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Variante D: Digitale Frequenzweichen (DSP)
Richtig interessant wird es mit Variante D. Zwar werden hier Analog-zu-Digital- und Digital-zu-Analog-Konverter benötigt, doch beim heutigen Stand der Technik ist dies kein Hindernis mehr – auch bei höchsten Ansprüchen an die Klangqualität.
Dafür erhält man mit einer digitalen Frequenzweiche sämtliche Freiheitsgrade ohne Kompromisse. Das heisst: Verzögerungen können beliebig erzeugt werden. Der Phasengang kann unabhängig vom Amplitudengang gestaltet werden. Zudem lassen sich digitale Quellen direkt an den Lautsprecher anschliessen.
Wichtig bei einer solchen Konfiguration ist es, dass man die Grundlautstärke der Wiedergabe separat von der eigentlichen Lautstärkeregelung vornehmen kann – so dass man selbst mit einem maximal ausgesteuerten digitalen Signal am Eingang des Lautsprechers eine vertretbare Laustärke erhält.
Die digitale Signalverarbeitung erlaubt zudem ganz neue Klassen von Lautsprechern, bei denen durch die spezielle Anordnung und Ansteuerung mehrerer Lautsprechertreiber die Abstrahlcharakteristik der Lautsprecher beeinflusst wird. So kann man zum Beispiel erreichen, dass die tiefen Frequenzen nicht nach hinten abgestrahlt werden, um dadurch die Raumresonanzen viel weniger anzuregen.
Die Frequenzweiche
Zum Verständnis einiger verwendeter Begriffe ist es angebracht, das Prinzip einer Frequenzweiche genauer zu betrachten: Eine Frequenzweiche teilt das Frequenzgemisch eines Musiksignals in mehrere Bereiche auf, so dass tiefe Frequenzen an den Tieftöner gelangen, mittlere Frequenzen an den Mitteltöner und hohe Frequenzen an den Hochtöner.
Das Ziel bei dieser Aufteilung ist es, dass sich die Frequenzbereiche nahtlos aneinanderfügen, als würde das Audiosignal aus einem einzigen «Superlautsprecher» abgestrahlt werden. Diese Aufteilung ist nicht einfach zu bewerkstelligen, da die Lautsprecher-Treiber unterschiedliche Eigenschaften haben und die Filter, welche die Aufteilung machen, sich ebenfalls unterscheiden.
Wichtig sind die Parameter Amplitudengang und Phasengang. Der Amplitudengang eines Filters bestimmt den Lautstärkenverlauf in Abhängigkeit der Frequenz. Man könnte annehmen, dass man lediglich die Amplitudengänge der Filter-Lautsprecher-Kombinationen so gestalten muss, dass sich die Frequenzbereiche nahtlos aneinanderfügen.
Leider haben die Filter und Lautsprecher auch einen Phasengang. Das heisst: Signale mit unterschiedlichen Frequenzen werden unterschiedlich verzögert wiedergegeben. Dies hat zur Folge, dass es an den Nahtstellen zwischen den Frequenzbereichen zu unregelmässigen Amplitudenverläufen kommt, da sich Signale mit unterschiedlichen Verzögerungen addieren und sich damit auslöschen oder addieren und damit verstärken.
Amplituden- und Phasengänge der Filter und Lautsprecher müssen also unter einen Hut gebracht werden. Das ist nicht einfach, da sie sich nicht unabhängig voneinander verhalten.
Fazit
Die Zukunft der Lautsprecher gehört den Aktivlautsprechern mit digitaler Frequenzweiche. Die Vorteile gegenüber den herkömmlichen, passiven Lautsprechern sind enorm.
Für weitere Informationen empfehle ich auch das Forum für «aktive Hör- und Klangkultur».
