<< zurück Was ist Regelung? Regelung ist im Grunde ganz einfach: Sie ist keine spezielle Technik, sondern ein umfassendes Prinzip, das in der ganzen Welt die Ordnung vom Chaos trennt. In der Technik können Sensoren und Elektronik die Eigenschaften mechanischer Systeme entscheidend verbessern. Mit Freude an HiFi und mehr als fünfzig Jahren Erfahrung in der Entwicklung von Sensoren für Lautsprecher haben wir viel lernen können und dürften in diesem Bereich technologisch führend sein. Was kann Regelung? Sie korrigiert zunächst den Bereich der "linearen" Fehler. Das sind die viel diskutierten Effekte um Frequenz- und Phasenverlauf. Im Gegensatz zu einer fest programmierten Steuerung ("Filterung", "Entzerrung") wirkt sie auch dann, wenn sich die mechanischen Parameter des Lautsprechers ändern (mit Zeit, Temperatur, ...). Noch wichtiger ist, dass sie auch die "nichtlinearen" Fehler erfasst. Das ist zunächst der grobe Fehler durch den nichtlinearen Antrieb aber auch die Gruppe vielfältiger mechanischer, elektrischer und magnetischer Nebeneffekte. Diese sind teilweise komplex und oft existiert für sie keine inverse Übetragungsfunktion, so dass sie ohne Sensorik nicht kompensierbar sind. Lautsprecher sind keine Musikinstrumente. Lautsprecher sind Technik. Deshalb sind hier alle Einzelheiten berechenbar und messbar. Über technische Fakten wird viel geredet, sie sind aber entweder richtig oder falsch. Manchmal sind sie auch richtig, aber schlicht irrelevant. Dabei ist die Lautsprechertechik im Prinzip ganz einfach: Ein Lautsprecher soll das elektrische Musiksignal in eine mechanische Bewegung abbilden. Da soll also nichts "schwingen" oder "klingen". Wenn Boxen "boxy" klingen. Dann liegt das daran, dass (ungeregelte) Lautsprecher schwingungsfähige Systeme mit einer nichtlinearen Übertragungsfunktion sind. Die hörbare Folge ist, dass sie dem Musiksignal Klänge hinzufügen, die im Original nicht vorhanden sind. Kollateral werden dabei auch die Klänge der einzelnen Musikinstrumente voneinander abhängig, also miteinander vermischt. (Fachbegriff "Intermodulation") Diese Mischprodukte sind schon in einem einfachen Experiment zu sehen: Werden mehrere Töne gleichzeitig über einen Lautsprecher wiedergegeben, dann soll die Bewegung der Membran diese Töne abbilden. Als Beispiel geben wir 30Hz, 80Hz und 110 Hz auf eine FM 3 und messen mit einem handelsüblichen Bewegungssensor die Bewegung der Membran: Das Spektrum zeigt erwartungsgemäß diese drei Frequenzen in gleicher Amplitude. Wird in diesem Aufbau die Regelung abgeschaltet, dann arbeitet die Box wie ein konventionelles System: "What you see is what you get": Eine Fülle artefakter Mischprodukte, also Töne, die im Original nicht vorhanden sind. Dabei modulieren sich unterschiedliche Töne nicht nur gegenseitig, sondern auch sich selbst, was oft als "harmonisch" bezeichnet, zur Gestaltung "warmer Klänge" eingesetzt und in der blumigen Sprache von Sommeliers beschrieben  wird. Musikinstrumente leben von Intermodulation. Wird auf einer Geige ein einzelner Ton angespielt, dann schwingt nicht nur diese eine Saite, sondern das ganze Instrument antwortet mit einem Klang. Dieser enthält die Spektren all ihrer einzelnen Teile mit allen Verkopplungen und Abhängigkeiten zwischen ihnen. Sie bestimmen den Charakter eines Instruments und vielleicht ist das "Geheimis der Stradivari" auch das Wunder der Intermodulation. Aber: Lautsprecher sind keine Musikinstrumente, sie sind eher ihr Gegenteil. Es ist deshalb schöner, wenn sie nicht versuchen, die Arbeit von Instrumentenbauern und Musikern zu imitieren, zu verbessern oder zu übertönen. Technischer Hintergrund der Lautsprecherregelung. Lautsprecher haben die Aufgabe, das elektrische Musiksignal in mechanische Bewegung zu wandeln. Die Präzision dieser Wandlung entscheidet über seine Qualität. Der "elektrodynamische Lautsprecher" ist auch nach 150 Jahren noch ein überzeugendes Prinzip. Obwohl viele Details ständig weiter entwickelt werden, bleibt aber ein grundsätzliches Problem: Die Länge der "Schwingspule" und die Höhe des Magneten sind begrenzt. Dadurch ändert sich die antreibende Kraft mit der Auslenkung aus der Ruhelage. Das Verhältnis von elektrischem Strom und mechanischer Kraft ist also nicht linear. Wie stark dieser Effekt in der Praxis ist, kann man mit einem Laser-Abstandssensor an einem Tieftöner (hier eine "Langhub"-Ausführung) ganz einfach messen: Man sieht, dass die mechanische Auslenkung (x-Achse) dem Strom (y-Achse) nicht proportional entspricht. Die Kurve wird schon ab etwa 1 mm Hub deutlich nichtlinear. (Man erkennt auch eine Hystereseschleife, also unterschiedliches Verhalten, je nachdem ob sich die Membran nach vorne oder nach hinten bewegt. Sie entsteht durch die Materialeigenschaften von Gummisicke und Zentrierung und ist ein Beispiel für Effekte, die nicht eindeutig bestimmt und deshalb einer (analogen oder digitalen) Steuerung nicht zugänglich sind. Regelung hingegen fragt nicht, wie ein Fehler entstanden ist, sondern korrigiert ihn einfach.) In dem gleichen Versuchsaufbau kann man die Schwingspule mit einem Sinus ansteuern und wie oben die mechanische Auslenkung messen: Die Auslenkung ist wegen der nachlassenden Kraft oben und unten abgeflacht. Diese Verformung erzeugt Töne, die als "harmonische Oberwellen" bezeichnet werden. Der Begriff "harmonisch" kommt daher, dass ihre Frequenzen in dem als harmonisch empfundenen Frequenzraster von Musikinstrumenten liegen. Bei Lautsprechern sind sie ein Fehler, der auf Kosten von Klarheit "Bassstärke" oder "musikalische Wärme" vortäuschen soll, die in Wahrheit nicht vorhanden sind. Dieses Oberwellenspektrum ändert zudem die Klangfarben der Musik ständig mit der Auslenkung der Membran. Auch Musiker variieren durch dynamische Abstufungen die Klangfarben ihres Instruments, aber differenzierter und nach anderen Kriterien als eine Schwingspule. Die Regelung kehrt die Verhältnisse in dem Bild um: Der Sensor korrigiert nun über den Verstärker den Strom so, dass nun die Membranbewegung eine saubere Sinuskurve ist. Wieder mit der gleichen Anordnung (Lasermessung der Auslenkung) kann man auch sehen, wie die Lautsprecher-Intermodulation als "hässliche Schwester" der "Harmonischen" entsteht. Wird dem Strom mit der tiefen Frequenz ein weiterer, höherer Tön hinzugefügt, dann schwankt der Pegel des hohen Tones mit der Auslenkung des tieferen. Der Grund ist auch hier wieder, dass die Antriebskraft umso schwächer wird, je weiter die Schwingspule aus der mittleren Position kommt. Diese Amplitudenmodulation erzeugt Nebenfrequenzen auch außerhalb des harmonischen Rasters. Sie ist eine Hauptursache für "boxy" und wird durch Regelung wirksam korrigiert. Welche Qualität ist durch Regelung praktisch erreichbar? In der komplexen HiFi-Technik ist der Wert "Klirrfaktor" sicher nicht die einzige relevante Kenngröße. Da sie aber eng mit Intermodulation verbunden ist, sagt sie aber einiges über die Sauberkeit des ganzen Systems aus. Wenn z.B. bei der FM 7 schon ein Test mit einem einfachen Analyzer bei einem Tiefton-Hub von +/- 1,5cm einen Klirrwert von 0,27% anzeigt, dann ist das ein deutlicher Hinweis, dass sie in einer anderen Liga spielt als konventionelle Lautsprecher. Durch Regelung ist der Frequenzverlauf frei von Resonanzen und die Klirrwerte sind gleichbleibend auf diesem extrem niedrigen Niveau. Für eine solche Messung bei Pegeln um 100dB und einer Bandbreite bis 10Hz ist man auch mit sehr guten Messmikrofone schon an deren Messgrenzen. durchgezogene Linie oben: Schalldruck (ab 10 Hz) gestrichelte Linie: K3 durchgezogene Linie unten: K2 Y-Achse (Magnitude): Der Skalenwert -70dB entspricht 0,3% (30Hz), -80dB 0,1% Warum sind nicht alle Lautsprecher geregelt? Voraussetzungen für geregelte Systeme sind ein gutes Aktivkonzept, speziell konstruierte hochwertige Mechanik (Chassis), präzise Sensoren und nicht zuletzt Enthusiasmus und Know-How. Damit ist der Aufwand groß, der wirklich anspruchsvolle Teil des Marktes ist aber klein und "Sound-Design" ist für den Massenmarkt besser geeignet. Vielleicht ist das aber kein Nachteil: In der Vergangenheit waren die Versuche, die HiFi-Idee in die Breite zu bringen nicht gut für ihre Höhe. In der konservativen Szene werden geregelte Aktivlautsprecher gegenüber gewohnten Anlagen und gewohnten Klängen (durchaus zutreffend) als disruptive Änderung wahrgenommen. << zurück Impressum Datenschutz