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monofone Lautsprecherbox für die Wiedergabe von tiefen Frequenzen Aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Ein Subwoofer (englische Aussprache [] für Bassbox, im Deutschen meist []) ist eine monofone Lautsprecherbox, die von ihrem Konstruktionsprinzip her für die alleinige Wiedergabe tieffrequenter Schallwellen optimiert ist und in der Regel in Kombination mit spezifisch angepassten Lautsprechern – Satelliten –, welche Frequenzen im mittleren und höheren Frequenzbereich abstrahlen, zum Einsatz kommt.
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Die in Subwoofer-Satellitensystemen praktizierte Trennung von Tiefton und Hochton in jeweils getrennte Lautsprechersysteme, einhergehend mit der Möglichkeit der relativ unabhängigen Aufstellung des Tieftonsystems, basiert darauf, dass der Schallentstehungsort tiefer Frequenzen unterhalb von 100 Hz kaum mehr für das menschliche Gehör zu lokalisieren ist. Hinsichtlich der technischen Umsetzung bedeutet dies, dass mittels aktiver oder passiver Frequenzweichen das Monosignal des Subwoofers zu den höheren Frequenzen hin begrenzt wird – obere Grenzfrequenz des Subwoofers – und infolgedessen in zunehmendem Maße von den dominanteren stereofonen Signalen der Satellitenboxen überdeckt wird. Des Weiteren existieren auch diverse konstruktive Möglichkeiten, bezüglich der Gehäuseform, eine obere Grenzfrequenz zu den Satelliten hin zu erzeugen.[1]
Grundsätzlich lassen sich zwei Betriebsmodi für Lautsprecher im Allgemeinen und für Subwoofer im Speziellen unterscheiden. In einer passiven Schaltung erfolgt die Aufteilung des Frequenzbandes nach dem Leistungsverstärker, mittels einer Frequenzweiche, bestückt mit RC- und RL-Filtern, bestehend aus Spulen, Kondensatoren und Widerständen. Als problematisch an diesem Betriebsmodus anzusehen sind, bezogen auf die Anwendung im Bereich der Subwoofertechnik, die erhöhten Leistungsanforderungen, welche an die verwendeten Bauteile gestellt werden, einhergehend mit der daraus resultierenden größeren Dimensionierung derer. Für Stereo-Betrieb mit nur einem Subwoofer kann außerdem ein spezielles Chassis mit doppelter Schwingspule nötig sein.
Dementgegen lassen sich mittels aktiver Schaltungen, welche aus elektronischen Bauelementen bestehen und vor den Leistungsverstärker geschaltet werden, bessere Ergebnisse erzielen, da es nunmehr in einfacher Weise möglich ist die Aufteilung des Frequenzbandes vorzunehmen und dieses, insofern nötig, korrigierend zu beeinflussen.[2]
Einige aktive Subwoofer besitzen die Möglichkeit für die Einstellung der oberen Grenzfrequenz, ab der vom Subwoofer keine Frequenzen mehr wiedergegeben werden sollen. Auf die Praxis bezogen bedeutet dies, dass beispielsweise eine obere Grenzfrequenz, welche in drei Stufen schaltbar sein kann – 60 Hz, 120 Hz sowie 180 Hz – dazu führt, dass die Tonsignale oberhalb dieser eingestellten Frequenzen in zunehmendem Maße, je nach Flankensteilheit des verwendeten Filters, gedämpft werden, also immer weniger hörbar sind.
Eine solche Einstellungsmöglichkeit der oberen Grenzfrequenz des Subwoofers beeinflusst die Frequenzwiedergabe, der beispielsweise an den Subwoofer angeschlossenen Satellitensystemen mit ihren Mittel- und Hochtonlautsprechern in der Regel nicht, was letztlich zur Folge hat, dass die Satellitensysteme in den tieferen Frequenzbereich des Subwoofers hineinstrahlen.
Ist dementgegen jeweils ein aktiver Tiefpass- und Hochpassfilter für den Subwoofer und die Satelliten in den Lautsprecherboxen verbaut – bei PA-Systemen kann eine aktive externe Frequenzweiche Anwendung finden – können die Satellitenlautsprecher beispielsweise eine Grenzfrequenz von 80 Hz haben, wodurch diese keine Frequenzen mehr wiedergeben, die unterhalb von 80 Hz liegen, während der Subwoofer keine Frequenzen mehr oberhalb von 80 Hz wiedergibt. Beide Komponenten – Subwoofer und Satelliten – erfahren jeweils eine separate aktive Frequenztrennung mittels einer oberen und unteren Grenzfrequenz.
Dementgegen entfallen diese Einstellmöglichkeiten bei passiven Subwoofern aufgrund der feststehenden und unveränderlichen Dimensionierung der verwendeten Bauteile. Dies bedeutet, dass die obere Grenzfrequenz des Subwoofers, in der Regel abgestimmt auf den Frequenzgang der Satelliten nicht oder nur schwer an die örtlichen Gegebenheiten und die persönlichen Vorlieben der Zuhörerschaft anpasst werden kann. Gleiches gilt für Lautsprechersysteme die eine passive Frequenztrennung mittels oberer und unterer Grenzfrequenz – jeweils getrennt für Subwoofer und Satelliten – haben können.
Eines der mittlerweile in den Bereichen Hi-Fi und Home Entertainment am weitesten verbreiteten Systeme zum Betrieb von Subwoofern ist das eines aktiven Verstärkermoduls für den direkten Gehäuseeinbau im Subwoofer selbst. Von der Funktionsweise her arbeitet ein solches Modul klassisch mit einer aktiven Komponente der Frequenzbeeinflussung, die dem Leistungsverstärker vorgeschaltet ist. Daraus ergeben sich, je nach Ausstattung des Moduls, eine Vielzahl an Möglichkeiten der individuellen klanglichen Steuerung des Subwoofers, von denen die Wichtigsten nachfolgend beschrieben werden sollen.
Je nach Einsatzszenario kommen die unterschiedlichsten Bauformen von Subwoofern zur Anwendung, die in ihren physikalischen Gesetzmäßigkeiten und daraus folgenden akustischen Eigenschaften auf elementare Konstruktionsprinzipien der Lautsprechertechnik fußen. Nachfolgend sind die wichtigsten Konstruktionsklassen und ihre Funktionsweisen, wie beispielsweise die von geschlossenen-, Bassreflex- und Bandpasssystemen näher beschrieben. Hinzu kommen Hornsysteme, welche in der PA-Technik Einsatz finden.
| Prinzip | geschlossenes System | Bassreflexsystem | (einfach) ventiliertes Bandpasssystem |
doppelt ventiliertes Bandpasssystem |
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| Grafische Darstellung |
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weitere Informationen, siehe Lautsprechergehäuse
Da die Positionierung von Subwoofern bei PA-Anlage komplex ist, gibt es im Allgemeinen keine optimale Aufstellung. Die Aufstellung von Subwoofern unterscheidet sich hierbei unter anderem deshalb von denen anderer Lautsprecherarten, da diese eine omnidirektionale Richtcharakteristik besitzen.[3]
Beschreibung von möglichen Aufstell- oder Standorte können nur als grobe Richtschnur zur Positionierung von Subwoofern angesehen werden. In der Praxis ist eine experimentelle Vorgehensweise zur Ermittlung des optimalen Standortes oder das (gegebenenfalls mehrfache) Einmessen mittels dafür vorgesehenen Messeinrichtungen am praktikabelsten und zu bevorzugen.
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