Studiomonitor-Glossar

Schall wird vom Lautsprecher in mehr als eine Richtung ausgegeben. Wenn sich der Hörer von der akustischen Mittelachse entfernt, verringert sich in der Regel der Pegel der hohen Frequenzen stärker als der Pegel der tiefen Frequenzen. Dies liegt an der Relation von Wellenlänge und Schallabstrahlfläche: Bei einer gegebenen Lautsprechermembran haben tiefe Frequenzen eine große. Wellenlänge in Bezug auf die Dimension des Lautsprechers und breiten sich daher omnidirektional aus. Hohe Frequenzen hingegen haben im Verhältnis zur Membrangröße kleine Wellenlängen und werden daher gebündelt wiedergegeben. Man kann nun die Art, in der mittlere und hohe Frequenzen vom Lautsprecher abgestrahlt werden, mit einem Waveguide (einem akustischen Horn) steuern bzw. beeinflussen. Das Abstrahlverhalten eines Basstreibers lässt sich mit einem akustischen Horn nicht sinnvoll steuern, da dieses aufgrund der großen Wellenlänge der Bässe sehr groß sein müsste. Auch wenn der Hörer sich auf der akustischen Hauptachse befindet, besteht der Gesamtschall an der Hörposition aus der Summe von direktem achsialen Schall und reflektiertem außerachsialen Schall. 

Erstens sollte der Frequenzgang des Direktschalls so linear wie möglich verlaufen. Zweitens wird der Schall außerhalb der Hauptachse von den Oberflächen des Raums (Geräte, Möbel und Wände) reflektiert. Durch die akustischen Eigenschaften der reflektierenden Oberflächen wird dieser reflektierte Schall auf irgendeine Weise verfälscht und in seinem Pegel bedämpft, obwohl man diese nachteiligen Auswirkungen durch guten akustischen Ausbau des Raumes minimieren kann. Der vom Lautsprecher außerhalb der Hauptachse abgestrahlte Schall sollte nicht verfälscht sein, da andernfalls die Akustik des Raums diesen zusätzlichen klanglichen Faktor beherrschen muss, was schwierig ist.  

Wenn schließlich nichtlineare Nachhallzeiten im Raum vorhanden sind, wird das Ergebnis an der Hörposition ebenfalls verfälscht. Um zu erfassen, wie sich Schall ausbreitet, sind viele Messungen im Umfeld des Lautsprechers erforderlich. Damit man nicht jeden Winkel in allen Richtungen messen muss, werden normalerweise nur die horizontalen und vertikalen Ebenen mit einer Auflösung von 5 Grad gemessen. Aus diesen Daten kann man mittels Interpolation die Frequenzgänge der nicht gemessenen Winkel ableiten. Weiterhin kann man mittels Symmetrien die Anzahl an notwendigen Messungen weiter verringern. Mit den gemessenen Daten lassen sich viele verschiedene Diagramme der Bündelung, des Abstrahlverhaltens, der Isobare, der Richtcharakteristik, des Abstrahlungsindex/-faktors, der Schallenergieverteilung etc. zeichnen. Häufig werden die Daten noch zusätzlich nachbearbeitet: Frequenzglättung, Pegelnormalisierung etc. Zeichnungen des Abstrahlverhaltens zeigen die Frequenzen auf der horizontalen Achse und den Winkel auf der vertikalen Achse. Der Schallpegel bei bestimmten Frequenzen und bestimmten Winkeln wird mit unterschiedlichen Farben dargestellt. Die folgenden Beispiele zeigen einen großen 3-Wege-Lautsprecher ohne Bündelungssteuerung (direkt auf die Vorderwand montierte Treiber) und einen großen mit Waveguide ausgerüsteten 3-Wege- Lautsprecher. Die breitere Streuung bei tieferen Frequenzen ist bei beiden Lautsprechern erkennbar. 

Bei höheren Frequenzen ist im Bereich 3 – 6 kHz das Fehlen einer Bündelungssteuerung deutlich erkennbar (linke Zeichnung). Da der von diesem Lautsprecher außerhalb der Hauptachse erzeugte Schall ziemlich verfärbt ist, wird auch der an der Hörposition wahrgenommene Schall verfälscht sein, besonders in schlecht ausgebauten Räumen. 

Bei dem Lautsprecher ohne Bündelungssteuerung ist der Frequenzbereich von 1 – 7 kHz deutlich stark erweitert. Sein Klang wird daher in Räumen mit nicht so optimaler Akustik verfälscht werden. Zudem erzeugt die stark verengte Abstrahlung der Höhen einen schmalen Sweet Spot in diesem Frequenzbereich. 

In der Vergangenheit hat man bei der Entwicklung von Waveguides einen physischen Prototyp aus Ton angefertigt und diesen mit Messungen in reflexionsarmen Räumen überprüft. Bei inkorrekten Ergebnissen musste man erneut einen physischen Prototyp herstellen und ein neues Set von Messungen durchführen. Heutzutage werden die Waveguides in Neumann Lautsprechern so lange schrittweise mit Hilfe akustischer Modelle am Computer entwickelt, bis das Ziel erreicht ist. Dann muss nur noch eine Nachweisprüfung der endgültigen Konstruktion mit einer Messung im reflexionsarmen Raum durchgeführt werden (Mathematically Modeled Dispersion™ Waveguide, MMD™). Hierbei geht man analog zu der Art und Weise vor, mit der die Aerodynamik von Fahrzeugen mit Hilfe von Computern, Tonmodellen und Windkanälen entwickelt wurde und wird. 

Das Waveguide soll ein konstantes Abstrahlverhalten im Bereich der Trennfrequenz(en) und darüber hinaus liefern. Idealerweise sollten alle Modelle den gleichen generellen Charakter beim Abstrahlverhalten besitzen, damit man die Produkte mischen und anpassen kann, um angemessen spezifizierte Beschallungssysteme zusammenzustellen. Hier sind vier Beispiele aus der Neumann Produktlinie.

Wenn man die Fourier-Transformation einer Zeitreihe vornimmt, erhält man als Ergebnis einen komplexen Frequenzgang. Bei Lautsprechern handelt es sich bei der zu transformierenden Zeitreihe um die Impulsansprache / Impulsantwort. Unter Impulsantwort versteht man das Ansprechverhalten des Lautsprechers auf einen empfangenen Impuls, manchmal auch „Dirac-Impuls“ genannt. Dieser Impuls ist theoretisch unendlich kurz und besitzt unendlich hohen Pegel. In der Praxis vergleichbar mit – z. B. einem Pistolenschuss oder einem platzenden Luftballon. Die Impulsansprache liefert eine vollständige Beschreibung eines linearen zeitinvarianten Systems (in diesem Fall: ein Lautsprecher mit mittlerem Wiedergabepegel). Da in der Akustik ein komplexer Frequenzgang in seiner Rohform nicht einfach zu interpretieren ist, werden der Amplituden- und Phasengang so berechnet, dass man die „Amplitude des Frequenzgangs“ und die „Phase des Frequenzgangs“ erhält. Diese Begriffe werden normalerweise abgekürzt und als „Frequenzgang“ und „Phasengang“ bezeichnet. Schließlich wird die Amplitude normalerweise in Dezibel konvertiert, da unsere Wahrnehmung des Schalldrucks logarithmisch verläuft und einfacher auf einer logarithmischen Skala auszuwerten ist. 

Idealerweise sollte ein präziser Lautsprecher unter reflexionsarmen Bedingungen einen linearen Amplitudenverlauf des Frequenzgangs über den gesamten hörbaren Frequenzbereich (20 – 20k Hz) besitzen. Technisch ist dies nicht möglich, aber wir kommen dem Ziel jedoch recht nahe. 

Tiefe Frequenzen werden systembedingt mit einer bestimmten Steilheit bedämpft. Außerdem treten auch im Durchlassbereich Abweichungen vom perfekt linearen Frequenzgang auf, die natürlich so minimal wie möglich ausfallen sollten. Das Beispiel unten zeigt einen sehr guten Lautsprecher: 

Bei kleineren oder weniger leistungsfähigen Lautsprechern reichen die Bässe nicht so tief und die Abweichungen vom linearen Frequenzgang sind größer. Diese Abweichungen können begründet sein in einem weniger akkurat durchgeführten Abgleich, in Gehäuse- und Bassreflexkanal-Resonanzen, im Abgleich der Frequenzweiche, in Kantendiffraktionen und in ungeeigneter Treiberwahl. Manchmal erzeugt man unter reflexionsarmen Bedingungen absichtlich einen nichtlinearen Frequenzgang. Und zwar in Fällen, in denen die typische Lautsprecheraufstellung bekannt ist und der Anwender den Frequenzgang am Lautsprecher selbst nicht einstellen kann. Beispiel: Der M 52 wurde für die Aufstellung in der Nähe von oder auf Mischpulten konzipiert. Diese Aufstellung führt zu einer Überbetonung des Frequenzbereichs von 200 – 1000 Hz, was bereits in der Abstimmung des Lautsprechers berücksichtigt wurde. Das Resultat ist somit ein linearer Frequenzgang im Abhörraum. Die untere Grenzfrequenz eines Lautsprechers lässt sich mit Hilfe eines Subwoofers erweitern. Neben der eigentlichen Frequenzbereichserweiterung bietet das folgende Vorteile: Eine Erhöhung des Maximalpegels und Reduzierung der Verzerrungen der Hauptlautsprecher, der systembedingte Gruppenlaufzeitanstieg verlagert sich zu tieferen Frequenzen. Nachteilig ist jedoch eine Erhöhung der Gruppenlaufzeit im Bereich der Trennfrequenz wegen der zusätzlichen Hoch- und Tiefpassfilterung. 

Wenn man die Fourier-Transformation einer Zeitreihe vornimmt, erhält man als Ergebnis einen komplexen Frequenzgang. Bei Lautsprechern handelt es sich bei der zu transformierenden Zeitreihe um die Impulsantwort. Unter Impulsantwort versteht man das Ansprechverhalten des Lautsprechers auf einen empfangenen Impuls, manchmal auch “Dirac-Impuls“ genannt. Dieser Impuls ist theoretisch unendlich kurz und besitzt unendlich hohen Pegel. In der Praxis vergleichbar mit z. B. einem 

Pistolenschuss oder einem platzenden Luftballon. Die Impulsansprache liefert eine vollständige Beschreibung eines linearen zeitinvarianten Systems (in diesem Fall: ein Lautsprecher mit mittlerem Wiedergabepegel). Da in der Akustik ein komplexer Frequenzgang in seiner Rohform nicht einfach zu interpretieren ist, werden der Amplituden- und Phasengang so berechnet, dass man die „Amplitude des Frequenzgangs“ und die „Phase des Frequenzgangs“ erhält. Diese Begriffe werden normalerweise abgekürzt und als „Frequenzgang“ und „Phasengang“ bezeichnet. Schließlich wird die Amplitude normalerweise in Dezibel konvertiert, da unsere Wahrnehmung des Schalldrucks logarithmisch verläuft und einfacher auf einer logarithmischen Skala auszuwerten ist. 

Aus dem Phasengang lässt sich über Differenzierung (-dφ(ω)/dω) die Gruppenlaufzeit bestimmen. Die Gruppenlaufzeit ist die Zeitspanne, die ein schmalbandiges elektrische Eingangssignal zum Durchlaufen des Lautsprechersystems benötigt bis es zu einem akustischen Ausgangssignal wird. Idealerweise sollte die Gruppenlaufzeit bei allen Frequenzen Null betragen, d. h. alle Signalanteile benötigen zum Durchlaufen des Lautsprechers die gleiche Zeit und diese minimal ist. In der Praxis erhöht sich die Gruppenlaufzeit mit abfallender Frequenz aufgrund von elektronischen (Infraschall) Schutzfiltern und der akustischen Hochpassfilterung bestimmt durch die Gehäuseabstimmung. Die Flankensteilheit beträgt bei Bassreflexgehäusen 24 dB/Okt. (entspricht einem Filter 4. Ordnung) und bei geschlossenen Gehäusen 12 dB/Okt. (entspricht einem Filter 2. Ordnung). Je höher die Ordnung des Filters, desto länger die Gruppenlaufzeit. Je niedriger die Eckfrequenz des Filters, desto länger die Gruppenlaufzeit. 

Lautsprecher leiden unter linearen und nichtlinearen Verzerrungen. Unter linearen Verzerrungen versteht man frequenzabhängige Amplituden- oder Phasen- (Gruppenlaufzeit)schwankungen (siehe Frequenzgang, Gruppenlaufzeit). Während lineare Verzerrungen die Wiedergabe also tonal verfärben oder die Impulshaftigkeit beeinträchtigen fügen nichtlineare Verzerrungen dem akustischen Ausgangssignal neue Frequenzen hinzu, die im elektrischen Eingangssignal nicht enthalten waren. Um dies zu messen, wird eine Frequenz (die Grundwelle, z. B. 100 Hz) mit einem bestimmten Pegel in den Lautsprecher eingespeist. Das vom Lautsprecher wiedergegebene Signal enthält jetzt neben dieser Grundwelle noch zusätzliche Frequenzen und eine Frequenz über dieser Testfrequenz, gemessen wird oberhalb dieser (Oberwellen). Das Doppelte der Grundwelle ist die zweite Harmonische (200 Hz), das Dreifache ist die dritte Harmonische (300 Hz) usw. Indem man die Grundwelle verschiebt, kann man ein Diagramm der frequenzabhängigen nichtlinearen Verzerrungen zeichnen. Der Klirrfaktor (Total 

Harmonic Distortion/THD) ist das Verhältnis der Summe aller Oberwellen (zweite + dritte + vierte …) zur Grundwelle. Häufig, aber nicht immer, werden in die Berechnung auch noch Störgeräusche als Teil des Ausgangssignals einbezogen, die am Eingang nicht vorhanden waren (THD+N). Nichtlineare Verzerrungen kann man in Dezibel oder als Prozentsatz ausdrücken. Nichtlineare Verzerrungen 2. Ordnung werden normalerweise durch Asymmetrien im System verursacht und können in geringer Stärke ganz angenehm klingen. Nichtlineare Verzerrungen 3. Ordnung werden normalerweise durch Clipping im System verursacht und klingen sehr unangenehm, z. B. digitales Clipping. Harmonische höherer Ordnung sind i.d.R. leiser als Harmonische zweiter und dritter Ordnung und sollten in einem gut konzipierten System ausreichend gering vorhanden sein. Im Idealfall gilt: Je leiser die nichtlinearen Verzerrungen, desto sauberer oder transparenter klingt der Lautsprecher. Weniger als –30 dB (3%) bei tiefen Frequenzen und weniger als –46 dB (0,5%) bei mittleren/hohen Frequenzen wird als gut angesehen, wobei noch niedrigere Werte natürlich noch besser sind. 

Die Zunahme nichtlinearer Verzerrungen verläuft nicht proportional zum Pegelanstieg so dass ein Zuwachs von 10 dB im Testsignal normalerweise in einer viel stärkeren Pegelzunahme der nichtlinearen Verzerrungen resultiert. Daher sollte man die Testbedingungen überprüfen, bevor man die Messungen unterschiedlicher Lautsprecher miteinander vergleicht. Generell leiden größere Lautsprecher weniger unter nichtlinearen Verzerrungen als kleinere Lautsprecher, wenn beide mit dem gleichen Pegel betrieben werden. Weiterhin leiden 3-Wege-Lautsprecher weniger unter nichtlinearen Verzerrungen als 2-Wege-Lautsprecher, da die einzelnen Treiber weniger „arbeiten“ müssen bzw. besser auf den jeweiligen Übertragungsbereich zugeschnitten werden können. Beide Auswirkungen kann man in den folgenden beiden Beispielen zusammen sehen, die mit dem gleichen Schallpegel getestet wurden. 

Unglücklicherweise steht die Stärke der nichtlinearen Verzerrungen nicht in direkter Beziehung zur subjektiv empfundenen Klangqualität. Beispiel: Ein Audiosystem mit einem hohen Anteil nichtlinearer Verzerrungen 2. Ordnung kann ganz angenehm klingen, wohingegen das gleiche System mit dem gleichen Pegel an nichtlinearen Verzerrungen 3. Ordnung ziemlich schlecht klingen wird. Messungen nichtlinearer Verzerrungen werden dennoch von Konstruktionsingenieuren gern als Werkzeug zum Aufspüren von Konstruktionsproblemen verwendet. 

Bei Studiomonitoren, die selbst Messwerkzeuge sind, sind jegliche Veränderungen des Eingangssignals im akustischen Ausgangssignal unerwünscht, gleichgültig ob sie gut klingen oder nicht. 

Lautsprecher leiden unter linearen und nichtlinearen Verzerrungen. Unter linearen Verzerrungen versteht man frequenzabhängige Amplituden- oder Phasen- (Gruppenlaufzeit-)schwankungen (siehe Frequenzgang, Gruppenlaufzeit). Während lineare Verzerrungen die Wiedergabe also tonal verfärben oder die Impulshaftigkeit beeinträchtigen, fügen nichtlineare Verzerrungen dem akustischen Ausgangssignal neue Frequenzen hinzu, die im elektrischen Eingangssignal nicht enthalten waren. Man kann nichtlineare Verzerrungen messen, indem man eine einzelne Frequenz in den Lautsprecher einspeist und den Pegel jeder Harmonischen misst. Man kann Verzerrungen aber auch messen, indem man ein komplexeres Signal in den Lautsprecher einspeist und die zusätzlich erzeugten Frequenzen im akustischen Ausgangssignal misst. Das Problem hierbei ist, dass es bei der Lautsprechermessung international keine allgemein gültigen Standards für das Testsignal gibt und Vergleiche der unterschiedlichen Messungen unmöglich sind, solange die Testbedingungen nicht identisch sind. Der Vorteil der Messung von Intermodulationsverzerrungen ist, dass es sich um ein breitbandiges Signal handelt, dass sich aus mehreren diskreten Sinussignalen zusammensetzt, im Gegensatz zu dem aus einer einzelnen Sinuswelle bestehenden Signal, die bei der Messung nichtlinearer Verzerrungen (THD) verwendet wird. Intermodulationsverzerrungen sind daher repräsentativer für typisches Programmmaterial und den Einsatz des Lautsprechers. 

Das Testsignal wird daher allgemein als „Multiton“ bezeichnet, da es aus mehreren Einzeltönen besteht. Es klingt so, als würde jemand mit beiden Unterarmen auf die Klaviatur einer Orgel drücken.

Die Akustikregler kompensieren häufige Probleme von Abhörräumen: 

Low Cut: Kompensiert eine fehlende Tieffrequenzbedämpfung 

Bass: Korrigiert die akustische Ladung durch eine Wand 

Low-mid: Korrigiert die akustische Ladung durch eine Stelloberfläche 

LF Para EQ: Kompensiert andere Abweichungen im Tiefton-Frequenzgang i.d.R. bedingt durch Raummoden 

Mid: Korrigiert schroffe Mitten, die durch die Raumakustik verursacht werden 

Treble: Korrigiert über bzw. unterbetonte Höhen, die durch mangelnde oder übermäßige Bedämpfung des Raums verursacht werden, da die Stärke der Auswirkungen variieren kann, verfügt jeder Regler über vier Einstellungen.

Durch  Einstellen dieser Regler lässt sich die Audiowiedergabe des Systems erheblich verbessern. Im  Bedienungshandbuch finden Sie Einstellungsvorschläge für unterschiedliche Platzierungen eines Lautsprechers im Abhörraum. 

Normalerweise werden Maximalpegelwerte (SPL) einfach in Zahlen angegeben. Diese sind allerdings relativ nichtssagend, wenn die Messbedingungen nicht bekannt sind: Frequenzbereich, Testsignal und dessen Dauer, Messtyp, Entfernung zwischen Mikrofon und Lautsprecher, Position des Lautsprechers etc. Als Beispiel wurden hier die technischen Daten des O 410 gewählt: Maximalpegel im Halbraum bei 3% Klirrfaktor bei 1 m gemittelt zwischen 100 Hz und 6 kHz = 120,0 

1. DÄndertman eine der Messbedingungen, erhält man einen anderen Wert. Um den Maximalpegel zu messen, wird eine Sinuswelle in den Lautsprecher eingespeist und so lange verstärkt, bis die Verzerrungen einen bestimmten Wert erreichen, z. B. 1% oder 3%. Dann wird der Schallpegel notiert.Indem man die Frequenz der Sinuswelle in einer Sweep-Bewegung verschiebt, kann man ein Diagramm zeichnen oder einen Durchschnittswert errechnen. Alternativ kann man auch ein Breitbandsignal verwenden, z. B. Rosa Rauschen, IEC-bewertetes Rauschen oder „Programmmaterial“ (was auch immer das bedeutet!). 

Wie die meisten Aspekte der Akustik ist auch der Maximalpegel frequenzabhängig. Tiefere Frequenzen sind schwieriger mit hohen Pegeln zu reproduzieren, da die Auslenkung der Treiber höher sein muss (um das Vierfache höher bei jeder Halbierung der Frequenz). Dies stellt sich als abfallender Maximalpegel bei sinkender Frequenz dar.

Ein Zerfallsspektrum ist ein Set von Frequenzgängen, die auf einer 3D-Achse aufgezeichnet werden. Die einzelnen Frequenzgänge sind auf der Zeitachse versetzt dargestellt und ergeben zusammen ein Bild davon, wie sich der Lautsprecher beim Ausschalten des anliegenden Eingangssignals verhält. Resonanzen (linkes Diagramm) sind leicht an den langsamer abklingenden „Wellenkämmen“ zu erkennen, die im Diagramm nach vorne auslaufen. Resonanzen können in Lautsprechern und in Räumen auftreten und sollten in beiden Fällen minimiert werden. Lautsprecherresonanzen lassen sich durch Sorgfalt bei der Entwicklung des Lautsprechers verringern. Raumresonanzen lassen sich durch sorgfältige Planung oder eine akustische Behandlung des Raums verringern. 

Aktive Frequenzweichen gibt es in analogen und digitalen Versionen. Analoge Frequenzweichen sind niedrigpegelige elektronische Schaltungen, die bei einem Lautsprechersystem vor den Verstärkern sitzen. Da es sich um niedrigpegelige Schaltungen handelt, können die Filter bezüglich ihres Frequenz- und Phasengangs genauer definiert werden, als dass bei passiven Frequenzweichen möglich ist. 

Digitale Frequenzweichen sind noch enger definiert und können eine zusätzliche Signalbearbeitung bieten, die bei analoger Elektronik unpraktisch oder unmöglich ist. Zudem ändern aktive Frequenzweichen ihre Eigenschaften durch Erwärmung während des Lautsprecherbetriebs nicht oder nur sehr wenig – was bei passiven Systemen in der Regel erheblich stärker ausgeprägt ist. Klein + Hummel brachte den weltweit ersten 3-Wege-Lautsprecher mit integrierten aktiven Frequenzweichen, den OY, im Jahre 1967 auf den Markt. Inzwischen ist die professionelle Rundfunk- und Aufnahmebranche fast komplett zu aktiver Technik gewechselt.  

Die akustische Achse ist eine Linie, die lotrecht zur Vorderseite des Lautsprechers verläuft, entlang derer das Mikrofon während der Monitorentwicklung aufgestellt wurde. Indem man die akustische Achse auf horizontaler und vertikaler Ebene auf die Abhörposition des Tontechnikers oder in die Mitte des Hörbereichs richtet, erhält man die beste gemessene und wahrgenommene Klangqualität. 

Ein Lautsprecher befindet sich im „Freifeld“, wenn er in einem Raum ohne Reflexionen oder Begrenzungen aufgestellt ist, die die Schallabstrahlung einschränken. Diese Bedingungen findet man hoch oben am Himmel (zum Hören und Messen ungeeignet) und in reflexionsarmen Räumen. In der Praxis kann man einen Lautsprecher, der weit entfernt von den Raumwänden auf einem Ständer aufgestellt ist, als im Freifeld stehend betrachten. 

Ein Lautsprecher befindet sich im „Halbraum“, wenn er in der Nähe einer großen, schallharten Oberfläche, z. B. einer Wand oder dem Fußboden, aufgestellt ist. Die Oberfläche (akustische Begrenzung) beschränkt die Schallabstrahlung auf die Hälfte der im Freifeld möglichen Abstrahlung. 

Dadurch werden Frequenzen verstärkt, die sich omnidirektional ausbreiten (d. h. tiefe Frequenzen). Die Höhe der Verstärkung richtet sich nach der Festigkeit der Oberfläche (theoretisch 6 dB, in der Praxis etwa 4 dB), der Frequenzbereich richtet sich nach der Größe des Lautsprechers. Dies lässt sich mit dem entsprechenden Filter, bei Klein + Hummel Lautsprechern heißt er “Bass”, korrigieren. In der Praxis ist der Halbraum anzutreffen, wenn ein Lautsprecher in der Nähe einer Wand aufgestellt oder in die Wand eingebaut ist. 

Entsprechend befindet sich ein Lautsprecher im „Viertelraum“, wenn er in der Nähe von zwei großen Oberflächen, z. B. Wand und Fußboden oder Vorderwand und Seitenwand, aufgestellt ist. Die Oberflächen beschränken die Schallabstrahlung auf ein Viertel der im Freifeld möglichen Abstrahlung. Dadurch ist die Verstärkung der tiefen Frequenzen doppelt so hoch wie im Halbraum. Dies lässt sich mit dem entsprechenden Filter („Bass“ und eventuell auch etwas „Mid“) oder bei Subwoofern durch Verringern des Ausgangspegels korrigieren. 

Der „Achtelraum“ ist in den Ecken von Räumen anzutreffen. Er bewirkt eine sehr hohe Verstärkung der tiefen Frequenzen. Dies ist eine gute Position für Subwoofer, da das gesamte Durchlassband verstärkt wird. Dies kann man einfach durch Verringern der Ausgangsleistung korrigieren. Aus dem gleichen Grund klingen in Ecken aufgestellte Lautsprecher generell sehr basslastig. Diese Platzierung ist daher für neutrales und kritisches Abhören nicht empfehlenswert. 

Analoge Lautsprecher besitzen eine analoge Frequenzweiche aus diskreten Bauteilen, wie Operationsverstärkern, Widerständen und Kondensatoren. Das Eingangssignal für einen analogen Lautsprecher kann analog oder digital sein. Digitalsignale werden sofort mit einem Digital/Analog- Wandler (DAC) in analoge Signale konvertiert. DSP Lautsprecher besitzen eine Frequenzweiche, die einen digitalen Signalprozessor und Firmware verwendet. Das Eingangssignal für einen digitalen Lautsprecher kann analog oder digital sein. 

Analogsignale werden noch in der Eingangsstufe sofort mit einem Analog/Digital-Wandler (ADC) in digitale Signale konvertiert. Man kann die ursprüngliche Samplerate der Digitalsignale beibehalten und die Koeffizienten des internen Filters an diese Samplerate anpassen. Da jedoch für jede Samplerate ein Set an Koeffizienten erforderlich ist und derzeit viele verschiedene Sampleraten verwendet werden, ist dies in der Praxis keine gute Lösung. Daher wandelt man das digitale Eingangssignal mit einem Sampleraten-Konverter (SRC) in eine feste interne Samplerate um. Obwohl hierfür zusätzliche Hardware benötigt wird, ist die interne DSP-Implementation viel einfacher, da nur ein Set an Koeffizienten benötigt wird. In der Vergangenheit reichte die Qualität von Sampleraten- Konvertern nicht für den Einsatz in hochwertigen Lautsprechern aus, aber dies hat sich mittlerweile geändert.

Analog ist eine zeitkontinuierliche Darstellung eines Signals mittels elektrischer Spannung oder akustischem Druck. Analoge Signale benötigen eine analoge Eingabequelle. Der elektrische Anschluss kann symmetrisch oder asymmetrisch ausgeführt sein. Symmetrische Anschlüsse können mittels Elektronik oder Transformatoren umgesetzt werden. Es gibt einen maximalen Eingangspegel, bei dessen Überschreitung das Signal gekappt wird (Clipping). Die Signalverbindung wird über verschiedene Anschlüsse hergestellt, z. B. Cinch, Klinken und XLR. 

Digital ist eine zeitdiskrete Darstellung eines Signals mittels numerischer Werte. Digitale Signale benötigen eine digitale Eingabequelle. Die Parameter des Eingangsanschlusses müssen für das Signal geeignet sein: Format, Bit-Tiefe und Samplerate. Beispiel: AES3, 24-Bit, 192 kHz. In der Praxis bedeutet dies, wenn die Samplerate eines Digitalsignals – wie beim Rundfunk üblich – immer 48 kHz beträgt, reicht ein 48 kHz Interface aus. Die Signalverbindung wird über verschiedene Anschlüsse hergestellt, z. B. Cinch, BNC und XLR.

Das Bass-Management verlagert den tieffrequenten Anteil eines Signals von dem Lautsprecher, der normalerweise für die Reproduktion dieses Kanals zuständig ist, auf einen anderen Lautsprecher. 

Beispiel: Der Bass des Center-Kanals wird von einem Subwoofer wiedergegeben. Da insbesondere tiefe Frequenzen große Dimensionen von Lautsprecherchassis und Gehäusen erfordern, kann man an seiner Stelle jetzt einen kleineren Lautsprecher verwenden oder den Lautsprecher bei gleicher Größe mit weniger Verzerrungen bzw. einem höheren Pegel betreiben. Zudem wird der LFE-Kanal zu Subwoofern und/oder Lautsprechern geleitet, die dieses hochpegelige tieffrequente Signal korrekt reproduzieren können. Schließlich kann man die Quelle der tieffrequenten Energie flexibler im Raum aufstellen und dadurch eventuell die Klangqualität verbessern.

Das menschliche Gehör arbeitet im Prinzip logarithmisch, wodurch die Zahlen zur Beschreibung der akustischen Wahrnehmung schnell ziemlich klein oder groß werden können, was den Umgang mit diesen Zahlen erschwert. Indem man diese logarithmisch angeordneten Zahlen in eine lineare Skala umwandelt, lassen sich diese komfortabler verarbeiten und lesen. Das Dezibel besitzt keine feste Größe, da es das Verhältnis von zwei Werten gleicher Größenordnung ausdrückt. Die klassische Bel- Berechnung liefert aus praktischen Gründen ziemlich kleine Werte, also arbeitet man mit dem Faktor 10, um Dezibel zu erhalten. 

W = 10 log10 (P/Pref) dBW 

wobei Pref = 1 Watt 

Einige vereinfachte Beispiele: Ein Verstärker mit 100 W kann mit 20 dBW ausgedrückt werden. Wenn ein Lautsprechertreiber eine Empfindlichkeit von 90 dB/W/m besitzt, würde die maximale Ausgangsleistung mit einem 100 W Verstärker folglich 90 + 20 = 110 dB SPL betragen. Wenn die Abhörposition 4 m entfernt ist, würde der Maximalpegel folglich 110 – 12 = 98 dB SPL betragen, da sich der Schalldruck mit jeder Verdopplung der Entfernung halbiert. 

Man verwendet den zusätzlichen Faktor 2, wenn es sich bei den Verhältniswerten um Druck oder Spannung anstatt Energie oder Leistung handelt. 

SPL= 20 log10 (p/pref) dB SPL 

wobei pref = 2x10-5 Pascal. Einige vereinfachte Beispiele: Ein Schalldruck von 2x10-5 Pa, der die Hörschwelle markiert und als Referenzpegel verwendet wird, lässt sich einfacher auszudrücken mit 0 dB SPL. 1 Pa entspricht 94 dB SPL und 130 dB, was die Schmerzgrenze markiert, entspricht 64 Pa. Wenn zwei Lautsprecher mit 94 dB SPL betrieben werden, würde der Gesamtpegel 100 dB SPL betragen. 

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die untere und die obere Grenzfrequenz eines Lautsprechers anzugeben: Die −3 dB Punkte sind als die Frequenzen definiert, bei denen der Frequenzgang um 3 dB gegenüber dem Durchschnittspegel des Durchlassbands des Lautsprechers abgefallen ist. Diese am häufigsten angegebenen Werte kann man einfach zwischen Lautsprechern vergleichen, sogar zwischen Modellen verschiedener Hersteller. Beispiel: 30 – 24k Hz ±3 dB. 

Die Punkte des Durchlassbands sind als die Frequenzen definiert, bei denen die untere Toleranzkurve von der Kurve des Frequenzganges geschnitten wird. Diese Werte definieren die tiefste bzw. Höchste Frequenz, bei der der Lautsprecher Audiomaterial mit innerhalb der angegebenen Toleranz reproduziert. Die Werte können nur dann zwischen unterschiedlichen Lautsprechern verglichen werden, wenn diese die gleiche Durchlassband-Toleranz besitzen. Wenn die Toleranz des Durchlassbands weniger als ±3 dB beträgt, liegen die speziellen Frequenzen innerhalb der Frequenzen, die durch die ±3 dB Punkte markiert werden. Beispiel für den gleichen Lautsprecher wie oben: 32 – 20k Hz ±2 dB. 

Der nutzbare Betriebsfrequenzbereich ist definiert durch zwei Frequenzen, die 10 dB tiefer als der Durchschnittspegel des Durchlassbands des Lautsprechers liegen. Dieser Spezifikation begegnet man häufig bei Lautsprechern für die Festinstallation und Live-Beschallung. Beispiel: 58 – 22k Hz bei einem Lautsprecher mit einem Frequenzgang von 90 – 19k Hz ±3 dB.  

Ein Bassreflexgehäuse besitzt an irgendeiner Stelle einen Luftkanal, dem sogenannten Bassreflexkanal. Das akustische System bestehend aus Lautsprechergehäuse, Lautsprecherchassis und Bassreflexkanal ist dann in einem bestimmten Frequenzbereich resonant. Durch eine geschickte Abstimmung des Systems wird erreicht, dass im Bereich dieser Tuningfrequenz die Schallabstrahlung erhöht wird. Dadurch wird viel Schall bei geringer Bewegung des Basstreiberkonus erzeugt. Die Vorteile sind weniger Bassverzerrungen und ein höherer Maximalpegel bei geringerer Verstärkerleistung. Die Nachteile sind eine längere Gruppenlaufzeit bei tiefen Frequenzen, eine komplexe Luftkanalkonstruktion, potentielle Turbulenzen und Geräusche im Luftkanal sowie zusätzlicher Platz für den Kanal und seine Öffnung. Des Weiteren können im Gehäuse auftretende außen Resonanzen einfacher hörbar werden. 

Ein geschlossenes Gehäuse besitzt keine Bassreflexkanäle oder -öffnungen, wodurch der maximale Ausgangspegel bei tiefen Frequenzen begrenzt ist. Die Nachteile sind höhere nichtlineare Bassverzerrungen sowie ein niedrigerer Maximalpegel bei höherer Verstärkerleistung. Die Vorteile sind eine kürzere Gruppenlaufzeit bei tiefen Frequenzen, keine aufwendige Luftkanalkonstruktion sowie keine Turbulenzen und Geräusche im Luftkanal und kein zusätzlicher Platzbedarf für den Kanal und seine Öffnung. 

Es gilt immer von Fall zu Fall abzuwägen, welchem akustischen Prinzip der Vorzug zu geben ist. Es lässt sich nicht generell sagen, welches Verfahren das bessere ist. Mit Ausnahme der Luftkanäle bei einem Bassreflexgehäuse müssen beide Gehäusetypen vollständig luftdicht sein. Kleine Öffnungen können pfeifende Geräusche erzeugen und die akustische Leistung des Systems beeinträchtigen. 

Je nach Lautsprechermodell sind das gesamte Gehäuse, die Schallwand oder nur die Schallführungselemente – siehe Mathematically Modeled Dispersion™ - eines Lautsprechers mit Low Resonance Integral Molding™ Materialien (LRIM™) konstruiert. Dieses Material verfügt über ausgezeichnete akustische und mechanische Eigenschaften. Es ist hart genug, um robust gegen mechanische Beanspruchung zu sein, andererseits besitzt es eine hohe mechanische innere Dämpfung, um nicht zu resonieren. Es lässt sich weiterhin in annähernd jede beliebige Form bringen, was der Kontur der aufwendig gestalteten Waveguides entgegenkommt. 

Der „Motor“ eines Lautsprechers besteht aus einer Spule, die sich in einem Permanentmagneten bewegt. Der Magnet besitzt ein nutzbares Magnetfeld, in dem sich die Schwingspule befindet, und ein magnetisches Streufeld im Außenbereich des Treibers. Abhängig von den verwendeten Gehäusematerialien gelangt dieses Streufeld der Magneten auch außerhalb des Gehäuses. Dieses führt in der Nähe von Röhrenbildschirmen zu Bildverzerrungen in Form von Farbstörungen und es kann auf magnetischen Speichermedien, z. B. Festplatten und Bändern, Daten zerstören. Um das magnetische Streufeld zum Großteil auszulöschen, wird ein Doppel-Magnet (ein kleinerer Magnet mit entgegengesetzter Polarität) auf die Rückseite des Hauptmagneten geklebt. 

Eine Messung des Schallpegels kann entweder bei bestimmten Frequenzen oder als breitbandige Summierung über einen definierten Frequenzbereich, z. B. 100 – 6k Hz, erfolgen. Da das Ohr nicht auf alle Frequenzen gleich empfindlich reagiert, benötigt man eine Emulation, um den Pegel eines Klangs abschätzen zu können. Zudem ändert sich das Empfindlichkeitsprofil des Ohrs pegelabhängig: Es wird bei höheren Pegeln linearer. Die Frequenzprofile (Bewertungen) sind in der IEC 61672:2003 definiert. 

Die unterschiedlichen Bewertungen waren eigentlich für unterschiedliche Schallpegel konzipiert, der Einfachheit halber werden jedoch nur noch die A- und C-Bewertungen benutzt, was zu einer gewissen Beliebigkeit führte. 

„Linear“ oder „Lin“ wird für die Messung von Spitzenpegeln verwendet. Manchmal werden LP- und/oder HP-Filter eingefügt. 

„A“ wird zum Messen von Klängen mit niedrigem Schalldruck (40 Phon) verwendet. Die tiefen Frequenzen werden stark und die hohen Frequenzen mittelstark bedämpft. 

Da sich unterschiedliche Lautsprecher in der Regel am meisten an den Bandgrenzen unterscheiden, bietet es sich bei Lautsprechervergleichstest immer, mit einem „A“-gewichteten Pegelmessgerät die verschiedenen Lautsprecher auf gleichen Pegel abzugleichen. 

„B“ wird zum Messen von Klängen mit mittlerem Schalldruck (70 Phon) verwendet. Wird nur selten benutzt. 

„C“ wird zum Messen von Klängen mit hohem Schalldruck (100 Phon) verwendet. Die tiefen und hohen Frequenzen werden leicht bedämpft. 

„D“ und „E“ werden zum Messen von Klängen mit sehr hohem Schalldruck verwendet, z. B. Flugzeuglärm. 

„Z“ oder „Zero“ wird zum Messen von Spitzenpegeln verwendet. LP- und/oder HP-Filter sind nicht erlaubt. 

Es gibt noch weitere Bewertungen für Spezialzwecke, beispielsweise das Messen von Infraschall. Zusätzlich werden Mittelwerte auf der Zeitebene verwendet: Slow (1 s), Fast (1/8 s) und Integrate. „Slow“ wird normalerweise zum Abstimmen von Soundsystemen verwendet, da sich das Display relativ langsam ändert und so das Ablesen eines zeitlich schnell variierenden Signals, z. B. Musik, ermöglicht. „Fast“ und „Integrate“ werden hauptsächlich für Lärmprüfungen eingesetzt. Zum Messen eines Soundsystems wird normalerweise „C-bewertet“ und „Slow“ verwendet.