Glossar
Abstrahlverhalten

Schall wird vom Lautsprecher in mehr als eine Richtung ausgegeben. Wenn sich der Hörer von der akustischen Mittelachse entfernt, verringert sich in der Regel der Pegel der hohen Frequenzen stärker als der Pegel der tiefen Frequenzen. Dies liegt an der Relation von Wellenlänge und Schallabstrahlfläche: Bei einer gegebenen Lautsprechermembran haben tiefe Frequenzen eine große Wellenlänge in Bezug auf die Dimension des Lautsprechers und breiten sich daher omnidirektional aus. Hohe Frequenzen hingegen haben im Verhältnis zur Membrangröße kleine Wellenlängen und werden daher gebündelt wiedergegeben. Man kann nun die Art, in der mittlere und hohe Frequenzen vom Lautsprecher abgestrahlt werden, mit einem Waveguide (einem akustischen Horn) steuernbeeinflussen. Das Abstrahlverhalten eines Basstreibers lässt sich mit einem akustischen Horn nicht sinnvoll steuern, da dieses aufgrund der großen Wellenlänge der Bässe sehr groß sein müsste.

Auch wenn der Hörer sich auf der akustischen Hauptachse befindet, besteht der Gesamtschall an der Hörposition aus der Summe von direktem achsialen Schall und reflektiertem außerachsialen Schall. Erstens sollte der Frequenzgang des Direktschalls so linear wie möglich verlaufen. Zweitens wird der Schall außerhalb der Hauptachse von den Oberflächen des Raums (Geräte, Möbel und Wände) reflektiert. Durch die akustischen Eigenschaften der reflektierenden Oberflächen wird dieser reflektierte Schall auf irgendeine Weise verfälscht und in seinem Pegel bedämpft, obwohl man diese nachteiligen Auswirkungen durch guten akustischen Ausbau des Raumes minimieren kann. Der vom Lautsprecher außerhalb der Hauptachse abgestrahlte Schall sollte nicht verfälscht sein, da andernfalls die Akustik des Raums diesen zusätzlichen klanglichen Faktor beherrschen muss, was schwierig ist. Wenn schließlich nichtlineare Nachhallzeiten im Raum vorhanden sind, wird das Ergebnis an der Hörposition ebenfalls verfälscht.

Um zu erfassen, wie sich Schall ausbreitet, sind viele Messungen im Umfeld des Lautsprechers erforderlich. Damit man nicht jeden Winkel in allen Richtungen messen muss, werden normalerweise nur die horizontalen und vertikalen Ebenen mit einer Auflösung von 5 Grad gemessen. Aus diesen Daten kann man mittels Interpolation die Frequenzgänge der nicht gemessenen Winkel ableiten. Weiterhin kann man mittels Symmetrien die Anzahl an notwendigen Messungen weiter verringern.


 
Mit den gemessenen Daten lassen sich viele verschiedene Diagramme der Bündelung, des Abstrahlverhaltens, der Isobare, der Richtcharakteristik, des Abstrahlungsindex/-faktors, der Schallenergieverteilung etc. zeichnen. Häufig werden die Daten noch zusätzlich nachbearbeitet: Frequenzglättung, Pegelnormalisierung etc.
Zeichnungen des Abstrahlverhaltens zeigen die Frequenzen auf der horizontalen Achse und den Winkel auf der vertikalen Achse. Der Schallpegel bei bestimmten Frequenzen und bestimmten Winkeln wird mit unterschiedlichen Farben dargestellt. Die folgenden Beispiele zeigen einen großen 3-Wege-Lautsprecher ohne Bündelungssteuerung (direkt auf die Vorderwand montierte Treiber) und einen großen mit Waveguide ausgerüsteten 3-Wege-Lautsprecher. Die breitere Streuung bei tieferen Frequenzen ist bei beiden Lautsprechern erkennbar. Bei höheren Frequenzen ist im Bereich 3 - 6 kHz das Fehlen einer Bündelungssteuerung deutlich erkennbar (linke Zeichnung). Da der von diesem Lautsprecher außerhalb der Hauptachse erzeugte Schall ziemlich verfärbt ist, wird auch der an der Hörposition wahrgenommene Schall verfälscht sein, besonders in schlecht ausgebauten Räumen.



Lautsprecher ohne
Bündelungssteuerung


Lautsprecher mit
Bündelungssteuerung (O 500 C)

Bei dem Lautsprecher ohne Bündelungssteuerung ist der Frequenzbereich von 1 - 7 kHz deutlich stark erweitert. Sein Klang wird daher in Räumen mit nicht so optimaler Akustik verfälscht werden. Zudem erzeugt die stark verengte Abstrahlung der Höhen einen schmalen Sweet Spot in diesem Frequenzbereich.

In der Vergangenheit hat man bei der Entwicklung von Waveguides einen physischen Prototyp aus Ton angefertigt und diesen mit Messungen in reflexionsarmen Räumen überprüft. Bei inkorrekten Ergebnissen musste man erneut einen physischen Prototyp herstellen und ein neues Set von Messungen durchführen. Heutzutage werden die Waveguides in Neumann Lautsprechern so lange schrittweise mit Hilfe akustischer Modelle am Computer entwickelt, bis das Ziel erreicht ist. Dann muss nur noch eine Nachweisprüfung der endgültigen Konstruktion mit einer Messung im reflexionsarmen Raum durchgeführt werden (Mathematically Modeled Dispersion™ Waveguide, MMD™). Hierbei geht man analog zu der Art und Weise vor, mit der die Aerodynamik von Fahrzeugen mit Hilfe von Computern, Tonmodellen und Windkanälen entwickelt wurde und wird.

Das Waveguide soll ein konstantes Abstrahlverhalten im Bereich der Trennfrequenz(en) und darüber hinaus liefern. Idealerweise sollten alle Modelle den gleichen generellen Charakter beim Abstrahlverhalten besitzen, damit man die Produkte mischen und anpassen kann, um angemessen spezifizierte Beschallungssysteme zusammenzustellen. Hier sind vier Beispiele aus der Neumann Produktlinie.



O 500



O 410



KH 310


KH 120