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Sound Ratgeber Subwoofer-Aufstellung

Wo stellt man einen Subwoofer am besten hin? Ist die allerorten verbreitete These, zwei oder gar vier Basswürfel seien besser, nur eine Verkaufsmasche? stereoplay hat es untersucht und kommt zu überraschenden Erkenntnissen.

Ratgeber Subwoofer-Aufstellung

So ein Subwoofer ist praktisch: Man kann kleine ­Boxen kaufen und stellt einfach den Basswürfel dort hin, wo er wenig auffällt; schließlich lässt sich Bass sowieso nicht orten. So weit zu den Gerüchten. In der Tat kann man tiefe Töne schwer orten, aber ein Sub­woofer muss zum Timing der Hauptlautsprecher passen, und er gibt auch nicht nur Bass ab.

Ein mit üblichen 12 Dezibel pro Oktave bei 80 Hertz gefilterter Tiefton-Emitter spielt bei sehr wohl ortbaren 320 Hz nur 24 dB leiser als in seinem eigentlichen Arbeitsbereich. Dennoch muss er nicht direkt bei den Hauptlautsprechern geparkt werden, aber die grobe Richtung muss für gutes Timing und ein entsprechend schlüssiges Klangbild stimmen.

Vergleich der drei besten Aufstellungsvarianten für idealen Hörplatz. 1 Subwoofer, leicht aus der Ecke gerückt, regt zwar die Grundmode maximal an, gewährt aber dank resonanzarmem Oberbass problemlose Ankopplung an Satelliten. 2 Basswürfel an der Mitte der Seitenwand halbieren das Problem der tiefsten Dröhnfrequenz, verstärken je­­doch höhere Moden. Hier muss mit niedriger Frequenz oder steilflankigem Hochpass gefiltert werden. Den besten, quasi dröhnfreien Tiefbass liefert das Bassquartett nach JBL-Anweisung, dafür muss es am tiefsten gefiltert und/oder der Raum noch stärker bedämpft werden. Vorteil: Hierbei ist der Bass im ganzen Raum fast gleich.

Diese Freiheit in der Aufstellung sollten Sie nutzen, um einen homogenen Klang­eindruck zu erhalten, indem Sie die durch stehende Wellen charakterisierten Resonanzen des Hörraums (= Raum­moden) möglichst gering anregen. stereoplay ging also daran, die üblichen Faustregeln per ­Simulationsberechnung zu überprüfen statt diese einfach hinzunehmen. Dabei traten überraschend schlechte Ergebnisse auf. Das ist zwar unter Zeitdruck lästig, aber immer spannend. Das Problem: Die meisten Studien über Subwoofer stammen aus der Branche, in der ein kräftiger und tief reichender Bass wichtig ist: dem Kino. Beispielsweise läuft die von JBL-Akustiker Todd Welti stammende Studie aus dem Jahre 2002 auf eine ideale Aufstellung mit vier Subwoofern in der Mitte der Seitenwände hinaus. Das ist gut, um ein möglichst großes Areal des Raumes gleichmäßig zu beschallen. Dummer Weise trifft das in einem üblichen Hörraum, erst recht für eine typische zweikanalige Wiedergabe, gar nicht zu. Hier benötigt man eher einen optimier­ten Hörplatz und ein paar benachbarte, noch gute Plätze. Da sieht das Modell von Todd ­Welti gar nicht mehr so gut aus.

Was macht ein braver Fachjournalist in solch einem Fall? Überprüfen! In der Praxis! Zusammen mit Farshid Shahlawandian, Chef des Raumakustik-Spezialisten RTFS, unternahm stereoplay lange Versuche in den dafür bestens geeigneten  Laborräumen von RFTS. Als Subwoofer kamen bis zu vier identische Heco Phalanx 12 A zum Einsatz. Der leere, aus Beton gegossene Raum von 3,69 x 5,43 x 2,46 Meter besitzt ausgeprägte Grundmoden bei 46,6 und 31,7 und 69,9 Hz. Wichtig zu wissen: Die Raummoden hängen nur vom Zimmer selbst ab, die Aufstellung eines Lautsprechers kann sie nicht verändern, nur stärker oder schwächer anregen.

Am deutlichsten machen sich die Frequenzen der Grund­moden und der beiden ersten ­Harmonischen bemerkbar – das ergibt bei drei Raumdimensionen immerhin neun potentielle Dröhnfrequenzen oder Basslöcher. Alle Raummoden besitzen ihr Druckmaximum – also den Wellenberg – an den Grenzflächen. Da in den Ecken jeweils drei Grenzflächen zusammentreffen, regt man aus einer Ecke heraus die Raumresonanzen am stärksten an. Das kann gewollt sein, um etwa aus einem sehr klein dimensionierten Subwoofer maximalen Schalldruck zu kitzeln oder mit einem sehr tief angekoppelten Basswürfel, wie REL es propagiert, nur noch etwas Subharmonische zu einer vollwertigen Mehrwegebox zu addieren.

Hier sehen Sie die Raummoden, wie sie immer zwischen parallelen Wänden entstehen. Sie können sich bildlich links und rechts dieser Graphen die Wände vorstellen. Je nachdem, welche Frequenz am störendsten klingt, lässt sich durch Wahl der Aufstellung eine Frequenz anregen, bei 1/2 etwa die 1. und 3. Harmonische der Grundmode, während die Grundmode und deren 2. Harmonische stumm bleiben. 3/16 und 1/4 bieten jeweils einen Kompromiss mit geringer Anregung mehrerer Moden.

Noch ein Tipp für Altbauwohnungen mit hohen Decken: Vergessen Sie die dritte Dimension nicht! Bei 3,5 m hohen Decken regt ein am Boden stehender Subwoofer eine Grundmode von rund 50 Hz maximal an, die oft stark stört. Hier muss der Subwoofer hoch, etwa auf ein klapperfreies Untergestell. In normal hohen Räumen – ­zirka 2,4 m – sitzen Sie mit dem Ohr auf etwa 1,2 m Höhe genau im Minimum der Grundmode, weshalb diese nicht stört.

Zurück zum Versuch. Die Messungen entstanden nahe der schmalen Rückwand in typi­scher Hörposition für solch ­einen Raum. Zunächst positionierten die Tester einen einzelnen Subwoofer in allen typischen und den Faustformeln folgenden Positionen: Ecke, 3/16 der jeweiligen Wandlänge an der schmalen und an der langen Wand entlang verschoben, das Gleiche mit 1/4 und 1/2, dann von beiden Wänden in den entsprechenden Teilern abgerückt. Danach folgte die gleiche Anordnung an der Hörachse gespiegelt mit zwei Subwoofern. Diese müssen dazu identisch sein, gleichen Pegel und gleiche Phasenlage desselben mon­auralen Signals wiedergeben. Zuletzt kamen dann vier ­Tieftonbläser zum Einsatz, mit JBL-Regel, also genau auf der Wandhälfte an jeder Wand einer, und zuletzt eine Messung mit je einem Woofer in jeder Boden­ecke.

Wie kommen diese Teiler zustande? Bei der 1/2-Dimension besitzt die Grundmode ihr Druckminimum, die Schallschnelle demnach ein Maximum. An diesem Punkt regt der Subwoofer die Grundmode nur gering an. Bei 1/4 gilt das Gleiche für deren erste Harmoni­sche. Bei 3/16 kommt der beste Kompromiss für die ersten drei Resonanzfrequenzen heraus.

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© Wer schnell die Raummoden seines Musikzimmers ausrechnen und anschaulich dargestellt haben möchte, der kann dazu den Raummodenrechner unter www.hunecke.de nutzen.

Schnell zeigte sich in den Messungen, was die Simulationsberechnungen auch schon andeuteten: Für einen optimalen Hörplatz produzieren mehrere Subwoofer genauso viele Probleme, wie sie lösen. Als ­beste Aufstellung eines Einzelwoofers im Testraum stellte sich eine leicht aus der Ecke gerückte Aufstellung mit jeweils 3/16 der Wandlänge heraus. Dann wummerte zwar die den Klang aufblähende 0-1-0-Mode von gut 32 Hertz, aber der Rest des Frequenzgangs blieb ausgewogen, vor allem auch jenseits von 100 Hz. Das hat vor allem bei mittleren und hohen Trenn­frequenzen Bedeutung. Idealer Weise verwendet man in diesem Falle einen Woofer, der auch gar nicht so tief spielt, oder nutzt ein Tiefpass- oder Notchfilter, um der Grundmode Herr zu werden.

Als beste Aufstellung mit zwei Basswürfeln stellte sich die Mitte der Seitenwände heraus, 3/16 der Raumbreite eingerückt. Das klingt erst einmal, als stünden die Woofer bereits halb im Raum. Im Testraum entsprechen die 3/16 der Raumbreite nur 70 cm. Nimmt man einen Subwoofer mit Chassis und gegebenfalls auch Reflexöffnung vorne, kann der Würfel mit minimalem Abstand mit der Rückseite direkt an der Wand parken, denn die Membran ist dann fast schon da, wo sie sein soll.

Diese Aufstellung reduziert die y-Grundmode um stattliche 15 dB – das Wummern lässt nach. Dafür klettert die erste Harmonische der Quermode (x) um 8 dB. Die Lösung: eine tiefe und steilflankige Trenn­frequenz.

Wer sich den Luxus von vier Subwoofern leistet, der gewinnt in der Tat den linearsten Tiefbass mit der Aufstellung von Todd Welti: Praktisch kein tiefes Wummern war zu vernehmen und zu messen. Dafür addieren sich Störfrequenzen über 100 Hz rund 10 dB lauter als bei den vorherigen Aufstellungen. Ein stark bedämpfter Raum ist für die­se Aufstellung Pflicht. Und sie hat einen weiteren Nachteil: Der Bass kommt immer mit mindestens drei Laufzeiten am Hörer an, was der Präzision nicht gut tut. Aber keine andere Aufstellung liefert eine so große gleichförmige Hörzone.

Fazit:

Es ist nicht so einfach, für sich den besten Kompromiss zu finden. Fakt: Wer ein größeres Hörareal gleichförmig wie im Kino beschallen möchte, der kommt um wenigstens ein Woofer-Duo nicht herum, das dann seitlich in der Mitte steht. Für einen Einzelhörplatz lässt sich mit einem Einzelwoofer leicht aus der Ecke gerückt ein gutes Ergebnis erzielen. Die Teiler 3/16, 1/4 und 1/2 der Wand-länge sind beim Wooferrücken gute Ausgangswerte, um gezielt bestimmten Dröhnfrequenzen aus dem Weg zu gehen.

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