Lautsprecher: Impedanz, Wirkungsgrad, Clipping
Lautsprecher sind eine schlichte, aber geniale Mechanik – ähnlich einem Trommelfell –, die die Wissenschaft als „dynamischen Wandler“ bezeichnet. Die Leistungsfähigkeit eines Lautsprechers wird durch die Beschaffenheit und Anordnung der Komponenten im Inneren bedingt. Größere Boxen liefern jedoch nicht immer den besseren Klang. Viel wichtiger ist die Abstimmung von Lautsprechern, Verstärker und Raumgröße. Was Lautsprecher leisten – und wo sie an ihre Grenzen stoßen –, lässt sich den technischen Details zu der Box oder zum Soundsystem entnehmen. Diese aufmerksam zu lesen, hilft, spätere Defekte zu vermeiden und die Funktion des Lautsprechers auf die beste Weise auszuschöpfen. Dabei kommt manchen Fachbegriffen eine besonders wichtige Rolle zu. Wir erklären dir, was sich hinter Watt und Ohm verbirgt.
Wirkungsgrad und Nennbelastbarkeit: So effizient ist ein Lautsprecher
Wie gut Soundsysteme oder Boxen ihre Funktion erfüllen können und den Anforderungen gerecht werden, die gewünschte Klangqualität bei anpassbarer Lautstärke zu liefern, gibt der Wirkungsgrad an. Er misst die Lautstärke in Dezibel und setzt die akustische Wirkung in Relation zum Input. Der Wirkungsgrad bezeichnet, wie viel Strom welche akustische Leistung erbringt. Warum das wichtig ist? Weil viele hochwertige Boxen als sogenannte passive Lautstärker über einen Verstärker gesteuert werden. Der Verstärker wiederum kann eine bestimmte Output-Leistung vorweisen. Die sogenannte Nennbelastbarkeit – also die elektrische Aufnahmefähigkeit dieses Outputs bei anhaltendem Betrieb – wird in Watt angegeben. Werden Wirkungsgrad und Nennbelastbarkeit überschritten, sind die Folgen dramatisch.
Die Impedanz: kalkulierter Widerstand bei Wechselstrom-Schaltungen
Damit eine kostspielige Lautsprecherbox ihr Bestes gibt, muss sie mit dem Verstärker gut zusammenarbeiten. Einer der Faktoren, die die Abstimmung erleichtern, ist die Impedanz. Bei Wechselstrom bezeichnet dies einen elektrischen Widerstand, gemessen in der Einheit Ohm. Der Widerstand lässt sich durch die Verwendung weniger leitfähiger Materialien erzeugen und steuern – sie bremsen den Fluss der Elektronen (Volt) und ihre Anzahl (Ampere) aus und verhindern so eine Übersteuerung und Überlastung.
Zwar kann man die Lautsprecher-Impedanz messen, sie ist bei Lautsprechern jedoch lediglich als Richtwert angegeben, da sie abhängig von der Frequenz, also der Tonhöhe, deutlich schwanken kann. Wichtig ist die Angabe dennoch – denn der Widerstand der Schaltung sollte zur Spannung des Verstärkers passen. Die Lautsprecher-Impedanz ändern kann man nicht. Passen Box und Verstärker nicht zusammen, muss ein anderer, kompatibler Lautsprecher her.
Lautsprecher-Schaltung hintereinander oder parallel
Ein viel diskutiertes Thema ist die Schaltung der Lautsprecher in Relation zum Verstärker. Bei einer Reihenschaltung werden mehrere Lautsprecher hintereinander demselben Ausgang am Verstärker zugewiesen. Wichtig ist hier, dass der Gesamtwert der Impedanz zur Leistung des Verstärkers passt.
Bei der parallelen Schaltung werden zwei Lautsprecher auf zwei verschiedene Ausgänge gelegt. In diesem Fall sollte die Impedanz beider Lautsprecher ebenfalls auf die Impedanz des Ausgangs abgestimmt sein. Viele Audio-Fans bevorzugen die parallele Schaltung, allerdings ist dies bei sehr einfachen Systemen wie kleineren, mobilen Verstärkern nicht immer möglich.
Clipping: Wenn die Boxen leise klirren
Als Clipping bezeichnen Fachleute das gar nicht so seltene Phänomen, dass ein kraftvoller Verstärker mehr „Saft“ in die Lautsprecherboxen pumpt, als deren Kapazität zulässt. Schwingspule und Membran werden einem regelrechten Impuls-Tsunami unterworfen. Der Klang wird beim weiteren Aufdrehen des Verstärkers nun immer lauter, aber nicht besser – eine deutlich hörbare Verzerrung stellt sich ein.
Die empfindlichen Teile der Mechanik im Inneren werden oft irreparabel beschädigt. Umgekehrt ist ein zu schwacher Verstärker ein Problem und kann Defekte verursachen. Die Kompatibilität der Impedanz ist daher wichtig, will man lange Freude an den Boxen haben.
Wie viel Watt sollte ein Lautsprecher haben?
Unter den technischen Daten zur Leistung von Lautsprechern finden sich häufig Watt-Angaben. Diese sagen jedoch wenig darüber aus, wie viel sich aus der Box herausholen lässt und welcher Lautsprecher für welche Raumgröße geeignet ist. Tatsächlich kommt die Leistung von Passiv-Lautsprechern vom Verstärker. Viel wichtiger ist dementsprechend die Frage, welchen Wirkungsgrad die Boxen aufweisen, wie viel der empfangenen elektrischen Signale sie also in Klang umwandeln – das gibt das Verstärker-Lautsprecher-Verhältnis in Watt an. Schon 3 dB weniger Wirkungsgrad bei einer Box erfordern den doppelten Output beim Verstärker.
Hi-Fi-Lautsprecher mit Wirkungsgrad von 95 dB gelten als besonders kraftvoll und dürften selbst anspruchsvolle Musik-Freunde zufriedenstellen. Tatsächlich ist die Auswahl von Lautsprechern passend zur Raumgröße eher eine Frage der Anzahl und der Aufstellung, um überzeugende räumliche Klangerlebnisse zu generieren. Vor allem aufeinander abgestimmte Soundsysteme gewährleisten die technischen Übereinstimmungen, die wichtig sind. Nach einigen Tagen des Einspielens begeistern sie mit ihrer Sound-Qualität.
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