Impulsverhalten

Während wir im (statischen) Frequenzbereich die positive Wirkungsweise des Bassreflexsystems deutlich erkennen können, sieht das im dynamischen Bereich anders aus. Hier wird sichtbar, dass ein zusätzliches Resonanzsystem (BR-Kanal) angeregt wird – und das kostet Zeit. Dies kann mit der Schrittantwort sichtbar gemacht werden. Die Schrittantwort zeigt das Verhalten, wenn dem Lautsprecher ein Signal zugeführt wird, welches unmittelbar von null auf einen bestimmten Wert springt.

Deutlich zu sehen ist in der Grafik unterhalb, dass der Schalldruck der Membran (hellblau) zuerst nach oben geht und dann mit rund 70 % der Amplitude in den negativen Bereich. Der Schall des BR-Kanals erreicht erst nach etwa 12 ms das Maximum, was rechnerisch der halben Wellenlänge der Abstimmfrequenz der BR-Kanals entspricht (ca. 42 Hz).

Schrittantwort Bassreflex: Anteil Membran (hellblau) und Anteil BR-Kanal (dunkelblau). Deutlich sichtbar ist, wie der Schallanteil des BR-Kanals erst verzögert aufgebaut wird (Messung mit Tiefpassfilter bei 300 Hz).

Im Vergleich zum BR-System zeigt das geschlossene Gehäuse deutlich weniger Nachschwingen. Dies erklärt sich zum einen Teil durch den geringeren Schalldruck bei tiefen Frequenzen, anderseits aber durch die fehlende zusätzliche Resonanz des BR-Kanals, welche dort bei der Abstimmfrequenz rund 180° hinterherhinkt.

Schrittantwort geschlossenes Gehäuse (rot) und BR-Gehäuse (blau). Das geschlossene System schwingt deutlich schneller aus.

Gruppenlaufzeit: geschlossen (rot), BR-System (blau), geschlossen mit Entzerrung: + 7dB bei 42 Hz (orange).

Mit der Messung der Gruppenlaufzeit wird das verzögerte Verhalten des BR-Systems ebenfalls sichtbar. In der obigen Abbildung ist zum Vergleich noch eine weitere Messung eingefügt (orange Kurve): mit einem geschlossenen System mit annähernd gleichem Frequenzverlauf, der aber aktiv entzerrt wurde (mit +7 dB bei 42 Hz, Q = 0.5). Bei der Messung der Gruppenlaufzeit kann man sich fragen, ob die 6 bis 8 ms Verzögerung sich wirklich klanglich auswirken. So betrachtet, würde man wahrscheinlich eher keine grösseren klanglichen Unterschiede erwarten. Wenn wir allerdings die Schrittantwort genauer interpretieren, dann werden klangliche Unterschiede eher verständlich. Dort wird sichtbar, wie sich ein Impuls erst allmählich aufbaut und damit deutlich in die Länge gezogen wird. Das heisst, der Impuls ist nicht einfach nur verzögert, sondern wird in die Länge gezogen. Meine Hörerfahrung bestätigt diesen Sachverhalt. Vor allem Schlagzeuge hören sich präziser an über geschlossene Gehäuse, insbesondere dann, wenn sie über einen sanften Rolloff zu tiefen Frequenzen hin verfügen.

Fazit

Das sind einige Untersuchungen zum Verhalten von Bassreflex-Systemen im Vergleich zu geschlossenen. Es gäbe noch einiges mehr zu diesem Thema zu berichten, was aber den Rahmen dieses Formats sprengen würde. Warum aktive Systeme, vor allem Subwoofer, mehrheitlich geschlossen gebaut werden, hat sicher folgende drei Gründe.

Erstens: Mit den vom Markt geforderten kleinen Abmessungen, lassen sich keine preiswerten Bassreflex-Systems bauen, da der Reflexkanal zu lange würde. Dieses Problem lässt sich technisch nur mit einer Passmembran lösen. Dies wiederum kostet Geld. Daher kann auch ein teures (sprich langhubiges) Bass-Chassis eingesetzt werden und mittels Aktivelektronik (digital oder analog) das entsprechende Übertragungsverhalten aufgezwungen werden.

Der zweite Grund dürfte die zunehmend günstigere Verstärkerelektronik sein, welche es ermöglicht, die zusätzlichen Dezibels im Tieftonbereich zu erzeugen.

Und zu guter Letzt spricht auch aus klanglicher Sicht einiges für das geschlossene Prinzip. Während bei passiven Lautsprechern das Bassreflex-System es ermöglicht, ohne grosse Winkelzüge in der (passiven) Frequenzweiche eine tiefreichende Basswiedergabe zu erreichen, darf man dieses Prinzip heutzutage sicherlich bei hochwertigen Aktivsystemen ernsthaft infrage stellen. Besonders dann, wenn eine möglichst genaue Wiedergabe gefordert ist und nicht der maximal mögliche Schalldruck im Vordergrund steht. KII THREE und Grimm LS1 sind übrigens zwei Lautsprecher aus dieser Gattung: aktiv entzerrt, mit geschlossenem Gehäuse.