Notizen aus Berlin: Der STUDIO 5X und das Streben nach akustischer Neutralität

Wie entwickelt man einen Studiomonitor, der möglichst unverfälscht wiedergibt und gerade dadurch besonders präzise klingt? Im Interview gibt Senior Acoustic Engineer Max Einblicke in die Entwicklung des STUDIO 5X und die Herausforderungen bei der Konstruktion eines präzisen Studiomonitors.

Zwischen Referenzwerkzeug und Hörgenuss

Teufel Blog: Für welche akustische Auslegung steht die Entwicklung des STUDIO 5X – und wie unterscheidet sie sich bewusst von einem HiFi-Lautsprecher?

Max: Aus akustischer Sicht gilt grundsätzlich: Ein modern entwickelter Lautsprecher mit neutraler Klangabstimmung, kontrolliertem Abstrahlverhalten, ausreichenden Dynamikreserven und geringen nichtlinearen Verzerrungen wird mit hoher Wahrscheinlichkeit sowohl im professionellen Studio als auch im Wohnraum eine hohe Wiedergabequalität bieten. Die wesentlichen Unterschiede ergeben sich daher hauptsächlich aus dem jeweiligen Einsatzbereich.

STUDIO 5X: Gestaltet für Menschen, die Musik produzieren

HiFi-Lautsprecher werden in der Regel für den Einsatz im Wohnraum entwickelt. Neben der Wiedergabe von Musik und Filmen spielen dabei auch Aspekte wie Design, Materialien und die wahrgenommene Wertigkeit eine wichtige Rolle. Die akustische Auslegung muss häufig unterschiedliche Hörabstände, verschiedene Aufstellungsorte und die typischen akustischen Bedingungen von Wohnräumen berücksichtigen. Zudem werden HiFi-Lautsprecher häufiger mit einer bestimmten klanglichen Charakteristik abgestimmt, um besonders beeindruckend zu wirken und sich von Wettbewerbern abzuheben. Insbesondere im High-End-HiFi-Bereich sind außerdem exklusives Design, materialintensive Gehäusekonzepte und komplexe Fertigungsprozesse von großer Bedeutung. Diese Merkmale haben jedoch oft keinen oder nur einen sehr geringen Einfluss auf die tatsächliche akustische Wiedergabequalität.

Studiomonitore sind dagegen stärker auf ihre Funktion als Arbeitswerkzeug ausgelegt. Sie dienen als analytische Referenz und sollen das Quellmaterial möglichst unverfälscht wiedergeben, damit im Aufnahme-, Mix- und Mastering-Prozess verlässliche Entscheidungen getroffen werden können. Im Mittelpunkt stehen daher eine neutrale Klangabstimmung, ein kontrolliertes Abstrahlverhalten, geringe Verzerrungen, hohe Betriebssicherheit und eine zuverlässige Integration in professionelle Abhörumgebungen. Deswegen sind Studiomonitore meist als Aktivsysteme aufgebaut, bei denen Verstärker und Signalverarbeitung genau auf die verwendeten Treiber und das Gesamtsystem abgestimmt sind.

Producer Jan arbeitet mit dem STUDIO 5X in seiner Studioumgebung.

Hinzu kommen professionelle Anschlüsse, die definierte Pegel, eine hohe Störsicherheit und eine zuverlässige Einbindung in Studioumgebungen ermöglichen, beispielsweise über symmetrische Analogeingänge. Ebenso wichtig ist eine robuste elektronische und mechanische Konstruktion, damit die im Datenblatt angegebenen technischen Eigenschaften auch über lange Zeit zuverlässig eingehalten werden. Zusätzlich kommen häufig verschiedene Schutzschaltungen zum Einsatz, die das Risiko von Beschädigungen und Ausfällen selbst bei hohen Pegeln, langen Hörsitzungen oder Fehlbedienungen auf ein Minimum reduzieren.

Was Neutralität wirklich bedeutet

Teufel Blog: Der STUDIO 5X ist als Studiomonitor auf Neutralität und Präzision ausgelegt. Was bedeutet das konkret in der akustischen Auslegung?

Max: Im Mittelpunkt steht dabei eine möglichst unverfälschte Klangwiedergabe. Der Lautsprecher soll dem Eingangssignal so präzise wie möglich folgen. Gleichzeitig muss er ein kontrolliertes Abstrahlverhalten besitzen, damit sowohl der Direktschall als auch die durch den Raum entstehenden Reflexionen ein möglichst konsistentes tonales Verhalten aufweisen. Dadurch wird der am Hörplatz eintreffende Schall als natürlich wahrgenommen.

Weiterhin sollen die Verzerrungen der eingesetzten Treiber und der integrierten Elektronik auch bei hohen Pegeln möglichst gering und kontrolliert bleiben, damit der Lautsprecher innerhalb seines vorgesehenen Einsatzbereichs sauber arbeitet. Ebenso müssen Gehäuse und Komponenten so ausgelegt sein, dass Resonanzen und unerwünschte Schwingungen auf ein Minimum reduziert werden, um die Wiedergabequalität nicht zu beeinträchtigen. All diese Aspekte standen beim STUDIO 5X im Mittelpunkt und wurden konsequent umgesetzt.

Für Überblick im Mix: Koaxiales 3-Wege-System

Teufel Blog: Das akustische Setup des STUDIO 5X ist mit seinem echten 3-Wege-System und dem koaxialen Mittel-Hochtöner besonders. Welche Rolle spielen die einzelnen Treiber – und warum ist dieser Aufbau für die Ortung im Mix so wichtig?

Max: Der STUDIO 5X gehört zu den wenigen Studiomonitoren seiner Preisklasse mit einem echten 3-Wege-Aufbau. Dabei werden Bass-, Mittel- und Hochtonbereich jeweils von eigenen Treibern wiedergegeben. Dadurch muss der Tieftöner nicht zusätzlich große Teile des Mitteltonbereichs übernehmen, was bei vielen 2-Wege-Systemen einen typischen konstruktiven Kompromiss darstellt.

Der koaxiale Mittel-Hochtöner bildet die Grundlage für eine präzise Ortung im Mix.

Das bringt vorrangig bei höheren Pegeln Vorteile: Muss ein Tieftöner große Auslenkungen ausführen und gleichzeitig Mitteltonanteile wiedergeben, können erhöhte Intermodulationsverzerrungen entstehen. Beim STUDIO 5X übernimmt ein separater Mitteltöner nahezu den gesamten Mittelton- und Sprachbereich. Dadurch bleiben Stimmen, Instrumente und feine Details im Mix besser voneinander getrennt, während die durch Intermodulation verursachten Verzerrungen gegenüber den meisten klassischen 2-Wege-Systemen dieser Preisklasse deutlich reduziert werden.

STUDIO 5X: Das 3-Wege-System in der Explosionsdarstellung

Die Mittel-Hochton-Einheit ist als Koaxialsystem aufgebaut, bei dem Mittel- und Hochtöner auf einer gemeinsamen Achse sitzen. Dadurch wird der Großteil des Frequenzspektrums von nahezu demselben Punkt im Raum abgestrahlt. Das System nähert sich damit einer idealen Punktschallquelle an. Für die Arbeit am Mix ist das besonders vorteilhaft, da die räumliche Abbildung im Vergleich zu klassischen 2-Wege-Systemen mit versetzt angeordneten Treibern stabiler und präziser ausfällt.

Das erleichtert insbesondere Entscheidungen beim Panning einzelner Instrumente. Der Klang löst sich besser von den Lautsprechern, die Abbildung wirkt räumlicher und einzelne Elemente im Mix lassen sich gezielter positionieren. Auch Hallräume und Effekte können aufgrund der präziseren Tiefenstaffelung zuverlässiger eingesetzt und beurteilt werden.

Präzision statt Kompromisse

Teufel Blog: Welche akustische Herausforderung war bei der Abstimmung des STUDIO 5X besonders anspruchsvoll – etwa beim Abstrahlverhalten, beim Bass oder bei der DSP-Integration?

Max: Damit der STUDIO 5X auch in akustisch weniger optimierten Abhörräumen, beispielsweise in semiprofessionellen Heimstudios, eine möglichst zuverlässige Wiedergabe bietet, wurde besonderer Wert auf ein kontrolliertes Abstrahlverhalten des gesamten Lautsprechersystems gelegt. Zu diesem Zweck wurde ein speziell entwickelter Wellenleiter in die koaxiale Mittel-Hochton-Einheit integriert. Diese konstruktiv anspruchsvolle Lösung erforderte eine enge Zusammenarbeit mit dem hauseigenen mechanischen Konstruktionsteam und bleibt in dieser Preis- und Größenklasse einzigartig.

STUDIO 5X: Detailaufnahme der koaxialen Mittel-Hochton-Einheit

Mithilfe des Klippel Near-Field-Scanner-Systems konnten an Vorserien-Prototypen präzise akustische Messdaten gewonnen werden, die den Entwicklungs- und Abstimmungsprozess gezielt bei der Erreichung der definierten Entwicklungsziele unterstützt haben.

Studio 5X: Optimiert mit dem Klippel Near-Field-Scanner

Im Ergebnis werden der direkt vom Lautsprecher abgestrahlte Schall und die vom Raum reflektierten Schallanteile tonal ähnlich wahrgenommen. Dies trägt zu einer natürlichen Klangwiedergabe bei und vergrößert gleichzeitig den Sweet Spot. Dadurch wird die Abhörposition weniger kritisch, was längeres und konzentrierteres Arbeiten beim Produzieren, Mischen und Beurteilen von Musik ermöglicht.

Auch die Tief- und Mitteltöner des STUDIO 5X wurden mithilfe eines Klippel-Analyzers optimiert. Dabei wurden die Auslenkungs- und Schwingungsparameter so abgestimmt, dass die Treiber in ihren jeweiligen Gehäusen präzise nach den Entwicklungszielen arbeiten und selbst bei hohen Auslenkungen nur geringe nichtlineare Verzerrungen erzeugen. Dadurch konnte der Bassbereich trotz der kompakten Gehäusegröße bis auf beachtliche 37 Hz erweitert werden (bezogen auf einen Pegelabfall von –10 dB), da der Tieftöner einen großen und gleichzeitig sehr linearen Hub besitzt.

STUDIO 5X: Auslenkungs- und Schwingungsparameter wurden präzise abgestimmt

Zum guten Preis-Leistungs-Verhältnis des STUDIO 5X trägt außerdem ein intern entwickelter Mikrocontroller bei. Er übernimmt nicht nur die üblichen Steuerungsaufgaben wie das Auslesen von Tasten und Reglern sowie die Ansteuerung der Produkt-LEDs, sondern auch die gesamte Audio-DSP‑Verarbeitung. Dadurch konnte die aktive Elektronik, mit Ausnahme der Verstärker-ICs, auf einen einzigen Chip reduziert werden, der die vollständige Ansteuerung des Lautsprechersystems übernimmt.

Studio-DNA für Zuhause

Teufel Blog: Wenn du den STUDIO 5X als Werkzeug für Produzenten beschreiben müsstest: Welcher akustische Punkt zeigt für dich am besten, dass er ein echter Studiomonitor ist?

Max: Eine Eigenschaft des STUDIO 5X, die sonst häufig erst bei deutlich teureren Studiomonitoren zu finden ist, sind FIR-basierte, phasenlineare Filter im Audio-DSP. Dadurch erreicht der Lautsprecher eine nahezu ideale Sprungantwort, bei der alle Signalanteile zeitgleich wiedergegeben und unterschiedliche Gruppenlaufzeiten kompensiert werden. Besonders bei perkussiven Instrumenten wie Snare- oder Kickdrums führt dies zu einer präzisen und unverfälschten klanglichen Darstellung, da Transienten nicht durch zeitliche Verschiebungen einzelner Frequenzanteile beeinflusst werden, sondern als zusammenhängendes Ereignis erhalten bleiben.

Yuki im Studio — Producerin Yuki bei der Arbeit mit dem STUDIO 5X.

Dieser Unterschied wird anfangs oft nur als feine klangliche Nuance wahrgenommen. Mit zunehmender Hörerfahrung wird die gewonnene Präzision jedoch meist deutlich erkennbar und geschätzt. Dank unseres intern entwickelten und kosteneffizienten Audio-DSPs konnte diese Technologie überhaupt erst in der Preisklasse des STUDIO 5X umgesetzt werden. Zusammen mit dem kontrollierten Abstrahlverhalten entsteht ein neutrales, trockenes und präzises Klangbild, das den STUDIO 5X als echten Studiomonitor für professionelle Abhöranwendungen auszeichnet.

Teufel Blog: Vielen Dank für die interessanten Einblicke.

Max im Akustiklabor während der Entwicklungsarbeit am STUDIO 5X.

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Bilder / Grafiken: Teufel