Betriebsart Bi-Wiring
Der Biwiring-Betrieb entspricht im wesentlichen dem normalem Passiv-Betrieb; der Tiefton- sowie der Mittelhochtonzweig der in der Lautsprecherbox eingebauten Frequenzweiche werden jedoch über separate Kabel von einem Stereoverstärker oder zwei Monoendstufen angesteuert.
Für TMR-Lautsprecherboxen und TMR-Verstärker ist dies die bevorzugte Betriebsart, da schon bei der Konstruktion der Geräte diese Möglichkeit berücksichtigt und vorgesehen wurde.
Im Gegensatz zu einer weitverbreiteten Meinung fließen über die beiden Leitungspaare nicht die gleichen Signale, obwohl beide parallel am Verstärkerausgang angeschlossen sind.
Die Spannungen sind zwar identisch, aber nicht die Ströme, da jeweils eine andere Last (Tief- bzw. Mittelhochtonzweig) anliegt. Es findet also eine Stromteilung statt.
Der Vorteil beim Biwiring-Betrieb liegt darin, daß anscheinend keine Intermodulationen* zwischen Tieftonsignal und dem sehr viel kleinerem und höherfrequentem Mittelhochton-Signal im Kabel (gemeinsame Masseleitung in der Frequenzweiche) stattfinden können.
Eine plastischere, ruhigere und saubere Musikwiedergabe ist im Optimalfall die Folge.
Allerdings sollte bei begrenztem Budget für Kabel eher einem hochwertigen "normalem" anstatt zweier mittelmäßiger Biwiring-Kabel der Vorzug gegeben werden. In diesem Fall sollten auch die Kurzschlußbrücken durch hochwertige Stecker mit kurzen hochwertigen Kabelstücken ersetzt werden.
Abzuraten ist erfahrungsgemäß auch von der Verwendung unterschiedlicher Kabel für beide Zweige.
* Mit Intermodulationen ist immer da zu rechnen, wo Frequenzgemische nichtlineare Bauteile passieren müssen. Selbst Kabel sind nur oberflächlich im Audio-Bereich als linear zu betrachten (siehe auch Skin-Effekt ).
Siehe auch: J. D'Appolito, Lautsprechermeßtechnik, S.366ff, ISBN 3-89576-090-0 oder
die Überlegungen von Jon Risch.
Betriebsart Bi-Amping
Der Biamping-Betrieb ist eine Mischung aus Biwiring und teilaktivem Betrieb und eigentlich die konsequente Weiterführung des Biwiring-Prinzips.
Die separaten Tiefton- bzw. Mittelhochtonverbindungen werden nicht gemeinsam an einem Endverstärker, sondern jeweils mit einem separaten Endverstärker betrieben.
Wichtig hierbei ist die gleiche Eingangsempfindlichkeit beider Endstufen.
Belastbarkeit von Lautsprecherboxen (2001)
Für die elektrische Belastbarkeit eines Lautsprechers gibt es zwei wesentliche Kriterien: die maximale thermische Belastbarkeit und der maximal zulässige Membranhub.
Der Wirkungsgrad der meisten Lautsprecher ist so gering, daß die elektrische Energie größtenteils in Wärme umgewandelt wird (0.1 - 1%).
Die thermische Belastbarkeit kann nach DIN 45573, Teil 2 mit einem speziell gefilterten Rauschen gemessen werden, das 300 Stunden lang jeweils 1 Minute ein- und 2 Minuten lang ausgeschaltet oder 100 Stunden dauernd eingeschaltet ist.
Das DIN-Rauschen soll das Langzeitspektrum der üblichen Lautsprechersignale (Musik) annähern.
Nachfolgend eine Übersicht, die die relativen Teilleistungen des DIN-Rauschens im Terzabstand aufzählt:
| fm [Hz] |
dP/Pges [%] | fm [Hz] |
dP/Pges [%] | fm [kHz] |
dP/Pges [%] |
| 20 | 0.25 | 200 | 5.5 | 2.0 | 4.4 |
| 25 | 0.52 | 250 | 5.5 | 2.5 | 3.8 |
| 31.5 | 1.0 | 315 | 5.5 | 3.15 | 3.2 |
| 40 | 1.6 | 400 | 5.5 | 4.0 | 2.4 |
| 50 | 2.5 | 500 | 5.5 | 5.0 | 1.7 |
| 63 | 3.3 | 630 | 5.5 | 6.3 | 1.1 |
| 80 | 4.0 | 800 | 5.5 | 8.0 | 0.64 |
| 100 | 4.5 | 1000 | 5.5 | 10.0 | 0.36 |
| 125 | 5.1 | 1250 | 5.2 | 12.5 | 0.18 |
| 160 | 5.4 | 1600 | 4.8 | 16.0 | 0.08 |
| 20.0 | 0.04 |
mit dP/Pges = Terzteilrauschleistung/Gesamtrauschleistung = proz. Anteil am Gesamtsignal
und fm = Terzmittenfrequenz
Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß der extreme Tiefbaß sowie vor allen Dingen der Hochtonbereich sehr wenig belastet werden.
Addiert man die Einzelleistungen ab 4 kHz (typischer Hochtöner), so kommt man auf einen Gesamtanteil von 6.5 %. Das bedeutet, daß bei einem Lautsprecher mit einer DIN-Belastbarkeit von 100 W ein Verstärker mit 10 W bei 5 kHz den Hochtöner dieser Box zerstören kann.
Beim normalen Musikhören kommt dies aber kaum vor, wenn der Verstärker ausreichend dimensioniert ist. Wird aber die spektrale Zusammensetzung des Audiosignals in der Weise verändert, daß ihm große Anteile an Oberwellen zugefügt werden, z.B. durch exzessives "Clipping" eines zu knapp bemessenen Verstärkers am Ende seines Leistungsbereiches, durch Rückkopplungspfeifen oder Transienten beim Cinch-Stecker-Wechseln, wird der Hochtöner meistens schnell zerstört.
Der zulässige Membranhub wird meistens nur dann überschritten, wenn durch einen Verstärkerdefekt die Lautsprecherbox Gleichspannung erhält.
Aufstellung von Lautsprecherboxen
Eines der größten Herausforderungen im Leben eines engagierten Musikliebhabers ist die richtige Plazierung der Lautsprecherboxen.
Dazu gibt es im Internet eine Reihe von klugen Hinweisen seitens der Hersteller und des Fachhandels. Theoretisch ist die Sache klar.
Hauptprobleme sind asymmetrische und frequenzabhängige Bedämpfung des Hörraum sowie die Raumeigenresonanzen.
Für die Lösung gibt es mindestens zwei praktische Ansätze. Der erste wäre die absolute Umgestaltung und Einrichtung des Hörraumes nach den erforderlichen akustischen Prämissen. Beneidenswert, wer die Möglichkeit hat, auf diese Weise vorzugehen. Eine Garantie, daß es hinterher gut klingt, kann einem trotzdem niemand vorher geben. Raumakustik ist auch im "professionellen" Bereich immer noch eine Angelegenheit von "try and error".
Bei großen noch in der Planung befindlichen Objekten werden sogar 1:10-Modelle gebaut, in dem die akustischen Verhältnisse, natürlich entsprechend den räumlichen Vorgaben frequenztransformiert, ausgemessen werden. Und trotzdem entspricht das Ergebnis manchmal nicht den Erwartungen.
Die zweite und vermutlich meist benutzte Methode ist der Versuch, aus dem vorhandenen Raum mit seinem aus vielerlei Gründen (Heimleitung!) notwendigem Mobilar das Beste zu machen.
Naturgemäß sind die Variationen für Aufstellungmöglichkeiten der Lautsprecher-Gehäuse hier sehr begrenzt. Dem Optimieren der Frequenzbalance (Baß, Mitten, Höhen) sind daher Grenzen gesetzt, so daß man hier größtenteils auf kompensierende Komponenten-Eigenschaften angewiesen ist. Nicht jede Verstärker-Lautsprecherkombination mag beispielsweise jeden Raum.
Was man allerdings machen kann und sollte, ist, aus dem notwendigerweise nicht ganz optimalen "erzwungenem" Stellplatz das Beste zu machen.
Dazu benötigt man ein monaurales Rauschsignal (white noise, kein pink noise) und, wenn es möglich ist, zwei Helfer. Sofern es sich um Standboxen handelt, sollten auch Gegenstände zum Vorne-unter-die-Boxen-legen bereit gehalten werden. Das Rauschen kann mit einer Meß-CD, dem Zwischenstationsrauschen eines Tuners oder aber mit dem eingebauten Rauschgenerator eines TMR Vor- oder Vollverstärkers erzeugt werden.
Ein Problem ist grundsätzlich hierbei die Erzeugung eines echten Monosignals. Heutige Verstärker verfügen aus klanglichen und meßtechnischen Gründen (verschlechtert das Übersprechen) selten über einen Monoschalter, so daß man schon auf ein originäres Monosignal von CD oder Generator angewiesen ist. Das Zwischenstations-Rauschen eines Tuners ist insoweit auch nur ein Notbehelf, da es sich hier um "unkorreliertes" Rauschen handelt, d.h. beide Kanäle sind nur im statistischen Mittel über der Zeit gleich, aber nicht zu jederzeit deckungsgleich identisch.
Aus diesem Grund haben wir bei der Entwicklung unserer Verstärker diesen Monorauschgenerator gleich mit eingebaut. Es kostet fast nichts und erfüllt doch einen wertvollen Zweck. Der Rauschgenerator wird übrigens in TMR-Verstärkern nach Umschalten auf eine normale Signalquelle komplett abgeschaltet (stromlos gemacht), um eventuelles Übersprechen zu vermeiden.
Die beiden Helfer stellen sich hinter jeweils eine Lautsprecherboxen. Bei optimalem Standort der Lautsprecher und optimaler Sitzposition des Hörers muß sich das Rauschen als dichte und kompakte "Klangwolke" genau in der Mitte zwischen den Boxen abbilden.
Durch versuchsweises Drehen, Anwinkeln oder Abkippen der Lautsprecherboxen kann diese "Klangwolke" in ihrer Konsistenz und Ausbreitung beeinflußt werden. Am besten geht dies, wenn der Hörer an seiner Sitzposition mit geschlossenen Augen seinen Helfern entsprechende Anweisungen gibt. In der Regel ergibt sich eine asymmetrische Ausrichtung der Boxen zum Hörer hin. So werden Asymmetrien des Hörraumes kompensiert. Gelingt die Abstimmung, so ist die Wiedergabe der Räumlichkeit des Musiksignals den Umständen entsprechend optimal.
Das Rauschsignal läßt auch mit einiger Erfahrung gehörmäßiges Abschätzen von zu erwartenden Verfärbungen zu.
Hier können dann durch Veränderung der Positionen die schlimmsten Auswüchse abgemildert werden.
Oftmals findet man Anweisungen für spiegel- oder sogar laser-unterstützte Hilfsmittel, um die Lautsprecherboxen optisch-geometrisch exakt im gleichen Winkel von der Hörposition aus gesehen auszurichten. Das kann allerdings nur im Freifeld, im "schalltoten" Raum oder in einem von der Bedämpfung her gesehen exakt symmetrischen Raum funktionieren und ist daher im Normalfall einigermaßen nutzlos.
Es geht bei der Platzierung von Lautsprecherboxen im Raum nicht um eine optische, sondern um akustische Geometrie, die im Normalfall eben nicht deckungsgleich ist.
Absolute Qualität von Lautsprecherboxen
Die Beurteilung einer Lautsprecherbox ist nur in Zusammenhang mit dem Raum, in dem sie spielen soll, zu sehen. Soll an einem Hörplatz ein bestimmter Schalldruck erzeugt werden, hängt die dafür erforderliche akustische Ausgangsleistung des Lautsprechers u.a. vom Hörraumvolumen und -bedämpfung ab, da sich zunächst der Schalldruck im Raum gleichmäßig verteilt (das Problem der Raumresonanzen und Reflexionen einmal außen vor gelassen).
In einem großen Raum wird sich ein kleiner Lautsprecher sehr viel mehr anstrengen müssen (und auch entsprechend klingen) als ein großer Lautsprecher mit seinen meist größeren Membranflächen. Andererseits kann ein großer Lautsprecher einen kleinen Raum hoffnungslos "überladen", d.h. die in diesen Raum hineingepumpte akustische Energie ist so groß, daß sie nicht schnell genug abgebaut werden kann.
Ein von Raumresonanzen und Reflexionen überlagertes "dichtes" Klangbild ist die Folge.
Das nächste Problem sind die räumlichen Abmessungen der Lautsprecherbox.
Jeder Lautsprecher klingt als Schallquelle so, wie er aussieht. Das hört sich überpointiert an, hat aber einen wahren Kern.
Jede Lautsprecherbox steht sich, was die Schallabstrahlung im Raum betrifft, quasi "selbst im Weg". Das akustische Ideal ist eine "atmende Kugel" mit minimalen geometrischen Abmessungen.
Diese Forderung gilt natürlich hauptsächlich für das Freifeld oder wenigstens reflexionsarme Räume, aber auch im Heimbereich hat ein Lautsprecher mit kleinen Abmessungen und strömungsgünstigen Kanten in einem kleinem Raum unbestreitbare Vorteile in Sachen Abstrahlung und Räumlichkeit.
Man kann sich vorstellen, daß ein Lautsprecher, der im Windkanal eine gute Figur macht, auch im Heimbereich das Zeug zum Wohlklang hat.
Große Lautsprecher in kleinen Räumen haben noch ein weiteres Problem. Eine akustische Addition der Abstrahlungen der Einzelchassis findet aufgrund der geometrischen Abmessungen der Chassis erst in einem gewissem Abstand statt.
Durch eine schräge Frontwand läßt sich dieser Abstand zwar manchmal verringern (hängt u.a. auch von der Frequenzweichenschaltung ab), aber das Problem bleibt im Grunde bestehen.
Kleine Lautsprecherboxen in großen Räumen haben andere Probleme. Wegen ihrer kleinen Membranflächen müssen die Chassis große Hübe machen und verlassen so schnell einmal ihren optimalen Arbeitspunkt. Verzerrung und Dynamikkompression sind die Folge.
Auf der anderen Seite wird hierfür sehr viel elektrische Leistung gebraucht.
Wenn man bedenkt, daß aufgrund des schlechten Wirkungsgrads von Lautsprechern (bei in dieser Hinsicht sehr guten Lautsprechern werden trotzdem noch über 98% der elektrischen Leistung in Wärme umgewandelt) eigentlich sehr leistungskräftige Verstärker vonnöten sind, die aber wegen der verhältnismäßig niedrigen Belastbarkeit der Lautsprecher doch wieder nicht zum Zuge kommen können, kann man das Dilemma bei dieser Kombination ermessen.
Ein ganz anderes Problem ist hierbei der durch Erwärmung der Schwingspule bedingte deutlich erhöhte Widerstand, der sich als Strombremse und Fehlanpassung an die Frequenzweiche unangenehm bemerkbar macht.
Ein kleiner Lautsprecher kann daher einen "großen" Lautsprecher potentiell in einem kleinem Raum in Grund und Boden spielen - und umgekehrt.
Manchmal ist weniger mehr.