Lautsprecher

Aktive und passive Lautsprecher setzen sich in der Regel aus mehreren Bauteilen zusammen:

• einem oder mehreren Treibern
• einem Gehäuse
• einer Frequenzweiche
• bei Aktivlautsprechern: einem Verstärker

Die Treiber sind meistens runde Membranen, die proportional zum Audiosignal nach vorne und hinten ausgelenkt werden. Manche Membranen werden mit sämtlichen Audio-Frequenzen angetrieben. Manchmal sind große Membranen für Bässe und Mitten, kleine Membranen für hohe Frequenzen vorgesehen. Wie im Foto zu erkennen, können Treiber aber eckige gefaltete Aluflächen sein.

Das Gehäuse verhindert einen akustischen Kurzschluss (Ziemer 2023): Von der Membran nach vorne gedrückte Luft könnte einfach hinter die Membran strömen, anstatt dass sich die Teilchenbewegung als Schallwelle ausbreitet. So breiten sich vor allem tiefe Frequenzen kaum in den Raum aus. Das Gehäuse ist dieser Strömung im Weg, damit Bässe lauter zu hören sind.

Die Frequenzweiche sorgt dafür, dass die unterschiedlichen Frequenz-Bereiche an die jeweils passenden Treiber geleitet werden: Das unter anderem aus Acid Techno bekannte Tiefpass-Filter (in der Elektrotechnik heißt es tatsächlich „das Filter“) leitet vor allem tiefe Frequenzen an die größte Membran. Ein Hochpass-Filter leitet die höheren Frequenzen an die kleine (Alu-)Membran.

Der Verstärker ist das Element, dass aktive und passive Lautsprecher voneinander unterscheidet. Passive Lautsprecher geben ein angelegtes Audio-Signal direkt wieder. Die Wechsel-Spannung des üblichen Line-Out-Anschlusses einer Soundkarte, eines Handys oder eines Fernsehgeräts reicht nur für sehr geringe Pegel aus. Das Ergebnis klingt also leise. Bei aktiven Lautsprechern wird das Eingangssignal erst einem eingebauten Verstärker zugeführt. Dieser multipliziert das Audio-Signal mit einem Faktor, den Sie über einen Lautstärkeregler bestimmen. Dieses Vorgehen braucht Energie, weshalb alle Aktiv-Lautsprecher eine eigene Stromversorgung benötigen.

Passiv-Lautsprecher benötigen einen vorgeschalteten Verstärker, um wirklich laut zu sein. Hierzu können Sie zum Beispiel eine Endstufe verwenden, oder eine Stereoanlage.

Nur Aktivlautsprecher können elektromagnetischer Einstreuung trotzen. Foto: Roman Stracke

Aktive Lautsprecher

Dass Aktiv-Boxen ihren eigenen Verstärker enthalten, ermöglicht einen so mächtigen „Trick“, dass in professionellen Tonstudios und bei Live-Settings fast ausschließlich aktive Lautsprecher Verwendung finden: Sie ermöglichen symmetrische Signalübertragung (Mores 2018):

• Audio-Signale werden meist analog an Lautsprecher übertragen
• Bei langen Kabelwegen können elektromagnetische Wellen in das Kabel „eindringen“
• Elektromagnetische Wellen gehen von fast allen elektronischen Geräten aus, wie Gitarrenverstärkern, analogen Synthesizern, Handys oder Mikrowellenofen
• Eingedrungene Wellen können am Lautsprecher hörbar werden. Ist Ihr Handy zu nah am Lautsprecher, wenn Sie angerufen werden, hören die diese Strahlung besonders laut.
• Bei symmetrischer Signalübertragung wird das Audio-Signal aber nicht nur einmal übertragen, sondern zweimal: Einmal wie gewohnt, und einmal verpolt.
• Dringt elektromagnetische Strahlung ein, sind beide Übertragungen auf die gleiche Weise betroffen.
• Jetzt wird im Aktivlautsprecher das verpolte Signal erneut verpolt und zum gewohnten Signal addiert. Das Ergebnis ist einfach doppelt so laut.
• Die elektromagnetische Strahlung hingegen wird durch das zweite Verpolen und Zusammenmischen ausgelöscht. Störgeräusche verschwinden.

Darüber hinaus ist es möglich, Aktivlautsprecher mit einem D/A-Wandler auszustatten, der digitale Audio-Signale empfängt, umwandelt, verstärkt und dann wiedergibt.

Passive Lautsprecher

Passive Lautsprecher kommen ohne eingebauten Verstärker aus und holen ihre Energie von externen Verstärkern. Sie bieten Ihnen die Freiheit, Ihr Setup individuell zusammenzustellen – perfekt für alle, die Klang, Technik und Flexibilität selbst in die Hand nehmen wollen:

• Wenn Sie Ihre Lautsprecher ohnehin an eine Stereoanlage anschließen, brauchen Sie nur dann Aktiv-Boxen, wenn Sie elektromagnetische Einstrahlung befürchten
• Ansonsten sind Passiv-Boxen die deutlich kostengünstigere Wahl
• Da sie keine zusätzliche Stromzufuhr benötigen, können Sie Passiv-Lautsprecher natürlich auch fernab von Steckdosen platzieren

Aktiv vs. Passiv Lautsprecher-Unterschied

Die folgende Tabelle fasst die wesentlichen Unterschiede zwischen Aktiv- und Passiv-Lautsprechern zusammen:

Fazit: Welcher Lautsprecher ist der richtige für Sie

Die Wahl zwischen aktiven und passiven Lautsprechern hängt von Ihren Bedürfnissen ab. Wenn Sie ein unkompliziertes System möchten, welches ohne viele Zusatzgeräte auskommt, sind aktive Lautsprecher für Sie die bessere Wahl. Falls Sie jedoch ihr System flexibel und selbst gestalten wollen, könnten passive Lautsprecher ihren Bedürfnissen besser entsprechen. Lassen Sie sich gerne auch professionell in einem Geschäft beraten, bevor Sie sich für ein Modell entscheiden.

In einem weiteren Artikel erfahren Sie, wie Sie Ihre Lautsprecher richtig aufstellen, um Musik zu mischen.

Quellen:

Der Beitrag Aktiv- vs. Passiv-Lautsprecher — Das ist der Unterschied erschien zuerst auf SystMus.

Die Geschichte der Lautsprecher

Der erste Lautsprecher wurde schon im 19. Jahrhundert als Nebenprodukt des Telefons entwickelt. Schon damals mit der Absicht, Musik zu übertragen. Thomas Edison, Alexander Graham Bell und zahlreiche andere Erfinder arbeiteten zeitgleich an der ersten Lautsprechertechnik. Doch diese waren nicht für die detailgetreue Wiedergabe von Schallereignissen geeignet, wie wir sie heute kennen. Ab 1951 gelang es Albert Neville Thiele und Richard H. Small Lautsprechersysteme zu entwickeln, die aus einem kleinen Gehäuse deutlich tiefere Frequenzen abspielen konnten. Dies gilt als der Anfang der modernen Lautsprecher.

Stereophonie und ihre Entwicklung

Der Großteil der Musik wird heute in Stereo produziert und auch gehört. Die ersten Stereoaufnahme fanden schon 1934 nach den Techniken von Alan Blumlein in den Abby Roads Studios statt. Die ersten kommerziell verfügbare Stereoaufnahmen gab es 1957. Stereo war jedoch zu dieser Zeit noch eher als zweimal Mono zu kennzeichnen. Vor allem bei Beatles-Aufnahmen können Sie dies gut hören. Oft sind ganze Instrumente, wie das Schlagzeug oder der Gesang, auf nur einem Lautsprecher zu hören. Dies ist bei modernen Produktionen nicht mehr der Fall. Stereo kann heute viel feiner eingestellt werden:

• Heute kann ein Schallereignis auf dem ganzen Panorama verteilt werden und nicht nur ganz links oder ganz rechts.
• Dies ermöglicht der Panorama- bzw. Pan-Regler.
• Der Pan-Regler regelt die Intensität von einem Signal auf beiden Kanälen und gleicht sie so an, dass die Gesamtleistung der beiden konstant ist.
• Dies nennt man Intensitätsstereophonie.
• Echte Schallquellen ortet der Mensch jedoch auch über Laufzeitdifferenzen zwischen beiden Ohren.
• Bei Songs, im Radio und im Rundfunk wird jedoch vor allem mit der Pegeldifferenz gearbeitet. Dies sorgt für eine bessere Monokompatibilität (wenn Stereosongs zum Beispiel auf einem Handylautsprecher abgespielt werden) und ist einfacher zu mischen.

Die Phantommitte und das Stereodreieck

Stereophonie-Konventionen geben vor, wie Sie ihre Lautsprecher richtig aufstellen. Durch die oben genannten Eigenschaften des räumlichen Hörens ist es möglich, mit zwei Lautsprechern eine sogenannte Phantommitte zu erzeugen.

1. Für eine Phantommitte muss ein Schallereignis mit gleichem Pegel aus beiden Lautsprechern abgespielt werden.
2. Der Schall aus dem linken Lautsprecher trifft zuerst auf das linke Ohr, der Schall des rechten Lautsprechers zuerst auf das rechte Ohr.
3. Da es sich um das gleiche Schallereignis handelt, und dies zeitgleich auf die Ohren trifft, kann das Gehirn weder Pegel- noch Laufzeitdifferenzen feststellen.
4. So wird das Schallereignis zwischen den Lautsprechern geortet. Dies ist die Phantommitte.
5. Stehen die Boxen in einem gleichseitigen Dreieck mit der Abhörposition, sodass man, wie gerade beschrieben, eine akkurate Phantommitte hören kann, spricht man vom Stereodreieck.
6. Nur mit einer genauen Phantommitte kann die gesamte Stereobreite im Mix akkurat gehört werden.
7. Wenn Sie nun den Pan-Regler ganz nach rechts drehen, orten Sie das Signal nur aus dem rechten Lautsprecher. Auf allen Positionen dazwischen können Sie das Signal durch Drehen des Pan-Reglers in der wahrgenommenen Position verschieben.
8. Sie hören eine „Phantomschallquelle“ zwischen den Lautsprechern.
9. Auf dem Bild sehen Sie eine schematische Abbildung der Phantommitte.

Schematische Abbildung von zwei Lautsprechern, die Schall ausgeben. Dazwischen ist ein roter Punkt, der die Phantommitte zeigt. Bild: Justin T. Niestroj

Lautsprecher richtig aufstellen

Jetzt wissen Sie, wie ein Stereobild mit Lautsprechern erzeugt wird und wie dies in der Mischung von Songs genutzt wird. Dies ist wichtig für die Positionierung der Lautsprecher in Ihrem Studio. Studiomonitore stellen Sie am besten im gleichseitigen Dreieck auf.

1. Der Abstand der Lautsprecher zueinander ist gleich groß wie der Abstand der Lautsprecher zur Abhörposition.
2. Der Winkel ist dementsprechend 60°, wie im Bild.
3. Die Abhörposition wird auch als Sweetspot bezeichnet.
4. Der Sweetspot ist immer auf Ohrenhöre. Hohe Frequenzen werden bei der Wiedergabe aus Lautsprechern sehr gerichtet abgestrahlt. Zeigen die Lautsprecher nicht Richtung Ohren, kann der Sound dumpf klingen.
5. Auch audiophile Hörer von Musik, Podcasts und Hörspielen stellen ihre Lautsprecher meistens im Stereo-Dreieck auf. Daher sollten Sie ihren Mix für genau diese Konstellation optimieren.
6. Im Bild sehen Sie eine Abbildung der optimalen Lautsprecher-Position.

Optimale Winkel für Lautsprecher zum Abhören. Bild: Justin T. Niestroj

Wie lang die einzelnen Seiten sind, hängt von der Art der Studiomonitore ab. Nahfeld- oder Nearfield-Monitore sollten einen Abstand von ca. 1 bis 2 m haben. Die Hersteller geben in der Anleitung aber auch oft eine Empfehlung zum Abstand.

Falls es nicht möglich ist, die Lautsprecher wie oben abgebildet aufzustellen, ist es für das Abhören beim Mischen jedoch zwingend erforderlich, dass es sich mindestens um ein gleichschenkliges Dreieck handelt. Hierbei ändert sich jedoch die Stereo-Ortung:

1. Der Abstand von jeder Box zur Abhörposition sollte gleich sein.
2. Stehen die Studiomonitore näher zusammen, als der Abstand zur Abhörposition groß ist, verbessert sich die Mittenortung. Das Stereobild schrumpft jedoch und es beginnt unnatürlich zu klingen.
3. Ist der Abstand der Studiomonitore größer als der Hörabstand, kann das Signal bei zu großem Abstand diffus klingen.

Es ist noch wichtig zu erwähnen, dass die Lautsprecheranordnung immer ein Kompromiss darstellt und der Öffnungswinkel von 60° ein etablierter Standard ist und keine wissenschaftliche Erkenntnis. Laut DIN 15996 ist ein Toleranzbereich von 45° bis 80° Öffnungswinkel zulässig, jedoch mit den oben genannten Kompromissen.

Lautsprecher im Raum aufstellen

Bei der Positionierung der Boxen im Raum sollten Sie auch auf Abstände zur Wand achten.

1. Beim Mischen ist der Direktschall aus den Lautsprechern ausschlaggebend. Was der Unterschied zwischen Direktschall und Reflexionen sind, können Sie in unserem Artikel über den Schalltoten Raum nachlesen.
2. Steht der Lautsprecher nah an einer Wand, ist die erste Reflexion sehr laut. Das beeinträchtigt die Position der Phantomschallquelle und die spektrale Balance ihres Mixes.
3. Stehen die Studiomonitore mit dem Rücken an einer Wand oder sogar in einer Ecke, kann dies den Bass unnatürlich laut machen.
4. Absorber können helfen, die frühen Reflexionen abzuschwächen. Wie Sie Absorber selber bauen können, zeigen wir Ihnen in einem eigenen Artikel.
5. Wenn die Lautsprecher aus Platzgründen auf dem Schreibtisch stehen, richten Sie sie etwas nach oben, sodass der Sweetspot auf Ohrenhöhe liegt.

Weitere Tipps für die Position der Studiomonitore

Hier finden Sie noch weitere Tipps, zum richtig aufstellen von Lautsprechern:

1. Der Raum ist entscheidender als die Lautsprecher und deren Position. Die teuersten Lautsprecher werden in einem nicht-optimiertem Raum schlechter klingen als unpräzise Lautsprecher in einem Raum mit optimierter Akustik. Da hilft auch die beste Positionierung nicht.
2. Idealerweise liegt die Abhörposition bei ca. 1/3 der Raumlänge. Durch den größeren Abstand der Boxen zu den Wänden treten wenige frühe Reflexionen auf. In rechteckigen Räumen dröhnen hier die tiefen Frequenzen nicht.
3. Entkoppeln Sie die Studiomonitore: Stative und Isolation Pads verhindern die Übertragung von Schall auf den Schreibtisch, was zu Vibrationen führen kann.
4. Moderne Studiomonitoren nutzen digitale Signalverarbeitung (DSP) zur Optimierung des Boxen-Klangs. Dies kann bei verschiedenen Abhörpositionen oder in nicht optimierten Räumen hilfreich sein.

In einem weiteren Artikel erfahren Sie, wie Sie in Ihrem Tonstudio die frequenzabhängige Nachhallzeit selbst berechnen.

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