Breitbandlautsprecher, 2-Wege-Lautsprecher, halbe Wege?

Warum für viele Beschallungsszenarien 2-Wege-Lautsprecher der beste Mittelweg sind

Unser Technisches Projektmanagement hört immer mal wieder Fragen nach den „Wegen“ von Lautsprechern. Deswegen erklären wir hier, was Sie über Breitbandlautsprecher, 2-Wege- und 3-Wege-Lautsprecher wissen müssen. Unsere vielen bisherigen Projekte haben gezeigt: Am besten wird’s, wenn jeder die Grundbegriffe kennt. Dafür sorgen wir gerne.

Die verschiedenen „Wege“ im Lautsprecher teilen sich die Frequenzen auf

Im Grunde geht es um die Arbeitsteilung innerhalb des Lautsprechers. Die einfachste Variante einer Lautsprecherbox ist ein Gehäuse mit einem einzigen Treiber, also einer verbauten Membran, inklusive der Technik, die elektrische Impulse in Töne verwandelt. Alles, was von der Soundquelle (Verstärker, mp3-Player) kommt, wandelt dann nur dieser eine Treiber, diese eine Membran, um. Das Signal geht also im Lautsprecher nur einen „Weg“.

Aber unterschiedliche Frequenzen profitieren von jeweils unterschiedlichen Treiber-Bauarten und Membrandurchmessern. Deswegen ist es sinnvoll, die Arbeit innerhalb der Lautsprecherbox auf mehrere Treiber oder „Sound-Wege“ aufzuteilen. Die Aufteilung der Frequenzen übernimmt eine Frequenzweiche im Lautsprecher. Diese leitet einen Teil der Frequenzen weiter an einen Treiber, einen anderen Teil an einen anderen Treiber – schon hat die Lautsprecherbox zwei „Wege“ für das Audiosignal.

Eine kleine Membran gibt Bässe nicht nur einfach schlechter wieder, ab einer bestimmten Bassfrequenz ist sogar ganz Schluss. Eine zu kleine Membran kann diese tiefen Bässe rein physikalisch nicht in Sound umwandeln. Der Wirkungsgrad in den tiefen Frequenzen ist dann viel schlechter, der maximale Schallpegel ist stark begrenzt.

Moment! Schallwandler = Treiber = Weg?

Vor allem in Foren und Online-Magazinen fliegen diese Begriffe immer wieder durcheinander. Also Klartext:

  • Der Schallwandler verwandelt das Signal vom elektrischen Impuls in die Bewegung der Membran.
  • Der Treiber ist das, was das akustische Signal ausgibt, also die Verbindung aus Membran und der mit der Membran verbundenen Technik.
  • Der Weg wiederum ist der wortwörtliche Weg, den das Audiosignal hinter der Frequenzweiche zurücklegt.

Breitbandlautsprecher

Wenn wir logisch bleiben wollten, müssten wir „1-Weg-Lautsprecher“ schreiben. Etabliert hat sich als Bezeichnung aber „Breitbandlautsprecher“. So nennen wir Lautsprecherboxen, in denen nur ein einzelner Treiber verbaut ist, um die gesamte Bandbreite des Frequenzspektrums wiederzugeben. Das macht Breitbandlautsprecher potenziell sehr günstig. Und es hat einen weiteren großen Vorteil: Weil es durch den einzelnen Treiber nur eine Schallquelle gibt, gibt es keine Auslöschungen durch Überlagerungen im Sound. Der Breitbandlautsprecher strahlt in einem eindeutig definierten Winkel ab und lässt sich daher einfach ausrichten. Deckenlautsprecher sind oft Breitbandlautsprecher, aus zwei Gründen:


Breitbandlautsprecher

Wenn wir logisch bleiben wollten, müssten wir „1-Weg-Lautsprecher“ schreiben. Etabliert hat sich als Bezeichnung aber „Breitbandlautsprecher“. So nennen wir Lautsprecherboxen, in denen nur ein einzelner Treiber verbaut ist, um die gesamte Bandbreite des Frequenzspektrums wiederzugeben. Das macht Breitbandlautsprecher potenziell sehr günstig. Und es hat einen weiteren großen Vorteil: Weil es durch den einzelnen Treiber nur eine Schallquelle gibt, gibt es keine Auslöschungen durch Überlagerungen im Sound. Der Breitbandlautsprecher strahlt in einem eindeutig definierten Winkel ab und lässt sich daher einfach ausrichten. Deckenlautsprecher sind oft Breitbandlautsprecher, aus zwei Gründen:

  1. Durch das eindeutige Abstrahlverhalten können Sie Deckenlautsprecher optimal planen.
  2. Lautsprecher für die Deckenmontage sollen eine große Fläche beschallen und sind deswegen zahlreich – müssen also kosteneffizient sein.

Gerade bei hochwertiger Klangwiedergabe sind Breitbandlautsprecher aber nicht optimal – vor allem, wenn sie mehr als Zimmerlautstärke wiedergeben sollen. Für den Einsatz als Hintergrundmusik, im Supermarkt oder als Teil einer Bürobeschallung sind sie aber eine gute Wahl.

Auch die Sprachverständlichkeit ist meistens ausreichend für Durchsagen.

Breitbänder, verschiedenste Typen

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Besonders flache Breitbandeinbaulautsprecher
SPX-32M
Außergewöhnliche HiFi-Breitbandchassis
SP-30PATC
PA-Breitbänder mit spezieller Twin-Cone-Gestaltung
SPE-110P/WS
Wetter-und temperaturfeste Einbaulautsprecher

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Supermarkt
1500 - 1900 m²
Büroräume
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2-Wege-Lautsprecher: Zu zweit ist alles einfacher

Diese ELA-Lautsprecher arbeiten mit zwei Wegen, also mit zwei auf bestimmte Frequenzbereiche spezialisierten Treibern. Eine Frequenzweiche spaltet die Obertöne ab und führt sie zum Hochtöner, die anderen Frequenzen gehen an einen deutlich größeren Tiefmitteltöner („TMT“). Auch Pendel- oder Kugellautsprecher gibt es als 2-Wege-Lautsprecher. 2-Wege-Lautsprecher sind oft ein guter Mittelweg zwischen Preis und Leistung. Der Aufbau ist schon etwas komplexer, denn die Frequenzweiche ist ein kritisches Bauteil. Durch Ihre Weichenfunktion verändert sie geringfügig den Sound – bei schlecht verarbeiteten Lautsprechern kommt es zu hörbaren Verlusten.


2-Wege-Lautsprecher: Zu zweit ist alles einfacher

Diese ELA-Lautsprecher arbeiten mit zwei Wegen, also mit zwei auf bestimmte Frequenzbereiche spezialisierten Treibern. Eine Frequenzweiche spaltet die Obertöne ab und führt sie zum Hochtöner, die anderen Frequenzen gehen an einen deutlich größeren Tiefmitteltöner („TMT“). Auch Pendel- oder Kugellautsprecher gibt es als 2-Wege-Lautsprecher. 2-Wege-Lautsprecher sind oft ein guter Mittelweg zwischen Preis und Leistung. Der Aufbau ist schon etwas komplexer, denn die Frequenzweiche ist ein kritisches Bauteil. Durch Ihre Weichenfunktion verändert sie geringfügig den Sound – bei schlecht verarbeiteten Lautsprechern kommt es zu hörbaren Verlusten.

2-Wege-Lautsprecher sind vor allem für Musikbeschallung geeignet. Zwei Treiber sorgen für ein klares, rundes Klangbild – auch wenn ein Tiefmitteltöner keinen Subwoofer ersetzt.

 

Was ist die Trennfrequenz oder Übergangsfrequenzbei Mehrwege-Lautsprechern?

Die Trennfrequenz gibt an, an welcher Stelle die Frequenzweiche das Audiosignal an die verschiedenen Wege auftrennt. Der Wert sagt also, bis zu welcher Frequenzgrenze ein Treiber die Töne wiedergibt. Viele Tiefmitteltöner geben alles unter und bis zu 2000–3000 Hertz Tönen wieder, der Hochtöner übernimmt dann alle Frequenzen darüber. Faustregeln:

  1. Die Trennfrequenz sollte ungefähr dort die Wiedergabe des jeweiligen Treibers abschneiden, wo der Treiber „bündeln“ würde, also ungewollt von seinem Abstrahlverhalten abweicht.
  2. Daraus resultiert: Je größer der Tiefmitteltöner, desto tiefer darf die Trennfrequenz sein. Ein 9,8-Zoll-Tiefmitteltöner bündelt schon bei 1000 Kilohertz – das sollte also die Trennfrequenz sein.

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Autohaus
Ein-und Aufbaulautsprecher 900 - 1300 m²
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Aufbaulautsprecher 80 - 120 m²

2-½-Wege-Lautsprecher: Was ist ein halber Weg?

Ein 2-½-Wege-Lautsprecher hat zumeist einen Hochtöner und zwei baugleiche Tiefmitteltöner. Der Clou: Ab einem bestimmten Frequenzbereich klinkt sich einer der beiden Tiefmitteltöner aus – der Ausgeklinkte ist nur für tiefere Mitten und Tiefbässe zuständig und daher ein halber Weg. Deswegen sind es insgesamt 2-½-Wege:

  • Weg 1: kompletter Hochtöner
  • Weg 2: kompletter Tiefmitteltöner
  • Weg 2 ½: in der Wiedergabefrequenz begrenzter Tiefmitteltöner, der in den Mitten „nicht mitspielt“.

Warum noch ein halber Weg dazu, statt ein ganzer? Das Ziel ist eine gleichmäßigere Spielweise als bei einem 3-Wege-Lautsprecher, der aufgrund seiner drei Treiber auch drei Soundquellen produziert und damit ein recht heterogenes Abstrahlverhalten hat. Außerdem sollen die Gruppenlaufzeiten zwischen Mitten und Tiefbässen reduziert werden – auch das kann bei drei Wegen ein Problem sein, dass nur durch sehr kostenintensive Technik ansatzweise gelöst wird.

Mehr Wege, mehr Qualität?

Das Frequenzspektrum könnten Hersteller in immer weitere Zweige unterteilen. Es gibt 3-Wege-Lautsprecher und 4-Wege-Lautsprecher, technisch denkbar sind auch mehr. Aber das exakte, störungsfreie Zusammenwirken der einzelnen Treiber erfordert hohen technischen Abstimmungsaufwand. Mit jedem neuen Treiber erhöht sich die Schwierigkeitkeit, Lautstärke und Phasenlage zu harmonisieren. 3-Wege-Systeme sind technisch komplex, oft kostenintensiv und vergleichsweise anfällig für Konstruktionsfehler. Die große Frequenzweiche mit ihren vielen Bauteilen ist ein Einfallstor für Störeinflüsse.

Die Kunst ist es, ein für das Anwendungsszenario optimales Klangbild mit möglichst wenig Treibern zu erreichen.

Die technischen Nachteile, wenn es mehr als zwei Wege werden:

  1. Je mehr Wege und damit Soundquellen ein Lautsprechersystem hat, desto weiter entfernt sich der Lautsprecher vom Ideal der Punktschallquelle.
  2. Die Frequenzweiche als typische Fehler- und Verlustquelle ist bei einem 3-Wege-System größer und sperriger als bei weniger Wegen – oder muss sehr aufwendig konzipiert sein.
  3. Intermodulationsverzerrungen und Dopplereffekt können zwar auch bei 2-Wege-Systemen auftreten, weil die beiden Chassis ein breiteres Frequenzspektrum übertragen müssen – bei niedrig-qualitativen 3-Wege-Systemen kann dieser Effekt jedoch noch deutlich auffälliger sein.

Insgesamt sind 2-Wege-Lautsprecher ein guter Mittelweg aus hoher Qualität für Sprach- und Musikwiedergabe und Pragmatismus.

Mit diesem Hintergrundwissen wollen wir es Quereinsteigern, Einkäufern und Interessierten erleichtern, die Welt der Beschallungstechnik zu verstehen. Lesen Sie doch weiter in unserem Magazin, wenn Sie eine ELA-Anlage planen, Deckenlautsprecher positionieren oder auf der Suche nach dem passenden Verstärker sind.

Bildquelle Headergrafik: © vulcanus – Adobe Stock

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