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Alt 13.03.2013, 12:23   #1
David
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Standard Die Wiedergabe tiefer Töne

Die Wiedergabe tiefer musikalischer Töne ist eine derartig komplexe Angelegenheit, dass ich mich dazu entschlossen habe, einen eigenen Artikel dazu zu verfassen.

Auch gibt es zu diesem Thema sehr viele Behauptungen und Aussagen, die nachweisbar falsch sind. Der Grund dafür ist - wie so oft - der fehlende Praxisbezug und das dazu notwendige Basiswissen. Es wird nicht gemessen und gehört um festzustellen welche Aussagen stimmen und welche nicht, vielmehr wird Werbesprüchen geglaubt und womöglich noch irgendwelchen Ratschlägen von Leuten, deren "Wissen" ebenfalls sehr zweifelhaft ist.

Von all' dem lässt sich aber die Physik nicht beeindrucken!

Tatsache ist, dass es im (mehr oder weniger) geschlossenem Raum bei der Wiedergabe tiefer Frequenzen (bei höheren genau so, aber um die geht es hier nicht) zu physikalischen Abläufen kommt, die zwar leicht messbar - aber nur ganz schwer beherrschbar und änderbar sind.
Das liegt an den großen Wellenlängen der tiefen Frequenzen. Hier ist mit einfachen Maßnahmen nichts zu holen, weil der Hörraum als Ganzes eine Resonanzkammer darstellt und dabei seine (meist drei) Dimensionen wirksam werden.

Das ist aber noch lange nicht alles. Entscheidend dabei ist auch der Entstehungsort der tiefen Frequenzen und wo im Raum gehört/gemessen wird.

Jede Veränderung dieser Positionen bewirkt auch eine Veränderung der Intensität des Schalldrucks und das wieder in Abhängigkeit von der jeweiligen Frequenz.

Da sich die Schallwellen durch die Reflexionen im Raum immer wieder gegenseitig "begegnen" - und das in der Regel nicht gleichphasig, sondern mit verschobener Phase - kommt es dabei zu Schalladditionen und Schallsubtraktionen, mit allen dazwischen liegenden möglichen Größenordnungen ("Moden" genannt).

Die Folge davon sind große Schalldruckschwankungen. Nicht nur an jedem Punkt im Raum, sondern ebenso beim gewählten Hörplatz.
Der Schalldruckverlauf im Tieftonbereich ist also in jedem Fall - und an jedem Punkt im Raum - eine mehr oder weniger "gewaltige" Berg- und Talfahrt.

Dagegen etwas zu machen, vor allem am Hörplatz, das ist - wie schon angedeutet - nicht einfach, bzw. kaum mit "unsichtbaren" Maßnahmen möglich. Man könnte sagen: große Wellenlängen - große Maßnahmen und so ist es letztlich auch, wenn sie wirklich wirksam sein sollen.

Mit ein bisschen "Boxenschieben" ändert sich leider nur wenig oder gar nichts, wegen besagter Wellenlängen. Ebenso wenig bewirken spezielle Spikes/Kones/Gummidämpfer, weil die Ursachen ganz wo anders liegen.

Aber!
Wer die Möglichkeit hat (obzwar - wer hat die schon im Wohnbereich?), sowohl die Position der Lautsprecher, als auch die Position des Hörplatzes frei zu wählen (genau genommen die Position des Stereodreiecks), der kann dadurch die gröbsten Unzulänglichkeiten weg bekommen, in Form einer "Nivelierung". Es ist dann zumindest einmal die Positionierung im Raum optimiert und das könnte - je nach Anspruch - sogar schon zu akzeptabler Tieftonwiedergabe führen.

Ich möchte hier nicht genauer auf die Möglichkeiten zur Verbesserung der Tieftonwiedergabe eingehen. Nur so viel: die wirksamsten Gegenmaßnahmen zur Schalldrucklinearisieruung im Tieftonbereich sind immer die aktiven. Die passiven können - wenn großvolumig/großflächig genug - ebenfalls etwas zur Verbesserung beitragen, aber hier sind die Grenzen der Wirksamkeit schnell erreicht.
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Beim Folgenden geht es mir wieder einmal um die Praxis und um das, was dabei tatsächlich vorkommt - bzw. was hörbar ist und was nicht.

-> Aus musikalischer Sicht kommen Frequenzen unter 40Hz nicht oft vor. Das liegt schon daran, dass es nur wenige Instrumente gibt, die so tiefe Töne überhaupt erzeugen können. Auch Bassisten verwenden beim Musizieren eher die höheren Lagen, etwa ab 50Hz aufwärts. Vor allem auf Bühnen ist die Wiedergabe tieferer Frequenzen (unverstärkt sowieso, verstärkt aber auch) schwierig, weil die Bühnenlautsprecher dazu gar nicht in der Lage sind. Abgesehen davon sind so tiefe Töne ohnehin "musikalisch uninteressant". Auch wird es unter 40Hz immer schwieriger, Tonhöhen zu erkennen. Um und unter 30Hz fallen "falsche Töne" nicht einmal mehr auf.

-> Die "üblichen" (HiFi-) Lautsprecher für die Musikwiedergabe zu Hause reichen meist auch nicht tiefer als 40Hz - bzw. sie fallen darunter mit ihrem Schalldruck deutlich ab. Das ist auch gut so und es passt mit dem was ich oben beschrieben habe bestens zusammen.

-> Aber! Ganz wichtig (und leider wird auch das nur selten richtig verstanden): selbst kleine (Kompakt-) Boxen, bis hin zu Kleingeräten mit eingebauten Lautsprechern "verschlucken" tiefe musikalische Töne (die ja immer Oberwellen beinhalten!) nicht komplett! Jedenfalls nicht so, dass man sie gar nicht mehr zu hören bekommt. Zwar ist vom Grundton selbst längst nichts mehr vorhanden (ist oft selbst bei kleineren Standboxen so), aber die Oberwellen, die die Tonhöhe/Tontiefe erkennbar machen, die sind hörbar.

-> Bei guten Studioaufnahmen und bei bestimmten Musikrichtungen können auch tiefere Frequenzen als 40Hz vorkommen. Auch reichen ab und zu spezielle Effekte bei der Heimkinowiedergabe noch tiefer.
Wer auf dieses "Ab und Zu" besonderen Wert legt und wer diese sehr tiefen Frequenzen auch wirklich "hören/spüren" will (mit dem üblichen Gedröhne darüber hat das gar nichts zu tun, leider wird auch das immer wieder verwechselt!), der muss die dafür notwendigen Voraussetzungen schaffen. Und wie schwierig das in annehmbarer Qualität ist, das habe ich bereits beschrieben.
Ohne viel Membranfläche geht dabei gar nichts und wenn das noch dazu in kompakter Form realisiert werden soll, dann funktioniert so etwas nur aktiv, mit Entzerrung und mit relativ hoher Verstärkerleistung.
Ebenfalls notwendig sind geschlossene Boxen und ein (mehr oder weniger) luftdichter (besser sogar kleinerer) Raum. Mit Bassreflexboxen, die in großen offenen Räumen betrieben werden, sind die Voraussetzungen für druckvollen und tiefreichenden Bass eher schlecht. Die Gefahr von "Dröhnbässen" ist dagegen umso größer.
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Die ständigen Hinweise, dass sich unter 40Hz noch viel an "Musik" abspielt und wie wichtig alles Darunterliegende für den Musikgenuss ist, sind einfach lächerlich. Das Schlimmste dabei ist, dass Sonderfälle, die in der Praxis so gut wie nie vorkommen, dann "groß aufgeblasen" werden. So, als wären sie ständig präsent und auch so, als ob sie musikalisch wichtig wären.
Klar kann Infraschall entstehen, wenn ein wackeliger Bühnenboden in Eigenresonanz gerät.
Es können auch tonale "Schwebungen" entstehen (die gibt es sowieso immer!), aber wer hört die und auf welchem Tonträger sind sie drauf?
Und ja, es gibt ganz wenige (bzw. speziell dafür angefertigte) Musikinstrumente die unter 30Hz reichen. Aber auch hier immer wieder das Gleiche: werden deren ganz tiefe Töne (sie müssen ja auch musikalisch passen!) auch genützt? Wenn ja, auf welchem Tonträger sind die drauf? Wer (welche Anlage) kann sie wiedergeben? Welchen Sinn macht so etwas musikalisch?
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Ich selbst spiele E-Bass in zwei Bands und ich bevorzuge 5-saitige Bässe, deren tiefste Saite (H") mit etwa 31Hz schwingt. Üblicher Standard sind nach wie vor die 4-Saiter, die den Kontrabässen, die bei der klassischen und jazzigen Musik verwendet werden, entsprechen (tiefster Ton 41Hz).
Tatsächlich spiele auch ich eher selten tiefere Töne als ein 4-Saiter es ermöglichen würde, Aber es kommt schon auch vor. Als Jemand der praktisch nie "leere" (also ungegriffene) Saiten verwendet, kommt mir ein 5-Saiter dann eher entgegen.
In beiden Bands werden einige Lieder in D-Tonart gespielt. Da verwende ich dann auch laufend das D' als Grundton (grob 37Hz).
Mit allzuviel Schalldruck schaffen das aber meine beiden 15 Zöller nicht, da sind es wieder die Oberwellen, die diesen Ton hörbar machen.
Den Kickbass unseres Schlagzeugers habe ich einmal zu analysieren versucht (ist gar nicht so einfach!), dessen "Tonhöhe" liegt bei ca. 55Hz, das entspricht dem A'.
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Text noch nicht optimiert, kann sich noch minimal ändern.
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Gruß
David


Erst wenn man begriffen hat, dass Raumakustik, Lautsprecheraufstellung und Hörplatzwahl wichtiger sind als die Anlage selbst, hat man die Audiowiedergabe verstanden.
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