TacT Subwoofer

040704

Eine Erklärung zum Einsatz von Subwoofern und den Vorzügen der TacT Audio Systeme.

Mit dem Erscheinen von TacT Raumkorrektur (RCS) Technologie wurde schlagartig eine viel größere Wiedergabequalität über Lautsprecher möglich. (Wie die vielen einstimmigen Testberichte der Fachpresse der TacT Raumkorrektur Systeme beweisen). Nun setzt TacT bei der Raumkorrektur noch eins obendrauf. Um diesen neuen Denkansatz zu verstehen, sollten Sie etwas Grundsätzliches über die akustischen Kernprobleme wissen, welche mit der Wiedergabe in geschlossenen Räumen zusammenhängen.

Das hörbare Frequenzspektrum reicht von 16 Hz bis 20.000 Hz. Musikalisch ausgedrückt sind das über 10 Oktaven. Das mittlere C des Klaviers liegt bei 266 Hz – und diese Taste liegt 2 Halbtöne links vom Mittelpunkt der Klaviatur. Das größte akustische Problem eines heimischen Hörraums liegt im Zusammenspiel von Lautsprecher und Wohnraum. Genauer gesagt, die Abmessungen des Raums und seine Formgebung kombiniert mit der Platzierung des Lautsprechers bestimmen den Frequenzgang zu einem weit höheren Grad als der Lautsprecher selbst. Bis etwa 350 Hz (1/2 Oktave über dem C)schwankt der Frequenzgang um + und – 10 dB, das bedeutet Abweichungen der Leistung zwischen Minimum und Maximum um einen Faktor 100! Und damit sind wir noch nicht am Ende angekommen! Die Spitzen kennzeichnen eine Anhäufung von Energie auf der Zeiteben. Die Töne, die Sie am lautesten hören sind auch die, die am längsten dauern und mit Verzögerung hörbar werden. Eine 10 dB Resonanz bei 30 Hz hat etwa eine Verzögerung von 0.3 Sekunden – etwa die Halbzeit bis zum nächsten Anschlag. Geht man nun noch von der Tatsache aus, daß linker und rechter Kanal  in den meisten Fällen verschiedenen Frequenzgängen folgen ist das Ergebis das absolute Chaos bezüglich Klangfarbe und Zeitablauf, nennen wir es "Timing".

Etwa 80% der in der Musik enthaltenen Energie liegt im Bereich unter 350 Hz. Deshalb sind die beschriebenen Problems wirklich bedeutend. Oberhalb 350 Hz gibt es zwar noch Abweichungen, aber aufgrund der kürzeren Wellenlängen sind sie gehörmäßig weniger  relevant, weil sie weniger Energie beinhalten und die Abstände zwischen Überbetonung und Einbruch viel dichter liegen. Außerdem haben in diesem Bereich kleine Veränderungen der Raumakustik große Wirkung. Dagegen ist es bei den tiefen Frequenzen praktisch unmöglich, nennenswerte Verbesserungen zu erzielen ohne den Raum massiv zu verändern (Für einen schalltoten Raum mit einem linearen Frequenzverhalten  bis 30 Hz herunter brauchen Sie einen 800 Kubikmeter Raum und füllen ihn mit 700 Kubikmeter Absorptionsmaterial – ehrlich gesagt, keine sonderlich praktikable Lösung).

Alle TacT RCS Systeme könne die meisten der oben beschriebenen Probleme lösen, darüberhinaus sind weitere signifikante Verbesserungen möglich, sobald man die kompletten akustischen Eigenheiten des Raumes in seine Betrachtung miteinbezieht.
Alle Lautsprecher (außer Dipolen und bis zu einem gewissen Grad auch Horn- Lautsprecher) strahlen Schall bei tiefen Frequenzen praktisch kugelförmig ab. Abhängig von der Größe, Form und Konstruktion des Lautsprechers wird das Abstrahlverhalten bei höheren Frequenzen zunehmend gebündelter gerichtet. Typisch wird zwischen 250 – 450 Hz die Richtwirkung ausgeprägter. Im kugelförmigen Bereich ist der Schalldruck in allen Richtungen nahezu gleich. Nur ein Bruchteil erreicht den Hörer auf dem direkten Weg. Der überwiegende Rest wird an der Rückwand, den Ecken und den Seitenwänden reflektiert und erreicht den Hörer auf  Umwegen mit Verzögerung. Mit jeder Reflexion verschiebt sich die Phase. Als Ergebnis bekommt man eine diffuse und unkontourierte Wiedergabe des Grundtonbereichs der Musikinstrumente.

Die TacT Lösung des Problems ist eine völlig neuer Denkansatz zur Wiedergabe von Klang in Wohnräumen. Die praktische Lösung sieht in beiden Ecken hinter den Hauptlautsprechern einen Baßlautsprecher vor, mit einem bis etwa 325 Hz steil beschnittenen Übertragungsbereich. Durch die Konstruktion des Baßlautsprechersystems und seine Platzierung wird der Schall des Lautsprechers auf den Hörer gerichtet ohne jegliche Verzögerung und mit einem eindeutigen Zeitverhalten. Der Frequenzgang hat zwar mehr Unlinearitäten als ein frei aufgestellter Lautsprecher, aber diese bekommt man leicht mit dem RCS in den Griff. Die beiden Tieftöner arbeiten derart gegensinning, daß Newtons Kraft und Gegenkraft voll kompensiert werden. Außerdem ermöglicht uns der Einsatz der RCS die Konzentration auf die für die Musikwiedergabe relevanten Parameter. Insbesondere das Impulsverhalten muß mit dem besten Mitteltonsystem mithalten können. Somit ist es möglich, eine deutlich höhere Übergangsfrequenz zu wählen ohne einen Zeitfehler  hineinzubringen.  TacT 2.2X oder TCS Systeme können diese Steuerung von Bass und Hauptlautsprecher übernehmen. Diese Vorverstärker haben separate Ausgänge für Tieftöner und Mitten/Höhen mit individueller Ansteuerung von 4 Lautsprechern –RCS2.2X oder 10 Lautsprecher –TCSmk2.  RCS steuert den Bass und Mitten/Höhen sowohl auf Frequenz- wie auf Zeitebene.

Das Ergebnis dieser Maßnahmen ist eine dramatische Verbesserung der unteren 4 Oktaven der Musik. Ansteller der üblichen chaotischen Phase mit  verschmierten Zeitverhalten bekommen Sie Grundton und die Obertöne jedes einzelnen Instruments mit viel mehr Koheränz wiedergegeben. Ihre Hauptlautsprecher (und Verstärker) werden bei den tiefen Frequenzen entlastet und die Verzerrungen gehen entsprechend zurück. Aber die sofort wahrgenommene Verbesserung ist das schnellere und dynamischere Klangbild. Es entsteht eine verblüffende Wahrnehmung von Gegenwart der Instrumente und Interpreten in Ihrem Raum, der man sich kaum entziehen kann. Greifbar spüren Sie die Musiker, obwohl Sie sie mit geöffneten Augen nicht sehen können. Bei guten Aufnahmen stellen Sie bessere Ortung, Tiefe und eine deutlich  größere Räumlichkeit fest. Bei klassischer symphonischer Musik hören Sie eine verblüffende Klarheit während Sie gleichzeitig die natürliche Wärme der Instrumente erleben.

Konstruktionsbedingt ist der Wirkungsgrad der Bässe recht hoch – normalereise um 10 dB besser als Ihre Hauptlautsprecher. Deshalb sind die Leistungsanforderungen für die Bässe geringer als für die Hauptlautsprecher. Aus technischer Sicht ergeben sich folgende Vorteile: Die unteren Oktaven werden mit akkuratem Zeit- und Frequenzverhalten reproduziert, alle Schallwellen kommen Zeit-kohärent über das Frequenzspektrum. Die hohe Übergangsfrequenz entlastet das  Hauptlautsprechersystem und den damit verbundenen Verstärker, was zu nachfolgenden Meßergebnissen führt:
• Reduktion der Doppler Verzerrungen um mehr als 90%
• Reduktion der harmonischen Verzerrungen um mehr als 90%
• Reduktion der Newton Aktio/Reaktio um mehr als 90%
• Substanziell mehr Reserve
• Substanzielle Reduktion in dynamischer Kompression

Die  Eckaufstellung und die darauf abgestimmte Konstruktion bringen folgende Vorzüge:
• Erheblich verbessertes Impulsverhalten und Zeitkohärenz, phasenrichtige Wiedergabe
• 99% Reduktion der Newton Aktio/Reaktio im Bassgehäuse
• Deutlich weniger Schalldruck auf die Seitenwände
• Erweiterte Hörzone mit ausgeglichenem Frequenzgang
• Mehr Schalldruck auf der Mittelachse des Raums als an der Seite
• Steilflankige Tiefpass Filter reduzieren harmonische Verzerrungen höherer Ordnung
• Steilflankige Tiefpass Filter reduzieren Gehäusevibrationen über 350 Hz um 99%
• Erheblich besserer Wirkungsgrad in dem Frequenzbereich, wodie größte Reserve benötigt wird

Fragen & Antworten

Frage :  Ich habe gelesen, man soll die Übergangsfrequenz der/des Subwoofer so tief wie möglich legen und möglichst unter 80 Hz, weil man soinst den Subwoofer als Schallquelle heraushört. Wie kann denn die TacT Konstellation funktionieren ? Warum hört man die Subwoofer nicht heraus ?
Meist werden Subwoofer mit sehr niedriger Resonanzfrequenz konstruiert. Das bedeutet große bewegte Masse. Das ist zwar großartig, wenn es um die Erzeugung reiner Sinustöne geht, aber sehr schlecht, wenn es um das Impulsverhalten geht. Dieses bedeutet, sie folgen nicht der Dynamik der Musik und der Ton verklingt noch, obwohl die Musik schon geendet hat. Das ist wohl einer der Hauptgründe, weshalb man Subwoofer bei Übergangsfrequenzen über 80 Hz lokalisiert.

Frage : Ist es wirklich notwendig, Subwoofer in Stereo zu betreiben?
Sobald das System die fundamentalen Frequenzen mit korrekter Zeit und Frequenzinformation übeträgt, ist es wichtig, den Bass in Stereo zu betreiben..

Frage : Es gibt Computer Software zur Bestimmung des besten Stellplatzes der Lautsprecher. Das soll genauso gut sein wie die Anwendung der TacT Prinzipien.
Ohne Frage kann man den Frequenzgang des Lautsprechers dramatisch verbessern durch sorgfältige Platzierung des Lautsprechers im Hörraum. Reflektionen und stehende Wellen werden so gleichmäßig wie möglich verteilt. Die Problematik liegt nun darin, daß im Interesse des gleichmäßigen Schalldruckverlaufs nun die Wellenfront vom Lautsprecher sehr uneinheitlich am Sitzplatz eintrifft. Zugunsten des Frequenzgangs opfert man das Timing. (Einige Programme schlagen sogar vor, den linken und rechten Lautsprecher im Raum sehr unterschiedlich aufzustellen, was fatale Folgen für die Räumlichkeit der Wiedergabe hat).

Frage : Ich habe keine Raumecken hinter meinen Lautsprechern. Wie komme ich dennoch zu einem guten Ergebnis ?
Das hängt von der Form des Raums und der Platzierung der Hauptlautsprecher ab. Oft werden die Bässe als Beistelltisch getarnt vor den Sitzplatz gestellt. TacT 2.2X oder TCSmk2 Kunden geben wir gern individuelle Ratschläge zu den gegebenen Raumbedingungen.

Frage : Meine Lautsprecher können selbst tiefste Frequenze perfekt wiedergeben. Was spricht dann noch für ein separates Basssystem ?
Selbst die weltbesten Lautsprecher haben ernsthafte Timingrobleme sobald sie im Wohnraum aufgestellt sind. Das liegt nicht etwa an Konstruktionsmängeln, sondern weil tiefe Frequenzen in der Zeitebene verschmieren, so daß 90% der Energie in den unteren 4.5 Oktaven Zeit-und Phasen- verschoben sind. Unsere Beweggründe, weshalb wir separate Basssysteme einsetzen, ist zunächst nicht der erweiterte Frequenzgang, sondern die bessere Integration auf der Zeitebene.

Frage : Ich habe schon eine Subwoofer Lösung, kann ich sie wie bisher einsetzen ?
Ganz bestimmt bekommen Sie eine Steigerung, wenn Sie unseren Empfehlungen für die Platzierung Ihres konventionellen Subwoofers befolgen. Aber die meisten Subwoofer sind auf viel  Tiefbassenergie optimiert. Meist bedeutet dies große träge bewegte Masse, weshalb der Subwoofer nicht zum Impulsverhalten des Hauptlautsprecher paßt. Deshalb ist der Sub nahezu unbrauchbar im Frequenzbereich oberhalb 80 und hoch bis 325 Hz wo es ganz entscheidend ist, den Baß in der Ecke zu platzieren.

Frage : Wie kann ich das TacT Basssystem in einem Heimkinosystem einsetzen, wenn Dolby und DTS nur einen Anschluß für einen Subwoofer (den LFE Kanal) vorgesehen haben ?
TacT TCSmk2 kann den LFE Kanal dem L und R Subwoofer Ausgang zuweisen. Eckplatzierung der Subwoofer bleibt nach wie vor ein Vorteil.

Frage : Wie harmoniert dieses mit Horn-Lautsprechern ? Hörner klingen meist besser wenn der Bass ebenfalls ein Hornlautsprecher ist.
Tatsächlich verhält sich die TacT W210 Lösung in vielerlei Hinsicht wie ein Hornlautsprecher. Die angrenzenden Wände und der Boden sind gewissermaßen die Hornschallführung. Die empfohlene hohe Übergangsfrequenz bedeutet eine Anpassung an ein Mitteltonhorn passabler Größe.
 
 

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