PA Subwoofer richtig platzieren: Ein definierter, satter Bass-Sound verleiht vielen Konzerten und DJ-Sets erst den nötigen „Impact“ und macht einfach Spaß. Damit man auch bei kleineren Veranstaltungen nicht darauf verzichten muss, bietet dieser Workshop sowohl Basis-Wissen als auch praktische Tipps für eine optimale Subwoofer Platzierung.
Aber je länger man sich mit diesem Thema beschäftigt, desto komplexer erscheint die Materie. Ein guter Bass-Sound hängt von vielen Faktoren ab. Manches hat nicht einmal direkt mit den Subwoofern selbst zu tun, sondern vielmehr mit der Art der Veranstaltung, bei denen wir mit unserer PA für den guten Ton sorgen sollen. Daher macht es Sinn, sich im Vorfeld entsprechende Gedanken zu der passenden Materialauswahl zu machen.
Subwoofer richtig platzieren – Auswahl für die mentale Checkliste
- Welche Anforderungen werden an den Bass-Pegel gestellt?
- Wie kann ich den Publikumsbereich möglichst gleichmäßig mit Bass ausleuchten?
- Welche Aufstellmöglichkeiten habe ich und welche passt für die Show und das Venue?
- Gibt es SPL-Limits zu beachten?
- Soll der Bassbereich eine Richtwirkung haben, um die Bühne mit möglichst „Bass-frei“ zu halten?
Auf der Suche nach passenden Antworten? Dann könnten die folgenden Tipps nützlich sein…
Ungerichtete Aufstellungen (Omni-direktional)
Der gemeine Subwoofer ist akustische betrachtet ein Sonderling, der mitunter seltsame Dinge fabriziert. Daher ist er auch schwierig in den Griff zu bekommen. Topteile dagegen, sind hinsichtlich ihrer Schallausbreitung wesentlich einfacher handzuhaben. Topteile gehorchen den Gesetzten der geometrischen Akustik. Klingt kompliziert, beschreibt aber einen recht simplen Sachverhalt. Hochfrequente Frequenzen verhalten sich wie Lichtstrahlen und in der Optik gilt die Faustformel: Einfallswinkel = Ausfallswinkel.
Oder um ein Beispiel aus der Gartenpflege zu bemühen: Wenn ich beim Blumen bewässern die Schlauchdüse weit aufdrehe, erzeuge ich einen breiten Wasserstrahl, der aber nicht weit schießt. Verenge ich die Düse wird der Strahl kompakter, der Wasserdruck steigt und somit auch die Reichweite. Das Gleiche erreicht man akustisch mit entsprechenden Hochtonhörnern. Habe ich einen Saal zu beschallen, der eher lang als breit ist, nehme ich vorzugsweise ein Topteil dessen Hochtonhorn mit 60° Grad horizontal abstrahlt. Ist der Saal nicht sonderlich tief, dafür breit greift man eher zu einer Box mit einem 90°-Horn. Ziel ist immer möglichst viel Direktschall in den Publikumsbereich zu projizieren und möglichst wenig die Seitenwände, Decken und die Bühne mit Schall zu bedenken.
Das Gleiche gilt auch für den Einsatz von Subwoofern. Nur dass der Tieftonbereich nicht den Gesetzten der geometrischen Akustik folgen möchte. Bässe strahlen in der Regel omni-direktional (kugelförmig) ab und haben zudem die Eigenschaft, dass Bass sich um Hindernisse herumbeugen kann und somit nicht nach dem Prinzip „Einfallswinkel = Ausfallswinkel“ arbeitet. Das muss nicht immer problematisch sein. Es kommt schlichtweg darauf an, welche Bass-Performance eine Veranstaltung benötigt. Wer nur zwei Subwoofer sein Eigen nennt, hat dennoch einige Optionen was die Subwoofer-Platzierung und die Bass-Performance betrifft.
Platzierungen, die man nach Möglichkeit vermeiden sollte
Aufgrund der hohen Welllängen von Bass-Signalen performen Subwoofer am besten, wenn man sie mit deutlichem Abstand zu schallharten Raumbegrenzungen (u. a. Wände) aufstellt. Ansonsten erzeugen die schallharten (reflexiven) Raumbegrenzungen im Zusammenspiel mit den Tieftönern unweigerlich destruktive Interferenzen, die den Klang negativ beeinflussen. Es gibt drei Aufstelloptionen, die man generell vermeiden sollte. Es beginnt mit der Aufstellung der Bässe unter einer Bühne. Klar, das spart Platz und schützt bei Open-Air-Einsätzen zudem vor Regen. Omni-direktionale Bässe strahlen Energie zu den Seiten, nach oben und nach hinten ab. Damit werden die Bühnenpodeste unweigerlich unerwünschte Reflexionen erzeugen. Zudem kann der Hohlraum unter einer halbgeschlossenen Bühne wie ein großer Resonator wirken, was einen sehr schwammigen, „Boom“-Sound erzeugt und auch auf der Bühne für sehr viel Bass-Übersprechen sorgt.
Subwoofer richtig platzieren: Ebenfalls schwierig sind Bühnen, die in eine Wand eingebaut sind. Da bleibt für die Bässe nur der Platz vor einer schallharten Beton- oder Steinmauer übrig. Das kann einen drastisch ungleichmäßigen Frequenzgang nach sich führen, da die Reflexionen der Mauer sich unweigerlich mit dem Output der Bässe mischen. Durch die unterschiedlichen Laufzeiten kommt es unweigerlich zu Interferenzen.
Lassen sich die Subwoofer nicht anders platzieren, kann man probieren, die Subwoofer mit kleinem Abstand in Richtung Bühne strahlen zu lassen. Das sieht seltsam aus, kann aber klanglich und von der Performance her von Vorteil sein.
Stichwort „lauter“.
Gerade in kleinen Venues oder Kneipen bieten sich Raumecken für die Aufstellung von Subwoofern an. Oftmals ist dieser Platz noch frei und die Tieftöner stören den Betrieb nicht. Akustisch betrachtet ist das allerdings der denkbar schlechteste Platz, wenn es um die Wiedergabequalität geht. In Raumecken herrscht ein hoher Druckstau. Ein Subwoofer regt hier extrem die Raummoden an, die sich zusammen mit dem Subwoofer Output zu einem dröhnenden Gesamtklang vereinen. Durch die Eckaufstellung wird sich der Gesamt-Output im Bassbereich um bis 3 bis 6 dB erhöhen. So viel gibt uns der Raum kostenlos an Pegel hinzu. Klanglich ist das Ganze allerdings in den seltensten Fällen eine Offenbarung, weshalb man diese Aufstellung generell vermeiden sollte. Vielmehr sind die folgenden Aufstellvarianten deutlich gewinnbringender.
Subwoofer richtig platzieren – gängige Setups
Kein Subwoofer
Zugegeben, das ist jetzt etwas seltsam in einem Subwoofer-Workshop als ersten Vorschlag eine „Null-Diät“ vorzuschlagen. Aber es macht durchaus Sinn sich die Frage zu stellen: „Was habe ich für einen Beschallungsauftrag und welche Audiosignale erwarten mich?“. Moderation, Diskussionsrunden, ein Akustik-Konzert mit Stimme und klassischer Gitarre – in den seltensten Fällen würden solche Veranstaltungen von einem Subwoofer profitieren. Potente 12/1-Zoll-Topteile sollten für diesen Fall genügend Low End mitbringen. Mit einem Subwoofer müsste man die meisten Signale mit einem Low Cut entschlacken und hat somit nicht viel gewonnen.
Subwoofer platzieren: Das 2:1-Setup
Zwei Topteile und ein Subwoofer – dieses Trio ist gerade ist besonders dann gefragt, wenn die Transportmöglichkeiten beschränkt sind und die Anforderungen an den Tieftonbereich moderat sind. Was die Aufstellung betrifft, ist die gebräuchlichste Variante, die Topteile links und rechts auf Stativen an der Bühne/DJ-Set zu platzieren und den Subwoofer in der der Mitte zwischen den Topteilen. Oftmals bietet es sich an, die Topteile auf den Subwoofer mit einem Line-Delay zu verzögern. „Time Aligment“ nennt sich dieser Vorgang. Mehr zum Thema „Time Aligment“:
Die klassische Satelliten-PA
Eine Stereo-Satelliten-PA dürfte die weitest verbreitete Aufstellungsvariante einer kompakten PA darstellen. Sie bietet viele Vorteile, nur in puncto „gleichmäßige Bassverteilung“ ist sie keine gute Lösung. Aber kommen wir erst zu den Vorteilen. Eine Stereo-Satelliten-PA besteht aus je einem Subwoofer samt Distanzstange, auf dem ein Topteil thront. Das stellen wir je einmal links und rechts der Bühne auf und freuen uns, dass wir nicht mit sperrigen Lautsprecherstativen hantieren müssen. Dazu ist der Platzbedarf minimal, Topteil und Subwoofer sind nah beieinander und bedürfen in der Regel keine weiteres Time Aligment.
Zudem halten sich bei dieser Aufstellung die Kabelwege in Grenzen und das Ganze sieht auch noch seriös aus. Was will man mehr? Nun, schaut oder hört man sich die Schallverteilung der Subwoofer im Raum an, bemerkt man, dass diese alles andere als ausgeglichen ist. Die Diagnose: Der Bass summiert sich in der Mitte und links und rechts aus der Mittelachse gibt es zum Teil massive Auslöschungen. Es klingt also fett für die Zuhörer, die in der Power Alley (in der Mitte stehen) und deutlich dünner für das Publikum am Rand.
Subwoofer platzieren: 2 + 3 = Bass
Gibt es eine einfache Lösung für dieses Problem? Ja, man kombiniert im Grunde die Vorschläge 2 & 3. Das bedeutet, die Topteile bleiben links und rechts auf Stativen stehen und beide Bässe wandern zusammengestellt als Monocluster in die Mitte der Bühne. Topteile noch verzögern und der Bassbereich ist deutlich ausgewogener. Die Stellfläche und der Verkabelungsaufwand sind etwas höher, aber wer das gerne gegen eine homogenere Bassverteilung eintauscht, der wird den Mehrauswand gerne in Kauf nehmen.
Gerichtete Aufstellungen aka Subwoofer Arrays
Die zuvor beschrieben Aufstellungsoptionen werden häufig in der Praxis angewendet und eignen sich für die unterschiedlichsten Szenarien. Aber wäre es nicht großartig, wenn man die Abstrahlung von Subwoofern ähnlich steuern könnte wir bei einem Topteil? Die gute Nachricht ist: Ja, das geht. Die schlechte Nachricht: Es ist nicht ganz so einfach.
Subwoofer richtig platzieren: Cardioid-Aufstellung
Bei allen Aufstellungen, die wir bis jetzt besprochen haben, lag der Fokus auf die Bassverteilung im Publikumsbereich. Aber wie sieht es in diesem Punkt auf der Bühne aus?
Wie wir bereits wissen, strahlen Subwoofer bis circa 200 Hz omnidirektional ab. Aber was bedeutet das eigentlich? Im Grunde lässt sich das Abstrahlverhalten von Bässen mit den Polar-Pattern von Mikrofonen vergleichen. Omnidirektional bei einem Subwoofer bedeutet in der Praxis, dass der Bass sein Signal nach allen Seiten (360 Grad) abstrahlt. Ähnlich wie ein Mikrofon mit Kugel-Charakteristik, das den Klang aus allen Richtungen gleich laut aufnimmt.
Ein Mikrofon mit Nieren-Charakteristik (Cardioid) nimmt dagegen rückwärtigen Schall deutlich schwächer auf, als ein Signal das frontal von vorne kommt. Klassischer Anwendungsfall: Ein Gesangsmikrofon (z. B. Shure SM58) das direkt vor einem Floor-Monitor steht, sollte mit einer Nieren-Charakteristik (Cardioid) ausgestattet sein, damit nicht zu viel Monitor-Sound zurück in das Mikrofon gelangt und daher im schlechtesten Fall eine Rückkopplung erzeugt.
Das gleiche gilt für Subwoofer vor der Bühne. Es gibt zahlreiche Gründe (lästiges Übersprechen, Anwohnerbeschwerden usw.) dafür, dass die Tieftöner möglichst wenig Schall auf die Bühne und möglichst viel in den Publikumsbereich projizieren. Lässt sich nicht einfach eine Richtwirkung wie bei einem Nierenmikrofon erzeugen? Möglich ist eine cardioide (nierenförmige) Aufstellung auf jeden Fall.
Allerdings benötigt man dafür zwei identische Subwoofer und die Möglichkeit, die beiden Subwoofer unabhängig voneinander einstellen zu können. Entweder sind die Bässe aktiv und verfügen über einen frei einstellbaren User-DSP oder sie werden über ein Speaker Management (PA-Controller) angesteuert. Und zwar mit jeweils einem separaten Controller-Ausgang und eigenem Endstufenkanal.
Wie funktioniert ein CSA (cardioid subwoofer array)?
Es gibt vier Hauptparameter, welche die Abstrahlung von Subwoofern beeinflussen. Die Positionierung und der Abstand der Bässe zueinander. Der Ausgangspegel, die Polarität und der Zeitverlauf (time alignment). Manipuliert man diese vier Parameter in der richtigen Art und Weise, dann lässt sich ein gerichtetes cardioides Bass Array erzeugen. Das bedeutet in der Praxis, dass sich der Pegel der beiden Subwoofer in Richtung des Publikumsbereichs addiert und hinter den Bässen (Richtung Bühne) der Pegel sich deutlich abschwächt. Und wer hat’s erfunden? Harry F. Olsen schrieb 1973 das Paper „Gradient loudspeakers“, in dem er die Funktionsweise eines cardioiden Subwoofer-Setups beschreibt.
Subwoofer platzieren: In der Praxis
… gibt es mehrere Möglichkeiten den Cardioid-Effekt zu erzeugen. Auch in puncto Aufstellung gibt es je nach Anzahl der verfügbaren Bässe unterschiedliche Möglichkeiten. Das Minimal-Setup sieht wie folgt aus: Man benötigt mindestens zwei Subwoofer, welche neben- oder übereinander positioniert werden. Ein Subwoofer zeigt mit seinem Treiber in Richtung Publikum, der andere in Richtung Bühne. Der zur Bühne gerichtete Subwoofer wird um die Distanz zwischen den beiden Treibern verzögert und in seiner Polarität gedreht! Dazu gibt es bei Aktivbässen oftmals einen Taster mit dem Aufdruck „180°, Phase, Polarity“.
Oder man invertiert die Polarität im entsprechenden Ausgang des Speaker-Managements bzw. der DSP-Endstufe. Damit erzeugt man eine Auslöschung zur Bühne hin und eine Addition in den Publikumsbereich. Zum Schluss verringert man den Ausgangspegel des zur Bühne zeigenden Subwoofers um -3 dB. Klingt doch super, oder? In der Tat kann ein CSA-Aufbau ein Problemlöser sein. Vor allem, wenn die Musiker über zu viel Bass auf der Bühne klagen oder Anwohner in Bühnennähe sich durch zu viel Bass belästigt fühlen. Der Cardioid-Effekt hat allerdings auch kleine Nachteile. Der Effekt ist nicht über den gesamten Frequenzverlauf der Subwoofer gleich stark ausgeprägt. Zudem lassen sich Artefakte im Phasenverlauf und im Impulsverhalten nicht ganz ausschließen, weshalb ein cardioides Bass Array mitunter etwas indirekter klingen kann.
Cardioid – der einfache Weg
Dass man für ein cardioides Setup mindestens zwei Subwoofer benötigt, ist nicht ganz richtig. Mittlerweile bieten einige Hersteller auch Single-Subwoofer mit cardioider Abstrahlung. Stellvertretend sei der QSC KS212C genannt. Bei diesen Konstrukten ist eines obligatorisch: Sie verfügen über mindestens zwei Treiber, die im Grunde das gleiche Verhalten nachbilden wie zwei separate Subwoofer in cardioider Aufstellung. Der Vorteil: Der Anwender braucht sich keine Gedanken um die Einrichtung zu machen.
Diese Subwoofer strahlen grundsätzlich deutlich leiser nach hinten ab. Aber manchmal möchte man sogar den Basswumms auch auf der Bühne spüren. Bei einer Hip-Hop-Show braucht man halt weniger Angst vor Übersprechen im Bassbereich zu haben als bei einem Klassikkonzert, bei dem Kontrabass und Cello mit Mikrofonen abgenommen werden. Daher wäre es doch gut, Subwoofer im Portfolio zu haben, die sich mit wenig Aufwand für beide Szenarien nutzen lassen. Am einfachsten lässt sich dieser Wunsch mit Aktivbässen umsetzten, die mit entsprechenden Presets im User DSP aufwarten können. Wie beispielsweise der QSC KS118 (Artikel 475495). Man positioniert die Subwoofer entsprechend nach Manual und lädt die passenden Cardioid-Presets, falls auf der Bühne der Wunsch nach „weniger Bass“ aufkommt. Ansonsten nutzt man die Bässe ohne Cardioid-Funktion, so wie es für die Veranstaltung am sinnvollsten ist.
Subwoofer richtig platzieren – Und sonst?
Natürlich gibt es noch jede Menge weiterer Bass Arrays und Aufstelloptionen. Um nur einige zu nennen: Zahnlücke, End Fire, ICAD, Tight Line, Physical Sub ARC, Delayed Sub ARC oder Hybrid V-Array. Neben der omnidirektionalen Abstrahlung können wir den überwiegenden Teil dieser Arrays auch mit cardioider oder gar hypercardioider Richtwirkung erstellen. Dafür braucht es allerdings einiges an Erfahrung und die richtigen Tools. Zum einen lassen sich diese Arrays vorab am Computer mittels Simulations-Software (z. B. Ease Focus, Mapp 3D, SoundVision, ArrayCalc usw.) planen.
In der Praxis möchten die Simulationen noch mit einer geeigneten Mess-Software (z. B. Smaart, SATLive, Open Sound Meter) und mit entsprechender Mess-Hardware die Einstellungen evaluiert werden. Denn der Einfluss der Raumakustik auf das Sub-Array-Verhalten lässt sich nur mit großem Aufwand simulieren. Klingt kompliziert? Ist es auch. Im Grunde fallen diese Tätigkeiten in den Zuständigkeitsbereich eines „Systemers“. Dieser kümmert sich bei großen Konzerten und Festivals darum, das System entsprechend den Anforderungen zu planen, beim Aufbau zu überwachen und einzumessen.
Das ist die Grundlage für eine möglichst optimale PA-Performance und guten Sound. Aber wie wir gesehen haben, lassen sich auch mit wenigen Subwoofern dank der richtigen Tipps auch bei kleineren Events deutliche Verbesserungen erzielen. Gutes Gelingen beim Subwoofer platzieren!
Nützliche Weblinks
Video
https://www.youtube.com/watch?v=GBE219dITNA
