Lautsprecheraufstellung

Lautsprecheraufstellung für drei-dimensionale Klangbilder


Schnelldurchgang
  Die fundamentalen Regeln der Lautsprecherplatzierung setzen eine tonale Balance voraus, die die Abstände der benachbarten Wände miteinbezieht. Näher an der Wand betont den Bass. Faustregel: Hat die Box nur einen Tieftöner, wird wandnah aufgestellt. Wird mit einem zweiten Tieftöner die Rundumabstrahlung im Bass kompensiert, wird der Lautsprecher frei auufgestellt. Mit dem Abstand zwischen den Boxen stellt man die Stereobasisbreite und Größe der Bühnendarstellung ein. Damit in der Mitte der Sänger scharf geortet werden kann, muss der Lautsprecher eventuell eingewinkelt werden, selbstverständlich symmetrisch auf beiden Seiten. Faustregel: Orchestrale Musik und Liveaufnahmen beziehen bei paralleler Aufstellung den Hörraum mehr mit ein, Studio Produktionen klingen präziser, wenn der Hörraum durch Einwinkeln der Lautsprecher eher ausgeblendet wird. Boxen mit gerundeten kanten sind etwas gutmütiger, scharfe Kanten erzeigen Kantenreflexionen und Kammfiltereffekte und verkleinern den "Sweet Spot" am Sitzplatz.
Standpunkt
  Auf den richtigen Standpunkt kommt es an! Jeder Lautsprecher, der Musik reproduziert, erzeugt Schwingungen mit Nebenwirkungen: Das Gehäuse überträgt klangverfärbende Vibrationen auf den Untergrund zum einen. Zum anderen leidet die Brillanz hörbar, weil der Rückstoß des Tieftöners auf das Gehäuse wirkt, an dem der Hochtöner befestigt ist. Wählen Sie Spikes für festen Stand der Lautsprecherbox; mit der Spitze nach unten, vor allem bei Teppichboden. Kleben Sie auf die Bodenplatte der Box zwei Spikes hinten und einen vorn in die Mitte. Bei vier Spikes muß der vierte so justiert werden, das sich fester Stand ohne Kippeln ergibt. Eine streng senkrechte Ausrichtung der Boxen bringt bessere Fokussierung, die Wasserwaage ist durchaus ein gutes Hilfsmittel!
Spikes zeigen mit der Spitze zum weicheren Material.
Breitenstaffelung
  Die richtige Lautsprecherplatzierung eröffnet neue Dimensionen des räumlichen Hörens. Für eine gute Breitenstaffelung des Klanggeschehens spielt sowohl die Gleichartigkeit der Lautsprecher (einschließlich Umfeld, also Abstand zur Rückwand) als auch der Abstand zur Seitenwand eine große Rolle. Ist der Seitenwandabstand geringer als 0,80m, wird der seitlich abgestrahlte Anteil zu stark an der Wand reflektiert und erreicht den Hörer zu kurz nach dem Direktschall des Lautsprechers. Das Gehör ordnet den reflektierter Anteil dem Musiksignal zu, zeitlich deutlich verzögerten Anteile degegen dem Raumhall. Lautsprecher und Reflektion bilden gemeinsam eine Phantomschallquelle, die zwischen dem LS und der Wand vorgerückt geortet wird. Der von der Wand reflektierte Schall muß also entweder deutlich verzögert werden oder zumindest abgeschwächt. Sonst wird ein virtuelles Bild vor den Lautsprechern lokalisiert, das der Position des Originals widerspricht: Eine geringe seitliche Bewegung des Kopfes, schon nähern wir uns der einen Wand und entfernen uns von der anderen, schon ändern sich gleichzeitig soviele Reflexionen, daß ein Instrument oder eine Stimme nicht mehr an dem Ort  lokalisiert werden kann, wo es/sie eben noch stand. Eine Solostimme springt dann, die Abbildung wird diffus und ungenau, verliert die eindeutige Ortbarkeit.
 
  Kleine Kopfbewegungen werten eine Fülle von Zusatzinformationen aus, mit denen wir  besser lokalisieren können. Bewegt man den Kopf im Hörraum, bekommt man nicht nur die Lautsprecherinformation (erwünscht), sondern eine dazu widersprüchliche Verschiebung der reflektierten Schallanteile (grau dargestellt). Die Reflexionen bedeuten: Klangfarbenänderung durch sog. Kammfiltereffekte, Änderungen von Laufzeit und Intensität, andere Schalleinfallsrichtung. Das Klangbild wird nun diffus und ungenau, die räumliche Abbildung bricht zusammen: Instrumente springen aus dem Hintergrund nach vorn. Das Klangbild wird breit und flach. Ein Seitenabstand von ca.1 m bis1,30m oder mehr ist erforderlich für eine optimale räumliche Abbildung ! Falls dies nicht möglich ist, hilft nur noch an der Reflektionsstelle diffus zerstäuben (Platten mit spezieller Reliefstruktur, Zimmerpflanzen, Bücherrücken, etc) oder dämpfen (z.B. Wandteppich, Bücherregal). Oder die Lautsprecher werden nach innen gedreht, auf den Hörer gerichtet, was zur Folge hat, daß der Klang an den Lautsprechern klebt. Zusammengefaßt: Von wenigen Ausnahmen abgesehen, sind die Lautsprecher vor der langen Wand - mit größerem Seitenwandabstand - parallel aufzustellen.
Einwinkeln
"Toeing In"
RLX Ansonsten hilft das von Chario propagierte RLX-AufstellungsschemaBei diesem Schema wird der Schallstrahl auf die gegenüberliegende Wand gerichtet, wo er hinter den Hörplatz reflektiert wird und geringere Reflexionsprobleme verursacht. Hinter dem Hörer im Diffusbereich wird die reflektierte Schallenergie dem Raumnachhall zugeordnet.
Noch einen Schritt weiter geht die Methode, den Schallstrahl auf die diagonal gegenüberliegende Ecke zu richten, wo er auf dem denkbar längsten Weg schon abgeschwächt ist und die geringsten Reflexionsprobleme verursacht. Er bricht sich erst hinter dem Hörer im Diffusbereich.
Es ist auch denkbar, daß die engere Bündelung in Verbindung mit HRTF bessere Fokussierung bringt
  Eine einfache Methode basiert auf der Überlegung, daß eine innerhalb von 10ms nach dem Direktschall eintreffende reflektierte Welle die Ortung verschlechtern kann. Nimmt man einen Faden vom Lautsprecher zum Sitzplatz, verlängert diesen um 3,44m (als symbolischen Schallstrahl, Schallumweg zurückgelegt in 10mS) und spannt ihn in Richtung Seitenwand, Decke, oder Boden so, daß gegenüber der Fläche gleicher Einfallswinkel/Ausfallswinkel herrscht, kann man leicht prüfen, wo kritische Bereiche liegen.
Höhenstaffelung
  Die dritte Dimensionen des räumlichen Hörens ist die Höhenstaffelung: von unten nach oben. Für eine gute Höhenstaffelung des Klanggeschehens ist die Betrachtung der Dämpfung am Boden sehr wichtig. Die abgestrahlte Schallwelle wird bei der Aufnahme zunächst geradeaus das Mikrofon erreichen, gleichzeitig am Boden reflektiert und erreicht das Mikro/den Hörer kurz nach dem Direktschall. Das Gehör nimmt den zuerst eintreffenden Schall wahr, wertet dann den nachfolgenden Schall aus und schließt aus der Verzögerung und der Klangfarbenänderung auf die Höhe des Originals. Der vom Boden des Aufnahmeraums reflektierte Schall ist in der Aufnahme mit enthalten, geht aber eventuell im Rauschen oder in Verzerrungen der Wiedergabe unter. 
Da nur das Originalsignal die Originalhöheninformation mehrerer verschiedener Instrumente enthält, muß für eine gute Höhenstaffelung der Wiedergabe vor dem Lautsprecher am Boden die Reflexion des Lautsprechersignals abgeschwächt werden (sehr ausgeprägt bei Parkett oder Fliesenboden). Mischte sich noch die Lautsprecherhöhe als Information hinzu, verfälscht das das von Aufnahme zu Aufnahme unterschiedliche Signal mit einer gleichbleibenden (von der Lautsprecherposition abhängigen) Information. Das Klangbild wird nun gleichbleibend, diffus und ungenau, die Höhenunterscheidung bricht zusammen.
Man darf nicht zu viel von der Höhenstaffelung erwarten, denn es sind viele Aufnahmen von einer Mikrofonposition über dem Orchester aufgezeichnet, praktisch nie aus der Position des Zuhörers. So bleibt die Höhenstaffelung des Klanggeschehens eine umstrittene Angelegenheit, eventuell auch nur eine der Realität angenäherte Illusion in Abhängigkeit der angebotenen Frequenzen 6kHz-10kHz (Blauertsche Bänder). So sind es ausgerechnet die nervigen Zischlaute, die die Stimme in der Höhe über die Lautsprecher projizieren.
Kammfiltereffekt
Boden
  Für eine optimale räumliche Abbildung muß der Lautsprecher in einer angemessenen Höhe plaziert (etwa Ohrhöhe) und die Reflektionsstelle (mit einem Spiegel leicht auszumachen) am Boden am besten mit einem Teppich gedämpft sein. Auf einem Parkett oder Fliesenboden gibt es aufgrund der Wegdifferenz des reflektierten Schalls eine Auslöschung. Es liegt in der Natur der Sache, daß jede ungradzahliche Vielfache ebenfalls eine Auslöschung erfährt, man nennt die resultierende Kurve Kammfilter. Das Klangbild wird dünn und schrill.

Mit der Seitenwandreflexion ergeben sich ähnliche Effekte, ebenso mit der Wand hinter den Lautsprechern. Hier gilt es, strikte Symmetrie einzuhalten, damit linke und rechte Box das Stereobild korrekt zusammensetzen können. Erfahrungsgemäß ist das wichtiger, als im Grundtonbereich Raumresonanzen entgegenzuarbeiten.

  Räumliche Darstellung wird durch länger anhaltenden Nachhall im Raum gestört, vereschmiert. Deshalb muß von 2 gegenüberliegenden Wänden mindestens eine Wand ausreichend Schallenergie absorbieren. Ein zum Hörraum genutzter Kellerraum aus festem Mauerwerk ohne  im Bassbereich mitschwingende Flächen wie Fenster und Türen, und ohne Möbel, die als Diffusoren im Mitteltonbereich wirken, keine textilen Flächen wie dicke Teppiche, schwere Vorhänge ist die Klangkatastrophe schlechthin.
Die Laustprecheraufstellung und die Wahl des Sitzplatzes helfen, ein ausgewogeneres Klangbild zu erreichen. Auf die Nachhallzeit des Raums haben sie keinen Einfluß, da hilft nur Absorption.
 
  Stehende Wellen führen an Knotenpunkten zur Auslöschung; in der Mitte sind 1. und 3. Raumresonanz auf Minimum, dagegen 2. und 4. auf Maximum. Es gibt keinen optimalen Platz, nur Kompromisse. Das gilt für alle 3 Raumachsen. Geht man den Raum auf der Stereo-Mittelachse ab, findet man zu helle und zu dunkle Wiedergabe, mit etwas Glück einen Punkt, wo der Klang ausgewogen ist. Das hängt mehr von den Raumabmessungen ab als von den Lautsprecherstandorten. An dem gefundenen Punkt (zukünftiger Sitz-und Hörplatz) kann man einen Lautsprecher aufstellen, und den Raum erneut abgehen, bis ein ausgewogener Klang gefunden ist. Hier könnte der Lautsprecher aufgestellt werden. Den zweiten Lautsprecher stellt man symmetrisch auf und überprüft noch einmal den Sitzplatz.
Mathematische
harmonische 
Aufstellung
  Das folgende Konzept basiert auf einem Standard der AES (Audio Engineering Society), vorgestellt von David Magnan.
Jeder Raum hat Resonanzen, das Kunststück besteht nun darin, sie so abzustimmen, daß sich eine gleichmäßige Verteilung ergibt. Dabei spielen die Raumabmessungen eine wichtige Rolle, aber auch die Platzierung der Lautsprecher. Der mathematische Schlüssel ist der Goldene Schnitt (Fibonacci Reihe 5-8-13-21-34) oder das Verhältnis 0,6180339887 : 1 : 1,6180339887.

Der rechteckige Wohnraum hat drei fundamentale Raumresonanzen, zwei horizontale, längs und quer, und eine vertikale zwischen Decke und Boden. Bei einer Deckenhöhe von 2,50m ist die ideale Breite 4,05 m und die Länge 6,55m. Daraus ergibt sich eine besondes ausgewogene Resonanzverteilung.
Nach einem gleichen Schema wird die Lautsprecherplazierung bestimmt: Ausgehend von 2,50m Deckenhöhe errechnen wir einen Abstand des Tieftöners zur Rückwand von 1,55m, bei einem Seitenwandabstand von 0,95m und der Tieftöner ist auf 59cm Höhe über dem Boden.
Hätte der Tieftöner zum Boden, zur Rück- und zur Seitenwand denselben Abstand, wäre eine Resonanzkatastrophe vorprogrammiert: Die kugelförmige Druckwelle wird dann gleichzeitig an den angrenzenden Wänden reflektiert und ein mordsmäßiger Bumsbaß wäre die Folge. Auch für den Sitzpatz des Hörers lassen sich diese Regeln anwenden: Abstand des Hörers zur Rückwand von 1,55m, bei einer Ohrhöhe von 0,95m. In dem beschriebenen Raum haben die Lautsprecher zueinander einen Abstand von 2,15m, der Hörer sitzt mit 3,45m Abstand davor. Das so gebildete Dreieck hat das Verhälnis 1 : 1,6180339887.

Auslöschungseffekte
  Mit dem Boden und der Seitenwand bei gleichem Abstand verstärkt sich Überbetonung und Auslöschung, die Folge ist eine große Welligkeit im Frequenzgang. Bei geringerem Abstand verschiebt sich die Auslöschung zu höheren Frequenzen.
 
Resonanzen Wenn im Raum Reflexionen auftreten, gibt es Auslöschungen und Überbetonungen. Dämpft man die Reflexionen, reduziert man die Auslöschung, die Grafik zeigt die geringste Welligkeit, wenn die Dämpfung 12dB beträgt. Die Wand hinter den Lautsprechern und/oder die Wand hinter dem Sitzplatz sollte Fenster und Türen haben, ihre Flächen schwingen mit und wirken als natürliche Plattenabsorber im Bassbereich.
In der Praxis führen Raumresonanzen und Auslöschungen zu Überbetonungen und Frequenzgangeinbrüche um +/-12dB.
Raumsymmetrie Es empfiehlt sich, die Hörachse des Raums symmetrisch zu gestalten, die Seiten mit symmetrischen Reflexionsgraden /Diffusoren auszustatten, die Rückwand des Hörraums zu bedämpfen, die Lautsprecher auf Spikes zu stellen, eventuell kleine Boxen mit einem Sack Bleischrot oder Nagelschrott zu beschweren. Nach den Berechnungen sollte ein Hörtest folgen, vielleicht ein Feinabstimmung mit Verschieben im cm-Bereich. Eigentlich wäre da nichts hinzuzufügen, unsere Empfehlungen der Vergangenheit kamen aus der Hörpraxis - ohne Kenntnis der dazugehörigen mathematischen Grundlage- zu demselben Ergebnis. Der Seitenabstand sollte immer größer sein als 0,80m, damit die Seitenwandreflexion abgeschwächt und hinreichend zeitlich abgesetzt den Hörer erreicht. Sonst würde die räumliche Abbildung verschlechtert.
Längs
oder 
Quer ?
Wenn der Raum vorgegeben ist und nicht diesen o.g. Prinzipien (Höhe : Breite :  Länge) entspricht, empfehlen wir, die Lautsprecher vor die lange Wand zu stellen. Reduktion der Seitenwandreflexionen verbessert die räumliche Abbildung.
Machen Sie bei der Lautsprecherplatzierung den goldenen Schnitt!
Interessant ist auch der Einsatz von Dipollautsprechern, die manches Raumproblem im Bassbereich umgehen, außerdem mit Bündelung in dem Mitten die Seitenwandreflexe ausschalten. Eine lesenswerte Abhandlung findet sich unter http://www.gradient.fi/design/stereo/index.html
Betrachtungen zur 
idealen Raumgröße
In Symphonieorchestern wird statistisch selten ein Ton unter 37 Hz gespielt. Basstuba, Kontrafagott, Konzertflügel, Orgel bilden Ausnahmen. Damit die "normale" Orchesterbandbreite übertragen werden kann, muß der Lautsprecher mindestens 2,80m von jeder Wand entfernt sein, damit die 1/4 Wellenlängenauslöschung bei 30Hz oder tiefer liegt und das Übertragungsspektrum nicht nennenswert beeinflussen kann. Dasselbe gilt für den Sitzplatz. So läßt sich schnell eine Raumlänge von 3x 2,80= 8,40m Länge errechnen (oder länger), mit der nötigen Breite für eine gute Ortung (Boxen eventuell einwinkeln, wenn der Raum nach dem Goldenen Schnitt 5,15m breit ist).
Voraussetzung ist ein Lautsprecher, dessen Basswiedergabe ausreichend ist (2 1/2- oder mehr- Wege Box), nicht geeignet sind Lautsprecher, bei denen der Hersteller eine wandnahe Aufstellung bei der Konstruktion einbezogen hat (typische 2-Wege Box mit 1 Tieftöner)
Musikbeispiele Übersicht über tiefreichende Instrumente http://www.contrabass.com/pages/frequency.html   Discografie: Aufnahmen mit Kontrafagott Bass-Saxofon Kontrabass-Saxofon Kontrabass-Klarinette Kontrabass-Posaune Kontrabass-Sarrusophon  Heckelphone
Weiterführende Artikel www.gradient.fi/file_download/15/Basis_of_stereo_Gradient_design.pdf

 
 
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