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trennfrequenzen

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trennfrequenzen [2019/06/30 23:03] (aktuell)
dadof3 angelegt
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 +======ENTWURF!!! Noch in Arbeit======
  
 +=====Trennfrequenzen in Subwoofer-Anlagen=====
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 +Eine häufig gestellte Frage ist die, welches eigentlich die richtigen Trennfrequenzen für Anlagen mit Subwoofer sind.
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 +Sehr verbreitet ist dann die Antwort, es solle die niedrigste Trennfrequenz genommen werden, die oberhalb der vom Hersteller des Lautsprechers angegebenen unteren Grenzfrequenz liegt. Dabei ist diese Antwort selten richtig. ​
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 +Hinweis: Der folgende Artikel geht davon aus, dass ein AV-Receiver oder ein anderes Gerät mit aktiver Frequenzweiche verwendet wird. Wenn der Subwoofer ohne ein solches Gerät betrieben werden soll, sind die meisten Ausführungewn auf dieser Seite nicht anwendbar. ​
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 +====Grundlagen====
 +===Wozu überhaupt Frequenztrennung?​===
 +Subwoofer sind dazu da, die tiefsten Frequenzen des hörbaren Frequenzspektrums (20...20.000 Hz) wiederzugeben. Die meisten Satellitenlautsprecher (dazu zählen auch relativ große Stand-Lautsprecher) können die allertiefsten Frequenzen nicht oder zumindest nicht sehr laut und/oder nur stark verzerrt wiedergeben. Deswegen haben sich aktive Subwoofer etabliert. Diese haben sehr große Chassis mit großem Hub, und eingebaute Verstärker mit viel Leistung, welche benötigt wird, da besonders unter 40 Hz sehr hohe Schalldrücke gefordert werden (die menschliche Hörfähigkeit nimmt in diesem Bereich rapide ab, man braucht also sehr hohe Pegel). ​
 +
 +Für eine optimale Wiedergabe muss also das Musiksignal aufgeteilt werden, so dass der Subwoofer nur die für ihn bestimmten tiefen Frequenzen erhält und wiedergibt, und die Satelliten alle anderen Frequenzen. Diesen Vorgang nennt man Frequenztrennung,​ und der Funktionsbaustein,​ der das übernimmt, ist eine Frequenzweiche.
 +
 +===Was ist überhaupt eine Trennfrequenz?​===
 +Die Trennfrequenz ist die Frequenz, bei der ein Signal aufgeteilt wird. Alle Frequenzen oberhalb der Trennfrequenz wandern in den Hochtonzweig,​ alle niedrigeren Frequenzen in den Tieftonzweig. ​
 +
 +Dabei erfolgt die Trennung jedoch nicht abrupt, sondern es gibt einen Übergangsbereich. Es gibt unterschiedliche Möglichkeiten,​ diesen Übergangsbereich zu gestalten. Zwei davon (Linkwitz-Riley und Butterworth) zeigt die folgende Darstellung:​ {{ :​wiki:​1000px-linkwitz_vs_butterworth.svg.png?​direct&​600 |Frequenztrennung}}
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 +In den meisten AVR sind jedoch leider asymmetrische Frequenzweichen implementiert:​ In der Regel ein Filter mit 12 dB / Oktave für die Satelliten und ein viel steilerer Filter mit 24 dB / Oktave für die Subwoofer. Hintergrund ist die frühere THX-Vorgabe,​ nach der alle Satelliten unter 80 Hz auf natürliche Weise bereits um 12 dB / Oktave abfallen sollten. Zusammen mit dem Hochpassfilter hätte das dann auch hier 24 fdB / Oktave ergeben. ​
 +Wirklich sinnvoll ist das jedoch nur in THX-Anlagen,​ welche (zu Recht) kaum noch zu finden sind.
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 +Frequenzweichen finden sich auch in (fast) allen Mehrwegelautsprechern. Sie teilen das Signal in die Frequenzen für den Hochtöner, den (Tief-)Mitteltöner und ggf. den Tieftöner auf. An welchen Frequenzen genau diese Trennung erfolgt, ist dabei durch die Konstruktion und ihre Bauteile fest vorgegeben - als Anwender hat man darauf keinen Einfluss und muss sich dort über die Trennfrequenzen auch keine Gedanken machen.
 +
 +Anders beim Subwoofer: Hier übernimmt die Trennung der AVR oder eine anderweitig verbaute aktive Frequenzweiche. Diese funktionieren elektronisch (meist digital) und erlauben es dem Anwender, aus verschiedenen möglichen Trennfrequenzen auszuwählen. ​
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 +====Welche Trennfrequenz ist die richtige?​====
 +Wie eingangs bereits erwähnt, gehen viele Anwender davon aus, dass man einfach nur die niedrigste Trennfrequenz wählen müsste, die höher ist als die untere Grenzfrequenz des Lautsporecher,​ die man aus den technischen Daten ablesen kann. 
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 +Das ist zunächst einmal naheliegend,​ denn wenn der Subwoofer nur für die Frequenzen da ist, die der Satellit nicht mehr schafft, erscheint das als logische Konsequenz.
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 +Faktisch gibt es aber mehrere Gründe, warum das sehr oft falsch ist: 
 +  - Zum einen sind die Herstellerangaben ungeeignet. Mitunter sind die Angaben geschönt, um im Prospekt besser auszusehen, und es wird oft nicht angegeben, bei welchem dB-Abfall der Wert ermittelt wurde. ​
 +  - Selbst wenn der Hersteller alles korrekt und umfassend angibt: Die Messungen werden im (Quasi-)Freifeld gemacht. Wenn man die Lautsprecher aber in einem Raum betreibt, ergeben sich andere (meist tiefere) untere Grenzfrequenzen.
 +  - Desweiteren ist es wie oben beschrieben nicht so, dass ein Satellit unterhalb der Trennfrequenz nichts mehr zu tun hat. Er sollte bei symmetrischen Filtern auch unterhalb der Trennfrequenz noch für einen gewissen Frequenzbereich den vollen Pegel wiedergeben,​ weil er sich sonst zum Pegel des Subwoofer nicht ordentlich ergänzt. (Bei asymmetrischen Filtern wird das ganze etwas komplizierter.)
 +  - Nicht zuletzt ist der Grundgedanke falsch, dass ein Subwoofer "nur untenrum ergänzen"​ sollte. Die eigentliche Frage ist nicht, ab welcher Frequenz der Satellit es nicht mehr "​schafft",​ sondern bis zu welcher Frequenz er es besser schafft als der Subwoofer - und diese Frequenz liegt sehr oft deutlich höher. Ein Standlautsprecher,​ der zum Beispiel bis auf 40 Hz @ -3 dB herunterkommt,​ schafft den Bereich zwischen 40 und 80 oder 100 Hz zwar, aber er ist erstens oft im Pegel limitiert, und zweitens verzerrt er möglicherweise bereits recht stark. Diese Verzerrungen hört man dann nicht nur im Bass, sondern sie können sich auch auf den Grundton und Mittelton auswirken. Hat man nun einen oder mehrere gut aufgestellte Subwoofer, und erhöht dann die Trennfrequenz,​ werden solche Probleme umgangen, und der Bass wird präziser und punchiger, Grund- und Mittelton verzerren weniger. ​
trennfrequenzen.txt · Zuletzt geändert: 2019/06/30 23:03 von dadof3