Klangaspekte: Von der Schallquelle zum Hifi-Sound

Was ist eigentlich Klang? Am Anfang steht die Schwingung. Schallwellen sind nichts anderes als in Schwingung geratene Luft. Eine Schallwelle kommt selten allein, und die Häufigkeit der Schallwellen (Frequenz) pro Sekunde bestimmt die Höhe des Tons: je höher die Frequenz, desto höher der Ton. Hörbar sind für den Menschen nur Frequenzen zwischen etwa 20 und 20.000 Hertz, wobei mit voranschreitendem Alter höhere Frequenzbereiche immer schlechter wahrnehmbar sind. Um die Luft zum Schwingen zu bringen, muss eine Schallquelle vorhanden sein. Das können eine Lautsprechermembran, eine Gitarrensaite, menschliche Stimmbänder und vieles mehr sein. Damit sind drei entscheidende Bereiche der Akustik und Hifi-Technik grob umrissen: Schallquelle, der Weg der Schallwellen durch die Luft und ihre Verarbeitung in unserem Gehör. Hier geben wir eine Übersicht über Artikel, in denen wir physikalische Grundeigenschaften und Ihre Anwendung im Hifi-Bereich thematisiert haben.

Für vollendeten Hifi-Klang ist auch noch die Speicherung der aufgezeichneten Schallereignisse wichtig. Beleuchtet haben wir sie in unseren Artikeln zu den Dolby- und DTS-Formaten.

Schallwellen bildlich dargestelltWie sich Schallwellen im Raum ausbreiten

Schallwellen und die Art ihrer Ausbreitung beeinflussen maßgeblich die Bauweise von Lautsprechern und bedingen das weite Feld der Raumakustik. Zu den wichtigsten Eigenschaften gehört die gleichmäßige Ausbreitung im Raum mit einer Geschwindigkeit von 340 Metern pro Sekunde. Schallwellen werden reflektiert, wenn sie auf einen Gegenstand treffen. Für Hifi-Anwendungen ist das ein großer Vorteil: Wenn Sie sich die Mühe machen, Lautsprecher auf einem freien Feld aufzustellen, werden Sie nicht viel Freude am Klang haben. Sie nehmen allein die primäre Schallwelle wahr, und das wirkt kraftlos. Das Reflexionsverhalten im Raum hat allerdings auch seine Tücken, die wir in unserem Artikel zur Raumakustik thematisieren.

Ein Jet durchbricht die Schallmauer - für viele das vorstellbare lauteste GeräuschWas heißt eigentlich laut?

Was laut ist und was nicht, kann ganze Nachbarschaften entzweien. Dabei ist das Lautstärkeempfinden alles andere als einfach zu bestimmen. Wie laut wir ein Ereignis empfinden, bedingt vor allem der Druck der Schallwellen. Allerdings ist der Schluss vom Schalldruck auf das empfundene Hörereignis kompliziert. Wie unangenehm die Lautstärke eines Tons ist, hängt von der Frequenzhöhe ab. Höhere Frequenzen empfinden wir wesentlich schneller als unangenehm als tiefere. Außerdem wirken sich Veränderungen des Schalldrucks nicht linear auf unser Gehör aus. So führt eine Verdopplung des Schalldrucks nicht zu einer Verdopplung der Lautstärke.

PlattenregalDen Schall richtig reflektieren

Die im Raum entstehenden Reflexionen der Schallwellen haben einen großen Einfluss auf die Klangwirkung. Deshalb ist die Raumakustik ein so wichtiger Faktor für Audiophile. Reflexionen sind wie erwähnt grundsätzlich nicht schlecht, aber zu viele sollten es auch nicht werden. So sind leere Räume mit glatten Wänden einem guten Klang abträglich. Eine entscheidende Größe für die Raumakustik ist die Nachhallzeit. Damit ist die Zeit gemeint, die vergeht, bis in einem Raum der Schalldruck auf einen bestimmten Wert abgefallen ist. Was Sie für die Raumakustik tun können, verraten wir in unserem Beitrag.

Sweet Spot, die ideale HörpositionWo der Sound am besten klingt

Die Gestaltung des Raums ist die eine Seite der Medaille, die Aufstellung der Anlage bzw. die Hörposition die andere. Dort, wo sich der Klang am besten entfaltet, befindet sich der Sweet Spot. Bei einer Stereoanlage entsteht er, wenn der Abstand zwischen den Lautsprechern und der Hörposition gleich groß ist. Auch im Heimkinobereich bleibt dieses gleichschenklige Stereodreieck bestehen, darüber hinaus müssen Subwoofer, Center-Lautsprecher und die Lautsprecher im hinteren Bereich ausgerichtet werden. Wenn Lautsprecher und Hörposition nicht abgestimmt sind, kann der Raumklang empfindlich leiden. Hilfssoftware wie Audyssey unterstützt Audiophile bei der Ausrichtung der Lautsprecher.

Lautsprecherreihe für WellenfeldsyntheseDie Wellenfeldsynthese

Die Wellenfeldsynthese führt in den Bereich der Psychoakustik. Das Verfahren bietet den großen Vorteil, dass der Hörer unabhängig von seiner Position im Hörbereich die Schallquelle immer am gleichen Ort verortet. Das ist bei Mehrkanalsystemen im Heimkino anders. Hier entstehen „virtuelle Schallquellen“ zwischen den jeweiligen Lautsprechern. An welcher Stelle wir die virtuellen Schallquellen verorten, hängt von der Position ab. Das ist auch einer der Gründe für die Suche nach dem Sweet Spot. Mit dem Verfahren der Wellenfeldsynthese werden Schallwellen so erzeugt, dass sie auf den Hörer wie reale Schallereignisse wirken. Einen Nachteil hat das Verfahren allerdings: Der Aufwand, das Verfahren umzusetzen, ist sehr groß, deswegen kommt es bisher nur in Forschungseinrichtungen zum Einsatz.

Titelbild: Compressed and rarefied air particles of sound waves, Quelle: Wikimedia
Bild1: © Nemo „Lautsprecher“ Bestimmte Rechte vorbehalten. Quelle: Pixabay.com
Bild2: Jet durchbricht Schallmauer: Dieses Bild ist das Werk eines Seemanns oder Angestellten der U.S. Navy, das im Verlauf seiner offiziellen Arbeit erstellt wurde.
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Bild3: © Marcel Weiß „Vinyl ist…“ Bestimmte Rechte vorbehalten. Quelle: Flickr.com
Bild4: © DAVINCI Haus Bestimmte Rechte vorbehalten. Quelle: Flickr.com
Bild5: ©Charles Hutchins, Array 2 Bestimmte Rechte vorbehalten. Quelle: Flickr.com

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Teufel Blog Redaktion

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