Der Lautsprecher
Generelles über Lautsprecher
Lautsprecher gibt's wie Sand am Meer. Jeder Hersteller hält eine breite Palette für alle Einsatzzwecke bereit, vom Autolautsprecher bis zum Riesenhorn. Am Ende aber reduziert sich die Vielfalt auf eine Handvoll Grundtypen, die immer wieder variiert werden.
Die Grundform des Lautsprechers ist wohl der Konuslautsprecher (Konus = Kegel ohne Spitze), mit der in einen Alu- oder Druckgusskorb eingeklebten Membran und dem dahinter hängenden Magneten. Konuslautsprecher gibt es in allen Durchmessern. Faustregel: Je größer der Durchmesser, desto mehr verschieben sich die Übertragungsfrequenzen des Lautsprechers nach unten, also zu den Tieftönen.
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Konuslautsprecher mit geringem Durchmesser sind daher vorzugsweise für die Wandlung von hohen Frequenzen geeignet, mittlere Durchmesser weisen auf Mitten- oder Breitband- Lautsprecher hin, Basslautsprecher haben in der Regel möglichst große Durchmesser. Das ist auch logisch, weil nach den physikalischen Grundgesetzen die tiefen Töne sehr lange Wellen aufweisen. Der Lautsprecher muss erst mal gewaltige Luftmassen in Bewegung setzen, bevor ein tiefer Ton zustande kommt. Das ist so wie beim Paddelboot: Mit einem Eislöffel kann man kein Wasser verdrängen, mit einem schaufelartigen Ruder geht es vorwärts.
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Der Lautsprecherdurchmesser wird üblicherweise in Zoll angegeben, abgekürzt wird das mit den Gänsefüßchen (") dargestellt. Gängige Musikerlautsprecher haben folgende Maße:
- 30 cm Durchmesser = 12"
- 38 cm Durchmesser = 15"
- 46 cm Durchmesser = 18"
Es wird immer der Außendurchmesser angegeben, die Einbaumaße unterscheiden sich davon. In den Datenblättern werden diese aber immer genau angegeben, so dass man nicht lange messen muss.
Spezielle Konuslautsprecher haben in der Mitte noch einen zweiten Konus eingeklebt, der die dort auftretenden Mitten und Höhen besonders verstärkt. Sie sind sehr geeignet für zusammengeschaltete Systeme mit vielen solcher Lautsprecher, aber auch für Monitorboxen. Vorteil: die Frequenzweiche entfällt, man hat trotzdem ein relativ breites Frequenzband.
Andere Konuslautsprecher haben eine Alukalotte (das ist eine silberne Halbkugel in der Mitte), um besonders die Mittenabstrahlung zu unterstützen. Diese Lautsprecher werden gerne für Gitarrenboxen verwendet.
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Einen anderen Typus des Lautsprechers haben wir im Kalottenlautsprecher, der keinen Konus hat, sondern nur die Kalotte, die fest eingespannt ist. Kalottenlautsprecher strahlen obere Mitten und Höhen ab. Aus HiFi-Boxen kennt man sie schon lange, es gibt sie auch für Musiker. Durch die sich vorwölbende Kalotte haben sie einen großen Abstrahlwinkel (180 Grad). 
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Schließlich sind da noch die Hörner, die aus zwei Teilen bestehen: dem eigentlichen das Ventilhorn umfaßt die ganze chromatische Skala, Umfang des Ventilhorns in F von H-f2;
Abkürzung im Notensatz: Cor. (= Corno, ital. für Horn)
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Die Hörner müssen sehr genau gearbeitet sein, die erzeugte Druckwelle soll ja nahtlos an die Luft weitergegeben werden. Die Krümmungen der Trichterwände berechnen sich daher nach komplizierten exponenziellen Funktionen.
Hörner gibt es für Hoch- und Mitteltoneinsatz in vielen Größen. An manchen können sogar mehrere Treiber gleichzeitig angeflanscht werden. Hörner strahlen den Schall sehr gerichtet ab, sodass er sich erst auf bestimmte Entfernung entfalten kann. Das kann Vor- und Nachteile haben, je nach räumlichen Gegebenheiten.
Eine neue Sorte Hörner wurde Mitte der 70er Jahre entwickelt. Es sind die piezokeramischen Hörner, kurz Piezos, die sehr klein sind, aber bedenkenlos und in Massen in Reihe oder parallel geschaltet werden können - wohlgemerkt ohne Frequenzweiche! Sie haben auch kaum Grenzen in der Belastbarkeit. Bei ihnen verformt sich die keramische Membran bei Anlegung einer Wechselspannung (Musiksignal) und erzeugt akustische Schwingungen, die ab 2000 Hz weit nach oben bis 25 KHz reichen.
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Die Piezos werden aber mittlerweile kaum mehr eingesetzt.
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Hier kann man in der Regel gut vergleichen. Grundsätzlich aber bitte nur die tatsächliche Belastbarkeit. Der Wert dafür wird mit der Bezeichnung RMS angegeben (siehe Onlineratgeber für Endstufen), eine Beschreibung für ein Messverfahren, durch das über den gesamten Frequenzbereich angegeben werden kann, welche Leistung man einem Lautsprecher über einen längeren Zeitraum zuführen kann, ohne dass er das Handtuch wirft. Die kurzzeitige Spitzenbelastbarkeit eines solchen Lautsprechers ist natürlich erheblich höher.
Je höher der RMS-Wert, desto belastbarer ist der Lautsprecher. Die Angabe erfolgt in Watt, z.B. 100 W RMS. Die Ausgangsleistung des Verstärkers muss immer höher sein als die RMS-Nennbelastbarkeit eines Lautsprechers, bezogen auf die Impedanz des Verstärkers (Leistung/Impedanz).
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In Datenblättern von Geräten und Lautsprechern liest man Lautsprechers wäre die Übertragung aller Frequenzen, was technisch - wie schon aufgezeigt - unmöglich ist. So kann uns nur die Frage interessieren, ob der Lautsprecher mindestens in einem oder in mehreren Bereichen die Frequenzen ohne nennenswerte Abweichungen überträgt. Man nennt dies eine lineare Übertragung. Das kann man messen, indem man die Differenz des Ausgangspegels vom Eingangspegel bei ausgewählten Frequenzen im Frequenzband feststellt. Die ermittelten Werte trägt man in eine Tabelle ein, verbindet alle Punkte miteinander und erhält eine Kurve, den Frequenzgang.
Die Frequenzen, die man misst, sind genormt; sie haben den Abstand einer musikalischen Terz. Die Pegel werden, wie immer, in dB angegeben. Das hat den Vorteil, dass das gezeichnete Kurvendiagramm durch die Logarithmierung des dB-Wertes überschaubar bleibt. In einem solchen Frequenzgang bedeutet also, dass bei 0 dB keine Abweichung zu verzeichnen ist, das Tonsignal wird linear übertragen.
Negative dB-Werte bedeuten eine Dämpfung der Frequenzübertragung, positive eine Anhebung. Man kann in einem Frequenzdiagramm sehr gut erkennen, welchen Einsatzpunkt ein Lautsprecher hat oder bei welchen Frequenzen er das Handtuch wirft. Bei anderen Geräten können sich deutlich eventuelle Nichtlinearitäten zeigen, man erkennt, wo der Frequenzgang verbogen ist.
Bei Lautsprechern ist die Übertragungsbreite konstruktionsbedingt.
Bei einem Mischpult z.B. sollte man einen fast linearen Frequenzgang erwarten, sonst ist es unbrauchbar. Bei Mikrofonen wird oft der Tiefenbereich künstlich angehoben, damit es mehr Power abgibt. Findet man in einem Prospekt eine Angabe wie 40-20 000 Hz +/- 3 dB, dann ist es möglich, dass um +3dB die Bässe angehoben und um -3dB die Höhen bedämpft wurden. 3 dB sind aber, wenn man mal nachrechnet, schon eine Menge Holz. Insofern relativiert sich die Angabe des tollen Übertragungsbereiches doch sehr. Ein Hersteller, der nichts zu verbergen hat, fügt seinen Geräteunterlagen den Frequenzgang bei, wobei jeder natürlich die für ihn günstigste Messmethode wählt.
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Wenn über Lautsprecher geredet wird, dann ist für die meisten Menschen wichtig, wie laut er ist. Mehr oder weniger Lautstärke wird wahrgenommen als eine Änderung des Schalldrucks, also des Luftdrucks, der durch die Lautsprechermembrane erzeugt wird. Gemessen wird der Schalldruck in Pascal (Pa; Kraft pro Flächeneinheit). Dabei muss man anmerken, dass der von Menschen hörbare Schalldruckunterschied eher bescheiden ist. Während der Luftdruck bei 100 000 Pascal liegt, kann der Mensch nur zwischen 20 µPa (Hörgrenze) und 100 Pa (Schmerzgrenze) unterscheiden. Das Ohr registriert Schalldruckreize eher als logarithmische Werte. Die akustischen Pegel werden in Dezibel (dB, siehe unten) gemessen. Die Hörschwelle liegt bei O dB, die Schmerzgrenze (etwa ein Düsentriebwerk) bei 130 dB. Auf sehr niedrige Frequenzen und sehr hohe Frequenzen reagiert das menschliche Ohr recht unempfindlich.
Nun ist es Aufgabe des Lautsprechers, Schallereignisse dem menschlichen Ohr möglichst naturgetreu nahe zu bringen. Das kann er aber am wenigsten, weil er eben das schwächste Glied in der elektro-akustischen Übertragungskette ist. Was also kann ein Lautsprecher wirklich? Das ist nun die Frage nach dem Wirkungsgrad. Der Wirkungsgrad eines Lautsprechers zeigt an, wie er die ihm zugeführte Energie umsetzt und wird als Schalldruck (dB) angegeben. Der Name sagt schon alles: Was drückt er denn so an Luft vor sich her? Herstellerangaben sind hier nicht unbedingt einheitlich, weil jeder bei den Messverfahren sein eigenes Süppchen kocht, um zu günstigen Werten zu kommen. Man misst normalerweise in einem schalltoten Raum mit einem Messmikrofon rosa Rauschen mit einem Watt Leistung im Abstand von 1 m. Aber auch hier kann man davon ausgehen, dass Markenfabrikate vergleichbar sind. Ein hoher dB-Wert zeigt also hohen Schalldruck bzw. hohen Wirkungsgrad an.
Wenn man einmal zwei Lautsprecher vergleicht, von denen einer 3 dB weniger Schalldruck (bei 1W/l m gemessen) aufweist, dann bedeutet das praktisch, dass der schwächere Lautsprecher die doppelte Verstärkerleistung benötigt, um genauso laut zu sein wie der mit der höheren Schalldruckangabe. Will ich beim schwächeren Lautsprecher 3 dB mehr Schalldruck haben, so muss ich die Verstärkerleistung verdoppeln. Ein Lautsprecher mit hohem Schalldruck zeigt seinen Wirkungsgrad dadurch, dass er bei gleicher Verstärkerleistung deutlich lauter ist als ein Lautsprecher mit niedrigerem Schalldruck.
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In seinem Verhalten soll der Lautsprecher brav sein und seine Sache gut machen. Das, was er an Signalen bekommt, soll er schnell und genau weitergeben. Gemeint ist das Impulsverhalten. Je genauer der Lautsprecher die Impulse überträgt, desto besser klingt er. Hier kann man keine Werte angeben, allenfalls mit Messgeräten könnte man dem Impulsverhaften des zu kaufenden Lautsprechers auf die Spur kommen. Wer aber geht schon mit dem Oszillographen einkaufen?
Da hilft nur die gute alte Regel: wenn Anhören, dann immer im Vergleich. Hinweisen möchte ich in diesem Zusammenhang darauf, dass sich HiFi-Lautsprecher natürlich nicht für Bandzwecke eignen, da sie - konstruktionsbedingt durch weiche Aufhängung und lange Schwingspule - einen schlechten Wirkungsgrad und ein anderes Impulsverhalten haben, dafür aber einen ausgeglichenen Frequenzgang. Musikerlautsprecher sind dagegen hart aufgehängt, haben eine speziell gewickelte kurze Schwingspule und können große Impulse und damit Membran-Auslenkungen aushalten.
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Es gibt drei Möglichkeiten, Lautsprecher miteinander zu verschalten: Parallelschaltung, Reihenschaltung oder die Kombination von beiden. Werden die Lautsprecher über eine Frequenzweiche geführt, so gelten die Gesetzmäßigkeiten der Weiche. In Gitarrenboxen oder Kofferverstärkern werden in der Regel nur gleichartige Lautsprecher ohne Frequenzweiche miteinander verbunden. Wichtig ist, das die Verdrahtung so erfolgt, dass an der Eingangsbuchse der Box ein Widerstand anliegt, der zu dem Ausgangswiderstand des anzuschließenden Verstärkers passt. Ist der Boxenwiderstand höher, schadet es nichts, bedeutet aber Leistungseinbußen. Ist der Boxenwiderstand geringer, kann das den Verstärker killen (moderne Verstärker sollten allerdings Schutzschaltungen haben). Daher niemals mal eben Boxen miteinander koppeln, ohne dass man deren Gesamtwiderstand kennt!
Parallelschaltung |
Reihenschaltung |
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Kombinationen |
Schaltungsbeispiele unter Berücksichtigung des Lautsprecherwiderstandes (Ohm)
Schaltungstabelle:
| Boxentyp | Lautsprecher- Impedanz |
Schaltung | Gesamtwiderstand |
| 4 x 12" | je 4 Ohm | 2 x 2 LS in Reihe, 2 Paare parallel |
4 Ohm |
| 4 x 12" | je 4 Ohm | 2 x 2 LS in Reihe, 2 Paare in Reihe |
16 Ohm |
| 4 x 12" | je 8 Ohm | 2 x 2 LS in Reihe, 2 Paare parallel |
8 Ohm (normale Kombination) |
| 4 x 12" | je 8 Ohm | 2 x 2 LS in Reihe, 2 Paare in Reihe |
32 Ohm |
| 4 x 12" | je 16 Ohm | 2 x 2 LS in Reihe, 2 Paare parallel |
16 Ohm |
| 4 x 12" | je 16 Ohm | 2 x 2 LS parallel, 2 Paare parallel |
4 Ohm |
| 2 x 12" | je 4 Ohm | in Reihe |
8 Ohm |
| 2 x 12" | je 4 Ohm | parallel |
2 Ohm |
| 2 x 12" | je 8 Ohm | in Reihe |
16 Ohm |
| 2 x 12" | je 8 Ohm | parallel |
4 Ohm |
| 2 x 12" | je 16 Ohm | in Reihe |
32 Ohm |
| 2 x 12" | je 16 Ohm | parallel |
8 Ohm |
Die Angaben der Tabelle sind natürlich unabhängig von der Lautsprechergröße. Auch andere Lautsprechertypen (10", 15") haben solche Impedanzwerte.
Der 8-Ohm-Impedanzwert ist der gebräuchlichste Lautsprecher-Widerstandswert. Der übliche Gesamtwiderstand von Boxen beträgt auch 8 Ohm. In der Regel haben Markenboxen Typenschilder, auf denen die Werte vermerkt sind. Die Anschlussplatten der Boxen enthalten meist schon eine zweite Buchse zur Koppelung einer weiteren Box. Diese zweite Buchse ist parallel geschaltet. Das bedeutet, dass beim Stacking von zwei 8-Ohm-Boxen ein Gesamtwiderstand von 4 Ohm entsteht. Der zugehörige Verstärker sollte diesen Widerstand auch verarbeiten können.
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Beim Aufbau einer Bandanlage muss man sich klar machen, dass nicht alles, was dröhnt und schallt, auch unbedingt geeignet ist. Hier kommt also ein notwendiger Einblick in die Typologie und Funktionsweise von Orchesterboxen. Wie ich schon angedeutet habe, sind Lautsprecher eigentlich ziemlich schwächliche Wesen, was ihre Übertragungsfähigkeiten angeht. Sie sind immer auf ein mehr oder weniger aufwändiges Gehäuse angewiesen. Ein solches Gehäuse hat schlicht die Aufgabe, den Lautsprecher mehr scheinen zu lassen als er eigentlich ist. Eine Box ist also eine Fortsetzung des Lautsprechers mit anderen Mitteln. Die optimale Anpassung der Lautsprechereigenschaften an die umgebende Luft ist das Ziel. Es gibt sehr unterschiedliche Wege dorthin.
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Zu den elementaren Boxen einer Band gehört sicher die Gitarrenbox. Sie ist üblicherweise mit 4x12" Lautsprechern bestückt, 2x12" ist auch möglich. Das Gehäuse ist vollkommen geschlossen und leicht bedämpft, man hört also nur den Schallanteil, den die Lautsprecher nach vorn abgeben. Diese Art Box ist schon ziemlich groß (ca. 75x75 x35cm), steht auf Rollen und hat stabile Transportgriffe. Sie ist stapelbar, wobei es für obenauf eine leicht abgeschrägte Version gibt.
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Lautsprecherboxen können zu Hörnern werden, wenn man sie so baut, dass dem eingebauten Lautsprecher ein "Trichter" vor- oder (zusammengefaltet) hintergesetzt wird. Diese Hornkonstruktion erfolgt nach Exponentialfunktionen. Die Berechnung ist eher etwas für Mathe-Freaks. Exponentialhörner erhöhen die Lautstärke ungemein. Wollte man dies mit einer normalen Box erreichen, so müsste sie entweder sehr groß werden, oder man müsste sehr viele von einer Sorte nehmen. Das exponential gekrümmte das Ventilhorn umfaßt die ganze chromatische Skala, Umfang des Ventilhorns in F von H-f2;
Abkürzung im Notensatz: Cor. (= Corno, ital. für Horn)
Bereits 1930 wurden die ersten Exponentialboxen gebaut.
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Der Lautsprecher strahlt nach innen, das das Ventilhorn umfaßt die ganze chromatische Skala, Umfang des Ventilhorns in F von H-f2; |
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| Rear Loaded Bins: Der Lautsprecher strahlt nach vorne, die nach hinten abgestrahlten tiefen Frequenzen werden über ein gefaltetes das Ventilhorn umfaßt die ganze chromatische Skala, Umfang des Ventilhorns in F von H-f2; |
Ein markantes Beispiel für ein Rear Loaded Bin ist die berühmte "Rutsche", die mit einem oder zwei 15"-Lautsprechern bestückt werden kann. Rutschen haben gegenüber den Front Loaded Bins einen geringeren Wirkungsgrad und reichen nicht sehr weit. Allerdings geben sie doch einen satten Bassklang her, so dass sie in kleinen Räumen als Discobox einsetzbar sind. Auch als reine Bassbox sind sie durchaus geeignet, wobei bei Großbeschallung allerdings mit einem Mikrofon abgenommen werden muss, was wiederum zur Soundverwässerung in der PA beiträgt. Der Nachbau ist nicht ganz leicht, aber - wie ich aus eigener Erfahrung weiß - machbar, wenn man nicht zwei linke Hände hat.
Bei allen drei Typen gibt es jede Menge Varianten, man möchte sagen, so viele wie Hersteller. Allen ist aber gemeinsam, dass die Höhe der Schalldruckverbesserung und die untere Grenzfrequenz durch die Länge des Horns und die Größe der Austrittsöffnung festgelegt werden. Alle Exponentialhörner sind im Bau sehr kompliziert, da man die Krümmungen und Winkel sehr genau einhalten muss. Der Nachbau ist also nur mit Bauplan und für Leute mit entsprechendem Werkzeug und schreinermäßigen Kenntnissen zu empfehlen.
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Eine andere Boxenart hat einen großen Lautsprecher und eine Öffnung mit Rohr, die Bass-Reflexbox. Die Öffnung ist in besonderer Weise auf den Lautsprecher und die Gehäusemaße abgestimmt. Die Länge des Reflexrohres muss genau durch Rechnung oder durch Messung ermittelt werden. Dann hat die Box eine optimal verstärkte Bassabstrahlung. Eine Bedämpfung erfolgt auf zwei Seiten. Diesen Boxentyp gibt es in allen Größenordnungen.
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Die Mehrwegbox ist ein breitbändiges Beschallungssystem mit zwei oder drei Lautsprecherwegen und Reflexrohr. Die Lautsprecher müssen dabei über eine Frequenzweiche geführt werden. Der Mitteltöner ist abgedeckt, damit seine Membran nicht von den Basswellen beeinflusst wird. Diese Box ist als Gesangs- oder PA-Box geeignet, weil sie alle Frequenzen gut überträgt, durch das Reflexrohr auch in den Bässen Einiges zu bieten hat und durch das Hochtonhorn weit reicht. Solche Boxen gibt es heute in sehr kompakter Form mit hoher Leistung. Viele Musiker ziehen sie daher anderen transportfeindlichen Systemen vor. Bei größeren Beschallungsaufgaben kann man solche Breitbandboxen stapeln (stacking), wobei insgesamt eine große Membranfläche entsteht.
Eine typische Mehrwegbox ist die unter Musikern bekannte so genannte 15/3. Damit bezeichnet man eine Boxenart, die auf der Basis eines 15"-Basslautsprechern ein Dreiwegsystem beinhaltet.
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Die Monitorbox darf nicht vergessen werden, sie hat in einer kompletten Bühnenanlage einen hervorragenden Platz. Sie sorgt dafür, dass sich Sänger und Musiker auf ihrer Bühne überhaupt noch selbst und gegenseitig hören können, denn sie stehen ja im akustischen Schatten ihrer PA-Anlage. Profis haben für ihr Monitorsystem sogar ein eigenes Mischpult, von dem aus man jedem Musiker den für ihn wichtigen Schallanteil auf die Monitorbox legen kann. Wer einmal auf einer großen Bühne vor Publikum gestanden hat, als plötzlich der Monitor ausfiel, weiß wovon ich rede. Ein Monitorsystem kann auch beim Üben dazu beitragen, die Gesamtlautstärke gering zu halten, wenn sich jedes Bandmitglied gut im Monitor hören kann. Erst das Nichthören führt ja dazu, dass die Verstärker immer lauter gedrht werden.
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Wiederholt wurde schon der Begriff dB (Dezibel) genannt. Ihn für Laien einigermaßen verständlich zu erklären, ist schon schwierig, weil selbst Fachleute manchmal nicht durchblicken. Für die Bandarbeit ist es eigentlich auch unerheblich, sich damit auszukennen. Trotzdem möchte ich eine kurze Begriffsbestimmung der Vollständigkeit halber versuchen.
Der Ausdruck Dezibel stammt von der Maßeinheit Bel, die wiederum nach dem englischen Physiker G. Bell (Telefon!) benannt wurde. Ein Dezibel, kurz dB, ist also ein Zehntel Bel. Das ist ein Maß, das im elektroakustischen Bereich benutzt wird, um die Verstärkung und Dämpfung von elektrischen Spannungen, Strömen und Leistungen anzugeben. Dieses Maß stellt sich dar in dekadisch logarithmischen Werten, die dem logarithmischen Lautstärkeempfinden des menschlichen Ohres etwa entsprechen.
Um elektrische Spannungen geht es zum Beispiel bei Pegelangaben. Solche Pegel sieht man bei jedem Kassettendeck optisch angezeigt, wenn die Zeiger oder Leuchtdioden im Rhythmus der Musik wackeln. Die Anzeigeinstrumente zeigen einem ja eigentlich nur die Höhe einer gemessenen Spannung an. Die Größenordnung der Pegelangabe erfolgt in dB. Das hat gute Gründe.
Wenn man sich vorstellt, dass solche Pegel Spannungen umfassen, die vom Millivoltbereich bis zu einem Volt gehen können, dann wird klar, dass ein solcher Bereich grafisch nur in einer meterlangen Darstellung erfolgen kann. Deshalb ist der dB-Wert als logarithmischer Wert gut geeignet, weil er den großen Bereich optisch verkürzt, wobei die Berechnung übersichtlich bleibt. Und so können wir eben auf Zeigerinstrumenten oder Leuchtbändern dB-Werte ablesen. Die entsprechenden Formeln zur Berechnung erspare ich uns hier.
Praktisch bedeutet dies: Wird die Spannung verdoppelt, bedeutet das immer eine Erhöhung um 6 dB. 20 dB entsprechen zehnfacher Zunahme.
Umgekehrt bedeuten -20 dB, dass der Pegel auf ein Zehntel des Ausgangswertes gesenkt wurde. Die Angaben gelten also auch immer für die Dämpfung der Signale.
Allerdings gibt es bei dieser Geschichte eine Falle. Die Elektroniker machen es sich gern etwas komplizierter, indem sie diese Regel zwar anwenden, für unterschiedliche Anwendungen aber verschiedene Bezugspegel, also Nullpunkte der Skala, verwenden.
| Ein Bezugspegel bezieht sich auf eine Spannung von 1 Volt: | 1 V = 0 dB |
| Der gerade genannte Bezugspegel 1V = 0dB wird zur Abgrenzung mit einem Zusatz versehen: | 0 dBV |
| Ein weiterer - heute gebräuchlicher - Bezugspegel für den Nullpunkt, der sich besonders in der Tonstudiotechnik durchgesetzt hat, bezieht sich auf eine Spannung von 0,775 Volt, die sich aus einer elektrischen Leistung von 1 mW (Milliwatt) gemessen an einem Widerstand von 600 Ohm errechnet: | 0,775 V = 0 dB |
| Auf diesen Nullpunkt sind nun alle anderen Spannungen bezogen, unabhängig vom Widerstand. Auch für ihn gilt bei Verdoppelung der Spannung eine Zunahme um jeweils 6dB. Zur Unterscheidung wird der Buchstabe U (früher m) angehängt: | 0,775 V = 0 dBU
1,55 V = +6 dBU |
| +6dB ist der so genannte Studionormpegel für elektrische Signale. Danach werden z.B. Bandmaschinen eingemessen, weil professionelle Mischpulte diesen Pegel bei Bei Vollaussteuerung ist das Signal gerade eben noch nicht verzerrt. Bei welcher Spannung Vollaussteuerung erreicht ist, hängt von Schaltungsdetails des Verstärkers ab.', this, event, '240px')" onmouseout="delayhidetip()">Vollaussteuerung abgeben. Man muss also aufpassen, dass man die Nullpunkte nicht verwechselt, weil sich daraus andere dB-Werte ergeben. Noch mal: | 1 V = 0 dBV
0,775 V = 0 dBU |
| In der noch jungen digitalen Welt gibt es ebenfalls eine eigene Pegelnorm: | dBfs
"fs" bedeutet "full scale" und umfasst den 16-Bit-Zahlenwert von -32768 bis +32768. |
Auch im Zusammenhang mit Lautsprechern und Boxenbau werden dB-Angaben wichtig. Die Werte für akustische Schalldrücke oder Leistungen ergeben sich aus dem Nennschalldruckpegel eines Lautsprechers. Der Nullpunkt (der dritte!) ist hier die Hörschwelle. 0dB ist der Schalldruck, bei dem man gerade den Lautsprecher zu hören beginnt. Den Nennschalldruckpegel misst man, in dem dem Lautsprecher eine elektrische Leistung von 1W bei 1m Abstand vom Messmikrofon unter dem Rauschen eines durchschnittlichen Frequenzbandes zuführt. Misst man nun bei einer derartigen Anordnung, dass der Lautsprecher einen Nennschalldruck von 91dB hat und stellt fest, dass er mit 120 W belastet werden kann, so kann man den maximalen Schalldruck, den der Lautsprecher liefern kann, ablesen:
| Leistung | Schalldruck in dB | |
| 1W | = | 91 dB |
| 2W | = | 94 dB |
| 4W | = | 97 dB |
| 8W | = | 100 dB |
| 16W | = | 103 dB |
| 32W | = | 106 dB |
| 64W | = | 109 dB |
| 128W | = | 112 dB |
Der Lautsprecher wird also ungefähr einen größtmöglichen Schalldruck von 111dB liefern. Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass sich jeweils bei Verdoppelung der elektrischen Leistung der Schalldruckpegel um 3dB erhöht. Es ist sicher auch leicht verständlich, dass der Wirkungsgrad eines Lautsprechers umso besser wird, je weniger Leistung bei höchstmöglichem Schalldruck man ihm zuführen muss. Ein Lautsprecher, der in der Versuchsanordnung bei Zuführung von 1W einen Nennschalldruckpegel von 97dB aufweist, wäre viermal lauter als der Lautsprecher in der Tabelle oben. Wollte man beim Tabellenlautsprecher das gleiche Ergebnis erzielen, müsste man ihm die vierfache Leistung zuführen.