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8. Nah-/Fernfeldspeaker

Lautsprecher > Hifi-Lautsprecher

Seit einiger Zeit dominieren die Wörter "Nahfeldmonitor" und "Fernfeldmonitor" die technisch geprägten Diskussionen in den Hifi Foren. Meist fällt in diesem Zusammenhang auch das Wort Hallradius.

Hallradius

Entfernt man sich von einem Lautsprecher, so nimmt die Intensität des Direktschalls mit zunehmender Entfernung quadratisch ab  (vgl. Oberfläche einer Kugel). Der Lautsprecher erzeugt zusätzlich ein diffuses Schallfeld welches den Direktschall überlagert. Das diffuse Schallfeld entsteht durch Mehrfachreflexionen im Raum und ist relativ homogen verteilt - und damit unabhängig von der Entfernung zum Lautsprecher gleich laut.

Der Abstand vom Lautsprecher bei dem der Direktschalles so laut ist wie der Pegel des Diffusfeldes Hallradius oder neudeutsch Critical Distance genannt. Für eine qualitativ hochwertige Wiedergabe muss
innerhalb des Hallradius gehört werden.

Der Hallradius ist abhänig vom Bündelungsverhalten des Lautsprechers und vom Reflexionsverhalten des Raums. Beide Einflussgrößen sind stark Frequenzabhängig, daher ergibt sich für jede Frequenz ein eigener Hallradius.

Ein üblicher Hifi-Lautsprecher in einem normalen Raum hat einen Hallradius von etwa 30cm (leider kein Tipfehler). Große Mainmonitore schaffen unter Studiobedungungen etwas mehr als 2 Meter.



Abbildung 1: Hifilautsprecher schaffen eine Hallradius von meist deutlich weniger als einem Meter



Die Konsequenz aus dieser Aussage in aller Deutlichkeit: Das Hören im Hallradius ist in normalen Wohnungen quasi unmöglich. Eine High End Anlage aus möglichst teuren Einzelkomponenten erwerben und diese auf gut Glück im Raum platzieren ist aus technischer Sicht sinnlos.

Es gibt hier drei verschiedene Ansätze, die von den Lautsprecherherstellern angewendet werden um mit dieser Problematik umzugehen. Die häufigste Variante wird mit unterschwelligen Sarkasmus als “Hallsauce” bezeichnet . Zwei andere Begriffe in diesem Kontext sind Nahfeldhören und Fernfeldhören.

Nahfeldhören

“Nahfeld”: Eigentlich - es gibt kaum ein Wort in der Hifi-Technik, was so oft falsch interpretiert wird.

Schaut man in Fachbücher findet man die ursprüngliche Bedeutung von Nahfeld. Das ist der Bereich direkt vor dem Schallstra
hler Schalldruck und Schallschnelle nicht direkt voneinander abhängen. Im Nahfeld ist Energie gespeichert. In diesem Bereich fabriziert ein Basslautsprecher Luftbewegungen die bei höheren Pegeln ein Blatt Papier zum zittern bringen können - ohne das das Ohr die hier Musik als lauter warnimmt als an den windstillen Stellen im Raum. Zu diesem Thema gibt es eine große Bandbreite an Matheaufgaben um Studenten an Hochschulen zu quälen.

Die nächste Bedeutung von Nahfeld ist die Interpretation von technischen Laien. Ein Nahfeldmonitor verlangt vom Hörer, dass er direkt vor den Lautsprechern sitzt. Damit ist er grundlegend ungeeignet für Wohnzimmer. Diese Aussage ist genauso einfach wie falsch.

Bei hochwertiger Stereophonie hat das  Nahfeldhören eine völlig andere Bedeutung: Der Lautsprecher ermöglicht es im Hallradius zu hören. Der Lautsprecher kann die auf der CD gespeicherte Räumlichkeit abbilden, ohne dass der Reflexionsschall des Raumes diese in Klangbrei verwandelt. Das schaffen einige Nahfeldmonitore deutlich besser als viele Hifi-Lautsprecher. Und das gilt nicht nur für Tonstudios sondern auch in Wohnräumen. Wie sie es schaffen? Durch eine deutliche Bündelung.

Fernfeldmonitor

“Fernfeldmonitor”: Diese Lautsprecher versuchen mit einer extrem starken Bündelung auch unter ungünstigen Situationen den Hörplatz irgendwie in den Hallradius zu zwingen. Sie ermöglichen unter schwierigen akustischen Umständen von hohen Hörabständen und deutlichen Reflexionen immer noch Nahfeldbedingungen. Somit stellen diese Lautsprecher extrem niedrige Ansprüche an den Hörraum - hat jedoch das gleiche Ziel wie ein Nahfeldmonitor.

Fernfeldmonitore eignen sich meist auch sehr gut zum Nahfeldhören. Hierzu müssen die Lautsprecherchassis nah genug beieinander sein, dass das Klangbild nicht auf die einzelnen Chassis zerfällt. Ausserdem muss das Abstrahlverhalten ausreichend gleichmäßig sein, dass  Kopfbewegungen nicht direkt zu einer Verfärbung des Schallt führen.

Fernfeldlautsprecher sind optisch einfach zu erkennen: Sie sind groß wie Kühlschränke und haben große Chassis. Die Schallbündelung, gerade bei tiefen Frequenzen, erfordert große stark bündelnde Lautsprecherchassis, 40mm Basschassis die bis in den unteren Mittelton betrieben werden sind keine Seltenheit. Der Mittel/Hochton wird in der Regel durch Hörner, Waveguides, große Bändchen
oder Koaxchassis auf eine starke Richtwirkung getrimmt.

Wie bereits weiter oben erwähnt: Selbst unter Studiobedingungen schaffen Fernfeldmonitore selten mehr als 2m Hallradius. Für die Hörbedingungen in schlecht gedämmten Wohnzimmern sind sogar Fernfeldmonitore nicht ausreichend.


Abbildung 2: Backes und Müller Lautsprecher mit starker Bündelung


Mini-Fernfeldmonitore

In stark gedämpften Räumen kann auch ein breit strahlender Lautsprecher als Nahfeldmonitor verwendet werden - hierzu werden alle Chassis werden klein gegen die Wellenlänge gehalten. Durch eine breite und regelmäßige Abstrahlung können viele Hörplätze verfärbungsfrei und hochwertig beschallt werden.

In realen Wohnräumen sind breit strahlende Lautsprecher jedoch oft
überfordert - bei breit strahlenden Lautsprechern in normalen Wohnzimmern müsste der Hörer weniger als 30cm vor den Lautsprechern sitzen um sich im Hallradius zu befinden. Das ist unpraktikabel.

Gleichzeitig soll der Lautsprecher wohnzimmertaugliche Dimensionen haben, Schallwandbreiten von mehr als 20-30cm machen Lautsprecher unverkäuflich. Der Einsatz von 40mm Basschassis ist daher ausgeschlossen. Als Kompromiss ergeben sich Mini-Fernfeldmonitore welche im Grundton zu kleine Chassis haben, im Hochton jedoch stark bündeln um zumindest in den hohen Frequenzbereichen eine gute Phantomquellenabbildung ermöglichen zu können. Das Abstrahlverhalten kann nicht frequenzneutral erfolgen, wohl aber stetig. Eine schmalbandige Überbetonung von einzelnen Frequenzen kann durch geeignete Trennfrequenzen, flache Filter, Waveguides oder diverse andere Tricks erreicht werden.

Mini-Fernfeldlautsprecher bieten immer eine grundtonlastige Verfärbung. Diese Verfärbung kann nicht nur einen Equalizer angehoben werden, weil der Direktschall sonst unnatürlich schrill würde.  Mini-Fernfeldmonitore werden im professionellen Bereich oft als Nahfeldmonitore verkauft - welche das Wort Nahfeldmonitore eigentlich weniger verdienen als Fernfeldmonitore.


Abbildung 3: Der Hersteller Adam bietet professionelle Monitore und Lautsprecher für den Privatgebrauch an


Hallsaucenwerfer

“Hallsaucenwerfer”: Diese etwas flapsige Formulierung, die es nur selten in die Literatur schafft, verzichtet auf Nahfeldbedingungen.
Dieser Lautsprechertyp möchte aktiv sein Klangbild mit dem Diffusschall aus dem Wohnzimmer verfeinern. Er strahlt in der Regel recht breit ab und befördert den Hörplatz ausserhalb des Hallradius. Eine technisch saubere Bühnenabbildung zu realisieren ist quasi unmöglich.

Wie bereits an anderer Stelle erwähnt werden Pop-Aufnahmen oft in schalltoten Räumen aufgenommen. Eine "technisch richtige Bühnenabbildung" unter Nahfeldbediungen würde solche Aufnahmen etwas steril klingen lassen. Nahfeldbedingungen machen nur bei "richtigen" Aufnahmen sinn, bei denen eine Bühnendarstellung auf dem Datenträger vorhanden ist, welche es darzustellen lohnt.

Doch zurück zum "Hallsaucenwerfer":

Die Geometrie des menschliche Ohrs beeinflusst den einfallenden Schall bevor er das Trommelfell erreicht- siehe auch HRTF im Kapitel Kopfhörer. In diesem Kontext kommt es zu charakteristischen Verfärbungen des Schalls. Diese verwendet das Gehirn zur Lokalisation der Schallquelle. Tiefergehende Untersuchungen zu diesem Thema wurden von Jens Blauert durchgeführt - was bestimmte lokalisationsdominante Frequenzbänder zu der Bezeichnung der Blauertschen Bänder verhalf.

Ein der Ohrgeometrie nachempfundenes Empfinden eines präsenten Kla
ngs ist durch Anheben der Frequenzbänder zwischen - 400 Hz und 3-4 kHz, sowie auch durch Absenken von Frequenzen um 1 kHz erreichbar. Analog führt ein Anheben der Frequenzen um 1 kHz zu einem etwas diffusen Eindruck. Das Wort Badewannenfrequenzgang beschreibt die entsprechende Abstimmung der Lautsprecher.

Hifi-Hersteller kenn und nutzen massiv diesen Effekt. In einigen offensichtlichen Fällen wird der axiale Frequenzgang direkt etwas angehoben. Bei Messungen in der Fachpresse fällt dies technisch informierten Hörern direkt negativ auf. Eine deutlich dezentere aber ebenso wirkungsvolle Variante einen besonders präsenten Klang zu errechen kann der Hersteller auch durch und eine gezielte Auswahl der Trennfrequenzen verwenden, um in bestimmten blauertschen Bändern besonders breit abzustrahlen. Durch eine Betonung der Frequenzen oberhalb von 10kHz kann die Lokalisation der Instrumente sogar hinter den Hörer verlegt werden - was einen Hauch von Surroundsound in die Stereowiedergabe bringt. Die zugehörige Klangbeschreibung ist ein "Klang der sich schön von den Lautsprechern löst".

Sogar einige Fernfeldmonitore haben leichte Anhebungen bestimmter Frequenzbänder um beim Einsatz leicht ausserhalb des Hallradius möglichst nah an die "richtige" Abbildung zu kommen.

Einige Hersteller versuchen einen besonderen Sound mit wohnzimmertauglichen Lautsprecherabmaßen zu erzielen und nutzen gezielt die  Blauertschen Bänder um eine möglichst gute Abbildung zu erreichen. Andere Hersteller setzen auf eine möglichst neutrale Widergabe und versuchen trotz der Einschränkungen durch zu kleine Lautsprecher mit einer guten Directivity zu punkten. Andere Hersteller produzieren Lautsprecher in der Größe von Kühlschränken und vermeiden so technische Kompromisse.

Wie auch immer man es dreht oder wendet: Im Tonstudio sollte unter Normbedingungen abgemischt werden. Und werd den "richtigen" Klang will, muss auch seine private Anlage auf dieses Ideal hin optimieren.

Wer hauptsächlich auf Effekt getrimmte Musik aus der Hitparade hört (was nicht abwertend gemeint ist) kann mit einem üblichen Hifi Lautsprecher besser beraten sein, als wenn er alles auf Nahfeldbedingungen ausrichtet. Auch einige Beulen im Frequenzgang sind nicht zwangsläufig negativ zu bewerten - immerhin soll Musikhören Spaß machen.

Wer die Chance hat, sollte sich jedoch auch technisch "richtige" Kombinationen aus Hörraum und Lautsprecher anhören. In Kombination mit guten Aufnahmen werden diese von vielen Hörern sehr positiv bewertet. Ich persönlich hatte meine beeindruckensten Hörerlebnisse unter Nahfeldbedingungen - und das sogar mit Musik welche gelegentlich im Radio läuft.

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