27. Subwoofer-Platzierung
Veröffentlicht: 5.10.2022
Autor: Karsten Hein
Kategorie: High Fidelity
Subwoofer sind spezialisierte Lautsprecher, die die Hauptlautsprecher einer HiFi-Anlage bei der Wiedergabe von Frequenzen am unteren Ende des Spektrums unterstützen. Bei der Aufstellung von Subwoofern ist es wichtig zu bedenken, dass sie sich ähnlich verhalten wie größere Lautsprecher, so dass viele der für die Aufstellung relevanten Prinzipien gleich bleiben. In öffentlichen Foren und auf Fachseiten habe ich manchmal gelesen, dass Subwoofer eine gewisse Freiheit bei der Aufstellung zulassen, da die Quelle der tiefen Frequenzen für das menschliche Ohr schwieriger zu lokalisieren ist. Dies scheint jedoch nur in geringem Umfang und für sehr spezielle Anwendungen zu gelten, wie z. B. für den LFE-Kanal (Low Frequency Effects) einiger Heimkino-Systeme.
Die Vorstellung, dass die Position eines Subwoofers keine große Rolle spielt, beruht auf der richtigen Beobachtung, dass Subwoofer meist irgendwo zwischen 100 Hz und 50 Hz ansetzen, abhängig von der Grenzfrequenz der Hauptlautsprecher, wo die Schallwellen bereits eine beträchtliche Länge haben, während unsere Ohren nur etwa 17,5 cm voneinander entfernt sind, um die feinen Unterschiede im Timing zu erkennen. Das macht zwar durchaus Sinn, und doch wollte ich mehr über die genauen Wellenlängen erfahren und begann zu recherchieren. Hier ist eine Tabelle mit einigen Wellenlängen, die normalerweise mit Subwoofern in Verbindung gebracht werden. Sie wurden bei Raumtemperatur und einer geschätzten Schallgeschwindigkeit von 343,2 Metern pro Sekunde berechnet. Änderungen der Umgebungstemperatur, des Luftdrucks und der Feuchtigkeit wirken sich auf die Schallgeschwindigkeit aus und können daher zu leicht abweichenden Ergebnissen führen:
Subwoofer Frequenzen & Wellenlängen
- 35 Hertz (Hz) = 9.8 Meter (m)
- 50 Hertz (Hz) = 6.9 Meter (m)
- 60 Hertz (Hz) = 5,7 Meter (m)
- 80 Hertz (Hz) = 4,3 Meter (m)
- 100 Hertz (Hz) = 3,4 Meter (m)
- 150 Hertz (Hz) = 2,3 Meter (m)
Die Tabelle zeigt, dass die für Subwoofer relevanten Schallwellen zwischen zwei und zehn Metern lang sind. Man könnte also zu dem Schluss kommen, dass diese so lang sind, dass der genaue Standort des Subwoofers zu vernachlässigen ist. In der Praxis habe ich jedoch festgestellt, dass die Quelle des Schalldrucks oft dennoch wahrnehmbar bleibt, vor allem bei Subwoofern, die nach vorne abstrahlen. Während die Platzierung für Subwoofer, die nur den Filmton unterstützen sollen, vielleicht nicht so wichtig ist, profitieren audiophile Zweikanal-Setups von einer exakten Positionierung und sorgfältigen Integration mit den anderen Lautsprechern im Raum. Aus diesem Grund sollte die Notwendigkeit eines Subwoofers für ein System am besten nach der berühmten englischen Kommaregel entschieden werden: “If in doubt, leave it out.”
Tatsächlich habe ich noch kein einziges HiFi-Stereo-Setup mit nur einem Subwoofer gehört, das bei einer Vielzahl von Musikstücken reibungslos funktionierte, ohne bestimmte Aspekte der Musik zu überzeichnen oder zu ersticken oder den Standort des Subwoofers zu verraten. Der Grundsatz ist: Wenn Sie den Subwoofer hören können, wenn er die geringste Aufmerksamkeit auf sich zieht, ist Ihre Aufgabe bei der Platzierung und Kalibrierung Ihrer Anlage noch nicht erledigt. Was mich zudem von einem frühen Einstieg in das Thema Subwoofer abgehalten hat, war meine eigene Skepsis gegenüber dem Einsatz von DSPs. Zwar habe ich selbst noch keinen Spitzen-DSP verwendet, doch ich hatte das Privileg, zu mehreren Gelegenheiten professionell eingemessene DSPs in Aktion zu hören, und stellte fest, dass man - sofern der Hörplatz nicht gerade der Fahrersitz eines Autos war - durch eine richtige Auswahl der Komponenten und eine bessere Platzierung dieser im Rack und im Hörraum ähnlich gute, wenn nicht sogar bessere Ergebnisse hätte erzielen können.
Bei meinen eigenen Experimenten zur Platzierung von Subwoofern beschloss ich daher, ohne DSP, Equalizer, Klangregler und Lautstärke zu arbeiten, um auf die Unterschiede im Klang zu hören. Die einzigen Anpassungen würden über die in den Lautsprechern eingebauten Regler vorgenommen. Der Subwoofer, den ich für meine Tests verwenden wollte, war unser aktiv betriebener "Dream 2 Sub", der 2012 von der chinesischen Firma Dragon Audio hergestellt wurde. Ursprünglich hatte ich diesen Subwoofer zusammen mit unseren Shure 701 “Pro Master" PA-Lautsprechern erworben, und dies sollte auch die Kombination für meinen Test sein. Die Shure-Lautsprecher waren mit einem L-Poti zur Abschwächung der Höhen ausgestattet, speziell um die Hörner in kleineren Hörräumen zu zügeln. Und der Dream 2 verfügte über einen Eingangslautstärkeregler, eine Trennfrequenzeinstellung von 20 bis 200 Hz (leider nicht skaliert) sowie einen 180°-Umschalter zur Phasenkorrektur. Alle anderen Ergebnisse mussten allein durch die Aufstellung der Komponenten erreicht werden. Eine aktive Frequenzweiche kam dabei nicht zum Einsatz.
Zu den Anfängen meiner Recherchen zum Thema Lautsprecheraufstellung war ich des Öfteren auf den Proportionalwert von einem Fünftel (1/5) gestoßen. In diesen Artikeln und Videos wurde suggeriert, dass die Aufstellung der Lautsprecher und des Hörplatzes bei etwa einem Fünftel der Raumtiefe ein lohnender Ausgangspunkt sei, um mit der Feinabstimmung zu beginnen. Es scheint, dass aufgrund der unterschiedlichen Frequenzlängen und der Überlappung mehrerer Frequenzen an dieser Stelle weniger hörbare Spitzen oder Einbrüche im kritischen Bassbereich zu erwarten sind. Je näher die Lautsprecher und der Hörplatz zur Wand hin Wand platziert werden, desto mehr dominieren Bassfrequenzen die Musik. Wenn die Lautsprecher und der Hörplatz weiter von der Wand entfernt sind, hat dies den gegenteiligen Effekt. Peter Englisch hat hervorragende Arbeit geleistet, um eine wesentlich genauere Platzierung von Lautsprechern für den Hifi-Bereich und von Musikinstrumenten für Bands zu ermöglichen, auf ich in einem späteren Bericht eingehen werde.
Auch die Seitenwände spielen eine Rolle bei der Klanggleichung. Lautsprecher sollten nicht in unmittelbarer Nähe der Seitenwände aufgestellt werden, um den Anteil der Seitenwandreflexionen zu verringern. Der Abstand zu den Seitenwänden sollte auch nicht derselbe sein wie der Abstand zur Vorderwand. Es wird manchmal gesagt, dass eine Abweichung von 1/3 ein guter Ausgangspunkt sei. In einem rechteckigen Raum, in dem die Vorder- und Seitenwände unterschiedlich lang sind, können Sie möglicherweise mit einem Abstand von 1/5 zu den Seitenwänden als Ausgangspunkt für Ihre Feinabstimmung gute Ergebnisse erzielen. Falls dies nicht der Fall ist, können Sie Ihre Lautsprecher schrittweise näher an die Mittelachse des Raumes heranbringen. In meiner grafischen Darstellung sehen Sie, dass der Raum in jeder Richtung in fünf Quadrate unterteilt wurde, um die ungefähren Ausgangspunkte für die Aufstellung der Lautsprecher anzugeben. Die ersten Komponenten, die im Raum aufgestellt wurden, waren der linke und der rechte Lautsprecher (LL und LR).
Die Abbildung zeigt auch, dass die Couch so positioniert ist, dass der Kopf des Zuhörers etwa ein Fünftel von der Rückwand entfernt ist. Der linke und der rechte Lautsprecher (LL und LR) wurden in einem Winkel von zehn Grad (10°) zum Hörplatz hin ausgerichtet. Da es sich bei den Shure 701 Pro Master um horngeladene Lautsprecher handelt, die auf eine Abstrahlcharakteristik von 60° kalibriert wurden, war ein kleiner Eindrehwinkel ein guter Ausgangspunkt. Ich habe die Position des Treibers mit einer schwarzen Linie auf dieser Seite des Lautsprechers markiert und den Horn-Effekt der Shure-Lautsprecher mit einer unterbrochenen schwarzen Linie gekennzeichnet. In Anbetracht der Gegebenheiten meines realen Hörraums habe ich die Lautsprecher etwas enger aufgestellt und sie auch etwas näher an der Vorderwand positioniert. Dies war ein Kompromiss zwischen der Nutzung des Raums als Hörraum und als Wohnzimmer für die Familie.
Die 1/5-Einteilung des Raumes gilt bei weitem nicht für alle Lautsprecher oder Räume. Die Snell A-Series beispielsweise bevorzugt eine Aufstellung in unmittelbarer Nähe zu den Wänden des Raums und funktioniert auch nicht so gut, wenn sie in Richtung Hörposition eingedreht aufgestellt wird. Bei der Aufstellung von Lautsprechern suchen wir meist nach der Position, in der die Lautsprecher in den Raum passen. Mit etwas Zeit und Erfahrung lässt sich diese Position immer finden. Ich habe jedoch festgestellt, dass die Shures als Großmembran-Lautsprecher von dieser Regel profitieren, ebenso wie unsere Martin Logan SL3 und die Snell C-IV, die wir hier getestet haben. Und obwohl wir gerade dabei sind, die Platzierung von Subwoofern zu erforschen, muss die richtige Platzierung der Stereokanäle zuerst erfolgen, da die beiden miteinander verbunden sind. Sofern Sie Ihr System nicht ausschließlich zur Verstärkung von Filmeffekten einrichten, bei denen Sie vielleicht immer noch den lautesten Knall bevorzugen, müssen Lautsprecher und Subwoofer zu einer akustischen Einheit zusammenfinden.
Bei der Platzierung des Subwoofers habe ich nach der audiophilsten Aufstellungsmöglichkeit gesucht, wobei ich davon ausgehe, dass der Begriff "audiophil" ausgewogene Tonalität, Freude und Agilität, Nuancierung und Instrumententrennung bedeutet, und all dies eingebettet in Glaubwürdigkeit und Homogenität. Wie wir sehen werden, hatte die Veränderung der Position des Subwoofers einen tiefgreifenden Einfluss auf all diese Faktoren, oft auch bis zu dem Punkt, an dem die Vorzüge des Zweikanal-Setups gänzlich zunichte gemacht wurden.
Ich begann meine Erkundungen damit, den Subwoofer links neben dem rechten Lautsprecher (S/R) zu platzieren. Da unser HiFi-Rack den Platz in der Mitte der Vorderwand einnahm, konnte ich auch keine zentralere Position wählen. Bei einem ersten Hörtest machte sich die Position des Subwoofers dann unangenehm bemerkbar und erdrückte förmlich den Klang. Ein leichtes Eindrehen des Subwoofers brachte keine große Verbesserung, aber als ich begann, den Subwoofer vorwärts und rückwärts zu bewegen, konnte ich die daraus resultierenden Veränderungen mit jedem Zentimeter hören. Als der Subwoofer schließlich final im Raum aufgestellt war, war ich überrascht, dass er fast bündig mit den Hauptlautsprechern war. Aber aus der Perspektive des Hörplatzes ragte er tatsächlich sogar nach vorne heraus.
Vor meiner Zeichnung des Raums hätte ich angenommen, dass eine bündige Platzierung des Subwoofers mit den Lautsprechern auch das beste Ergebnis bringen würde, da das Wellensignal den Hörer gleichzeitig erreichen würde, aber das Zeichnen des Radius um den Kopf des Hörers zeigte schnell, dass ein ähnlicher Hörabstand eine weiter zurückliegende Position des Subwoofers erfordert hätte. Ich vermute, dass, dass der Fehler in meiner visuellen Einschätzung durch den geringen 10° Eindrehwinkel der Hauptlautsprecher verursacht worden war, der sich zur Verbesserung der Parameter Stereotrennung und Tonalität bewährt hatte. Weshalb klang der Subwoofer dann aber phasenrichtig, wenn er bündig mit den Hauptlautsprechern stand? Es scheint, dass dies auf eine Phasenverzögerung zurückzuführen war, die durch die eingebaute aktive Frequenzweiche des Subwoofers verursacht wurde, und dass die kürzere Distanz des Subwoofers zur Hörposition diese Verzögerung ausglich.
Beim Hören von Musik in bündiger Position des Subwoofers konnte ich hören, dass Bassläufe eine echte Geschichte zu erzählen hatten und dass sie von mehreren Instrumenten erzeugt wurden. Es gab viele gestaffelte und kontrastierende Bassläufe anstelle nur eines einzigen Basses. Ich genoss diesen Zuwachs an klanglichen Nuancen und musikalischen Einsichten, aber ich konnte immer noch den Druck und die Kraft des Subwoofers spüren, die von rechts kamen, was mich unzufrieden und unruhig machte. Das mag daran gelegen haben, dass die Shure-Lautsprecher mit dem kompletten Signal gespeist wurden und auf natürliche Weise dort ausklangen, wo es ihre Rolle als PA-Topteile erforderte, anstatt von der aktiven Frequenzweiche ebenfalls abgeschnitten zu werden. Aber da mir die Tonalität und Musikalität des Setups gefielen, hätte ich einfach lieber einen solchen Subwoofer unter jedem Shure-Lautsprecher gesehen, der perfekt mit den Hauptlautsprechern phasengleich ist, um das Stereobild auszubalancieren und sämtliche Bassnuancen zu erhalten. Wenn ich also einen zweiten Subwoofer besessen hätte, wäre dies wohl meine Lieblingsposition gewesen.
Da sich die Eingangstür zu unserem wahrhaftigen Hörraum auf der linken Seite der vorderen Wand befand, musste unsere HiFi-Anlage den Eingangsbereich frei lassen und war auf die verbleibende rechte Wand ausgemittelt. Aufgrund dieses kleinen Ungleichgewichts konnte ich nicht umhin, mich zu fragen, ob die Aufstellung des Subwoofers rechts vom linken Lautsprecher (S/L) eine bessere Raumintegration ermöglichen würde. Doch ich stellte schnell fest, dass dies nur zu einem dominanten Bassdruck auf der linken Seite führte. Vielleicht hätte es besser funktioniert, den einzelnen Subwoofer direkt vor uns zu platzieren, aber wenn man den Radius um den Hörplatz herum betrachtet, wird man feststellen, dass dies keinen Platz für einen nach hinten belüfteten Subwoofer lässt. Bei meinen weiteren Versuchen ergab die Eckaufstellung (S/C) einen langsamen, unmusikalischen und übermäßig basslastigen Klang. Wenn man den Radius um den Hörplatz betrachtet und die Länge der Diagonale im Raum bedenkt, ist diese Erkenntnis vielleicht nicht allzu überraschend. Der übermäßig wummernde Klang in dieser Position wurde sicherlich noch dadurch verstärkt, dass der Dream 2 seine beiden Bassreflexrohre auf der Rückseite hat.
Man könnte meinen, geschlossene und nach unten abstrahlende Subwoofer hätten vielleicht Vorteile in Bezug auf die Aufstellungsflexibilität geboten. Doch besaß ich einst einen solchen Subwoofer aus der Canton Karat-Serie, der immer deplatziert klang, egal wo er stand. Ich habe gehört, dass zwei nach unten abstrahlende Subwoofer in der Nähe des Hörplatzes bei Filmen gut funktionieren können, und das mag für Systeme mit DSP und Laufzeitkorrektur zutreffen, doch bei klassischen 2-Kanal-Setups ohne DSP dürften sich solche Verzögerungen und Phasenverschiebungen als problematisch erweisen. Bei der Platzierung unseres DA-Subwoofers, der von vorne und hinten abstrahlt, entschied ich schließlich, dass eine Position im 90°-Winkel hinter einem der Hauptlautsprecher am besten funktionierte. Bei dieser Anordnung war die Position des Subwoofers nicht leicht zu orten. Außerdem stellte ich die Basslautstärke so ein, dass der Subwoofer in seiner Aktivität nicht mehr wahrnehmbar war, bis er dann ausgeschaltet wurde und wir die Basstöne schmerzlich vermissten. Mit dem 90°-Winkel verlor ich leider auch die Präzision, die ich mit dem nach vorne bündige stehenden Subwoofer erlebt hatte. Die zuvor geschätzten Bassnuancen und die Bassstaffelung waren nun weit weniger ausgeprägt, und auch der Bassdruck hätte beeindruckender sein können.
Ich sprach mit Freunden aus der Branche über meine Feststellungen, und sie gaben mir zu bedenken, dass Subwoofer mit rückwärtigem Reflex schwierig zu platzieren seien, da sie eine eingebaute Verzögerung des nach hinten abgestrahlten Basses verursachten, der von den Wänden abprallt. Sie hätten ein Design mit Frontausgängen bevorzugt. Sie machten mich auch auf das Ungleichgewicht zwischen dem einzelnen 30-cm-Tieftöner, der die Bassfrequenzen einbrachte, und den zwei 38-cm-Mitteltönern aufmerksam. Diese Abstimmung würde zu unbeabsichtigten Laufzeitunterschieden führen, da der Subwoofer dies mit einer viel höheren Amplitude kompensieren müsste. Sie wiesen auch darauf hin, dass die integrierte aktive Frequenzweiche des Subwoofers vermutlich einen saubereren Übergangspunkt ergeben hätte, wenn man sowohl die Topteile als auch den Subwoofer durch diese hätte laufen lassen. Beide Experten stimmten mir zu, dass die Verwendung von zwei Subwoofern von angemessener Größe und Konfiguration durchaus von Vorteil gewesen wäre.
Zusammenfassend kann ich sagen, dass Subwoofer auch Lautsprecher sind und bei der Aufstellung als solche behandelt werden sollten. Wenn man mit Vollspektrum-Hauptlautsprechern arbeitet und der Subwoofer nur unterhalb von 40 Hz eingreift, muss man sich vielleicht nicht so viele Gedanken über die exakte Platzierung machen, obwohl der Höreindruck dennoch davon profitieren würde. In Verbindung mit Lautsprechern wie den Shure 701 Pro Master, die einen zusätzlichen Tieftöner benötigten, der den Bereich zwischen 50 und 60 Hz abdeckte, machte die exakte Platzierung des Subwoofers jedoch einen deutlichen Unterschied. Gute Ergebnisse lassen sich eher mit zwei Subwoofern als mit einem einzigen erzielen. Dies gilt insbesondere für diejenigen unter uns, die ein audiophiles Stereo-Hörerlebnis mit gut abgestimmter und angemessener Musikalität suchen.
Zu berücksichtigende Parameter
- Raumbreite, -tiefe und -höhe
- Raumausstattung und Wandbehandlung
- Aufstellungsabstände und Abstrahlwinkel
- Phasen- und Zeitkohärenz
- Subwoofer-Öffnungen und -Lüftungen
- Tiefbass und Übergangsfrequenzen
- Membrangrößen- und Massenkohärenz
