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Aktive und passive Lautsprecher -
Welten und Philosophien treffen aufeinander.

Krächsende Töne am frühen Telefon
Frühe 2wege Box Braun L20

Am Anfang der Elektroakustik war man froh, wenn etwas aus dem (Laut-) Sprecher heraus kam (heraus quäkte). Denn man hatte bislang ja nur die schwächlichen Kopfhörer am Detektor Empfänger.

Dann, als die Elektronenröhre erfunden war (und damit das erste elektronische Verstärkerelement), baute man die ersten richtigen "Lautsprecher" - vorerst mit elektrodynamischen Magneten -, hing sie an den Ausgangs-Übertrager hinter dem Röhrenverstärker hinten dran und es ging schon richtg laut (ist natürlich für damalige Zeiten relativ gesehen - also laut relativ zum Kopfhörer). In der Folge ersetzte man die elektrodynamischen Magneten mit permanent magnetischen Magneten und es ging noch (etwas) besser.

Und irgendwann entwickelten die Tüftler große und kleine Lautsprecherchassis für die hohen und die tiefen Töne und trennten das elektrische Signal des Verstärkers mit Hilfe einer sogenannten (Frequenz-) Weiche in hohe und tieffrequente Signale auf.

Von dort an ging "Hifi" richtig los, auch wenn man es vorerst nicht so nannte.
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Das klassische Dreiwege-System

3-Wege Lautsprecher-System
3-Wege Frequenzweiche von Heco
aktives 3-Wege Beispiel von Sony

Der Frequenzbereich von anfänglich 80 bis 6.ooo Hz stellte sich als jetzt nicht mehr ausreichend heraus. Als die Ansprüche der Perfektionisten weiter stiegen, war sogar die Aufteilung auf 2 Chassis unzulänglich.

Es sollten möglichst 20 bis 20.000 Hz sein. Das war mit "nur" zwei Lautsprechern nicht mehr machbar, also wurden es drei. Und jetzt stellte man fest, diese passive Weiche bestehend aus einem Netztwerk aus Spulen, Kondensatoren und Widerständen brachte erhebliche Verluste (besser: Schwächen) mit sich. Das war natürlich so nicht gewollt. Es liegt an den hohen Strömen, die durch die Lautsprecher fließen.

Rechts im Bild: eine aufwendige passive 3-Wege Frequenzweiche mit 4 Spulen und 4 Kondensatoren von Heco.
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Neue Ideen schossen aus dem Boden

Eine neue Idee wuchs heran : Man könnte eigentlich 3 einzelne Endverstärker nehmen und die von der Programm-Quelle angelieferten Frequenzen bereits vorher in 3 Frequenzbereiche auftrennen / aufteilen und so jedem Endverstärker nur die Frequenzen übergeben, die das Lautsprecher-Chassis auch wirklich verträgt - also akustisch wiedergeben kann.
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Das Aktiv-Konzept ist eigentlich einfach . . .

eine aktive Frequenzweiche mit Operationsverstärkern
das Braun LV720 Endstufenmodul mit Reglern

In der Studiotechnik gab es schon lange eine DIN-Norm für die Übergabe von niederpegeligen Tonsignalen von einer Audio-Komponente an die nächste, das sind die bekannten "0 db" Signale (der NF-Nennpegel in der Studiotechnik beträgt 1,5 Volt ss = Spitze-Spitze).

Auf solch einer "niederpegligen" NF-Leitung
wird im Gegensatz zur Lautsprecherleitung ein nahezu leistungsloses Signal weitgehend verlustfrei übertragen. Ist diese NF-Leitung länger als etwa 12 Meter, benutzt man sogenannte symmetrische Studioleitungen. Dieses Tonsignal kann man mit moderner Elektronik sehr geschickt mit steilflankigen Filtern in fast jeden gewünschte Frequenzbereich zurecht "schneidern". Hängt man dort dann einen eigenen modernen Endverstärker hinten dran, braucht man hinter dem Verstärker keine weiteren Filter und vor allem keine weiteren passiven Bauteile mehr für den angeschlossenen Lautsprecher.

Auch sind die wirklich benötigten Verstärkerleistungen
für den Hoch-, Mittel-  und Tieftonbereich sehr unterschiedlich. Die Heco P7302 SLV Box zum Beispiel hat je eine Endstufe mit 10, 28 und 55 Watt Sinus eingebaut. Bei der Braun LV720 zum Beispiel sind noch alte Endstufen-Techniken (Koppelung über Kondensatoren) eingebaut worden, die den Aktiv-Vorteil merklich schrumpfen lassen. Aber die Entwicklung blieb und bliebt ja nicht stehen.
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Wir haben inzwischen vier historisch bedeutende und bekannte aktive Lautsprecher zusammen in unserem Labor.

Das sind die Braun LV720, die HECO P7302 SLVK, die Canton Ergo Aktiv und die Grundig XSM 3000. Es gibt/gab nach 1980 sicher noch mehr aktive Boxen im Highend Bereich, diese hier hatten zu ihrer Zeit zumindest eine gewisse Marktbedeutung erreicht.

Braun LV720
HECO P7302 SLVK
Canton Ergo Aktiv
Grundig XSM 3000

Die Vorteile des aktiven Konzeptes

bei der Heco P7302 sitzen die kalibrierten Pegelsteller sogar vorne
bei der Braun LV720 hinten

Schon der Endverstärker bekommt über die vorgeschaltete aktive Weiche (also die Filter) nahezu verlustfrei nur die für ihn bestimmten elektrischen Signale. Damit bekommt auch jedes einzelne Lautsprecherchassis nur diese Signale. Jede einzelne Endstufe kann für diesen speziellen Betrieb und für ein spezielles Chassis konstruiert und dimensioniert werden. Das einzelne Chassis wird ohne Umwege direkt mit dem Verstärkerausgang verbunden und über einen hohen Dämpfungsfaktor moderner Endstufen kann die Membrane (fast) keine unkontrollierten (Eigen-) Bewegungen mehr ausführen.

Jedes Lautsprecherchassis wird damit in seinem optimalen (oft linearen und klirrfreien) Frequenzbereich betrieben. Weiterhin kann der Lautsprecher (und damit die ganze Box) mit den verlustlosen Pegelstellern (Trimmpotis) am jeweiligen Verstärker-Eingang individuell ausgepegelt bzw. eingemessen werden. Streuungen bei der Einzelqualität (in der Fabrikation) der Chassis sind so leicht zu kompensieren.

Das hat sich aber in den Jahren ab 1990 relativiert, weil die meisten europäischen Hersteller fast vollautomatisch mit einer super Präzision fabrizieren. China-Qualität ist davon meist ausgenommen, dort kommt immer noch (auch noch in 2010) fabrikneuer Müll her. Ausnahmen gibt es aber auch schon.

Sind die Weichen und Endstufen dann sogar noch mit im Lautsprechergehäuse untergbracht, können extrem kurze Zuleitungs-Kabel verwendet werden. Das ist die wirklich optimale Lösung.
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Die physikalischen "Nachteile" des aktiven Konzeptes

Ein wichtiger Nachteil für den normalen "Consumer" (also den Laien) ist, diese Technologie ist zwar super gut (bei entsprechendem Aufwand), aber dafür vermeintlich teuer oder teurer (als wer oder was?). Das ist natürlich für den professionellen Betreiber weniger oder überhaupt nicht wichtig.

Wirklich nachteilig ist,
daß jetzt an die Aktiv-Lautsprecher 2 verschiedene (Zu-) Leitungen zugeführt werden müssen, denn die Endstufen benötigen zusätzlich die 220 oder 230 Volt Netzspannung. Es kann manchmal auch zu Brummschleifen kommen. Oft braucht man auch spezielle 7-adrige Audio-Kabel zum Einschalten der Verstärker, wie bei der Braun LV720.

Nachteilig ist weiterhin, daß ein "verirrter" (zum Beispiel überschwingender) Verstärker oder die kräftige Mobilfunk- oder Handyeinstrahlung in die Frequenzweiche die direkt angeschlossenen Lautsprecher mit einem Atemzug abrauchen lassen könnte. Auch können hohe Signalspitzen den einzelnen Chassis "das Letzte" abfordern und ziemlich unerkannt die Schwingspulen einschmelzen. Doch das hört man meist vorher.

Die meisten hochwertigen Aktiv-Boxen haben vorne oder hinten je Kanal einen Pegelregler, den der Laie natürlich auch verstellen kann. Ob er jeweils die Expertise hat, das selbst eingestellte Klangbild auch fachlich zu beurteilen, sei dahingestellt. Er "kann" dran (rum-) regeln und es dann vielleicht vergessen und dann klingt es eben nicht mehr.

Eine der ersten (damals jedenfalls guten) Aktiv Boxen, die Braun LV720, hat da noch gewisse Schwächen bei den (eigentlich notwendigen) Reglern und bei der Bassendstufe, die bei späteren Entwicklungen bei Heco und Canton und natürlich auch bei der Braun LV1000 beispielsweise erheblich verbessert wurden. Die Grundig XSM 3000 setzt da wirklich Maßstäbe.
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Die psychologischen "Nachteile" des aktiven Konzeptes . . . waren weit wichtiger

passiv Braun L710
aktiv Braun LV720

Das aktive Konzept ist am großen Consumer-Markt (also bei den privaten Endkunden) schon um und nach 1970 gescheitert und kam erst so um 2000 wieder zu einer nennenswerten Bedeutung.

Der umworbene Konsument oder der angeblich informierte Hifi-Freak war schon immer so vermessen (oder eingebildet oder verblendet), zu glauben, daß (nur) er selbst - aufgrund der in den tollen allwissenden Zeitschriften und Hochglanz- Magazinen gelesenen Storys, Tests und Geschichten und natürlich aufgrund seiner Träume - sehr viel besser entscheiden könne und konnte, welcher Verstärker für ihn optimal wäre und mit den Boxen seiner Wahl super klingen würde.

"Was schert mich schon das gelehrige Geschwätz dieser Lautsprecher- Entwickler"
, wenn in Computer Bild oder in AUDIO oder Stereo oder High-End die super tolle Box "XYZ" mit dem ebenso super tollen Verstärker "ABC" die absout super klingende Edel-High-End Kombination ist.

"Ich habe mir doch viel mehr Wissen angelesen und bin sowieso viel klüger als diese ewigen Hinterzimmer-Bastler im schalltoten Raum."

Ja, so waren sie - die Kunden - und so dachten sie
- - - und die Marktingleute wollten es Anfangs einfach nicht glauben, daß sie gegen diesen Voodoo-Glauben einfach nichts ausrichten konnten.
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Heute so und Morgen so . . . .

Daß die vermeintlichen Fachleute, also die Redakteure, die diesen Unsinn auch noch im Sinne der leidgeplagten Hersteller unterstützen, heute mal so und morgen mal so argumentierten, war dabei völlig nebensächlich und wurde gepflegt überlesen.
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Nach reiflichem Durchlesen der Prospekte von aktiven Boxen ..

. . . stelle ich fest, daß dort immer nur die halbe Wahrheit geschrieben stand (Ausnahme Grundig XSM Prospekt). Man wollte sich das normale (man nennt es auch das Brot- und Butter-) Geschäft mit den deutlich höheren Stückzahlen der passiven Boxen - und der deutlich höhren Gewinnspanne - nicht selbst unterminieren oder vermiesen.

Fakt ist nämlich, daß bei allen passiven Boxen (außer ganz ganz wenigen Ausnahmen wie der Bose 901 oder der Ohm F und Ohm G zum Beispiel) eine Menge Verstärker-Leistung (bei 4 Ohm Boxen also durchaus bis zu 25%) in der passiven Weiche verschwindet bzw. verschluckt wird und der Hifi-Fan einen erheblich teueren Verstärker anschaffen muß, um das auch nur annähernd auszugleichen. Wenn es denn überhaupt funktioniert.

(Ergänzung:
Wir haben gemessen: Bei 8 Ohm Boxen und 0,5 Ohm Drosselwiderstand des Tieftöners sind diese Verluste natürlich erheblich geringer als bei 4 Ohm Boxen und 1 Ohm Drosselwiderstand)

Und : Kein Hersteller torpediert sich also selbst
mit einer korrekten ernsthaften Aufklärung über die Vor- und Nachteile von aktiven und passiven Lautsprecherboxen.

Gehen Sie mal auf die BOSE 901/Serie 4 Intern-Seite und analysieren Sie die von mir aufgestellten Rechnungen bezüglich der Verluste von Zuleitung und Innenverkabelung einer BOSE 901 Box.
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