Wie funktionieren Bandpass-Subwoofer?

Bandpass ist ein Gehäuse-Bauprinzip, das zum Ziel hat, nichtlineare Verzerrungen zu reduzieren. Im Klartext: Der Bass soll auch bei hohen Pegeln sauber strukturiert und ohne störende, die Akustik begleitende Dröhngeräusche übertragen werden. Im Car-Hifi-Bereich hat sich dafür der Begriff "trockener Bass" eingebürgert. In der Lautsprechertechnik kombinieren Bandpass-Gehäuse die Vorteile des Bassreflex-Prinzips mit denen geschlossener Gehäuse. Tatsächlich trifft der so erreichte Effekt jedoch auch bei einem Subwoofer nur auf einen begrenzten Frequenzbereich zu. Außerhalb dieses Frequenzkanals - der je nach Gehäusekonstruktion unterschiedlich ausfällt - neigt der Bass zu einem unpräzisen Verhalten. Bandpass-Subwoofer sind daher nicht unumstritten. Diese Art von Subwoofern hat allerdings einen Vorteil: Mit Bandpass-Woofern können trotz recht kleiner Gehäuseabmessungen ein dennoch kräftiger Schalldruck erzielt werden. Äußerlich erkennt man Bandpass-Subwoofer daran, dass sie rundum nur eine Öffnung nach außen haben: die runde Bassreflextunnel-Öffnung. Wie das oben abgebildete Schema zeigt, erhält beim Bandpass-Subwoofer eine Membran-Seite des Tiefton-Chassis eine geschlossene Kammer (A), die andere Seite mündet in eine über einen Reflextunnel nach außen geöffnete Kammer. Der Schall erreicht den Hörer nur über diesen Tunnel. 

Welche Bedeutung hat das Bassreflex-Prinzip?

Das Bassreflex-Prinzip (siehe obiges Bild) hat sich als eine bedeutendsten Entwicklungen im Lautsprecherbau erwiesen. Im Unterschied zu einer geschlossenen Box nutzt die Reflexbox den nach hinten abgegebenen Schall eines Lautsprecherchassis, anstatt ihn zu eliminieren. Da dieser Schall gegenphasig zu dem nach vorne abgegebenen Schall ist, muss die Phase gedreht werden, um zu vermeiden, dass sich beide Schallwellen gegenseitig auslöschen. Gewünscht ist genau das Gegenteil, nämlich dass sie sich unterstützen und somit verstärken. Gehäusevolumen und die Öffnung in der Box (der Reflexkanal) werden exakt auf das jeweilige Chassis hin berechnet und abgestimmt. So wird die Resonanz- und Phasenverschiebung erreicht und der Gehäusehohlraum, die Öffnung und das Chassis bilden einen gekoppelten Schwingkreis. Im Ergebnis verrringern die Luftschwingungen im Gehäuse die Membranbewegungen und damit auch den Anteil der Membran an der Schallerzeugung. Nichtlinieare Verzerrungen werden dadurch ebenfalls verringert. In der Gehäuseöffnung wird eine akustische Masse - ein "Luftpolster" - in Bewegung gesetzt. Dieses "Luftpolster" und der von der Membran erzeugte Schall summieren sich, so dass letztlich der Schalldruck höher ist, als bei einer geschlossenen Box. Als entscheidend hat sich die Konstruktion des Bassreflextunnels erwiesen. Konstruktive Schwächen an dieser Stelle erzeugen die vielgefürchteten Wind- oder Strömungsgeräusche. Die Vorteile des Reflexprinzips beschränken sich auf den Tieftonbereich. Deshalb hat sich der Begriff Bassreflex eingebürgert, was auch darauf hinweist, dass das Bassreflex-Prinzip sich natürlich hervorragend zur Optimierung einer Subwoofer-Konstruktion eignet.

Was bringt es, zwei Subwoofer einzusetzen?

Zunächst einmal kann die Aufstellung eines zweiten Subwoofers helfen, die hörbaren Auswirkungen stehender Wellen (siehe Bassloch) zu vermeiden. Allein dazu lohnt sich die Anschaffung ein zweiten Subwoofers allerdings nur im Notfall. Viel interessanter ist es, den zweiten Subwoofer dazu zu verwenden, die Basskulisse zu modifizieren und noch feiner an den Original-Filmton anzugleichen. Um dies zu erreichen, regeln Sie an einem der Subwoofer die Einstellungen für Pegel und Übergangsfrequenz auf "normal". Am zweiten Subwoofer fahren Sie die Übergangsfrequenz bewusst herunter, z.B. auf 40 bis 50 Hz, regeln jedoch gleichzeitig den Pegel hoch. In dieser Konstellation übernimmt der zweite Subwoofer schon fast die Aufgabe eines Transducers. Der zweite Subwooferr springt nur dann an, wenn tatsächlich extreme Tiefbass-Effekte auf die Tonspur gemischt wurden. Mit dieser Konfiguration können diese Effekte perfekt dargestellt werden, ohne dass die Gesamtwirkung der Bassbühne dabei zum Dröhnen neigt oder aufdringlich werden würde. Ideal zur Abstimmung eignet sich die DVD "Heat". Hier gibt es 4 oder 5 Szenen, vor allem die U-Bahn in der ersten Szene und die Flughafenszene am Schluss in denen auch auf der DVD Tiefbass-Frequenzen beigemischt sind, die bei einem normalen Bass-Management lange nicht so effektvoll erscheinen, wie mit einem zweiten dedizierten Tiefstbass-Subwoofer. In kommerziellen Kinos werden diese Effekte auf ähnliche Weise erreicht, einfach indem mehreren Subwoofern über Equalizer unterschiedliche Frequenzen zugeteilt werden. Zu achten ist aber in jedem Fall auf korrekte Phaseneinstellungen an jedem Subwoofer. Hat der verwendete AV-Receiver nur einen Subwoofer-Ausgang, so muss Sie möglicherweise eine Y-Weiche verwendet werden. Bis auf die THX Ultra 2 Modelle von Teufel ist es bei THX Ultra 2 Lautsprechersystemen vorgeschrieben, zwei aktive Subwoofer zu verwenden.

Subwoofer für Musik und Film?

Eine wichtige Frage - denn Filmton und Musik stellen unterschiedliche Ansprüche an den Subwoofer. Bei Musik kommt es auch ganz auf die Stilrichtung an. In der Regel wird für eine effektive Filmtonwiedergabe ein aktiver Subwoofer mit überzeugendem Tiefgang und voluminöser Darstellung gewünscht. Für die Musikwiedergabe ist schnelles Ansprechverhalten, gepaart mit einer hoch liegenden Präzision, gefragt. Daher sollte man vor dem Kauf des aktiven Subwoofers am besten mit Musik- und Filmmaterial testen. Am Rande sei erwähnt: Gute "Universalisten", die Filme und Musik gleichermaßen überzeugend wiedergeben können, sind aufgrund ihrer aufwändigen Konstruktion nicht gerade günstig. Richtig teuer wird es, wenn der aktive Subwoofer auch für DVD Audio und SACD in vollem Umfang geeignet sein soll. Denn die für diesen Einsatz geforderte herausragende Präzision wird nur von recht exklusiven Woofern geboten. Daher unser Tipp: DVD-A und SACD entweder ohne Subwoofer und mit großen Standlautsprechern hören, oder nur mit exzellentem Sub - wenn man sehr hohe Ansprüche an die Präzision und die Struktur der Wiedergabe stellt.

3. Die richtige Verbindung

Wie schließt man den Subwoofer an den AV-Receiver an?

Alle Dolby Digital (bzw. DTS-) Receiver oder -Verstärker besitzen einen Subwoofer-Ausgang, der mit "SUB OUT" oder "LFE OUT" (Low Frequency Effekt) gekennzeichnet ist. Sie erkennen diesen Ausgang auch an einer speziell markierten und beschrifteten ("Sub Out") Cinch-Buchse (In schlecht übersetzten Bedienungsanleitungen wird die europäische Bezeichnung "Cinch" mitunter mit der nur in den USA gebräuchlichen Bezeichnung RCA versehen. Lassen Sie sich nicht verwirren, die Bezeichnungen Cinch und RCA sind gleichbedeutend). Sinnvoll ist es, ein entsprechend hochwertiges Subwoofer-Kabel einzusetzen - wenn man hohe klangliche Anforderungen stellt. Setzt man einen günstigen Subwoofer ein, macht es keinen Sinn, richtig Geld in ein spezielles Kabel zu investieren.

Stecken Sie einen der Stecker in SUB OUT, den anderen Stecker in SUB IN am Subwoofer. Fertig. Es gibt auch Subwoofer die keine Buchse SUB IN aufweisen, sondern nur einen Stereo-Eingang, der rot und weiß bzw. "R" und "L" bezeichnet ist und meist als LINE IN beschriftet ist. Sie können i.d.R. davon ausgehen, dass solche Subwoofer eine interne Y-Weiche besitzen, so dass Sie das Subwooferkabel einfach in einen der beiden Eingänge stecken können, egal ob "L" oder "R". Ganz befriedigend ist dies allerdings nicht. Meist empfehlen die Hersteller daher die Verwendung einer Y-Weiche, die ohnehin i.d.R. im Lieferumfang eines guten Subwooferkabels enthalten ist. Siehe dazu den FAQ-Punkt Y-Weiche. 

Lohnt sich ein hochwertiges Subwooferkabel?

Es gibt verschiedene Ansichten, ob sich ein hochwertiges Subwoofer-Kabel lohnt. Was man auf jeden Fall beachten sollte, dass man ein qualitativ gut verarbeitetes Kabel mit ordentlicher Schirmung einkauft - ein Vermögen muss ein solches Kabel allerdings nicht kosten. Wer es genau wissen möchte, ob ein spezielles Subwooferkabel für ihn in der Praxis einen Nutzen bringt, sollte vor einer nicht unerheblichen finanziellen Investition für ein Subwoofer-Kabel erst einmal selber Probe hören und nicht blind kaufen.Generell gilt: Nur, wenn man einen entsprechend leistungsstarken, anspruchsvollen aktiven Subwoofer einsetzt, ist die Anschaffung eines edlen Subwoofer-Kabels überhaupt in Erwägung zu ziehen. Ob es dann letztendlich sein muss - dafür sollte der persönliche Hörtest ausschlaggebend sein. Ein Ratschlag zum Schluss: Sündhaft teure Subwoofer-Kabel müssen nicht sein - genauso wenig sollte man sich aber eine billige "Beipackstrippe" gönnen. Hochwertige Qualität zum vernünftigen, vertretbaren Preis  - nach dieser Maxime sollte man vorgehen.

Wann und wie ist eine Y-Weiche zu verwenden?

Am Subwoofer eingesetzt, splittet eine Y-Weiche das NF-Signal des LFE-Kanals technisch sauber und verlustfrei auf zwei Leitungen auf. Y-Weichen können direkt in das Subwooferkabel integriert sein (Beispiel: Oehlbach NF 1 Y-Adapter Set), oder aber dem Kabel als seperater Adapter beigefügt sein (Beispiel: THX-Subwooferkabel Monster i201SWHT-6.0M). Auch als unabhängiges Zubehör sind Y-Weichen erhältlich (Beispiel Oehlbach Y-Adapter 6328). Es gibt im Wesentlichen drei Einsatzgebiete für Y-Weichen:

• Wollen Sie zwei Subwoofer einsetzen, der Ausgang Ihres AV-Receivers stellt aber nur eine LFE-Buchse zur Verfügung, so können Sie diese Einschränkung sehr gut mit einer Y-Weiche überwinden. Das eine Ende stecken Sie wie bisher auch in den LFE- (Low Frequency Effekt) Ausgang Ihres AV-Receivers (gelb markierte Cinch-Buchse), die Enden mit den beiden aufgesplitteten Cinch-Steckern stecken Sie jeweils in die Cinch-Buchsen (RCA-Buchsen) für "LFE IN" an jedem der beiden Subwoofer. Den Pegelverlust durch die Verdoppelung der "Verbraucher" können Sie über die Pegelregelungen an den Subwoofer-Bedienpanels ausgleichen. Wenn Sie von vorneherein zwei Subwoofer einplanen, so lohnt es sich, darauf zu achten, einen AV-Receiver mit zwei Subwoofer-Ausgängen (Standard-Ausstattung im High-End-Bereich) zu kaufen. Dies hat den Vorteil, dass an beiden Ausgängen die volle Pegelstärke anliegt. 

• Manche Subwoofer, darunter selbst hochwertige Marken-Modelle sparen sich - aus nicht nachvollziehbaren Gründen - den einzelnen LFE-Eingang und bieten nur die Eingänge "LINE INPUT" als rot und weiß markierte Cinch-Buchsen mit der Bezeichnung "L" für den linken Kanal und "R" für den rechten Kanal an. Sie können zwar das Subwooferkabel einfach in einen der beiden LINE-IN-Eingänge stecken und auf die subwoofer-interne Y-Weiche vertrauen. Die elegantere Lösung ist aber auch hier der Einsatz einer Y-Weiche. Stecken Sie die Enden mit den beiden aufgesplitteten Cinch-Steckern jeweils in die Cinch-Buchsen der beiden) Eingänge "LINE INPUT" (rot und weiß oder "L" und "R"), wobei es in diesem Fall unerheblich ist, welches Kabelende Sie in welche der beiden "LINE IN"-Buchsen stecken. 
  Manche Subwoofer stellen am Anschlusspanel einen zweiten Subwoofer-Anschluss zur Verfügung. Damit können Sie sich eine Y-Weiche sparen und stecken den zweiten Subwoofer einfach am ersten an. 

• Am seltensten tritt der Fall ein, dass Sie zwar am AV-Receiver / AV-Verstärker oder an Ihren Stereo-Endstufen zwei "LINE-IN"-Ausgänge haben, diese jedoch am Subwoofer nicht vorhanden sind. Doch auch in diesem Fall hilft die Y-Weiche. Der Anschluss ist dann einfach umgekehrt zum o.g. Fall. Öfter dürfte der Fall vorliegen, dass an einer Stereo-Endstufe und an einem Subwoofer nur "LINE"-Anschlüsse (rot und weiß oder "L" und "R") vorhanden sind. In diesem Fall brauchen Sie keine Y-Weiche. Verwenden Sie einfach zwei Subwooferkabel. 
  Noch ein Hinweis: Wenn Ihr AV-Receiver zwei mit SUB OUT bezeichnete Subwooferausgänge besitzt, so ist dies kein Einsatzgebiet für eine Y-Weiche, etwa um an beide Ausgänge einen Subwoofer anzuschließen. Der zweite Ausgang ist für einen zweiten Subwoofer gedacht und sollte auch nur zu diesem Zweck verwendet werden.

"Das Aufstellen von Diffusoren, Reflektoren und Absorbern kanndie akustischen Eigenschaften eines Wohnraums stark verbessern. Aber ob sich damit dann noch Familienmitglieder oder Gäste wohlfühlen, ist fraglich. Diese sperrigen Gegenstände nehmen mehrere Quadratmeter in Anspruch! Daher gibt es Alternativen:

 Mit großen Boxen, überlegter Anordnung der Lautsprecherchassis und sinnvoller Auslegung der Weiche kann man bei den Frequenzen, bei denen in Hörposition Auslöschungen und Anhebungen durch Bodenreflexionen auftreten, mit einem Tieftöner die Einbrüche auffüllen, die z. B. durch die Fußboden-Reflexionen beim jeweils anderen Tieftöner erzeugt werden.
 Mit mittelgroßen Boxen, die auch bei größerem Pegel und ordentlicher Qualität bis mindestens 80 Hz hinunterreichen. In Zusammenarbeit mit zwei überlegt aufgestellten Subwoofern, die genau an die Hauptlautsprecher angepasst sein müssen.
 Mit nicht zu kleinen Satelliten-Boxen – (untere Grenze etwa 5 bis 10 Liter pro Stück) – und pro Kanal einer großen (oder zwei kleineren) Bassboxen, die in definierter Entfernung und maximal etwa einem Meter seitlichem Abstand zu den Satelliten, oder links und rechts neben dem Hörplatz, exakt angepasst und aufgestellt sein müssen.
 Um Spitzenergebnisse im Bassbereich zu erreichen, ist ein größerer Aufwand erforderlich: Es geht darum, eine „ebene Wellenfront“ zu erreichen, die dann den Raum von vorn nach hinten weitgehend ungestört von „Lateral-Reflexionen“ (von Seitenwänden, Boden und Decke) durchläuft. Das kann mit mindestens zwei (besser vier) Subwoofern an der vorderen Wand des Hörraumes, oder durch 2 große Standboxen, in denen jeweils zwei Subwoofer integriert sind, erreicht werden. Dann treten fast nur noch Probleme auf, die
von Reflexionen der Raum-Rückwand stammen. Prinzipiell sind drei Methoden möglich, diese Reflexionen zu verhindern, von denen für Wohnräume eine aus praktischen Gründen von vorne herein schon auszuschließen ist:

• Wenn man die Länge des Wohnraums verdoppeln würde und hinter einem schalldurchlässigen Vorhang auf der neuen, „zweiten Raumrückwand“ z. B. 5 Meter lange, spitze Keile aus Dämm-Material (wie in einem schalltoten Raum) montieren würde, könnte man auch Bass-Reflexionen verhindern. Diese Maßnahme wäre natürlich sehr unökonomisch; darüber hinaus würde dadurch aber auch das subjektiv empfundene „akustische Klima“ des Raumes
  leiden.

• Eine sehr aufwändige, in wenigen Fällen vielleicht gerade noch praktikable Möglichkeit wäre es, hinten passive Absorber für die „erste Längsmode“ des Raumes aufzustellen, die bei einer Raumlänge von beispielsweise 6 m eine Frequenz von knapp 29 Hz hat. Bei so tiefen Frequenzen müssen die Absorber sehr große Abmessungen haben, um effektiv zu sein.

• Es gibt jedoch eine wesentlich elegantere, besser wirksame und unauffälligere Möglichkeit, dieses Ziel zu erreichen: wenn an der Rückwand dieses Raumes Subwoofer stehen, die mit einem „time delay“ von 18 milli-Sekunden (also ca. 3 ms pro Meter Raumlänge) gegenphasig angesteuert werden, stellen sie „aktive Absorber“ dar. Weil die (oben genannte) Wellenfront den Raum Hörräume durchläuft und dann vor einer Reflexion an der Rückwand praktisch „komplett aufgesaugt“ wird, führt das zu einer drastischen
  Verringerung der Dröhn-Neigung des Raumes. Was nicht so gut funktioniert: Recht problematisch in dieser Hinsicht sind einzelne Subwoofer, wenn sie in irgendeiner Ecke stehen. Diese können zwar viel Bass erzeugen, die Qualität im Bassbereich ist jedoch manchmal, vor allem mit den kleinern Woofern aus preisgünstigen Komplett-
  Angeboten, deutlich schlechter als die von guten, mittelgroßen, normal aufgebauten Lautsprecherboxen. Der Klang dieser Subwoofer-Satellitensysteme ist meist gekennzeichnet von brummeligen, unpräzisen Bässen, die sich sehr ungleichmäßig im Raum verteilen. Besonders ungünstig sind die Ergebnisse, wenn die Tieftöner des Subwoofers nur durch ein Bassreflexrohr mit der Außenwelt kommunizieren und die nach dem Mehrkammer-Bandpassprinzip arbeiten. Dabei wird der
  letzte Rest Präzision im Keim erstickt; für mittelmäßige Surroundanlagen mag dieses Gebrummel bei der Wiedergabe von
  Filmeffekten ja ganz beeindruckend sein aber für hochwertige Musikwiedergabe ist es unzumutbar."

4. Die richtige Einstellung

Viele Regler und Anschlüsse auf der Rückseite des Teufel M11000 THX Ultra 2

Am aktiven Subwoofer befinden sich verschiedene Einstellmöglichkeiten, wichtig sind vor allem Pegel, Übernahmefrequenz und Phase. Wie Sie diese Parameter richtig einstellen, erfahren Sie jetzt.

Der richtige Pegel

Der einfachste Weg, einen aktiven Subwoofer korrekt einzupegeln, geht über das Setup des angeschlossenen AV-Verstärkers oder -Receivers. Dann verwenden Sie dessen Testtongenerator, um den Subwoofer auf den Rest der Lautsprecher abzustimmen. Am Hörplatz darf die Lautstärke des Subwoofers nicht in Relation zu den anderen Lautsprechern zu leise oder zu laut sein. Wer es mit dem Pegel zu gut meint getreu dem Motto "Bass kann man nie genug bekommen", erhält die Quittung bei heftigen Effektgewittern, wo dann das Equipment rasch an seine Leistungsgrenze kommt. Selbst wenn dies nicht der Fall ist, leidet die Qualität des gesamten akustischen Aufbaus. Anstatt die Effekte mit einem differenzierten, realistischen Aufbau zu erleben, hört man dann nur einen zu aufdringlichen, zu massiven Bass, der das gesamte restliche Klangfundament akustisch komplett zudeckt. Für musikalische Darbietungen eignet sich ein überzogener Pegel ebenfalls nicht, da gerade differenzierte Musik wie Klassik oder Jazz durch ihr hohes Maß an akustischer Feinfühligkeit besonders allergisch auf unpassende Überbetonungen reagiert. Bei Anwendern, die häufig Musik hören, ist eine akribische Einpegelung daher ganz besonders wichtig, da im "worst case" ansonsten jede Freude an der Darstellung des Quellmaterials verloren gehen kann.

Der Pegelregler des aktiven Subwoofers muss aufgedreht werden, anschließend wird der Rest mit dem Testtongenerator des AV-Verstärkers erledigt. Bei THX-Subwoofern ist es üblich, den Pegelregler am aktiven Subwoofer auf den Maximalwert einzustellen. Akustisch anspruchsvolle Hörer, die Wert auf eine absolute akustische Homogenität und Pegelgleichheit legen, sollten die Anlage und somit auch den aktiven Subwoofer mit einem Schallpegelmessgerät (Sound Pressure Level Meter, SPL-Meter) einmessen. Verschiedene aktuelle AV-Receiver haben auch unterschiedlich exakt arbeitende automatisierte Einmeßsysteme mit an Bord.

Was hat es mit der Übergangsfrequenz auf sich? 

Die Übergangsfrequenz (Crossover Frequeny) bestimmt, oberhalb welcher Frequenz Tieftöne von einem Subwoofer nicht mehr verarbeitet werden. Die Übergangsfrequenz kann am Subwoofer eingestellt werden. Ideal ist es, wenn dies stufenlos möglich ist. Oft findet sich jedoch ein Schalter zur stufenweisen Einstellung von z.B. 5 oder 6 Stufen. Die Übernahmefrequeenz, die eingestellt wird, hängt natürlich vom restlichen Lautsprecherequipment ab. Wer THX Ultra- oder THX Ultra 2lizensiertes Equipment verwendet, sollte die THX-Übernahmefrequenz von 80 Hz kennen (mehr über THX-Subwoofer finden Sie bei den "Sonderfällen" am Ende des Textes).

Oberhalb von der eingestellten Übernahmefrequenz bleibt der Subwoofer stumm - und zwar selbst dann, wenn im AV-Receiver / -Verstärker eine höhere Übergangsfrequenz, z.B. bei 120 Hz eingestellt sein sollte. Der Anwender hat zu entscheiden, ob man die Übergangsfrequenz am Subwoofer oder am Receiver regeln will. Bei der jeweils anderen Komponente sollte man die Übernahmefrequenz dann auf den Maximalwert einstellen. 

Warum und wie stellt man die Phase am Subwoofer ein?

Einer der Einstell-Parameter, die man an einem Subwoofer findet, ist die Phase. Ehrlich gesagt: Mit dem Verständnis des Begriffes Phase oder auch Phasenlage in der Lautsprechertechnik tut der akustische Laie sehr schwer. Da sich aber an jedem besseren Subwoofer ein Einstellregler namens "Phase" findet bleibt es uns nicht erspart, uns damit zu befassen. "Phase" bezieht sich allgemein in der Physik auf Zustandsformen. In der Akustik bezeichnet Phase u.a. die zeitlichen Differenzen zwischen Signalen und Signalanteilen der Schallwellen. Mit dem Einstellen der Phase kann man also Laufzeitkorrekturen des Schalls vornehmen. Wichtig: Diese Korrekturen beziehen sich immer auf einen bestimmten Hörplatz. An einem anderen Platz - und sei es auch nur ½ Meter daneben - gilt diese Phaseneinstellung schon nicht mehr. Der Phasenregler am aktiven Subwoofer sieht einen Bereich von 0° bis 180° vor. Die Grundstellung ist 0°. Die Grad-Angabe gibt die Phasenverschiebung zweier Signale relativ zueinander wieder und bezieht sich auf eine Formel deren Erklärung hier zu weit führen würde. Sinn macht eine Phasen-Korrektur nur dann, wenn (A) zwei oder mehr Subwoofer zum Einsatz kommen oder (B) wenn der Tieftonbereich des Subwoofer bzw. der Subwoofer mit dem Tieftonbereich der Breitbandboxen harmonisiert werden muss.

Die optimale Phaseneinstellung ist dann getroffen, wenn die Schallabgabe der Breitband-Lautsprecher und die Subwooferwellen gleichzeitig, d.h. gleichphasig am idealen Hörplatz ankommen. Gleichzeitig muss die Einstellung gewährleisten, dass im Bereich überlappender Frequenzbereiche keine Auslöschungen durch gegenphasige Schallwellen entstehen. Im Ergebnis zeigt sich dann ein in allen Tieffrequenzlagen klar durchstrukturierter Bass, der auch in den Überlappungsbereichen zum Breitbandklangspektrum einen kräftiger und ausdrucksstarken Klangcharakter aufweist. Tipp: Beim Kauf des Subwoofers darauf achten, dass der Phasenregler eine stufenlose Einstellung zulässt.

Es gibt zwei Möglichkeiten, die Phase einzustellen: Entweder man legt sich eine Einmess-CD / -DVD und diverse Messinstrumente zu und versucht, die Phasenlagen nach technischen Parametern optimal einzustellen. Mangels Erfahrung kann dies für den Laien ohne akustische Vorbildung zur Lebensaufgabe werden, die zudem auch noch recht teuer wird. Weitaus erfolgversprechender ist der pragmatische Weg: Man wählt einen optimalen Hörplatz aus, definiert einige typische Tieftonfrequenzen als Testton-Sequenzen und fängt einfach an, nach Gehör zu experimentieren. Ratschlag: Ein Musikstück mit einer sehr tiefen Männerstimme auswählen. Beurteilen Sie nun von idealen Hörplatz aus, in welcher Stellung der Phasenschalter diese Stimme voller und natürlicher klingt. Diese Stellung dürfte dann korrekt sein. Ideal für die Phaseneinstellung ist natürlich ein Subwoofer mit Fernbedienung für die Phaseneinstellung (leider nicht so oft anzutreffen, meist lassen sich Lautstärke und Übernahmefrequenz mittels einer Fernbedienung regeln). Bei einem solchen Subwoofer ist diesen Phasen-Kalibrierung ein Kinderspiel, das nur wenige Minuten dauert - mit tadelosem Ergebnis.

Welche Bedeutung haben Subsonic-Filter?

Subsonic-Filter sind spezielle Hochpass-Filter, die tiefste, nicht hörbare (subsonale) Frequenzen unterhalb von etwa 15 Hz - 20 Hz abschneiden sollen und so das Bass-Chassis vor mechanischer Überlastung und den Subwoofer insgesamt vor störenden-Resonanzen schützen sollen. Subsonic-Filter gibt es als externe Bauteile, die in das NF-Kabel zum Subwoofer eingeschleift werden. Sie können aber auch Bestandteil der Subwoofer-Elektronik sein. Marken-Subwoofer haben entweder kein Problem mit subsonalen Frequenzen oder sie sind von Haus aus mit eingebauten Subsonic-Filtern ausgestattet. Somit stellt sich das Problem, sich mit Subsonic-Filtern befassen zu müssen, in der Praxis des Heimkino-Anwenders im Normalfall nicht.

5.Störungsbehebung

Unkontrollierbare Reaktion des Subwoofers im Standby-Betrieb

Eine gar nicht so seltene Störung: Im Standby-Betrieb schaltet sich der Subwoofer erst bei relativ hoher Lautstärke ein oder er geht bei Null-Pegel nicht mehr auf Standby-Stellungsondern bleibt voll eingeschaltet. In den seltensten Fällen liegt dies an einem Defekt am Subwoofer. Die Ursache ist meist im AV-Receiver oder AV-Verstärker zu suchen. In einigen Fällen verwenden die Hersteller am LFE-Ausgang ein von der Norm abweichendes zu niedriges Signal. Die Folge ist, dass der Subwoofer den Befehl zum Einschalten nicht oder zu spät erkennt. Auch hier kann man strenggenommen nicht von einem durch den Service behebbaren Fehler sprechen. Man hört dann wieder solche Formulierungen wie "bauartbedingt" oder "entspricht den Spezifikationen des Herstellers". Also wieder ein Fall für die Selbsthilfe. Dazu gibt es zwei Lösungsansätze: 

• Stellen Sie im Menu des AV-Receivers / AV-Verstärkers den Subwoofer-Pegel auf Maximum und regeln den Pegel am Subwoofer. So erhalten Sie auf jeden Fall am Subwoofer das maximale vom AV-Receiver / -Verstärker zur Verfügung stellbare NF-Signal. 

• Sollte dieser Lösungsansatz nicht greifen, so bauen Sie eine alternative Verbindung zum Subwoofer auf. Verwenden Sie ein Subwooferkabel mit Y-Weiche oder beschaffen Sie sich eine separate Y-Weiche. Eine Y-Weiche splittet das Signal einer Leitung technisch sauber und verlustfrei auf zwei Leitungen auf. Das eine Ende stecken Sie wie bisher auch in den LFE- (Low Frequency Effekt) Ausgang Ihres AV-Receivers (gelb markierte Cinch-Buchse), das Ende mit den beiden aufgesplitteten Cinch-Steckern stecken Sie am Subwoofer in die Buchsen "LINE INPUT", das sind die rot und weiß markierten Cinch-Buchsen mit der Bezeichnung "L" für den linken Kanal und "R" für den rechten Kanal. Mit dieser zweiten Methode erhöhen Sie bei gegebener Signalstärke die Eingangs-Empfindlichkeit am Subwoofer. 
  

Zunächst ein (schwacher) Trost: Wenn Ihr Subwoofer Brumm-Störungen erzeugt, so befinden Sie sich in guter Gesellschaft. Es handelt sich um eine der häufigsten und lästigsten Störungen an Heimkino-Anlagen. Man kann ohne Übertreibung sagen, dass die Ursachen in 95 % der Fälle nicht in einem Fehler am Subwoofer begründet liegt, sondern in externen Einflüssen. Doch das Gute ist, dass sich die Ursachen durch eine systematische Vorgehensweise mit nahezu 100%iger Sicherheit beheben lassen. Es gibt grob gesagt drei Ursachen für Brummen am Subwoofer - wobei das Brummen durchaus auch mittel- oder unmittelbar vom Subwoofer verursacht sein kann, sich aber nur über die Hauptlautsprecher äußert.

• Ein sehr schwaches Brummen, das unabhängig von der Lautstärke besteht. Dieses Brummen ist normal und technisch nicht vermeidbar (Der Techniker sagt "bauartbedingt") - solange es tatsächlich sehr leise und schwach auftritt. Es entsteht durch eine Einstreuung des elektromagnetischen Feldes des Endstufen-Transformators in das Magnetsystem des Tiefton-Chassis im Subwoofer. Idealerweise sollte dieses Brummen nur dann hörbar sein, wenn Sie sich mit dem Ohr direkt an den Ausgang des Bassreflex-Kanals begeben. 

• Ein deutliche hörbares Brummen, das sich in Abhängigkeit der Stellung des Lautstärkepegel-Reglers ändert. In diesem Fall handelt es sich mit hoher Wahrscheinlichkeit um Störungen, die aus dem Subwooferkabel resultieren. In den meisten Fällen hilft es, ein hochwertiges und entsprechend gut geschirmtes Subwooferkabel (das im Übrigen auch für den Bassklang Vorteile bringt) einzusetzen. In hartnäckigen Fällen können sich im Kabel Mantelströme aufbauen. Für diese Fälle gibt es auf das Kabel aufclippbare Mantelstromfilter. Hilft auch das nicht, dann suchen Sie Ihren Raum nach elektronmagnetischen und hochfrequenten Störquellen ab. Experimentieren Sie mit der Verlegung des Kabels. Oft hilft es schon, ein am Boden liegendes Kabel um wenige Zentimeter zu verschieben. 

• Sehr lautes Brummen, unabhängig von der Lautstärkeregelung. In diesem Fall ist meist eine Masse- oder Brummschleife die Ursache. Wir empfehlen zunächst unbedingt die Anschaffung einer speziellen Netzleiste mit Netzfilter und Überspannungsschutz/Blitzschutz. Wichtig: Alle Netzkabel der AV-Anlage in diese eine Netzleiste stecken. Die meisten Brummstörungen resultieren nämlich aus unterschiedlichen Erdungspotentialen und eben die sind durch Verwendung einer Netzleiste für alle Anschlüsse von Haus aus ausgeschlossen (sofern alle Geräte korrekt geerdet sind). Statten Sie alle Antennenanschlüsse mit einem Mantelstromfilter aus - oder besser: Verwenden Sie Antennenkabel mit integriertem Mantelstromfilter (z.B. das Hama Antennenkabel 42763). Werden mit Schutzleiter versehene Geräte - oft bei Subwoofern der Fall - und nicht mit Schutzleitern ausgestatte Geräte - oft bei AV-Receivern der Fall - miteinander über NF-Kabel verbunden, so entsteht Brummen oft dadurch, dass die Masseleiter der NF-Buchsen an den Geräten unterschiedliche Potentiale aufbauen, die sich über die NF-Leitung zwischen Subwoofer und AV-Receiver auszugleichen versuchen, was das Brummen erzeugt. Bei hochwertigen Markengeräten darf dies normalerweise nicht vorkommen. Wenn es vorkommt, handelt es sich aber meist um einen "Fehler" im Grenzbereich der Spezifikationen, so dass Selbsthilfe angebracht ist - und sie ist recht einfach: Schaffen Sie eine Verbindung zwischen dem Schutzleiter (gelb-grüner Leiter) des Netzkabels und dem masseführenden Teil der der Cinch-Buchse. Vorsicht: Wer sich nicht 100%ig auskennt ,sollte unbedingt einen Fachbetrieb beauftragen! 

5. Sonderfälle

THX Ultra 2 und die Auswirkungen auf  den Subwoofer (siehe dazu auch die Teufel-Website)

Wer einen THX Ultra 2-lizensierten Subwoofer ersteht, erwirbt einen Bassisten, der sehr hohen Anforderungen gerecht werden muss, um dieses Prädikat zu erhalten.Dies soll nicht heißen, dass überragende aktive Subwoofer grundsätzlich eine THX-Lizenz mitbringen müssen, das THX-Zertifikat garantiert aber, dass die Bassisten, die dieser Norm entsprechen, überdurchschnittlich leistungsfähig sind. 

Zunächst wollen wir kurz erläutern, was die THX Ultra 2 Norm überhaupt beinhaltet.

• THX Ultra 2 ist die erste THX-Variante, die vollständig für digitale Heimkino-Tonnormen entwickelt wurde. Auch die Extended Surround-Tonnormen von Dolby und von DTS wurden bei der Entwicklung berücksichtigt. So bietet THX Ultra II auch ein weiter gehendes Post Processing, DTS ES Discrete 6.1 ist ebenfalls voll integriert: Der zusätzliche diskrete Kanal auch als ein solcher erkannt und mit dem THX Post Processing versehen.

• Neu bei Ultra 2: Die Aufteilung in Cinema- und Music Mode. Der Cinema Mode ist optimiert für Wiedergabe von 5.1-Material über ein 7.1-Lautsprechersystem und soll die Vorteile von Extended Surround auch bei eigentlich in 5.1 vorliegendem Material akustisch optimal ausnutzen. Alle 8 an einem EX-System beteiligten Lautsprecher werden optimal aufeinander abgestimmt. Um dies für den Back Surround-Bereich zu ermöglichen, stellt der Heimcineast die Entfernung zwischen den beiden Back Surround Lautsprecher ein. Diese Einstellung benötigt THX Ultra 2, damit ASA (Advanced Speaker Array) richtig arbeiten kann und die Surround- und Back Surround-Klangkulisse als homogenes Ganzes erscheint. Wer Material hat, welches in Dolby Digital 5.1 EX vorliegt, verwendet nach wie vor THX Surround EX und nicht THX Ultra 2 Cinema. 

• Erstmalig bei THX gibt es auch einen Music Mode, der besonders für DTS 96/24 und  Musik-DVDs in DD 5.1 und DTS 5.1 prädestiniert ist. Der Music Mode nutzt die Lautsprecher-Aufstellung eines THX EX-Systems mit zwei Surround- und zwei Back Surround-Lautsprechern, die Boxen werden jedoch anders konfiguriert als für die Wiedergabe von Heimkino-Ton: So wird die linke Surround- mit der linken Back Surround-Box zusammengeschaltet, die rechte Surround- mit der rechten Back Surround-Box. Sinn dieses Unterfangens ist es, räumlich gesehen zwischen dem jeweiligen Surround- und Back-Surround-Lautsprechers eine Phantomschallquelle zu erzeugen, deren Klangeindruck aufgrund der Position und des Abstrahlverhaltens dem Klangbild eines normalen Direktstrahlers (also der Lautsprecherart, die für die akkurate Musikwiedergabe am besten geeignet ist) ähnlich sein soll. THX will somit erreicht haben, dass über ein und dasselbe Lautsprechersystem sowohl die Musik- als auch die Kinotonwiedergabe qualitativ überzeugend vonstatten gehen soll. In der Praxis entpuppt sich THX Ultra II Music nicht als "fauler Kompromiss", sondern als brauchbares Feature: So wird eine raumfüllende, aber trotzdem präzise Musikwiedergabe von guter Dynamik erreicht. Auch wenn nicht das Niveau physisch vorhandener Direktstrahler erreicht wird: Im Rahmen der Möglichkeiten einer virtuellen Erzeugung ist das Ergebnis beachtlich gut. 

• Neu: Die Boundary Gain Compensation. Die Funktion ist für die Verwendung des Verstärkers mit einem THX Ultra 2-zertifizierten Subwoofer bestimmt und hat folgende Aufgabe: Bestimmte akustische Voraussetzungen des Hörraums (Struktur der Wände, Aufbau des Raums) sowie die Position des Hörplatzes und des Subwoofers sorgen in verschiedenen Fällen für eine störende Überbetonung der tiefen Frequenzen, so dass der Subwoofer manchem Hörer als zu dominant erscheint. Hier greift die Boundary Gain Compension ein und gleicht übermäßig starke Basstöne, die auf einem Grenzverstärkungseffekt beruhen, aus.

• Um alle THX Ultra 2 Features nutzen zu können, ist ein komplettes 7.1 Lautsprechersystem erforderlich.

Hier eine Beschreibung der Änderungen in Bezug auf den Subwoofer von der Teufel-Website:

THX Ultra 2 verlangt im Vergleich zur THX Ultra Norm wesentliche Änderungen in Bezug auf den aktiven Subwoofer. Die Anforderungen für die Subwoofer wurden erheblich verändert und verschärft:

1. Der Frequenzgang wurde im Tiefbassbereich erweitert

2. Der unverzerrte Dynamikumfang wurde erheblich erhöht

3. Die Anforderung an die Frequenzganglinearität nochmals gesteigert

Vor- und Nachteile von aktiven Subwoofern mit extremem Tiefgang

Bereits die nach der alten THX Ultra-Norm entwickelten Subwoofer hatten sehr hohe Anforderungen zu erfüllen und erbrachten daher besonders gute Leistungen. Sie werden auch in Zukunft auf Grund ihrer hohen Gesamtqualität einen festen Platz im Markt haben und sollten wegen des nach wie vor hervorragenden Preis/Leistungsverhältnisses unbedingt in die engere Wahl gezogen werden. Insbesondere gilt dies vor nachfolgendem Hintergrund: Nach der alten Norm waren untere Grenzfrequenzen zwischen 27 und 35 Hz für die Subwoofer vorgeschrieben - eine sehr sinnvolle Auslegung, die sich mit Teufels seit 15 Jahren zu diesem Thema ausgeübten Beratungspraxis deckte. Es macht nämlich keinen Sinn, in einem durchschnittlichen Wohnraum Subwoofer einzusetzen, die eine tiefere Grenzfrequenz besitzen, als sie der Raum selbst aufweist. Die Wiedergabe wird unsauber.

Im umgekehrten Fall, dass ein Subwoofer mit einer höheren unteren Grenzfrequenz spielt, als sie der Raum besitzt, führt dies in der Regel zu einer sehr präzisen Wiedergabe, die darüber hinaus sehr hohe unverzerrte Lautstärken ermöglicht. Soll in einem entsprechend großen Raum ein Subwoofer mit einer Grenzfrequenz von 20 Hz eingesetzt werden, ist zu bedenken, dass zum Erreichen einer kinogerechten Abhörlautstärke ein Subwoofer mit einer Grenzfrequenz von 20 Hz ca. die doppelte Schalleistung erbringen muss wie ein Konkurrent mit 30 Hz-Grenzfrequenz. Steht jetzt nicht genügend Membranfläche zur Verfügung, geht dem Probanden trotz der spektakulären 20 Hz-Angabe schnell die Luft aus.

Daraus folgt eine goldene Produktionsregel: Konstruiere einen Subwoofer für normale Räume mit einer unteren Grenzfrequenz zwischen 32 und 35 Hz. Diese leisten in einem derartigen Raum, alles was möglich ist, können aber auch größere Räume tadellos und kräftig beschallen, ohne dass sie bei dieser Aufgabe kläglich scheitern. Entwickelt man einen Subwoofer mit 20 Hz-Grenzfrequenz, muss er so bemessen sein, dass er die für ihn prädestinierten sehr großen Räume auch mit entsprechendem Schalldruck versorgen kann.

Praktisch bedeutet das, dass ein Subwoofer mit einem sehr guten 30 cm-Tieftöner jetzt zwei davon benötigt. Das Lautsprechergehäuse muss sich leider auch verdoppeln. Alles Andere ist "Effekthascherei".

Man erkennt unschwer, dass die alte THX-Auslegung durchaus sinnvoll war und noch immer ist. Was hat THX bewogen, nun doch die 20 Hz zur Norm zu erheben? Man wollte sicherstellen, dass in großen Räumen mit entsprechend tiefer Eigenresonanz das gesamte Spektrum bis zum tiefsten Ton hörbar ist - und das bei maximalen unverzerrten Schalldrücken, die keine Kompromisse kennen. Große Subwoofer mit sehr viel Membranfläche und sehr kräftigen Endstufen mit 650 Watt Sinus und über 1000 Watt solider Impulsleistung sind die Bausteine, die für derartige Höchstleistungen notwendig sind.

Alle diejenigen, die einen Raum mit einer Eigenresonanz von ca. 30 Hz und höher zur Verfügung haben und trotzdem gerne in den Genuss eines Subwoofers nach THX Ultra 2 kommen wollen, bieten die neuen THX Ultra 2-Steuergeräte ein integriertes Bassmanagement an, das bei Bedarf eine Begrenzung der Tieftonwiedergabe mit einer idealen Flankensteilheit von 12 dB pro Oktave bei 35 Hz möglich macht. 

Die Eigenresonanz Ihres Hörraumes lässt sich übrigens in sinnvoller Näherung selbst ausrechnen. Nehmen Sie den größten Abstand zwischen zwei parallelen Wänden in Metern und teilen den gemessenen Wert durch die Hälfte der Schallgeschwindigkeit (ca. 170 m/sek). Beispiel: Die Raumgröße beträgt 8 x 6 Meter. D. h.: 170:8 = 21. Die Raumresonanz beträgt somit ca. 21 Hz. 

THX verlangt für die neue THX Ultra 2-Lizenzierung eine Grenzfrequenz von 20 Hz, dabei dürfen die Verzerrungen selbst bei extrem hohen Abhörpegeln die 2%-Marke nicht überschreiten. Die Linearität muss im gesamten Übertragungsbereich im 1 dB-Fenster liegen. Es gibt bislang praktisch keine Subwoofer auf dem Markt, die eine derartig herausragende Linearität besitzen und so geringe Klirrwerte bis zu 20 Hz hinab realisieren können. Üblich sind bei diesen Bedingungen eher Werte um 15%. Die neuen THX Ultra 2-Subwoofer stellen mit Sicherheit das dar, was man state-of-the-art nennt. Sie sind ein Maßstab für allen zukünftigen Subwoofer-Entwicklungen.

Wer den Bass förmlich spüren und sich völlig in die Effekte hineinversetzen möchte, wird sich für unseren nächsten "Sonderfall" interessieren:

Was bewirken Transducer und wie werden sie konfiguriert?

Transducer ist das englischsprachige Fachwort für "Körperschallerzeuger" (auch Bass-Shaker oder Bass-Kicker genannt). Dies sind technische Bauteile, die subsonale oder auch hörbare Tieftonfrequenzen in Bewegungsenergie umsetzen und den Zuschauer so das Vibrieren des Bodens - Fahren einer U-Bahn, Rollen eines Panzers oder stampfende Dinosaurier - körperlich spüren lassen. Und zwar ohne den beim Subwoofer erforderlichen Umweg über den Luftschall. Im Originalfilmton werden solche Freqenzanteile gezielt beigemischt und können von speziell ausgestatteten Kinos (z.B. IMAX-Kinos) auch entsprechend reproduziert werden. Und natürlich kann man dieses Vergnügen auch im Heimkino genießen. Beispiel: Die heranwalzenden Panzer in "Der Soldat James Ryan" mit und ohne Transducer oder alle Teile von "Jurassi Parc". Wer auf Authentizität viel Wert legt, wird hier seine Liebe zu Transducern entdecken.

Transducer gibt es bei gutsortierten Heimkino-Händlern zu kaufen - z.B. den Clark Synthesis Tactile TST-329. Die Preisunterschiede zwischen Billig-Shakern, wie es sie auch in verschiedenen Katalogen zu finden sind, und professionellen Bauteilen, die baugleich u.a. auch in Flug- und Panzer-Simulatoren zum Einsatz kommen, sind groß. Nur die professionellen Transducer erweisen sich im Härtetest bei subsonalen Frequenzen auch bei hohen Pegeln dynamikstark und geben die Filmeffekte authentisch wieder.

Zum Anschluss braucht der Home Theatre-Freak einen graphischen Equalizer (mit möglichst vielen Bändern auch im Tieftonbereich), eine möglichst leistungsstarke Endstufe und einen oder besser zwei Transducer. Mit einer Y-Weiche oder aus der Durchschleifbuchse am Subwoofer wird das LFE-Signal vom Subwoofer-Kanal abgezapft und in die Vorstufen-Eingänge der Endstufen geleitet. Die Lautsprecher-Ausgänge werden mit den Transducern verbunden. Die Transducer selbst schrauben Sie am besten fest unter einer Art Podestboden, einer Sitzreihe oder dem Rahmen eines Sofas. Die Befestigung an einem schwimmenden Estrich ist theoretisch auch möglich, sollte aber sorgfältig überlegt sein. Wenn sich das Vorhaben realisieren lässt, ist die Wirkung ideal. Von einer Befestigung an Stahlbetonböden ist allerdings abzuraten - nicht wegen der Transducer (die würden es schaffen), sondern wegen dem hohen Stromverbrauch der dafür erforderlichen Endstufen. Ist alles angeschlossen brauchen, Sie nur noch den Equalizer so zu regeln, dass alle Frequenzen über etwa 40 Hz ausgeblendet werden. Experimentieren Sie ruhig ein wenig. Je nach verbundenem Resonanzkörper kann die ideale Übergangsfrequenz auch bei 45 oder 50 Hz, oder auch bei unaufdringlicheren 35 Hz liegen. Der zweite Parameter ist der Pegel, den Sie am Equalizer oder an den Endstufen regeln können. Pegel und Übergangsfrequenz sind in ihrer Wirkung wechselseitig voneinander abhängig, so dass es fast unendlich viele Einstellmöglichkeiten gibt. Testen Sie einfach anhand einer typischen Szene (gut geeignet ist das o.g. Panzerrollen im o.g. "Der Soldat James Ryan") immer wieder, wie die Effektwiedegabe eine optimale Wirkung erzielt.

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Wichtige Hersteller aktiver Subwoofer und von Subwoofer-/Satellitensystemen (ohne Anspruch auf Vollständigkeit):

• Boston Acoustics

• B&W

• Canton

• Celestion

• Dynaudio

• ELAC

• KEF

• Klipsch

• Infinity

• Jamo

• JBL

• Magnat

• Miller&Kreisel

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• Quadral

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• Teufel

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