret verwendet wird, ist individuell sehr unterschiedlich. Doch worauf kommt es eigentlich an? Setzt man den Fokus auf den Betrieb im Tonstudio, dann gilt eine möglichst verzerrungsarme Wiedergabe bei einem Pegel von etwa 80 dB (C-gewichtet) als gute Voraussetzung zur Beurteilung eines Musik- oder Audiosignals. Da sich die Abhörposition vermutlich in einer Entfernung von ca. (≥) 2 m zur den Lautsprechern befindet, hat es einen nützlichen Praxisbezug, wenn beispielsweise Hersteller wie Neumann zusätzliche Messergebnisse in einer Entfernung von 2,3 m bereitstellen. Das Talent zu einem hohen Pegel haben vermutlich viele Modelle, doch wie sieht es mit der Qualität aus? Diese lässt sich aus der Angabe des Klirrfaktors (THD = Total Harmonic Distortion) ableiten. Im Gegensatz zu anderen Gerätekategorien gilt bei Lautsprechern ein THD von 3% immer noch als sehr gut, weniger ist natürlich besser. Dementsprechend findet man häufig aufschlussreiche Angaben zum Schalldruck bei einem definierten Klirrfaktor von beispielsweise 3% oder < 0,5%. Alternativ oder optional liefern einige Hersteller auch Diagramme zur Visualisierung der frequenzabhängigen Dämpfung der Verzerrungen in dB, wobei -60 dB einem THD von 1% entspricht.

Was könnte sonst noch wichtig sein?

Eine Angabe über Eigenstörgeräusche (meist in dB(A)) bzw. den Signal-Rausch-Abstand (SNR) findet man bei Lautsprechern tatsächlich selten, dabei können rauschende Nahfeldmonitore tatsächlich unangenehme Auswirkungen haben. Ein Beispiel: Das meist deaktivierbare Rauschen von inflationär eingesetzten Plug-in-Emulationen in einem Mix sorgt beim Mastering auf einmal für eine unangenehme Überraschung, obwohl es beim Mixdown (mit rauschenden Nahfeldmonitoren) kaum wahrgenommen wurde. Da kenne ich so einige Kollegen, denen das schon passiert ist …mir übrigens auch.

Weiterhin können Lautsprecher zusätzlich mit individuellen und nützlichen Features ausgestattet sein. Hierzu zählen beispielsweise Limiter zum Schutz der Treiber sowie unterschiedliche Eingangsoptionen, sowohl analog als auch digital, die im Idealfall mit dem bereits vorhandenen Equipment korrespondieren sollten. Last but not least trennt eine elektromagnetische Abschirmung zur Vermeidung von Einstreuungen omnipräsenter Mobiltelefone die Spreu vom Weizen, besonders im unteren Preisbereich. Für eine Kaufentscheidung sollten also nützliche Ausstattungsmerkmale beachtet werden.

Fazit

Der Blick ins Datenblatt verschafft einen interessanten Überblick und grenzt die Auswahl auf der Suche nach dem „idealen“ Lautsprecher wahrscheinlich ein. Wie eingangs erwähnt, ist die Performance der Lautsprecher im eigenen Raum aber von elementarer Bedeutung. Trotz potenzieller Korrekturmaßnahmen kommt man um einen Hör-Check nicht herum. Vor einiger Zeit war ein Kollege von mir ganz scharf auf ein paar Billig-Monitore, mit denen ich in meinem damals sehr kleinen Homestudio hervorragend arbeiten konnte. Beim Hörtest in seinem Studioraum waren diese aber quasi nicht zu gebrauchen, also: „Versuch macht kluch“. Wie gut, dass es heutzutage problemlos möglich ist, georderte Monitore bei Nichtgefallen innerhalb ziemlich großzügiger Zeiträume zurückzuschicken. Früher war eben doch nicht alles besser!

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