Workshop Beschallungskonzepte Teil 2

WORKSHOP

Beschallungskonzepte

Planspiele mit dem PA-System (2)

Der Workshop

Diese neue Praxis-Reihe

thematisiert die akustischen

Probleme in unterschiedli-

chen Räumen und erklärt,

wie Sie diese durch ge-

schicktes Platzieren Ihrer

Lautsprecher lösen können.

In dieser Ausgabe geht es

um die Gretchenfrage, ob die

PA mono oder stereo betrie-

ben werden soll. Daneben

soll geklärt werden, wann

Delay-Lines nötig sind und

wie diese optimal eingerich-

tet werden.

Tobias Jacobs ist

als Promoter für den

Lautsprecherher-

steller HK Audio

tätig und hat lang-

jährige Erfahrung

in den Bereichen

Beschallung und

Tontechnik bei der zeusaudio GmbH in

Koblenz gesammelt.

Das richtige Aufstellen der Lautspre-

cher in ihrer Umgebung ist sehr wichtig,

da die Raumakustik bei jedem Auftritt

anders ist und damit neue Anforderungen

an den Aufbau einer PA stellt. Waren

diese Anforderungen im Grundlagenbei-

trag dieser Serie (TW 4/08) noch recht

einfach – es ging um das Vermeiden von

Reflexionen und den richtigen Einsatz

des Subwoofer – sollen nun sehr viel kom-

plexere Räume mit gutem Sound versorgt

werden.

In diesem L-förmigen Raum (siehe Abb.

rechts) wurde der Musiker (mal wieder)

denkbar schlecht platziert. Und schon

beim ersten Betrachten der Skizze wird

deutlich, dass mehrere Faktoren die

Soundqualität negativ beeinflussen und

durch einen geschickten Aufbau der

Boxen ausgeglichen oder zumindest et-

was abgemildert werden müssen:

•

Asymmetrie des Raums und der zu be-

schallenden Publikumsfläche

•

Distanz zwischen Lautsprecher und

Musiker

•

Sinnvolle Darstellung von Mono- und

Stereosignalen schwer

•

Vor dem Musiker freier Platz, der später

eventuell als Tanzfläche beschallt wer-

den muss

Möglichkeit 1:

Würde man in diesem

Raum beide Lautsprecher dicht beim Musi-

ker positionieren und im Stereobild ab-

strahlen lassen, wäre der obere Teil des

Publikums unbeschallt.

Möglichkeit 2:

Natürlich könnte man

den Raum von der unteren Längsseite

homogen beschallen, jedoch würde der

Zuschauer dann jegliche Ortung für die

Position des Musikers verlieren. Dies ist

vor allem beim Einsatz akustischer Instru-

mente (bei kleineren Räumlichkeiten gilt

dies auch für den Gesang) nicht wün-

schenswert, da man doch durch seine

musikalische Darbietung in einen Dialog

mit dem Publikum treten möchte. Das

Klangbild würde sich aus drei Quellen

mit drei Positionen zusammensetzen und

wäre dann eher diffus.

Der Raum teilt sich

in mehrere Zonen

Nach Betrachtung der Skizze stellt man

fest, dass der Raum in unterschiedliche

Zonen aufgeteilt ist. Aus professioneller

Sicht gibt es bei einem Beschallungssystem

mit zwei Topteilen in solchen L-förmigen

Räumen zwei Aufstellungsalternativen, die

Raum mit Nebenraum – Draufsicht

Häufig gesehen: Der Platz für die Musiker ist ungünstig,

um den Raum mit konstanter Qualität zu beschallen.

Tastenwelt 5/08

Raum mit Nebenraum – Stereobeschallung

In diesem Aufstellungs-

beispiel strahlen die Boxen

jeweils nur die Hälfte des

Stereo-Signals ab.

Raum mit Nebenraum – Monobeschallung

In diesem Aufstellungs-

beispiel strahlt jede Box

dasselbe Signal ab.

Auswirkungen des Aufbaus

auf das Stereo-Bild

Im Idealfall würden jetzt die Hauptsig-

nalanteile über beide Lautsprecher abge-

geben werden (zum Beispiel: die Stimme,

Instrumente), und man verzichtet auf das

einseitige Zuordnen auf eine Box im klas-

sischen Stereobild. Da die Beschallung in

zwei Zonen aufgeteilt wird, erlebt der Zu-

hörer das Signal hauptsächlich aus einer

Schallquelle.

Tastenwelt 5/08

zur Diskussion gestellt werden sollen: Im

ersten Aufbau ist genau darauf zu achten,

dass die Lautsprecher entsprechend ihres

Abstrahlwinkels (Mitteltöner, Hochton-

horn) auf die jeweilige Publikumszone

gedreht werden, um eine Überlagerung in

der Mitte des Raums zu vermeiden. In

überlagerten Bereichen hat man es näm-

lich mit unterschiedlichen Laufzeiten der

Schallwellen zu tun, was zu teilweisen

Überhöhungen oder Auslöschungen im

Frequenzbild führt (Phasenverschiebun-

gen). Der Sound wirkt in diesem Über-

lagerungsbereich entweder drucklos oder

wummert; unter Umständen kann es auch

dazu kommen, dass die Stimme einen

unangenehmen Flanger-Effekt erhält.

Werden die Lautsprecher so ausgerich-

tet, dass jede Box einen eigenen Bereich

beschallt, ist es wichtig, den Lautsprecher

in der Achse vom Musiker zu den Zuhö-

rern aufzustellen. Die Aufmerksamkeit

wird so in die Richtung des Musikers (der

eigentlichen Schallquelle) gelenkt.

Die zweite Variante, diesen Raum kor-

Diese Signalverteilung setzt voraus, dass

alle potentiellen Stereo-Signalquellen (Key-

rekt zu beschallen, beschäftigt sich also

mit der Problematik, allen Zuhörern im

boards, Sampler, E-Drums) nur in Mono für

Raum das vollstän-

dige Signal der mu-

sikalischen Wieder-

gabe zu präsentieren.

Im Sinne einer mög-

lichst authentischen

Wiedergabe aller vor-

handenen Signal-

anteile im entspre-

chenden Verhältnis

(Soundmix) ist es

sehr sinnvoll, auf

eine künstliche Ste-

reobasis zu verzich-

ten, indem jeder

Lautsprecher ein mo-

no summiertes Sig-

nal abgibt. Es geht

hier ausdrücklich um

ein summiertes Sig-

nal, das mit zwei se-

paraten Lautspre-

chern – zielgerichtet

auf das gesamte Pub-

likum – für eine

möglichst direkte Be-

schallung des sorgt.

Bei dieser Aufstel-

lungsvariante wird

eine Signalverteilung

verwendet, die man

als Dual-Mono be-

zeichnen könnte.

WORKSHOP

Beschallungskonzepte

beide Kanäle verwendet werden. Die elek-

tronischen Signalquellen besitzen in der

Regel eine integrierte Elektronik, welche die

Stereo-Informationen beider Kanäle (rechts

und links) korrekt auf einen Kanal zusam-

menlegt. Auch die verwendeten Effektgeräte

sollten auf diese Art ausschließlich mono

betrieben werden. Einfacher wird es, wenn

das verwendete Mischpult bereits über ei-

nen so genannten Mono-Summen-Bus ver-

fügt. In diesem Fall verwendet man dieses

Signal für die Wiedergabe. Man verbindet

die Mono-Quelle mit beiden Kanälen der

Endstufe. Bei vielen Powermixern kann

man hierfür die Mono-Summe unverstärkt

abgreifen und dann mittels Klinken-Patch

auf die internen Endstufen-Kanäle legen.

Der Vorteil von Systemen mit zwei Top-

teilen ist, dass man die genannten mono

summierten Signale mit Hilfe einer guten

Aufstellung der Boxen so zum Zuhörer

bringt, dass die Ortbarkeit der Musik und

Belange der Beschallung gleichermaßen

berücksichtigt werden. Mit einer einzigen

Punktschallquelle ist dies nicht machbar.

Differenz der Laufzeiten

Eine zweite Boxenreihe, die ohne Zeitverzögerung arbeitet, erzeugt

wegen der unterschiedlichen Schall-Laufzeiten ein diffuses Klangbild.

Ausgleich der Schall-Laufzeiten mit Delay

Laufzeiten des Audiosignals

mit Delay-Lines ausgleichen

Die folgende Beschallungssituation beschäf-

tigt sich mit einem Platz von ca. 40 Metern

Länge. Viele Musiker werden die Proble-

matik kennen, die sich bei solchen Be-

schallungen bezüglich der gleichmäßigen

Lautstärkeverteilung ergibt: Wenn die Dis-

tanz zwischen Lautsprechern und den hin-

teren Zuhörern größer wird, stellt man fest,

dass die Lautstärke über die Entfernung zu

diesen weiter entfernten Zuhörern er-

heblich abnimmt. Versucht man dies zu

kompensieren, ergibt sich eine zu hohe

Lautstärke für die vordere Hälfte des

Raums oder Platzes. Dies gilt insbesondere

für die Frequenzen, welche die Wiedergabe

des Gesangs und der Melodie-Instrumente

im Mittel-Hochton-Bereich tragen. Die

Lautstärke tiefer Frequenzen hingegen

nimmt über die Entfernung hin weniger ab.

Dies liegt daran, dass das Signal kurzwelli-

gerer (höherer) Frequenzen dem Luftwider-

stand stärker ausgesetzt ist, als das lang-

wellige energiereiche Bass-Wellen Signal.

Um die gleiche Qualität der Sprach-

verständlichkeit bis in die letzte Zuhörer-

reihe zu gewährleisten, ist es bei größeren

Entfernungen ratsam, das Signal über eine

weitere Boxenreihe auch in den hinteren

Teil der Räumlichkeit zu übertragen.

Hierbei gilt es allerdings zu beachten, dass

die Ausbreitung von Schallwellen einer

zeitlichen Dimension unterliegt, d.h. Schall

benötigt Zeit, um die Strecke zwischen

Um die unterschiedlichen Schall-Laufzeiten der beiden Boxenreihen

auszugleichen, wird ein so genannter Delay-Prozessor eingesetzt.

Schallquelle und Zuhörer zurückzulegen.

Diese Geschwindigkeit nennt man Schall-

geschwindigkeit, sie beträgt bei einer mitt-

leren Raumtemperatur von ca. 20 Grad

Celsius 343 m/s. Das bedeutet, dass ein

akustisches Ereignis für eine Strecke von

20 m ca. 58 ms benötigt. Wenn man jedoch

in dieser Entfernung eine zweite Laut-

sprecherreihe aufbaut, so wird das Signal

zunächst ohne jede Verzögerung zeitgleich

mit dem Signal der ersten Beschallungsreihe

ausgestrahlt (siehe Grafik oben).

Aufgrund der Funktionsweise des mensch-

lichen Gehörs sind zwei Schallquellen für

den Zuhörer bereits ab einem zeitlichen

Abstand von 7 ms differenzierbar. Das be-

deutet für das genannte Beispiel, dass die

Zuhörer in unmittelbarer Nähe der zwei-

ten Beschallungsreihe beide Signale, das

der ersten und zweiten Boxenreihe, zeit-

versetzt wahrnehmen. Man bezeichnet die-

se zeitliche Differenz auch als Laufzeit-

differenz. Dies führt ohne entsprechende

Maßnahmen zu einem stark diffusen Klang-

bild für die Zuhörer in der Nähe der zwei-

ten Beschallungslinie.

Um diesen Effekt zu verhindern, bedient

man sich eines so genannten Line-Delays,

welches das Signal für die zweite Beschal-

lungsreihe entsprechend der Entfernung

verzögert. Man verzögert also das elektri-

sche Signal für die hinteren Lautsprecher

so lange, bis die Laufzeit des akustischen

Schallsignals kompensiert wird. Die kor-

Praktischer Helfer für knifflige Beschallungssituationen:

Klinken-Patch zur Mono-Beschaltung der Endstufen.

Tastenwelt 5/08

rekte Verzögerungszeit kann man entwe-

der über eine Formel ausrechnen oder bei

neueren Delay-Prozessoren gleich als ent-

sprechende Entfernung in Metern eingeben.

Kommen beide Wege nicht in Frage,

gibt es einen einfachen Trick: Nehmen Sie

ein Funkmikrofon und einen Kugelschrei-

ber zur Hand und begeben Sie sich in

unmittelbare Nähe der zweiten Beschal-

lungsreihe (Delay-Lautsprecher). Nun tip-

pen Sie immer wieder mit dem Kugel-

schreiber gegen den Mikrofonkorb und

experimentieren Sie mit der Verzögerungs-

zeit des Delay-Prozessors. Durch das kurze

Knack-Geräusch des Kugelschreibers soll-

ten Sie die Signale der beiden Beschallungs-

reihen schnell in Deckung bringen können.

Nützliche Hinweise

beim Einsatz von Delay-Lines

Für das Publikum ist es besonders wichtig,

alle Signalquellen korrekt orten zu kön-

nen, damit der Musikgenuss nicht leidet.

Das menschliche Gehör lenkt die Aufmerk-

samkeit grundsätzlich in die Richtung der

Schallquelle. Das bedeutet für die Delay-

Beschallung, dass der Zuhörer unweiger-

lich seine Aufmerksamkeit in Richtung

der Lautsprecher der zweiten Beschal-

lungslinie lenkt, da diese für ihn lauter

und deutlicher zu hören sind. Um dem

entgegen zu wirken, kann man sich den so

genannten Haas-Effekt (benannt nach

Helmut Haas) zu nutze machen. Haas fand

heraus, dass für die richtige Ortung eines

Signals nicht primär die Lautstärke eines

Signals, sondern die zeitliche Reihenfolge

der Wahrnehmung

Basslöcher bei Bass-Delay-Line

von großer Bedeu-

tung ist.

Dies bedeutet:

Wenn Sie dafür sor-

gen, dass trotz einer

zweiten Beschal-

lungslinie dennoch

das Signal der Haupt-

beschallung bis zu

maximal 35 ms frü-

her ans Ohr der Zu-

hörer trifft, wird die

Ortung der primä-

ren Schallquelle für

den Zuhörer mög-

Wegen des kugelförmigen Abstrahlverhaltens kann es bei

lich. Die Aufmerk-

Bass-Delay-Lines leicht zu Frequenzauslöschungen kommen.

samkeit der Zuhör-

er wird so stärker

auf den Musiker gelenkt. Erfahrungsgemäß

Bassboxen einzusetzen. In der ersten Folge

ist es sinnvoll, zur akustisch korrekt einge-

der „Planspiele“ (TW 4/08) wurde bereits

stellten Delay-Zeit etwa 10 bis 20 ms zu

darauf hingewiesen, dass Bassboxen/

addieren. Probieren Sie diesen Effekt doch

Subwoofer in der Regel ein kugelförmiges,

selbst einmal aus. Ein weiterer Faktor für

also in alle Richtungen gehendes Abstrahl-

eine natürliche Ortung ist die Lautstärke

verhalten zeigen. Dies führt dazu, dass

bei der Wiedergabe durch Delay-Lines. In

man erneute Auslöschungen in den Bass-

der Praxis empfiehlt es sich, die Delay-

frequenzen schafft, wenn zusätzliche Bässe

Line so einzustellen, dass sie das Front-

in der Delay-Line eingesetzt werden. Die

Signal unterstützt – also im Verhältnis

Probleme, die sich so ergeben, sind in der

leiser ist als das Hauptsignal.

Regel nur mit einem extremen Material-

aufwand und einer exakten Berechnung

Probleme mit Bass-Kugeln

der Aufstellpositionen zu umgehen. Für alle

bei Bass-Delay-Lines

Anwendungen ohne ausgebildeten Tontech-

Auf großen Plätzen, oder wenn die Wie-

niker und vor allem beim Einsatz von

dergabe im Bassbereich bis in die letzte

Delay-Lines in geschlossenen Räumen

Reihe sehr druckvoll sein soll, ist man ge-

sollte deshalb gelten: Besser auf Bass-

neigt, für seine Delay-Line auch weitere

Delay-Lines verzichten!

Tastenwelt 5/08