Subwoofer

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche
Bodenstrahler-Subwoofer; hier Yamaha YST-800SW

Ein Subwoofer (englische Aussprache [ˈsʌbˌwʊfə(ɹ)] für Bassbox, im Deutschen meist [ˈsʌbˌwuːfɐ]) ist eine monophone Lautsprecherbox, die von ihrer Konstruktion her für die alleinige Wiedergabe tieffrequenter Schallwellen, konzipiert ist und in der Regel in Kombination mit spezifisch angepassten Lautsprechern – Satelliten –, welche im mittleren und höheren Frequenzband arbeiten, zum Einsatz kommt. Die in dieser Anwendungsform getrennte Aufstellung ist möglich, weil der Schallentstehungsort tiefer Frequenzen unterhalb 100 Hz kaum mehr für das menschliche Gehör zu lokalisieren ist und zudem die darüber liegende Frequenzen, bei einer steilen Frequenzgangtrennung des Subwoofers, von den dominanteren Richtungsinformationen der Satelliten, da auch diese in jenen Frequenzbereich abstrahlen, überdeckt werden.[1]

Subwoofer kommen vorwiegend bei Beschallungsanlagen auf Großveranstaltungen, in Diskotheken, im Kino, in PKW-Audioanlagen und als Komponenten von Hi-Fi- sowie Heimkinoanlagen zum Einsatz. Je nach Einsatzbereich werden unterschiedliche Betriebsmodi und Konstruktionsprinzipien verwendet.

Der Verstärker eines aktiven Subwoofers mit Einstellern für die Lautstärke, Trennfrequenz, Phasenlage und diversen Ein- und Ausgängen; Typ Detonation DT 500 von RCM Technology
Subwoofer mit 24-Zoll-Lautsprecher (ca. 61 cm)

Betriebsmodi[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Allgemeines[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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. Dementgegen lassen sich mittels aktiven Schaltungen, welche aus elektronischen Bauteilen 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]

Spezifisches[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Subwoofer kann auf zwei Arten mit Signalen versorgt werden:

  • Über eine Lautsprecherweiche, die aus den Signalen für die restlichen Lautsprecher die niederfrequenten Anteile für den Subwoofer filtert und den anderen Lautsprechern die restlichen Anteile weiterreicht. Aktive Subwoofer haben meistens eine integrierte Frequenzweiche, an der die Einstellung der Trennfrequenz vorgenommen werden kann. Eine typische Übergangsfrequenz im Heimkino-Bereich liegt hier zwischen 80 und 100 Hz, da Frequenzen unter dieser Grenze nicht lokalisierbar sind.
  • Der Subwoofer bekommt ein dezidiertes, bereits aufbereitetes Signal geliefert. So bieten die aktuellen Mehrkanal-Tonsysteme wie zum Beispiel Dolby Digital oder DTS nicht nur fünf oder mehr Raumklang-Kanäle, sondern auch einen separaten Low-Frequency-Effects-Kanal, genannt LFE, für den Subwoofer.

Konstruktionsprinzipien[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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 Hornsystemen, welche in der PA-Technik Einsatz finden.

Konstruktionsprinzipien[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Geschlossenes Prinzip.svg
Geschlossenes-System
Bassreflex Prinzip.svg
Bassreflexsystem
Bandpass Prinzip.svg
Einfach ventilierter Bandpasssystem
Bandpass Prinzip Ventiliert.svg
Doppelt ventiliertes Bandbasssystem

Bauformen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Eine Variation hinsichtlich der Bauform des Konstruktionsprinzips geschlossenes System stellen Frontfire-Subwoofer und Downfire-Subwoofer dar, wobei als ergänzendes Element zur Erweiterung des Tiefbasses auch auf das Prinzip eines Bassreflexsystems zurückgegriffen wird. Dem Grunde nach ändert sich einzig die Hauptrichtung der Schallabstrahlung. In ersten Fall wird der Schall nach vorne in Hörrichtung angestrahlt im zweiten Fall erfolgt die Abstrahlung des Schalls in Richtung Boden, einhergehend mit einer Phasenverschiebung zum Hauptsignal der in Hörrichtung ausgerichteten Satelliten.

Aufstellung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Tieffrequente Schallwellen unterhalb etwa 80 Hz sind vom menschlichen Gehör schwer lokalisierbar. Aufgrund dessen können Subwoofer theoretisch unabhängig von den Lautsprecherboxen für höhere Frequenzen (den Satelliten) aufgestellt werden. Der meist klobige Subwoofer kann theoretisch an beliebigen Stellen im Hörraum positioniert werden; dennoch harmoniert der Höreindruck im Idealfall mit dem Geschehen auf der Leinwand oder dem Bühneneindruck der Musik. Weiterhin werden die Satelliten von der Übertragung der Bässe befreit, wodurch diese kleiner konstruiert werden können. Dadurch wird deren – für den Höreindruck wichtige – Platzierung vereinfacht. Ebenfalls aufgrund der fehlenden Lokalisierbarkeit reicht prinzipiell ein Subwoofer aus, auch wenn die Wiedergabe stereophon oder mehrkanalig erfolgt.

Da Subwoofer in der Praxis in Abhängigkeit von der Flankensteilheit (typisch sind 6 bis 24 dB/Oktave) der verwendeten Frequenzweiche aber auch höhere Frequenzanteile abstrahlen, sollte ein Subwoofer zwischen den vorderen Satellitenboxen in ungefähr gleichem Abstand wie diese zum Hörplatz aufgestellt werden, um ein optimales Klangbild zu erreichen.

Bei bestimmten räumlichen Gegebenheiten oder Aufstellorten können bei diskreten Frequenzen so genannte stehende Wellen entstehen. In diesem Fall heben sich z. B. die aus dem Subwoofer austretende Schallwelle und die von der Rückwand des Hörraumes reflektierte Schallwelle beim Aufeinandertreffen in bestimmten Zonen des Raumes gegenseitig auf bzw. verstärken sich an anderen Plätzen. Dieses Phänomen ist etwas zu vermindern, indem man die Aufstellung des Subwoofers verändert. Aktuelle Heimkinoverstärker verwenden deshalb oftmals eine Einmessautomatik, die den Raum mittels eines Mikrofons analysiert und problematische Frequenzen absenkt, was – zumindest am Hörplatz – zu einer erheblich besseren Wiedergabe führt, ohne die Tiefbasswiedergabe zu beeinträchtigen.

Pauschale Aussagen zur Aufstellung lassen sich nicht treffen, da Größe und Format des Raumes, Einrichtung und nicht zuletzt die Bauform des Subwoofers den Klang maßgeblich beeinflussen. Bassreflexgehäuse werden oft als „Dröhnkisten“ bezeichnet, obwohl das natürlich nicht stimmt. Würde man dem geschlossenen Gehäuse mittels eines Equalizers denselben Frequenzgang wie dem Bassreflex aufzwingen, wäre das Dröhnverhalten völlig gleich.

Subwoofer im Verbund[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Es gibt besondere Verbundaufstellungen mehrerer Subwoofer, um störende Reflexionen im Hörraum auszuschalten. Häufig genanntes Beispiel ist das Single Bass Array (SBA), das durch eine spezielle Anordnung Quer- und Vertikalmoden im Raum umgeht, dafür aber die Längsmode voll anregt. Das Double Bass Array geht noch weiter und nimmt durch eine zweite Subwooferanordnung eine aktive Auslöschung vor.

Weltrekord-Ansprüche[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In den letzten Jahren wurden mehrere Subwoofer entwickelt, deren Hersteller behaupten, entweder die größten, die tiefsten oder die lautesten Subwoofer entwickelt zu haben.

Royal Device[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Das italienische Lautsprecher-Unternehmen Royal Device erhebt Anspruch auf den Weltrekord, den lautesten Subwoofer hergestellt zu haben. Dabei handelt es sich vielmehr um ein Subwoofer-Konstrukt, welches aus mehreren 2 Meter breiten und 9,5 Meter hohen Subwoofern besteht. Es soll mit einem Pegel von 110 dB Töne abspielen.[3]

Matterhorn[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Matterhorn ist ein von Danley Sound Labs entwickelter Subwoofer, welcher von der US Army in Auftrag gegeben wurde. Ziel des Vorhabens war es, einen Subwoofer zu entwickeln, welcher Infraschallwellen über eine gewisse Distanz generieren könne. Bei einem Testversuch wurden bei einer Distanz von 250 Metern noch eine Frequenz von 15 bis 20 Hz und 94 dB gemessen. Der knapp 6 Meter hohe Subwoofer wird von Strom und einem integrierten Diesel-Generator angetrieben. Bei seiner Präsentation bei der National Systems Contractors Association Convention 2007 in Orange County, Kalifornien, wurde die Kraft des Subwoofers nicht vorgeführt, aus Angst dem Gebäude Schaden zuzufügen.[4]

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Vance Dickason: Lautsprecherbau. 4. Auflage, Elektor-Verlag, Aachen, 2007, ISBN 978-3-89576-116-4
  • Götz Schwamkrug, Reiner E. Römer: Lautsprecher Dichtung und Wahrheit. 3. Auflage, Elektor-Verlag, Aachen, 1989, ISBN 3-921608-83-X
  • Berndt Stark: Lautsprecher Handbuch. 7. Auflage, Richard Pflaum Verlag GmbH & Co.KG, München, 1999, ISBN 3-7905-0807-1

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Wiktionary: Subwoofer – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
 Commons: Subwoofer – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Thomas Görne: Tontechnik. 4. Auflage. Hanser, München 2015, ISBN 978-3-446-43964-1, S. 127, 128.
  2. Thomas Görne: Tontechnik. 4. Auflage. Hanser, München 2015, ISBN 978-3-446-43964-1, S. 294, 295.
  3. The 10 Loudest Speakers and Subwoofers in the World. Abgerufen am 20. Mai 2015.
  4. Danley brings the Matterhorn to NSCA. In: broadcastengineering.com. Penton Media, Inc., 10. März 2007, archiviert vom Original am 18. Juli 2010, abgerufen am 4. Juni 2015 (englisch).