Ein Tag im Akustikraum mit Frank Kuhl
So optimiert der MONACOR-Experte die Frequenzgänge von Lautsprechern
„Development Engineer Acoustics“ steht auf der Visitenkarte von Frank Kuhl. Er ist eine dieser Tüftler-Legenden, die es heute nur noch selten gibt. Ein Autodidakt mit mehreren Jahrzehnten Erfahrung. Als gelernter Maschinenschlosser hat er an Motorrädern und Bühnen geschraubt, dann aber seine eigentliche Leidenschaft zum Beruf gemacht. Schon seit seinem zwölften Lebensjahr tüftelt er an Lautsprechern herum. Das merkt man: In seiner sympathisch-unübersichtlichen Werkstatt bewegt sich Frank Kuhl wie ein Fisch im Wasser. Dort macht er Akustik-Tests mit neuen Lautsprecher-Serien. Eine seiner Hauptaufgaben ist es, die Frequenzgänge neuer Lautsprecher für verschiedene Anwendungsgebiete zu optimieren.
Was macht ein Development Engineer Acoustics?
Kunden fragen immer wieder nach Lautsprechern mit neuen Anforderungen für bestimmte Anwendungsgebiete. Zum Beispiel soll ein Lautsprecher ein Ladengeschäft in guter Qualität mit Musik beschallen – und gleichzeitig eine hohe Sprachverständlichkeit bieten. Frank Kuhl kennt die Anforderungen an so einen Lautsprecher und gibt die technischen Daten an seine Distributoren durch. Dann lässt er sich ein Musterexemplar schicken und darf testen – und meistens tüfteln. Seine Hauptaufgabe ist es, das optimale Klangergebnis zu entwickeln.
Er analysiert mit einer Software, wie der Lautsprecher im Akustikraum klingt. Bei diesen Tests darf es weder Schallreflexionen noch Störgeräusche von außen geben.
Kein Verschiebebahnhof für Beschallungstechnik
„Einige Beschallungs-Händler werden manchmal als ‘Verschiebebahnhöfe’ für Lautsprecher bezeichnet“, sagt Frank Kuhl. „Denn die kaufen von internationalen Distributoren eine Whitelabel-Lösung, kleben ihr Logo drauf und verkaufen dann direkt weiter – das ist bei MONACOR anders.“ Frank Kuhl schätzt, dass eine Mehrzahl der Händler wenig bis gar nichts an den Lautsprechern von Distributoren verändert. Er findet das schade. Denn der Distributor entwickelt seine Produkte fast nie optimiert für verschiedene Anwendungsgebiete – und die technischen Daten sind manchmal eher Richtwerte.
„Wenn technische Daten nicht genau stimmen, macht das Errichtern und Planern das Leben unnötig schwer.“
— Frank Kuhl
Die unfassbare Stille eines Akustikraums
Es ist ein seltsames Gefühl, den Akustikraum von Frank Kuhl zu betreten. Die 50 Zentimeter dicke Tür erinnert beklemmend an einen Bunker – aber Masse stoppt eben Schall. Und drinnen fühlt es sich ein wenig an, als wäre man unter Wasser. Es ist so still, der Raum so reflexionsarm, dass es auf den Ohren drückt. „Merk’ ich kaum noch“, sagt Frank Kuhl.
„Früher hat man das ‘schalltoter Raum’ genannt, aber ein bisschen Schall ist immer. Wir sagen präziser ‘reflexionsarmer Raum’. Für Messungen ist es optimal.“
— Frank Kuhl
In diesem Raum stellt Frank Kuhl ein Mikrofon in einem exakten Abstand zum Test-Lautsprecher auf. Dann lässt er den Lautsprecher einmal von den tiefsten bis zu den höchsten Tönen erklingen. Der aufgezeichnete Frequenzgang ist die Grundlage für seine Arbeit.
In vier Schritten zu besserer Beschallungstechnik
Im Grunde muss ein Lautsprecher bei Frank Kuhl immer die gleichen vier Schritte absolvieren, um den Sprung ins Sortiment zu schaffen.
1. Den Frequenzgang testen und abbilden – mit einer Gleit-Sinus-Messung und anderen Messverfahren
Eine der Hauptfragen, die der Development Engineer für jeden neuen Lautsprecher beantworten will, lautet: Wie linear ist der Frequenzgang und lohnt es sich, hier noch nachzubessern? Im Idealfall – den kein Lautsprecher erreicht – ist der Frequenzgang gleichmäßig:
Der Lautsprecher gibt alle Frequenzen in der gleichen Lautstärke wieder. Frank Kuhl interessiert, wo es im Frequenzgang deutliche Schwankungen und Ausreißer gibt. Ein guter Lautsprecher sollte auch bei hohen Tönen angenehm klingen und nicht übersteuern. Andersrum sollten tiefe Töne überhaupt hörbar sein.
Abbildung: Der Frequenzgang eines Lautsprechers ESP-232/WS.
Der Lautsprecher gibt alle Frequenzen in der gleichen Lautstärke wieder. Frank Kuhl interessiert, wo es im Frequenzgang deutliche Schwankungen und Ausreißer gibt. Ein guter Lautsprecher sollte auch bei hohen Tönen angenehm klingen und nicht übersteuern. Andersrum sollten tiefe Töne überhaupt hörbar sein.
Abbildung: Der Frequenzgang eines Lautsprechers ESP-232/WS.
„Viele Lautsprecher haben eine leichte Schwäche bei den tieferen Tönen. Aber wenn der Lautsprecher sowieso in einer Raumecke hängt, füllt das den Bassbereich auf.“
— Frank Kuhl
2. Die Impedanz prüfen
Neben dem Frequenzgang prüft Frank Kuhl auch die Impedanz, also den Widerstand. Alle Lautsprecher müssen den in den technischen Daten angegebenen Impedanzwert einhalten – sonst ist eventuell der genutzte Verstärker/seine Endstufe in Gefahr.
3. Den Klirrfaktor prüfen
Der Klirrfaktor heißt im Englischen auch THD – Total Harmonic Distortion. Frank Kuhl misst beim THD-Test die Töne, die nicht im eigentlichen Tonsignal vorhanden sind. Also Töne, die ein Lautsprecher aus sich heraus erzeugt und „einstreut“. Das können Sie sich so vorstellen: Der Kammerton A würde ohne den Eigenklang von Instrumenten überall gleich klingen. Nur weil das Instrument unterschiedlich mitschwingt, können wir hören, was eine Violine und was eine Gitarre ist. So ist es auch bei Lautsprechern. Haupteinflüsse sind die Membran, das Magnetfeld in der Box, die Schwingspule. So entstehen Obertöne.
4. Den Lautsprecher optimieren
Frank Kuhl versetzt Bauteile oder ersetzt sie durch eigene, etwa Widerstände und Frequenzweichen. Dann testet er noch mal. Bis der Lautsprecher optimal für den gewünschten Einsatzort ist.
„Zwischen 2000 und 4000 Hz sind die Ohren am empfindlichsten. Wenn ein Frequenzgang in diesem Bereich nach oben ausbricht, wissen Sie: Der Lautsprecher schreit Ihnen in die Ohren. Das korrigiere ich dann.“
— Frank Kuhl
Was passiert nach Akustikraum und Werkstatt?
Frank Kuhl nimmt jede neue Lautsprecherserie einmal auseinander. Bei einigen ist das Ergebnis des Tests aber so weit von den Erwartungen entfernt, dass auch Frank Kuhl nicht nachbessern kann oder das Preis-Leistungs-Verhältnis einfach nicht stimmt. Dann fordert er ein neues Muster an – oder entwickelt auch einmal selbst ein komplett neues Produkt.
„Ich optimiere die Bauteile des Lautsprechers so lange, bis er gut für den Anwendungsbereich klingt. Und wenn ich drei Muster zurückschicken oder komplett neu entwickeln muss.“
— Frank Kuhl
Frank Kuhl fragt mit seinem neuen Lautsprecherkonzept oder dem modifizierten Muster-Lautsprecher den Lieferanten: Könnt ihr das so in Serie umsetzen? Wenn dann ein „Ja“ kommt und es preislich stimmt, ist eine neue Lautsprecherlinie geboren. Immer angepasst an das Anwendungsgebiet und das Preissegment. Dank Frank Kuhl und seiner Leidenschaft für gute Lautsprecher.
