Wenn Sie planen, ein HiFi-Musiksystem zu kaufen, sind Ihnen vielleicht Begriffe wie Hochtöner, Mitteltöner und Tieftöner begegnet – aber was bedeuten diese Begriffe?
Bieten diese Treiberkonfigurationen auch eine bessere Klangqualität?
Wie hören wir Schall?
Bevor Sie sich mit Lautsprechern und ihrer Funktionsweise befassen, ist es wichtig zu verstehen, wie Klang entsteht. Einfach ausgedrückt, Schall ist eine Vibration, die Ihr Ohr erreicht.
Bei einem Musikinstrument wie einer Trommel entsteht der Klang durch physikalische Erzeugung von Schwingungen durch Schläge auf das Becken oder die Bassdrum. Einmal angeschlagen, vibriert das Trommelfell und erzeugt eine Druckwelle in den nahegelegenen Luftmolekülen, die eine Schallwelle erzeugen. Diese Schallwelle ist nichts anderes als eine Reihe von Kompressionen und Verdünnungen, die sich durch die Luft ausbreiten.
Wenn diese Schwingungen Ihr Ohr erreichen, vibriert das Trommelfell, sodass Sie den Klang der Trommel hören können.
Das menschliche Ohr kann nur Geräusche zwischen 20 Hz und 20.000 Hz hören. Außerhalb dieses Bereichs kann unser Ohr nichts verarbeiten. Außerdem nimmt unser hörbarer Bereich mit zunehmendem Alter des Menschen tendenziell ab.
Wie funktionieren Lautsprecher?
Nachdem wir nun ein grundlegendes Verständnis davon haben, wie Schall entsteht, können wir uns ansehen, wie Lautsprecher Schallwellen erzeugen.
Im Gegensatz zu einer Trommel, die durch Vibrieren des Trommelfells Schallwellen erzeugt, verwendet ein Lautsprecher Konzepte des Magnetismus, um Schall zu erzeugen. Einfach ausgedrückt verwendet ein Lautsprecher drei Hauptkomponenten, um Schallwellen zu erzeugen, und zusammengenommen wird er als Treiber bezeichnet. Eine kurze Übersicht darüber finden Sie im Folgenden:
- Membran: So wie eine Trommel ein Fell hat, verwendet ein Lautsprecher eine Membran, um Schwingungen zu erzeugen. Diese Membran ist eine dünne Membran aus Papier, Metall oder Kunststoff, die mit der Schwingspule verbunden ist.
- Schwingspule: Wie der Name schon sagt, ist die Schwingspule eine Kupferspule, die wie ein Elektromagnet wirkt, wenn Strom durch sie fließt. Der Strom in der Schwingspule ändert sich basierend auf dem Audiosignal, das die Membran vibriert.
- Permanentmagnete: Die Membran und die Schwingspulen befinden sich zwischen einem Satz Permanentmagneten. Diese Kombination aus Permanentmagneten und Elektromagneten erzeugt Schall.
Nachdem wir nun ein grundlegendes Verständnis der Komponenten haben, aus denen ein Lautsprecher besteht, können wir uns ansehen, wie er funktioniert.
In den meisten Fällen ist der Lautsprecher mit einem digitalen Gerät verbunden, z ein Computer oder ein DAC. Diese Geräte senden Audiosignale an den Lautsprecher, die dann verarbeitet und an die Schwingspule gesendet werden. Diese Audiosignale sind eine Kombination verschiedener Sinuswellen.
Sobald diese Sinuswellen die Schwingspule erreichen, induzieren sie einen variierenden Strom in der Schwingspule und wandeln sie in einen Magneten um, der seine Polarität basierend auf dem Eingangssignal ändert.
Da nun Membran und Schwingspule vom Magnetfeld eines Permanentmagneten umgeben sind, an Anziehungs-/Abstoßungskraft wird basierend auf der Polarität des Magnetfelds auf die Schwingspule ausgeübt besitzt.
Es ist dieser grundlegende Mechanismus von temporären und permanenten Magneten, der Lautsprechern hilft, Musik mit großer Genauigkeit wiederzugeben, aber es gibt einen Haken; Ein einzelnes Diaphragma kann nicht alles.
Hochtöner, Mitteltöner und Tieftöner erklärt
Sie sehen, die Musik, die wir hören, kann Klänge haben, die von 20 Hz bis 20.000 Hz variieren, und eine einzelne Membran kann nicht vibrieren, um eine so große Bandbreite an Frequenzen zu erzeugen. Daher verwendet ein Lautsprecher Membranen unterschiedlicher Größe, um dieses Problem zu lösen.
Aufgrund der unterschiedlichen Membrangröße geben verschiedene Treiber bestimmte Frequenzen genauer wieder. Dieser Größenunterschied erzeugt Hochtöner, Mitteltöner und Tieftöner.
Hochtöner
Hochtöner erzeugen hochfrequente Töne. Obwohl verschiedene Lautsprecher unterschiedliche Frequenzbereiche für Hochtöner haben, werden Hochtöner in den meisten Fällen verwendet, um Klänge im Frequenzbereich von 2.000 Hz bis 20.000 Hz zu erzeugen.
Da der Hochtöner Töne in einem hohen Frequenzbereich erzeugen muss, verwendet er eine Membran mit kleinem Durchmesser. Aufgrund der geringen Größe kann der Hochtöner bei höheren Frequenzen vibrieren und schrille Klänge mit großer Genauigkeit erzeugen. Darüber hinaus ermöglicht das Design mit kleiner Membran, dass der Hochtöner gut funktioniert, ohne viel Strom zu verbrauchen.
Mittelklasse-Treiber
Wie der Name schon sagt, sind Mitteltöner darauf ausgelegt, Töne in der Mitte des für den Menschen hörbaren Frequenzbereichs zu reproduzieren. Normalerweise arbeiten diese Lautsprecher im Bereich von 500 Hz bis 4.000 Hz. Aufgrund dieses Frequenzbereichs ist der Ausgang der Mittelhochtöner ziemlich flach.
Allerdings liegen die meisten Vocals und Instrumente in jeder Musikkomposition im mittleren Frequenzbereich, weshalb es unerlässlich ist, einen Treiber zu haben, der bei der Erzeugung dieser Frequenzen gut funktioniert.
Der Mitteltöner liegt von der Membrangröße her zwischen Hoch- und Tieftöner.
Woofer
Der Tieftöner eines Lautsprechersystems erzeugt den tiefsten Teil des Frequenzspektrums und fügt Ihrer Musik den Bass hinzu. Bezogen auf den Frequenzbereich arbeiten die meisten Woofer im Bereich von 20 Hz bis 2.000 Hz.
Um diese niederfrequenten Töne zu erzeugen, verwendet der Woofer eine große Membran, die es ihm ermöglicht, viele Luftmoleküle in Schwingung zu versetzen. Aufgrund seiner Größe kann der Woofer jedoch nicht bei sehr hohen Geschwindigkeiten vibrieren, wodurch verhindert wird, dass er hohe Töne erzeugt.
Eine weitere Sache, die bei Woofern zu beachten ist, ist, dass das Gehäuse, in dem sie platziert sind, auch den Bass beeinflusst, den sie erzeugen. Aus diesem Grund platzieren die meisten Lautsprechersysteme den Woofer in einem unabhängigen Gehäuse, um eine bessere Basswiedergabe zu bieten.
Wie erreicht das Audiosignal von Ihrem Computer die verschiedenen Treiber?
Wenn Sie Musik über Ihre Lautsprecher abspielen, gelangt ein einzelner Audiostream vom Computer zum Lautsprecher. Dieses Audiosignal wird dann von der Frequenzweiche basierend auf dem Lautsprecherdesign geteilt.
Der Crossover-Netzwerk ist ein elektronisches Gerät, das die Frequenzen in einem Audiosignal in verschiedene Unterfrequenzen aufteilt.
Wenn Sie also einen Lautsprecher mit einem Hochtöner, einem Mitteltöner und einem Tieftöner haben, wird das Audiosignal von Ihrem Computer in drei Teile geteilt. Einer für den Tieftöner, der aus dem niederfrequenten Audiosignal besteht. Zweitens ein Audiosignal im mittleren Frequenzband für den Mitteltöner und schließlich ein hochfrequenter Audiostream für die Hochtöner.
Alle diese Signale werden gleichzeitig an die verschiedenen Treiber gesendet und bieten ein immersives Audioerlebnis.
Sollten Sie einen Lautsprecher mit mehreren Treibern kaufen?
Die Musik, die wir hören, ist eine Verschmelzung mehrerer Frequenzen. Daher erzeugt die Verwendung eines Single-Driver-Designs zur Wiedergabe von Musik einen mittelmäßigen Klang.
Wenn Sie also auf der Suche nach einem phänomenalen Klangerlebnis sind, sollten Sie sich einen Lautsprecher mit dedizierten Treibern zulegen, die darauf ausgelegt sind, bestimmte Frequenzen zu erzeugen und so ein immersiveres Musikerlebnis zu bieten.
