Lautsprecher sind vielseitig. Aktiv und passiv, groß und klein, Hoch- und Tieftöner, ganz abgesehen von den vielen Marken. Sie zu klassifizieren ist für eine Kaufentscheidung essentiell. Du willst ja wissen, wie sich der Lautsprecher für deine Anwendung eignet. Aber wie kannst du sie einordnen? Ganz einfach: Mit den technischen Daten. Klingt trocken, ist aber gar nicht so kompliziert, wenn man einmal verstanden hat, wie sich diese Daten zusammensetzen und was sie aussagen. Im Folgenden erklären wir dir genau das.
Der Kennschalldruckpegel
Der Treiber, also die Komponente im Lautsprecher, die aus dem elektrischen Signal den hörbaren Schall macht, hat verschiedene Spezifikationen. Impedanz, Größe in Zoll und der Kennschalldruckpegel. Dieser ist das Verhältnis zwischen der Leistung und dem ausgehenden Schalldruckpegel (SPL), denn mehr Leistung bedeutet nicht gleich, dass der Lautsprecher lauter ist. Der Kennschalldruckpegel wird dabei in Dezibel (dB) im Abstand von einem Meter vom Lautsprecher mit einer elektrischen Eingangsleistung von 1 W (2,83 V für Treiber mit 8 Ohm Impedanz bei Passiv-Lautsprechern) angegeben. Dieser Wert ist wichtig, da sich die Audiobranche auf diesen Standard geeinigt hat und somit die Lautsprecher besser verglichen werden können.
Je höher der Kennschalldruckpegel ist, desto lauter ist der Lautsprecher bei einer bestimmten Eingangsleistung. Durchschnittlich haben die Geräte auf dem Markt einen Kennschalldruckpegel von 88 dB (1W/1m). Sollte der Lautsprecher unter 84 dB (1W/1m) aufweisen, so gilt er oft als eher minderwertig. Es sollte eher ein Wert von 92 dB (1W/1m) oder höher angestrebt werden.
Wichtig und interessant ist dabei zu wissen, dass die Leistung der Endstufe verdoppelt werden muss, um die Ausgangslautstärke des Treibers um 3 dB zu erhöhen. Soll der Kennschalldruckpegel um 6 dB erhöht werden, so braucht man das vierfache der Leistung, und so weiter. Zum Beispiel: beträgt der Kennschalldruckpegel 88 dB (1W/1m), so braucht man 2 W um 91 dB in 1 m Abstand zu bekommen.
Aber: So aussagekräftig der Kennschalldruckpegel für die Lautstärke in einem bestimmten Abstand ist, sie sagt nichts über die Klangqualität des Lautsprechers aus!
Die Treibereffizienz
Kennschalldruckpegel und Treibereffizienz hängen eng miteinander zusammen, sind aber nicht der gleiche Wert. Trotzdem werden diese beiden Begriffe (leider) oft synonym genutzt. Dabei gibt es aber große Unterschiede zwischen diesen Werten: Die Treibereffizienz ist das Verhältnis zwischen Ausgangsleistung der Endstufe und der akustischen Ausgangsleistung des Treibers, angegeben in Prozent und nicht in Watt pro Meter. Sie sagen also unterschiedliche Qualitäten aus.
Treiber sind übrigens gar nicht mal so effizient im Umwandeln von elektrischer Leistung in Akustische. Ihre Effizienz liegt meist zwischen 0,1 und 2 %. Der Rest der Energie geht durch Widerstände, Reibung und Hitze verloren. Nicht gerade viel, oder?
Der Schalldruckpegel (SPL)
Lautstärke wird von jedem anders wahrgenommen. Die einen finden eine Markthalle unglaublich laut, während für andere erst ein voll aufgedrehter Gitarrenverstärker Full-Stack laut erscheint. Daher ist es hilfreich die Lautstärke objektiv mit Zahlen zu messen. Hierfür wird der Schalldruckpegel, kurz SPL (= “Sound Pressure Level”) genutzt. Um ihn zu verstehen, müssen wir aber erst einmal wissen, was Schalldruck überhaupt ist: Das ist nämlich die durch den Klang verursachte, durchschnittliche Abweichung des Luftdrucks, der in Pascal (Pa) gemessen wird.
Der SPL beschreibt den Druck einer Klangwelle in dB relativ zum Referenzdruck von 20 µP (Micropascal) oder Newton pro Quadratmeter (N/m²). Zu physikalisch? Einfacher: Der SPL ist das Verhältnis zwischen dem absoluten Schalldruck und dem Pegel des Schalls in der Luft. Ein SPL von 0 dB ist bei einer Frequenz von 1 kHz der Punkt, ab dem ein gesunder, junger Erwachsener beginnt, Töne zu hören.
Die meisten Datenblätter geben meist zwei unterschiedliche Werte an: Der Peak-SPL ist der höchste Schalldruck, der gemessen wurde, der äquivalente Dauerschalldruck ist das Verhältnis zwischen dem SPL und dem Referenzschalldruck in einem bestimmten Zeitraum.
Was passiert wenn die Messabstände vergrößert werden?
Je weiter man vom Lautsprecher (die wissenschaftlich genannte “Punktquelle”) entfernt ist, desto leiser wird der Ton wahrgenommen, da die Energie durch den Luftwiderstand verloren geht. Als Faustregel kann man sagen: Wenn der Abstand verdoppelt wird, nimmst du nur noch ein Viertel der Lautstärke wahr. Wenn der Klang nicht reflektiert wird (= Freifeld-Abstrahlung), verringert sich die Lautstärke bei Verdopplung des Abstands immer um 6 dB (bei Line-Arrays immer im 3 dB).
Ein kleines Beispiel: Ein Lautsprecher mit Kennschalldruckpegel von 86 dB (1W/1m) wird von einer 100W-Endstufe betrieben. Bei einem Meter wäre die gemessene Lautstärke bei 106 dB. Verdoppeln wir den Abstand auf 2 m, so liegt die Lautstärke nur noch bei 6 dB. Verdoppeln wir wieder, also auf 4 m Abstand, dann sinkt die Lautstärke wieder, diesmal auf 94 dB.
Warum erhöhen wir dann nicht einfach die Pegel?
Treiber haben physikalische Grenzen. Wegen diesen müssen die Treiber-Hersteller Kompromisse eingehen, um bestimmte Kennschalldruckpegel zu erzielen. So kann zum Beispiel eine leichtere Konus-Membran genutzt werden, die einen höheren Kennschalldruckpegel erlaubt. Das bedingt aber auch, dass der Klang stärker verzerrt wird. Um unerwünschte Peaks, also Punkte in bestimmten Frequenzen, in denen der Klang verzerrt wird, zu verbessern braucht man aber wieder einen geringeren Pegel. Du siehst also: Das Design eines Treibers ist immer ein Wechselspiel der Kompromisse.
Treiber unterliegen aber auch anderen physikalischen Grenzen. Eine davon ist die Hitze: Wenn eine zu hohe Leistung auf die Schwingspule einwirkt, dann bewegen sie sich zu viel und erzeugen durch die Reibung Wärme. Durch diese dehnt sich die Schwingspule aus und bleibt evtl. irgendwann stecken. Zusätzlich kann sie sich deformieren, Frequenzweichen-Widerstände können zerstört werden und Kleber lösen sich. Das wird im Allgemeinen als “Durchbrennen” des Lautsprechers bezeichnet. Hinzu kommt, dass wenn ein Lautsprecher dauerhaft am Limit betrieben wird etwa 3 dB seines Kennschalldruckpegels verliert, was als Leistungskompression bezeichnet wird.
Eine weitere Grenze ist die mechanische Auslenkung. Eine zu hohe Eingangsleistung kann für zu starke Bewegung der Schwingspule führen, weshalb sie dauerhaft aus dem Magnetspalt heraustritt und falsch positioniert bleibt. Ergebnis: Schlechter oder gar kein Ton.
Warum wird bei Aktivlautsprechern auf die Kennzahlen verzichtet?
Aktive Lautsprecher haben meistens für jedes Frequenzband einen Treiber, jeweils mit einer eigenen Leistungsendstufe und einem elektronischen Filter für die Frequenzweiche. Das ermöglicht komplexe Filter auf das unverstärkte Signal, ohne auf passive Frequenzweichen und ihre Nachteile angewiesen zu sein.
Aber warum siehst du selten bis nie Zahlen wie den Kennschalldruckpegel, Treibereffizienz und Impedanz? Aktivlautsprecher werden als Systeme entwickelt, in denen der Hersteller den optimalen Kennschalldruckpegel für jede Endstufe ausgewählt hat. Deshalb sind die SPL-Werte relevanter, weil sie anzeigen, wie laut die Systeme in einer bestimmten Distanz sind.
Was ist jetzt der wichtigste Wert?
Anfangs ist wichtig zu sagen, dass es günstiger für dich ist, mehr Leistung in der Endstufe bereitzustellen als einen Treiber mit einem hohen Kennschalldruckpegel zu nutzen. Ein günstigerer Treiber kann mit einer leistungsstärkeren, günstigeren Endstufe kombiniert werden, anstatt auf einen Treiber mit einen Treiber mit hohem Kennschalldruckpegel und einer Endstufe mit weniger Leistung zu setzen.
Bei Aktivlautsprechern sind die SPL-Werte also die relevantesten Spezifikationen, da sie für den Klang relevanter sind, denn am Ende des Tages willst du ja einen perfekten Sound bei der Auswahl deines Lautsprechers.
Für passive Lautsprecher ist das nicht ganz so einfach. Hier solltest du alle Werte in betracht ziehen, um eine Kaufentscheidung zu treffen. Bei allen Lautsprechern gilt aber: Antesten. Nur wenn du wirklich hörst, was du kaufen möchtest, weißt du, welcher Sound für deine Anwendung der beste ist.
Fühlst du dich jetzt bereit, dich für einen Lautsprecher zu entscheiden? Im Shop von Huss Licht & Ton findest du eine Vielzahl an aktiven und passiven Lautsprechern, unter denen du bestimmt den passenden für dich entdeckst!
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