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Die KlangBild Serie 1978 - "Die DIN 45 500"
Der Lautsprecher (KlangBild Heft 04/1978)

Die DIN 45500 war eine Norm, die viele Kontrversen hervorgebracht hatte.
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DIN 45500 - IM SPIEGEL DER NORM - Teil XIII

Mittlerweile bei „Blatt 7" der DIN 45 000 angelangt, beschäftigte sich unsere Serie im letzten Beitrag mit den Forderungen an Lautsprecher. Der Beitrag schloß mit der Forderung nach ungefährer Gleichheit der sogenannten Übertragungsmaße bei einem Boxenpaar für Stereowiedergabe.

Die nächste Normforderung beschäftigt sich mit der räumlichen Schallverteilung, die man - vor allem bei Stereowiedergabe, aber nicht nur bei dieser - ja nicht außer acht lassen darf, wenn man das Klangbild einer Lautsprecherbox bewerten will.

Denn der Zuhörer einer Musikreproduktion stellt ja keinen feststehenden, mit zwei Meßmikrofonen bestückten
Punkt dar. Vielmehr möchte er in seinem Hörraum eine in bestimmten Grenzen beliebig veränderbare Hörposition einnehmen können, ohne daß sich der von ihm wahrgenommene Klang gravierend verändert.

Auch ist ja nicht immer der günstige Fall gegeben, daß die Lautsprecherboxen sich etwa in Ohrhöhe des Zuhörers befinden.

Kurzum: Eine Hi-Fi-Lautsprecherbox soll den Schall nicht nur „in schmalem Strahl" (technisch: entlang der Bezugsachse, die bei der Ermittlung der Übertragungskurve von der Box zum Meßmikrofon führt) von sich geben können. Sie soll ihn vielmehr auch mit einer gewissen Breitwinkligkeit abstrahlen.
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Eine Schalldruckkurve genügt nicht

So verlangt die Norm denn auch, daß zur Erfassung der räumlichen Schallverteilung nicht nur die eben erwähnte Übertragungskurve aufzunehmen ist, sondern mindestens noch vier weitere.

Dabei sind die vier Punkte für die Anbringung des Meßmikrofons so zu wählen, daß die von ihnen zum „Mittelpunkt" der Box führenden Achsen unter einem Winkel von 15 Grad links und rechts sowie oben und unten zur Hauptbezugsachse verlaufen.

Die an den vier Punkten ermittelten Übertragungskurven sollen in ihrem Verlauf jener Übertragungskurve ähneln, die auf der Bezugsachse ermittelt wurde.

Doch noch mehr: Die vier gewonnenen zusätzlichen Kurven (nennen wir sie Nebenübertragungskurven) sollen „nach beliebiger Parallelverschiebung in Ordinatenrichtung" in einem bestimmten Toleranzfeld unterzubringen sein. Da die Ordinate die senkrechte Achse eines Diagramms ist, bedeutet dies, daß man die gewonnenen vier Übertragungskurven im Diagramm z. B.
nach oben verschieben darf, doch nur so weit, daß sie noch in das Toleranzfeld passen.

Dieses Toleranzfeld umfaßt den Bereich von ±4dB, bezogen auf die zuvor ermittelte Übertragungskurve, die wir als die Hauptübertragungskurve bezeichnen wollen. Wie diese Kurve aussehen, d. h., wie weit sie ihrerseits in den verschiedenen Frequenzbereichen von der idealen geraden Linie abweichen darf, das ging aus dem Beitrag im vorigen Heft hervor.
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Keine ungebührliche Nebenforderung

So können wir den geschilderten Sachverhalt auch „auf Deutsch" zusammenfassen:

Die von den zusätzlichen Übertragungskurven erfaßten Frequenzen dürfen höchstens etwa 1,6mal stärker oder etwa 1,6mal schwächer auftreten als die von der Hauptübertragungskurve erfaßten. Und diese Forderung gilt bis hinauf zu einer Frequenz von 8 kHz.

Wie bei der Forderung nach dem Verlauf der Hauptübertragungskurve ist die Norm nun auch mit der beschriebenen „Nebenforderung" ziemlich generös. Denn eine gute HiFi-Box braucht die zugestandene 4dB-Toleranz bei den zusätzlichen Übertragungskurven nicht auszuschöpfen. Bei ihr zeigen vielmehr die Zusatzkurven eine recht gute, in manchen Fällen sogar eine sehr gute Übereinstimmung mit der Hauptübertragungskurve.

Der Zuhörer braucht sich also nicht sklavisch an das „magische Dreieck" (Abstand zwischen den Boxen = Abstand der Boxen zum Hörer) zu halten und die Boxen auch nicht genau auf sich hin auszurichten. Innerhalb einer bestimmten Stereohörzone wird er stets einen zumindest weitgehend identischen Klangeindruck haben.
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Die Vorteile der Kalotte

Moderne Hi-Fi-Boxen, welche die mittleren und hohen Frequenzen über Kalottenlautsprecher wiedergeben, schneiden in Bezug auf die Breite des Abstrahlwinkels (den man vielleicht exakter als "Abstrahlkegel" bezeichnen sollte) noch besser ab.

Bei ihnen könnte man also die genannten Nebenübertragungskurven auch noch unter einem Winkel von 30 oder 40 Grad gegenüber der Bezugsachse ermitteln, und die so gewonnenen Kurven würden weitgehend der Hauptübertragungskurve ähneln.

Und diese Ähnlichkeit würde sich auch bis zu Frequenzen erstrecken, die oberhalb der in DIN 45 500 erwähnten 8 kHz liegen. Geht es jedoch über etwa 12 kHz hinaus, dann macht sich ein größerer Hörwinkel (= Winkel gegenüber der Bezugsachse) schon bemerkbar. Denn sehr hohe Frequenzen breiten sich schon ziemlich gebündelt aus.

Der nächste Punkt (2.2) von „Blatt 7" der Norm befaßt sich mit dem Schalldruck. Diesen kann man entweder in Mikrobar (ubar) oder in Dezibel (dB) messen. Da nähere Erklärungen hier zu weit führen würden, wollen wir uns damit begnügen, das wiederzugeben, was die Norm fordert: Gemessen in 1m Entfernung muß der von einem Lautsprecher (in der Praxis: von einer Lautsprecherbox) erzeugte Schalldruck mindestens 12ubar (entsprechend 96dB) betragen. Ist die Meßentfernung (wie z. B. bei Boxen mit großer Abstrahlfläche) 3m, so muß der Schalldruck mindestens 4ubar (entsprechend 86dB) betragen. Die entsprechenden Messungen werden im freien Schallfeldhalbraum - Näheres hierzu steht im vorhergehenden Beitrag - vorgenommen.
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Der Begriff der Betriebsleistung

Im Normblatt folgt Punkt 2.3., der von der sogenannten Betriebsleistung handelt. Der Begriff „Leistung" in Zusammenhang mit Forderungen an Lautsprecherboxen ist insofern etwas unglücklich, als eine Box ja keine Leistung erbringt, sondern vielmehr mit einer bestimmten Leistung belastet wird (belastbar ist).

Doch ist der Begriff insofern wieder richtig, als Punkt 2.3. von jener elektrischen Leistung spricht, die erforderlich ist, um den im vorigen Absatz genannten Schalldruck, also entweder 96dB (12ubar) oder 86dB (4ubar) zu erzeugen. Diese Leistung ist vom vorgeschalteten Verstärker bzw. vom Verstärkerteil eines Steuergeräts oder eines Kompaktgeräts zu erbringen.

Die Betriebsleistung wird nun ermittelt, indem die Verstärkerleistung so verändert wird, daß bei der Schalldruckmessung die gemittelte Linie oder Mittellinie, von der im letzten Beitrag ausführlich die Rede war, dem Wert des Schalldrucks von 12ubar oder 4ubar entspricht. Und weiter wörtlich: „Die Größe der Betriebsleistung wird danach am Ersatzwiderstand bestimmt."

Im Gegensatz zur Impedanz (einem Wechselstrom-Scheinwiderstand, der sich mit der zugeführten Frequenz ändern kann) ist der Ersatzwiderstand ein fester („rein ohmscher") Widerstand, dessen Ohm-Wert dem Impedanzwert (in Ohm) der untersuchten Lautsprecherbox entspricht. Er wird anstelle der Box an die Verstärkerausgänge angeschlossen. Aufgrund seines konstanten Ohm-Wertes ermöglicht er eine exakte Messung der Leistung in Watt, die der Verstärker hergeben muß, um den geforderten Schalldruck zu erzeugen.
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Kein fairer Vergleich

Um es noch einmal klar zu sagen: Wenn im Zusammenhang mit einem Lautsprecher oder einer Lautsprecherbox von „Betriebsleistung" die Rede ist, dann „hat" die Box nicht diese Leistung, sondern sie verlangt sie, um eine bestimmte Lautstärke zu produzieren.

Steht also im Datenblatt einer Box „Betriebsleistung: 2,5 Watt" und im Datenblatt einer anderen „Betriebsleistung: 4 Watt", so wird bei wechselweisem Betrieb beider Boxen an demselben Verstärker (und bei Belassung der gewählten Stellung des Lautstärkereglers am Gerät) die zweite Box wesentlich leiser klingen als die erste. Auf diese Weise ist kein fairer Vergleich möglich.

Erfahrungsgemäß wird nämlich bei dem geschilderten „Vergleich" der lauter klingenden Box der Vorzug gegeben, und der muß nicht unbedingt ihr gebühren. Ein seriöses Hi-Fi-Studio verfügt daher zum Zwecke einer „gerechten" Vorführung über ein Umschaltpult mit Pegelreglern. Diese Regler gestatten es, alle zu vergleichenden Boxen vorab auf denselben Schalldruck einzupegeln.

Das ist für einen erfahrenen Hi-Fi-Fachmann gar nicht übermäßig schwer: Er stellt beispielsweise am UKW-Empfangsteil der Anlage eine Frequenz zwischen 101 und 108 MHz ein und hat, da bei uns in diesem Bereich keine Stationen senden, in Form des „empfangenen" Rauschens ein geeignetes „Prüfsignal" zum Lautstärkevergleich zur Verfügung.
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Es geht auch daheim

Jemand mit geübtem Ohr kann mit Hilfe dieses Rauschens und der Pegelregler am Umschaltpult die zu vergleichenden Boxen auf -zumindest weitgehend - gleichen Pegel bringen, ohne daß er einen Schallpegelmesser zu Hilfe nehmen müßte, mit dem es natürlich ganz genau ginge.

Da es aber dieser allerletzten Genauigkeit nicht bedarf und da es überdies beispielsweise kleinere Umschaltpulte mit Pegelreglern für zwei bis drei Boxenpaare zu vergleichsweise bescheidenem Preis im Handel gibt, würde auch einem „gerechten" Boxenvergleich in den eigenen vier Wänden nichts im Wege stehen. Denn das UKW-Rauschen wird ja in jedem Fall „frei Haus" geliefert ...

Joachim Stiehr im APRIL 1978 KlangBild
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