Lautsprecher und ihre Spezifikationen
Lautsprechertypen
Lautsprecher (auch Schallwandler) setzen elektrische Audiosignale in Schallwellen um. Sie werden für allgemeine und spezifische Anwendungen konzipiert und sind daher unterschiedlich ausgeführt. Lautsprecher für Sprachalarmierungsanlagen gemäß DIN VDE 0833-4 müssen nach der Produktnorm EN 54-24 zertifiziert sein.
Breitbandlautsprecher
Ein Lautsprecher, der zumindest den Hauptbereich des hörbaren Bereichs und somit einen großen Frequenzbereich wiedergeben kann (250 Hz bis 6 kHz oder besser).
Mehrwegelautsprecher
Zwei oder mehr Lautsprecher werden miteinander kombiniert. Jeder einzelne ist für einen bestimmten Frequenzbereich ausgelegt. Dadurch wird ein größerer Frequenzbereich abgedeckt. Je nach Anzahl der kombinierten Frequenzbereiche werden diese Lautsprecher 2-Wege-, 3-Wege-Lautsprecher etc. genannt.
Gehäusetypen
Eine geschlossene Lautsprecherbox ist unproblematisch im Gebrauch. Die Lautsprechermembran ist vor extremen Bewegungen durch den Gegendruck der Luft im Gehäuse geschützt. Ein Bassreflexlautsprecher kann tiefe Frequenzen etwas lauter wiedergeben als der geschlossene Lautsprecher. Es wird empfohlen einen Hochpassfilter zu benutzen, der etwa an der untersten Frequenz des angegebenen Frequenzgangs des Lautsprechers angesetzt wird. Das schützt die Lautsprechermembran vor zu großen Bewegungen bei sehr tiefen Frequenzen, welche den Lautsprecher beschädigen können. Einige Lautsprecher wie z.B. Deckenlautsprecher besitzen kein Gehäuse. Dieser Lautsprecher ist so konstruiert, dass die Bewegung der Membran begrenzt wird, um den Lautsprecher vor Beschädigungen zu schützen.
- Geschlossener Lautsprecher
- Bassreflexlautsprecher
- Offene Lautsprecher
Hornlautsprecher
Ein Hornlautsprecher (Druckkammerlautsprecher) besteht aus einem Treiber, der die Audiosignale in akustische Wellen umsetzt und einem Horn, das die Schallwellen bündelt und verstärkt. Hornlautsprecher sind hocheffizient und erreichen sehr hohe Kennschalldruckpegel.
Line-Array-Lautsprecher
Line-Array-Lautsprecher arbeiten als so genannte Linienquelle. Die Abnahme des Kennschalldruckpegels mit der Entfernung ist geringer als bei gewöhnlichen Lautsprechern. Line-Array-Systeme strahlen i.d.R. horizontal sehr weit und vertikal schmal ab. Bei guter Ausrichtung auf das Publikum gelangt nur ein geringer Teil des Schalls auf reflektierende Wände und Decken und erzeugt damit wenig Hall. Line-Array-Systeme sind daher ideal für hallige Umgebungen.
Nennbelastbarkeit
Die Nennbelastbarkeit, gemessen in Watt, gibt an, welche elektrische Leistung der Lautsprecher im Dauerbetrieb ohne Verzerrung und Beschädigung aufnehmen kann. Bei den üblichen zu verarbeitenden Signalen schwanken die momentanen Leistungen z. T. erheblich. Deshalb geben wir bei niederohmigen Lautsprechern (ohne Übertrager, 4, 8 oder 16 Ohm) eine Programmbelastbarkeit an, was als empfohlene Leistungsabgabe der antreibenden Verstärker zu verstehen ist. Damit können die Verstärker die kurzzeit auftretenden Signalspitzen sauber wiedergeben ohne den Lautsprecher zu beschädigen. Sollen jedoch Töne mit konstanter Amplitude und hoher Leistung abgegeben werden (z.B. Alarmtöne), sollte bei niederohmigen Systemen die Nennleistung der Verstärker nicht größer sein als die des Lautsprechers.
Leistungsanpassung
100-Volt-Lautsprecher erlauben oft die Anpassung der Leistungsaufnahme auf geringere Werte als ihre Nennbelastbarkeit. Häufig kann die Leistungsanpassung auf die Hälfte, ein Viertel und ein Achtel der Nennleistung (entsprechend -3, -6 und -9 dB) erfolgen. Sie ist immer in den technischen Daten der Lautsprecher angegeben. Damit lässt sich die Lautstärke der Lautsprecher an seine Umgebung anpassen, was bei der Installation der Lautsprecher erfolgt. Dabei entnehmen 100-Volt-Lautsprecher einem Verstärker die Leistung, auf die sie angepasst wurden. Damit können so viele 100-Volt-Lautsprecher an einen 100-Volt-Verstärker angeschlossen werden, bis die Summe der Leistungen, auf die sie eingestellt wurden, die Nennleistung des Verstärkers erreicht hat.
Impedanz
Die Impedanz ist der Wechselstrom-Widerstand des Lautsprechers. Es gibt zwei verschiedene Arten von Impedanz-Systemen: niederohmige und hochohmige Lautsprecher. Die niederohmigen Lautsprecher haben Impedanzen von 4, 8 und 16 Ohm. Bei den hochohmigen Lautsprechern hängt die Impedanz von der Aufnahmeleistung ab und kann zwischen einigen 10 Ohm und einigen 1.000 Ohm betragen.
Kennschalldruckpegel (Empfindlichkeit)
Der Kennschalldruckpegel eines Lautsprechers wird in dB angegeben und bei einem Watt zugeführter Leistung in einem Meter Entfernung ermittelt. Eine einheitliche Schreibweise ist nicht definiert, im Allgemeinen wird z.B. 96 dB (1W/1m) geschrieben. Wenn nicht anders angegeben, gibt TOA den durchschnittlichen und nicht den maximalen Kennschalldruckpegel an.
Übertragungsbereich
Der Übertragungsbereich (auch Frequenzbereich oder Frequenzgang) ist der Bereich, den der Lautsprecher wiedergeben kann. Diese Angabe kann schriftlich erfolgen (z.B. 50 Hz – 20 kHz) oder durch eine grafische Darstellung.
Aus der Abbildung ist ersichtlich, dass der Schalldruckpegel bei den verschiedenen Frequenzen unterschiedlich ist. Daher berücksichtigt der geschriebene Frequenzgang nur den Bereich, in dem der Schalldruckpegel gegenüber dem durchscnittlichen Wert nicht mehr als um 10 dB abgefallen ist, im Beispiel oben: 100 Hz – 20 kHz.
Abstrahlwinkel
Der Abstrahlwinkel definiert den Winkel, bei dem der Schalldruckpegel gegenüber dem Schalldruck auf der Hauptachse des Lautsprechers um 6 dB abgefallen ist. Da er frequenzabhängig ist, ist er erst zusammen mit Angabe der Frequenz, auf die sich er bezieht, aussagekräftig. Eine ausreichend gute Sprachverständlichkeit ist innerhalb des Abstrahlwinkels bei 4 kHz gegeben. Einige Lautsprecher haben eine unsymmetrische Abstrahlung, für diese wird der Abstrahlwinkel horizontal und vertikal zur Lautsprecherhauptachse angegeben. Die meisten Deckenlautsprecher haben eine symmetrische Abstrahlung. In diesem Fall wird nur ein Wert angegeben.
Klirrfaktor
Der Klirrfaktor (englisch = Total Harmonic Distortion = THD) ist ein prozentuales Verhältnismaß, dass den Effektivwert der harmonischen Oberschwingungen zum Effektivwert des Gesamtsignals setzt. Dieses Maß erlaubt eine schnelle Bewertung der Signalübertragungsqualität in Hinsicht auf nichtlineare Verzerrungen der Übertragungsstrecke. Ein Klirrfaktor von bis zu 1 % ist für das menschliche Gehör praktisch nicht wahrnehmbar. Erst ab einem Betrag von ca. 3 % wird der Klirrfaktor als unangenehm empfunden.