Originalgetreue Wiedergabe ? Die originalgetreue Wiedergabe

Originalgetreue Wiedergabe ?
Die originalgetreue Wiedergabe komplexer Musik ist bekanntlich keine
leichte Aufgabe für einen Lautsprecher. Sie erfordert nicht nur die exakte
Reproduktion aller Schallwellen von 17 m bis 1,7 cm Länge und
Schalldruckpegel von 120 db (1: 1000000), denn zu allererst die zeitliche
Abfolge bestimmter Frequenzen und Amplituden erzeugt die Klangstruktur der Musikinstrumente.
So unterscheiden sich einige Musikinstrumente kaum in der Frequenz,
die sie erzeugen, allein schon die Reihenfolge der Grund- und Obertöne
bewirkt einen völlig unterschiedlichen Klang.
Ein weiteres Problem bei der Wiedergabe komplexer Musik sind die
sogenannten mikrozeitlichen Pegelschwankungen verschiedener
Instrumente. Diese Lautstärkeschwankungen angehaltener Töne
Informieren über das „ Gattungstimbre “, ob z.B. ein Klang von einem
Blas- oder Streichinstrument erzeugt wird. Mit der Zahl der Instrumente
eines Orchesters summieren sich dabei die Anforderungen an den
Lautsprecher ganz erheblich. Kleinste zeitliche oder dynamische Fehler
werden bei der Wiedergabe sofort als undifferenzierter Klang hörbar.
Um keine Illusionen aufkommen zu lassen, die perfekte
Musikreproduktion mit Lautsprechern ist unmöglich,
auch wenn einige Werbeprospekte anderer Meinung sein sollten.
Sobald die Wiedergabequalität der Boxen die der Aufnahmequalität
erreicht, kann man von optimaler Wiedergabe sprechen, eine weitere
Steigerung ist schon aus logischen Gründen unmöglich, denn mehr als
die Aufnahmequalität liefert, kann einfach nicht reproduziert werden.
Jeder, der den Klang eines guten Kopfhörers kennt, weiß, wie gering
dieser Unterschied mittlerweilen sein kann.
Warum ist eine Lautsprecherwiedergabe mit Kopfhörerqualität
eigentlich so schwer zu realisieren ?
Ein kurzer Seitenblick zur Aufnahmetechnik bietet eine deutliche
Erklärung. Ein winziges Stück einer wenige tausendstel Millimeter dicken
Kunststoff - Folie ist das Kernstück der besten Studiomikrophone.
Praktisch masselos folgt diese Folie als Membran eines Kondensatormikrophons den Schallschwingungen der Luft. Ein aufgedampfter
Metallbelag auf der Folie und eine feststehende Gegenelektrode
ergeben einen Kondensator, der zur Erzeugung eines elektrischen
Signals genutzt werden kann. Durch den konsequenten Verzicht auf
bewegte Masse, Schwingspulen und Magnetfelder sowie den Einsatz
modernster Technologien ist inzwischen eine fast perfekte Umwandlung
von akustischer in elektrische Energie möglich geworden.
Bei der Entwicklung einer neuen Studio- Mikrophonserie des dänischen
Messgeräte- Spezialisten „Brüel & Kjaer“, die auch die
anspruchsvollsten Aufnahmesituationen meistern sollte, zeigte sich
wieder sehr deutlich, wie wichtig diese Kombination aus dynamisch und
zeitlich richtigem Impulsverhalten ist.
Nur ein praktisch masseloses System ist in der Lage, beide
Parameter simultan zu erfüllen, ohne Kompromisse einzugehen.
Bei einem masselosen System liegt die theoretische mechanische
Resonanzfrequenz unendlich hoch, bei den realisierten Mikrophonen ist
die unterste Resonanzfrequenz mit ca. 50 kHz noch immer weit
oberhalb des Hörbereiches.
Geringste Masse bedeutet bestes Impulsverhalten, hohe mechanische
Resonanzfrequenz
bedeutet
lineares
Phasenverhalten,
da
Phasendrehungen immer erst in dem Bereich dieser Resonanzfrequenz
oder darüber auftreten. So ist z.B. der Phasenfrequenzgang des
Mikrophons B&K 4007 von 50 – 20 kHz innerhalb von +/- 5 Grad
linear.
Bei den elektrostatischen Kopfhörern wird dieses Prinzip umgekehrt
verwendet, hier wird ebenfalls eine Folie zwischen zwei Metallgittern
aufgehängt. Wird diese Folie elektrostatisch aufgeladen, kann sie durch
anlegen einer elektrischen Spannung an die Metallgitter bewegt werden.
Da auch diese Folie praktisch masselos ist und über die gesamte Fläche
gleichmäßig angetrieben wird, reproduziert sie exakt das vom Mikrophon
aufgenommene Signal. Der geringe Unterschied zwischen Aufnahme
und Kopfhörerwiedergabe resultiert aus der Ähnlichkeit und Kompromißlosigkeit der beiden Wandler.
Eine Vergrößerung der strahlenden Fläche führt zu den
elektrostatischen Lautsprechern.
Diese Wandler besitzen alle Vorteile des elektrostatischen Kopfhörers
und reproduzieren auch kleinste Details so, wie sie vom Mikrophon
aufgenommen wurden.
Da auch hier die gesamte Folienmembran über die gesamte Fläche
gleichmäßig angetrieben wird, beeinträchtigt die etwas größere Masse
anders als beim dynamischen Membranlautsprecher nicht das Impulsverhalten des Wandlers. Der elektrostatische Lautsprecher besteht
praktisch aus einer unendlichen Zahl masselos angetriebener Einzelmembranen, während beim dynamischen Tauchspullautsprecher der
größte Teil der bewegten Masse nur die Verbindung zwischen Antrieb
und Umgebungsluft herstellt.
Der geringe Abstand der beiden Metallgitter ermöglicht leider keine allzu
großen Auslenkungen der Folie. Soll ein solcher elektrostatischer
Lautsprecher zur Reproduktion des gesamten Frequenzbereiches
eingesetzt werden, so ergeben sich recht unhandliche Abmessungen.
Dieser Umstand hat die Verbreitung des Vollbereichselektrostaten in der
Vergangenheit, zumindest beim verheirateten Teil der HiFi – Freunde
gründlich behindert. Als Ausweg bietet sich nur die Möglichkeit, einen
kleinen elektrostatische Lautsprecher mit einem dynamischen Schwingspulenlautsprecher, sogenannte Hybrid- Systeme, zu kombinieren. Die
Realisierung einer solchen Kombination ist jedoch alles andere als
einfach.
Alle Schwingspulenlautsprecher arbeiten bekanntlich nach dem
Prinzip des massegehemmten Wandlers, bei dem ein Großteil der
Antriebsleistung zur Überwindung der Masseträgheit verbraucht
wird.
Nur wenige Lautsprecher mit sehr stabilen und leichten Membranen mit
daraus resultierenden exzellenten Impulsverhalten sind daher zur
Kombination mit elektrostatische Lautsprechern geeignet. Besondere
Bedeutung gewinnt bei solchen Kombinationen die Frequenzweiche, die
den Wandlern die entsprechenden Frequenzbereiche zuführt. Eine
Frequenzweiche mit ungenügender Flankensteilheit ist für den Klang
ebenso
ruinös
wie
eine
Frequenzweiche
mit
schlechtem
Impulsübertragungsverhalten.
Hybridsysteme
mit
Lautsprecherchassis
unterschiedlicher
Gesetzmäßigkeiten in der Schallabstrahlung stellen hier ein Problem
dar. Ohne die Anwesenheit reflektierender Flächen sind die
Schalldruckpegel solcher Hybridsysteme nur für eine Entfernung
aneinander anzupassen. Nähert man sich dem System, so wird der
Schallpegel der konventionellen Chassis lauter als der Schallpegel der
Linienschallquelle. Bei einer weiteren Entfernung vom Lautsprecher ist
das Umgekehrt. Raumreflexionen können dieses Verhalten etwas
beeinflussen, aber das direkte Schallfeld, das in erster Instanz für die
Ortbarkeit von Schallereignissen bei der Stereo- Wiedergabe zuständig
ist, wird sich weitgehend so verhalten, wie es eben beschrieben wurde.
Eine gelungene Kombination bietet dagegen alle Vorteile eines
elektrostatische Lautsprechers mit besseren Basswiedergabeeigenschaften bei gleichzeitig erheblich geringerem Platzbedarf.
Gibt es bei allen Vorteilen bei elektrostatischen Lautsprechern
keine Nachteile ?
Durch die relativ große Strahlerfläche wird der Schall stark gerichtet
abgestrahlt. Diese oft als negativ beurteilte Eigenschaft bedeutet aber
auch, dass Reflexionen von den Raumwänden vermindert werden.
Dadurch werden klangliche Überlagerungen von Aufnahme- und
Wiedergaberaum vermieden. Der Wiedergaberaum wird praktisch
ausgeblendet, ähnlich, wie es beim Kopfhörer erlebt wird, der den
Aufnahmeraum reproduziert und sonst nichts.