Junge steht vor einem Studio-Mikrofon und ruft etwas hinein

Schallwandler – das Geheimnis der Lautsprecher

In der Hi-Fi-Welt gilt das Naturgesetz: Ohne Schallwandler kein Klang. Mit Ausnahme von Akustik-Nerds wissen allerdings die Wenigsten etwas über das Bauteil, das in jedem Lautsprecher drinsteckt. Wir erklären, wofür genau Schallwandler da sind und wie sie funktionieren. Es wird zwischendurch etwas technisch, aber das Lesen lohnt sich.

Ein Schallwandler wandelt Schall – oder so …

So trivial die Erklärung auch klingen mag – für den Anfang ist sie gar nicht so schlecht. Es geht tatsächlich ums Umwandeln; entscheidend ist dabei, was umgewandelt wird. Schallwandler (auch „Treiber“ genannt) sind in Lautsprechern und Kopfhörern dafür zuständig, aus elektrischen Signalen Schallwellen herauszuzaubern. Sie kommen überall dort zum Einsatz, wo zum Beispiel aufgenommene (reproduzierbare) Musik zum Klingen gebracht werden soll – unabhängig von der Art des Speichermediums. Das trifft für digitale Daten genauso zu wie für die in den Rillen einer Vinyl-Schallplatte gespeicherten analogen Informationen.

Schallwandler sind aber auch mit von der Partie, wenn die Schallwellen den umgekehrten Weg nehmen – nämlich bei der Aufnahme. So handelt es sich bei Mikrofonen ebenfalls um Schallwandler. Sie transformieren Schallwellen in elektrische Signale.

Damit hätten wir die grundsätzliche Aufgabe von Schallwandlern geklärt. Als nächstes erfährst du, wie sie vom Prinzip her arbeiten.

Wie funktioniert ein Schallwandler?

Ein Schallwandler in einem Lautsprecher lässt also aus elektrischer Energie Schallwellen entstehen. Es wird also Energie in einer Form in Energie einer anderen Form überführt: von elektrischem Strom zu wellenförmigen Druckveränderungen der Luft (Schall). Zu diesem Zwecke wird eine Lautsprechermembran – der sichtbare Teil eines Schallwandlers – mit einer ganz bestimmten Auslenkung und Frequenz zum Schwingen gebracht.

Die Membran in Lautsprechern bzw. Kopfhörern ist in der Regel mit einer beweglichen Schwingspule verbunden. Diese wird durch Wechselstrom in Schwingung versetzt. Der Wechselstrom kommt von einem Wandler, der die Audiosignale in elektrische Impulse „übersetzt“. Je nach Speichermedium leistet eine andere Art von Wandler diese Arbeit: Bei digitalen Wiedergabemedien ist es ein D/A-Wandler (D/A = digital zu analog) und bei Vinyl – also analogen Toninformationen – ein Tonabnehmer.

High-End-Syteme für dein Heimkino

definion 3 surround

Definion 3 – 5.1


zu weiteren Infos

theater 500 5.1 surround set

Theater 500 5.1


zu weiteren Infos

Schallwandler in Aktion

Zu abstrakt? Dann wollen wir versuchen, die Arbeit von Schallwandlern am Beispiel eines Konzerts nachvollziehen:

Wenn auf der Bühne die Sängerin ins Mikrofon singt, treffen Schallwellen auf eine Membran, die als Teil des Schallwandlers im Mikrofon verbaut ist. Die Membran schwingt und die Schallwellen werden zu elektrischen Signalen umgewandelt, die durchs Kabel oder wireless (per Funkübertragung) zum Mischpult geleitet und dort verarbeitet und gemixt werden. Die „fertigen“ Signale werden zu den großen Line-Array-Lautsprechern der PA-Anlage geschickt. Ihre Membranen beginnen – angetrieben durch Wechselstrom – zu schwingen, es entstehen Schallwellen. Und diese versetzen idealerweise die Menschen in Bewegung, innere (Glück) und äußere (Tanz).

Die verschiedenen Varianten

Was wir in unserer Beschreibung als schwingende Membranen beschrieben haben, kann in der Praxis ganz unterschiedlich umgesetzt sein. Das sind die wichtigsten Arten von Schallwandlern:

Elektrodynamischer Schallwandler

Elektrodynamische Schallwandler sind die mit Abstand am häufigsten verbaute Variante in Kopfhörern und Lautsprechern. Diese Wandlerart ist günstig in der Herstellung, vergleichsweise einfach zu verbauen und liefert eine hohe Klangqualität. Zwei zentrale Bauteile sind eine bewegliche Spule und Dauermagnete. Die Schwingspule wird durch Wechselstrom innerhalb eines Permanentmagnetfelds angetrieben (im Wechsel angezogen und abgestoßen). An der Spule ist wiederum die Membran befestigt, wodurch sie in Bewegung versetzt wird und Schallwellen erzeugt.

Elektrostatischer Schallwandler

Was vorhin noch beweglich und günstig war, ist jetzt statisch und teuer. Ein elektrostatischer Schallwandler besteht aus einer extrem dünnen Membran, die zwischen zwei Metallplatten eingespannt ist und durch die elektrische Spannung direkt zum Schwingen gebracht wird. Die Schwingspule als Mittler entfällt also. Was in der Theorie erst einmal einfach klingt, ist in der Umsetzung recht teuer. Diese Variante kommt deswegen – wenn überhaupt – nur in High-End-Lautsprechern zum Einsatz. Was die Klangqualität angeht, spielt sie dementsprechend auch in der Champions League.

Balanced-Armature-Schallwandler

Beim dritten Schallwandlertyp ist eine Art Anker (engl. „armature“) entscheidend. Dieser ist nur an der Membran befestigt und von Magneten umgeben. Der Wechselstrom liegt am Anker an und versetzt ihn in Bewegung. Der Vorteil des Balanced-Armature-Schallwandlers (BA) liegt darin, dass wenig Energie dafür benötigt wird, Klang zu erzeugen. Weil der BA-Schallwandler außerdem sehr klein ist, wird er vor allem in In-Ear-Kopfhörern verbaut.

Ganz großer Sound aus kleinen Schallwandlern

Magnetostatische Wandler

Bei dieser Art von Schallwandlern wird ein grundsätzlich anderes Konzept verfolgt als bei den bisher genannten. Es ist keine magnetisierte Schwingspule verbaut. Stattdessen sind Leiterbahnen direkt auf der Membran angebracht. Auf jeder Seite der Membran sind außerdem zwei Dauermagnete integriert. Durch Magnetisierung wird die Membran zu beiden Seiten bewegt. Diese Variante findest du am ehesten in Kopfhörern, da die Methode mit wenig Energie auskommt. Nachteil ist das vergleichsweise hohe Gewicht.

Elektromagnetische Schallwandler

Der Vollständigkeit halber erwähnen wir noch den elektromagnetischen Schallwandler, er wird heutzutage nicht mehr produziert. Das liegt an der schlechten Klangqualität. Zu Zeiten von Grammophonen waren elektromagnetische Schallwandler mit Eisenmembran dagegen gängig.

Nicht nur die Antriebsvarianten innerhalb eines Schallwandlers können sich unterscheiden, auch Architektur und Abstrahlverhalten von Wandlern können unterschiedlich umgesetzt werden. In unserem Blog-Artikel zu Kalotte, Horn und Konus stellen wir das Thema näher vor.

Unsere Produkte bewegen den Schall und dich – Teufel Lautsprecher und Kopfhörer

Ansicht auf die 9 Schallwandler der Cinebar Trios
Aus 9 wird 3 – die 9 Schallwandler bilden mit dem Subwoofer ein echtes 3.1 System
  • REAL BLUE NC: Von vollkommener Stille bis zu wuchtigem Hi-Fi-Klang – dieser Kopfhörer gibt deinen Ohren das, was du gerade verlangst. Herzstück dieses Noise-Cancelling-Kopfhörers ist ein High-End-Schallwandler mit leistungsstarkem Neodym-Magnet.
  • Cinebar Trios: Von außen betrachtet nur eine Soundbar mit externem Subwoofer. Schaut man aber hinter das Gehäuse ist die Cinebar Trios mit sage und schreibe neun Schallwandlern ausgestattet.

Das Wichtigste zu Schallwandlern zusammengefasst

  • Schallwandler wandeln elektrischen Strom in Schallwellen – oder umkehrt.
  • Sie kommen u.a. in Lautsprechern, Kopfhörern und Mikrofonen zum Einsatz
  • Zentrale Bauteile bei den meisten Schallwandler sind eine Schwingspule und eine Membran
  • Neben elekrodynamischen Schallwandlern gibt es weitere Varianten wie elektrostatische und Balanced-Armature-Schallwandler
Schallwandler – das Geheimnis der Lautsprecher
5 (100%) 1 vote

Neueste Beiträge

Kommentar verfassen

Ihr Kommentar wird von einem Moderator überprüft, bevor er auf der Website erscheint.

Autor

Teufel Blog Redaktion

Teufel Blog Redaktion

Alles über Lautsprecher, Heimkino und HiFi-Trends. Zudem haben wir jede Menge praktische Tipps und Tricks für zu Hause.