Hochtöner: Wichtig für einen guten Klang

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Hochtöner: Gibt es eine Möglichkeit, verschiedene Frequenzen anhand einer CD oder DVD zu testen?

Die Ansprüche an das Klangerlebnis – zu Hause oder bei öffentlichen Events – werden immer größer. Dröhnende Bässe, lispelnde Höhen? Bitte nicht. Das Ideal, das bei der Abstrahlung von Musik angestrebt wird, ist eine lineare Übertragung des Ausgangssignals. 

Die Frequenzen, um die es geht

Der Sound kommerzieller Musikproduktionen ist meist so optimiert, dass genau die Frequenzen bedient werden, die wir als angenehm empfinden.Dabei sollen die Pegel der einzelnen Frequenzbänder möglichst gleichmäßig über das gesamte Frequenzspektrum verteilt sein.

Das menschliche Ohr nimmt Frequenzen von ca. 20 Hz bis ca. 20 KHz wahr. Zwischen dem tiefsten Ton, den wir hören können, und dem höchsten gerade noch wahrnehmbaren Ton liegt also Faktor 1000. Musik muss nicht diese gesamte Spanne erfassen. Druckvolle Bassfrequenzen beginnen erst ab ca. 100 Hz und reichen bis in den Bereich von etwa 250 Hz. Bei einer Heimkino-Anlage könnten die Anforderungen jedoch andere sein: Eventuell soll in einem Film gerade das Unbehagen, das unterschwellige Gefühl von Gefahr vermittelt werden, das durch solch tiefe Frequenzen erzeugt wird. Geht man im Frequenzspektrum höher, in den Bereich der mittleren Frequenzen, gibt es keine Frage, ob wir diese hören wollen: Hier bewegt sich die menschliche Stimme und auch Musikinstrumente wie Gitarre, Klavier, Cello haben hier den Hauptbereich ihrer Schallabstrahlung. Als mittlere Frequenzen werden diejenigen von etwa 1500 Hz bis 4000 Hz bezeichnet. Von ihnen hängt die Textverständlichkeit eines Sängers oder Sprechers ab. Einige Geräte, bei denen es nicht so sehr um guten Sound geht, sondern hauptsächlich um das Verstehen des Gesprochenen, strahlen fast ausschließlich im Mittenbereich.

Nur die Mitte reicht nicht

Beim Telefon beispielsweise, wie auch beim Megafon, wird auf druckvolle Bässe und kristallklare Höhen zugunsten einer geringen Bandbreite bzw. einer hohen Lautstärke verzichtet. Man würde einen solch „mittenlastigen" Sound wohl keineswegs als schön bezeichnen. Wir verstehen meist trotzdem, was gesagt wird, aber leider nicht immer: Jeder hat schon einmal erlebt, dass am Telefon leicht die Buchstaben „F" und „S" verwechselt werden. Woran liegt das? Es liegt an den fehlenden Höhen. Bei Musikproduktionen werden die hohen Frequenzen zum Beispiel von den metallischen Instrumenten des Schlagzeugs repräsentiert, wie Shimes oder Becken. Auch andere Instrumente klingen erst richtig gut, wenn ihre Obertöne in guter Qualität und ausreichender Lautstärke übertragen werden. Und schließlich belegt die menschliche Stimme, gleichgültig ob es eine Männer- oder Frauenstimme ist, hohe Frequenzen, wenn sie deutlich zu verstehen sein soll. Dabei sind es nicht unbedingt hoch gesungene Töne, die diese Frequenzen benötigen. Es sind vielmehr Konsonanten wie das „S" und bestimmte Zischlaute, deren perfekte Übertragung erst zu der Klarheit und Brillanz führt, die wir von hochwertigen Audioaufnahmen erwarten. In professionellen Tonstudios gibt es sehr gute Mikrofone, hochauflösende digitale oder analoge Aufnahmetechnik sowie erstklassige Boxen zum Abhören der Aufnahme.

Im Studio ist alles gut

Jeder Tonmeister weiß, dass die Bedingungen, unter denen seine Aufnahme später gehört wird, nie wieder so perfekt sein werden wie im Studio. Schon beim Rendern der fertigen Aufnahme auf die CD-Norm entstehen Qualitätsverluste. Die große Unbekannte ist aber, unter welchen Bedingungen später der „Endverbraucher" die Aufnahme hört. Schließlich könnte das Abspielgerät, mit dem das Stück letztlich angehört wird, auch ein Küchenradio sein. Somit versucht jeder Toningenieur beim Mastern der Aufnahme einen soundtechnischen „Spagat": Die Produktion soll auf billigen Geräten möglichst gut klingen. Alle Instrumente und Stimmen sollen eindeutig identifizierbar sein und einen kompakten Gesamtklang ergeben. Auf einer hochwertigen Hi-Fi-Anlage dagegen soll die Musik ihre ganze Fülle und Brillanz entfalten.

Wie funktioniert ein hochwertiges Home-Audio-System?

Die Audio-Wiedergabe benötigt – gleichgültig ob zu Hause oder bei öffentlichen Veranstaltungen – drei grundsätzliche Komponenten: ein Abspielgerät, einen Verstärker und ein Lautsprechersystem.

Da Abspielgeräte heute fast durchweg digital funktionieren, können Sie in den meisten Fällen davon ausgehen, dass das Audiosignal, das sich auf dem Tonträger befindet, vollständig und fehlerfrei ausgelesen wird. Das gilt sowohl für reine Tonträger wie auch für Filme auf DVD oder Blu-Ray. Doch das ist erst der Anfang des Übertragungsweges. Bereits bei den verwendeten Kabeln, die das Audiosignal vom Player zum Verstärker und anschließend zu den Lautsprechern leiten, können Verluste entstehen. Achten Sie deshalb auf stabile Steckverbindungen, saubere Anschlüsse und einen ausreichenden Querschnitt des Kabels. Besonders bei Kabeln, die Leistung übertragen, also denjenigen, die das bereits verstärkte Signal leiten, spielt der elektrische Widerstand eine große Rolle. Ist der Querschnitt des Kabels zu gering, steigt der Widerstand unverhältnismäßig an, was zu Verlusten, besonders im Höhenbereich, führen kann. Ein zu hoher Widerstand bei gleichzeitig hoher durchgeleiteter Leistung kann sogar zur Erhitzung des Kabels führen, was wiederum den Widerstand erhöht.

Ein Audiosignal braucht Verstärkung

Die nächste Station, die das Signal passiert, ist der Verstärker, der meist analog arbeitet. Hier spielt die Qualität des Digital-Analog-Wandlers eine entscheidende Rolle. Dieser Wandler soll idealerweise die gesamte digitale Information, die sich auf dem Tonträger befindet, linear und verlustfrei in ein analoges Signal umwandeln. Schließlich kann der Verstärker nur das verstärken, was dieser A/D-Wandler ausgibt. Je nachdem, wie Sie Ihr System konfigurieren, kann sich bereits an diesem Punkt eine digitale Frequenzweiche befinden, die eventuell auch die Aufgabe des A/D-Wandlers übernimmt. In den meisten Fällen wird im Home-Bereich jedoch eine passive Frequenzweiche verwendet, die das bereits verstärkte Signal verarbeitet.

Wie jedes Glied in der Übertragungskette, so ist auch der Verstärker entscheidend für das Klangerlebnis, das Sie letztlich bekommen. Er sollte alle Frequenzen gleichmäßig verstärken und über eine komfortable Leistungsreserve verfügen. Diese ist nicht nur für ausreichende Lautstärke wichtig. Ein souverän verstärktes Signal klingt einfach besser. Wenn ein Verstärker an der Leistungsgrenze arbeitet, verliert er seine lineare Charakteristik, der Rauschabstand wird geringer und der Klirrfaktor größer. Als Faustregel gilt dabei: Bei maximaler Lautstärke, die Sie erreichen möchten, sollte der Verstärker nicht mehr als bis zur Hälfte ausgefahren werden. Bei den meisten Verstärkern bedeutet das, dass der Regler auf ca. 12 Uhr steht. Je nach Vorliebe und Budget verwenden Sie einen Transistor- oder Röhrenverstärker. Diese Entscheidung ist bei Audio-Enthusiasten eher eine Glaubensfrage – grundsätzliche, messbare Qualitätsunterschiede zwischen beiden Systemen gibt es nicht. Jeder High-End-Verstärker sollte anstandslos und souverän seinen Dienst verrichten können.

Wo soll es denn hingehen – die Frequenzweiche

Digitale, programmierbare Frequenzweichen dürften in den meisten Fällen den Rahmen des Home-Entertainments sprengen, es sei denn, Sie sind ein ausgemachter Audio-Crack und bereit, zwei bis drei Endstufen zu betreiben (eine für jeden Weg der Frequenzweiche). Die im Home-Bereich übliche Lösung ist eine Endstufe, die das gesamte Audiosignal verstärkt und eine nachgeschaltete Frequenzweiche besitzt. Diese kann sich auch im Gehäuse des Subwoofers befinden. Ihr Lautsprechersystem besteht vermutlich aus zwei bis drei Wegen: einem Subwoofer für die tiefen Töne bis ca. 250 Hz und einem Mittel/Hochtonsystem. Die Frequenzweiche sorgt nun dafür, dass jedes dieser Systeme die Frequenzen geliefert bekommt, die es auch übertragen kann.

Ein Mittel-Hochtöner ist beispielsweise nur ungenügend für die Abstrahlung von Bässen geeignet. Gerade die Erzeugung kräftiger Bässe erfordert eine hohe Leistung. Käme diese bei einem ungeeigneten Lautsprecher an, der Bassfrequenzen nicht abstrahlt, würde sie schlicht in Wärme verwandelt. Da Sie Ihre Audioanlage aber nicht als Heizung benutzen wollen, ist es sehr sinnvoll, die großen Leistungen im Bassbereich ausschließlich zum Subwoofer zu leiten. Dessen Charakteristik erlaubt wiederum nur eine Abstrahlung bis ca. 500 Hz. Die sogenannte Flankensteilheit der Frequenzweiche bezeichnet die Schärfe, mit der die zwei bzw. drei Wege voneinander getrennt werden. Besonders wichtig ist die Anpassung der Frequenzbereiche an die jeweilige Lautsprechersektion.

Das Lautsprechersystem

Je nachdem, ob Sie eine normale Stereoanlage betreiben oder eine Surroundanlage, besteht das Lautsprechersystem aus drei bzw. fünf bis sechs Boxen. Das obligatorische Element ist der Subwoofer. In den sogenannten Satelliten, also den Boxen für die oberen Bereiche, befinden sich meist jeweils zwei Lautsprecher: einer für die mittleren und einer für die hohen Frequenzen. Nach der abzustrahlenden Wellenlänge richtet sich grundsätzlich der Durchmesser der Membran: Die größte Membran besitzt der Lautsprecher des Subwoofers, am kleinsten sind die Hochtöner in den Satelliten.

Geeignete Tests für Ihre Hochtöner

Die grundsätzliche Funktionsfähigkeit können Sie sehr einfach testen: Halten Sie die Pole einer 1,5 V-Batterie an jeweils einen der Lautsprecheranschlüsse. Es sollte ein kurzes Knacken zu hören sein. Nun geht es ins Detail: Um die Abstrahlcharakteristik der Hochtöner und deren optimale Position im Raum zu ermitteln, sollten Sie eine CD einlegen, die Sie sehr gut kennen. Sie sollte natürlich reichlich hohe Frequenzen enthalten. Besonders gut geeignet für diesen Zweck sind Klassik-Aufnahmen. Wenn Sie eine Heimkino-Anlage testen möchten, legen Sie eine DVD ein, die auch Musik beinhaltet. Um die Leistungsfähigkeit der Anlage speziell im Höhenbereich zu testen, können Sie am Equalizer eine Einstellung vornehmen, die sich normalerweise verbietet: Senken Sie alle Frequenzen unterhalb von 5000 Hz ab und heben Sie die darüber liegenden an. Das klingt nicht schön, gibt Ihnen aber einen deutlichen Eindruck von der Leistung Ihrer Anlage im Höhenbereich. Auch jetzt sollte hier nichts zischeln oder knistern. Es erfordert ein wenig Übung, den ungewohnten Klangeindruck überrepräsentierter Höhen von einem Störgeräusch zu unterschieden. Nach einigen Minuten der Gewöhnung sollte Ihnen das aber gelingen. Wenn Sie nun noch einen Schritt weiter gehen wollen und den Einsatz von Messtechnik nicht scheuen, empfiehlt sich der Kauf einer speziellen Test-CD im Fachhandel oder bei eBay. Diese enthält spezielle standardisierte Messtöne wie das sogenannte Weiße oder Rosa Rauschen, deren Ausbreitung im Raum Sie ermitteln können. Das Ausmessen des Schalldrucks ist auch mit einem Smartphone möglich. Laden Sie sich eine entsprechende Analyzer-App herunter und benutzen Sie einfach Ihr Handy als Messgerät.

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