workshop Beschallungskonzepte Teil 1

WORKSHOP

Beschallungskonzepte

Planspiele mit dem PA-System (1)

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 Grundlagen der Raum-

beschallung. Sie erfahren,

wie Lautsprechersysteme

funktionieren und sehen an

einem konkreten Beispiel,

was es beim Aufbau der

Boxen zu beachten gibt.

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.

Bevor es etwas zu beschallen gibt, muss

es eine Signalquelle geben. Diese kann

ein akustisches Ereignis, verstärkt durch

ein Mikrofon bzw. einen Tonabnehmer

sein oder ein elektronisch erzeugtes Sig-

nal aus einem Keyboard, E-Schlagzeug

oder MP3-Player etc. Die Signale wer-

den im Mischpult zunächst aufbereitet

(Vorstufe) und für die verschiedenen

Ausspielwege unterschiedlich zusammen-

gemischt.

Als Ausspielwege (Busse) werden der

Master-Stereo-Bus sowie die weiteren

Ausgänge für Monitore, Effektgeräte und

so weiter bezeichnet. Der Master-Bus

wird durch einen Verstärker (Endstufe)

für das Lautsprechersystem verstärkt. Die-

ser Verstärker muss an die Leistung des

Lautsprechersystems angepasst sein und

befindet sich heutzutage oft bereits im

Lautsprechersystem integriert (Aktiv-PA).

Diese Form des Lautsprechersystems hat

einige Vorteile gegenüber einer konven-

tionellen Beschallungsanlage (Passiv-PA).

So kann die Endstufe (oder auch mehrere

davon) z.B. über so genannte Controller

optimal an das Lautsprechersystem ange-

passte Signale erzeugen.

Wie Lautsprechersysteme

grundsätzlich funktionieren

Ein Lautsprechersystem dient zur Wie-

dergabe von (elektro-)akustischen Ereig-

nissen. Es erzeugt mittels einer Membran

Schall aus elektrischem Strom. Für diese

Aufgabe bedient sich das Lautsprecher-

system in der Regel einer simplen Papp-

membran, die mit einer Spule verbunden

ist. Diese Spule ist in einem Dauermag-

neten aufgehängt. Werden nun vom Ver-

stärker elektrische Impulse durch die

Spule geschickt, verändert sich deren

Magnetfeld, und sie bewegt die Pappe.

Der erzeugte Schall bedeutet nichts an-

deres als Luftdruckschwankungen pro

Zeiteinheit (1Hz = 1 Schwingung pro Se-

kunde). Diese werden vom menschlichen

Trommelfell aufgenommen. Hohe Druck-

schwankungen bedeuten hohe Lautstär-

ken – kleine Druckschwankungen wer-

den als leise Töne wahrgenommen.

Aufgrund der verhältnismäßig großen

Lautstärke, die Beschallungssysteme für

Veranstaltungen gegenüber einer ein-

fachen HiFi-Anlage benötigen, werden

für verschiedene Frequenzbereiche ver-

schieden große Membranen eingesetzt.

Man spricht von 2- oder auch 3-Wege-

Systemen, da das Signal mittels Frequenz-

weichen auf die einzelnen Lautsprecher

aufgeteilt wird. Für die tiefen Frequenzen

im Bassbereich schwingt eine Subwoofer-

Membran, in der Regel ein 15-Zoll- oder

18-Zoll-Lautsprecher zwischen ca. 35 bis

130 Mal pro Sekunde. Für die Mittenfre-

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Die Grafik zeigt die Frequenzbereiche der Lautsprecher und deren Trennung über

das gesamte Frequenzspektrum. Wünschenswert ist ein homogener Verlauf.

Wer seine PA einfach nur hinstellt, wird zwar gehört, Reflexionen

an Wänden und Decken trüben aber den Spaß für die Hörer.

quenzen (ca. 130 Hz bis 1kHz) schwingt

ein Mitteltöner, meist ein 8-, 10- oder

12-Zoll-Lautsprecher. Für die Höhen (ca.

1 bis 18 kHz) wird eine harte Kunststoff-

membran mit 0,75 bis 2 Zoll verwendet.

Ein Lautsprecher alleine erzeugt zwar

den Schall, dennoch ergibt sich keine

zufrieden stellende Wiedergabe. Bei nied-

rigen Frequenzen verschwindet der meiste

Teil der Luftdruckschwankungen durch

die Druckverhältnisse hinter dem Laut-

sprecher, so dass die tiefen Töne sehr

bescheiden ausfallen. Und bei den hohen

Frequenzen strahlt der Hochtöner nicht

weit genug in den Raum. Daher werden

für jedes Lautsprechersystem eigens kon-

zipierte Lautsprechergehäuse entwickelt.

Ein Lautsprechersystem muss also sehr

viele Luftdruckschwankungen erzeugen,

um ein akustisches Ereignis wiederzuge-

ben. Man sieht an der Grafik auf der lin-

ken Seite die Frequenzbereiche der einzel-

nen Lautsprecher und die Trennung über

das gesamte Frequenzband. Hierbei ist es

wünschenswert, einen möglichst homoge-

nen resultierenden Verlauf zu erhalten.

An dieser Stelle sei erwähnt, dass im

Bereich der Beschallungsanlagen andere

technische Anforderungen an die Lautspre-

cher gestellt werden als im HiFi-Betrieb,

der Frequenzgang und der Klirrfaktor

dementsprechend andere Grenzwerte ha-

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Durch eine optimierte Platzierung und eine leichte Neigung der

Boxen kann das Sounderlebnis im Publikum verbessert werden.

zurücklehnen und auf den Lobgesang

warten. Leider bleibt dieser oft genug aus,

da in vielen Fällen grundlegende Fehler in

der Benutzung dieser Werkzeuge gemacht

werden.

Die optimale Arbeitsumgebung für je-

des Lautsprechersystem ist eine große

(windstille) Wiese. Der Schall kann sich

hier ungehindert ausbreiten, ohne die

Reflexion an Wänden, Decken oder ande-

ren störenden Objekten. Diese Art der

Umgebung wird übrigens auch in den

Messlaboren durch Schall absorbierende

Wände simuliert. Allerdings kann man

auch hier schon beim Aufbau eines Be-

schallungssystems grundsätzliche Fehler

für die Wiedergabe einbauen. Was passiert

zum Beispiel, wenn man den linken und

rechten Lautsprecher stark versetzt auf-

stellt? Oder wenn man die Lautsprecher

genau zueinander dreht? Oder kerzenge-

rade in den Himmel beschallt? Sicherlich

werden in solch einer Open-Air-Situation

die meisten Musiker ihr System richtig

aufstellen, da der Platz meist großzügig

bemessen ist. Wesentlich kniffliger wird

es, und das ist die Standardsituation, wenn

man seine eigene Positionierung und die

der Lautsprecher in einem Raum an die

Gegebenheiten anpassen muss, die oft-

mals alles andere als ideal sind. Wohl die

wenigsten Veranstalter orientieren sich

ben. Der komplette Frequenzbereich ist

ohnehin nur von einem Kleinkind zu hören.

Mit dem Alter verringert sich der hörbare

Bereich eines menschlichen Ohrs. So hört

ein Jugendlicher im Alter von etwa 16

Jahren nur noch Frequenzen unterhalb

von 16.000 bis 17.000 Hz. Mit zunehmen-

dem Alter verschärft sich das Problem,

dass die höheren Frequenzen schlechter

wahrgenommen werden.

Bei den Bemühungen um einen mög-

lichst optimalen Sound gilt ganz klar: Was

vorne, sprich am Mikrofon oder der Tasta-

tur, schlecht reinkommt, wird hinten beim

Zuhörer durch nichts zu Gold. Demnach

ist zu beachten, dass das qualitativ schwäch-

ste Glied der Kette, und damit kann auch

der Musiker selbst gemeint sein, verant-

wortlich für einen schlechten Sound ist.

Einfache Grundregel:

Reflexionen vermeiden

Nachdem ein Lautsprechersystem nun un-

ter optimalen Bedingungen im Messlabor

die Luft in Schwingung versetzt hat und

das Ergebnis eine originalgetreue Wieder-

gabe der (elektro-)akustischen Ereignisse

ergab, haben die Hersteller dieser Systeme

ihren Teil erledigt. Sie haben ihren Kun-

den ein professionelles Werkzeug für de-

ren Beschallungsaufgaben an die Hand

gegeben und können sich nun zufrieden

WORKSHOP

Beschallungskonzepte

bei der Auswahl der Räumlichkeiten an

den akustischen Bedingungen für die Mu-

siker: Die Leute sitzen da, wo man gut ans

Buffet kommt und die Musik steht da, wo

(noch) Platz ist.

Das Beispiel auf Seite 81 zeigt eine Be-

schallungssituation in einem einfachen

rechteckigen Raum. Eingesetzt werden zwei

einfache 2-Wege-Lautsprecher mit einem

Abstrahlwinkel von 60 Grad horizontal und

40 Grad vertikal. Der Musiker wird, da er in

der Ecke des Raumes steht, durch einfache

Positionierung und gerade Ausrichtung sei-

ner Lautsprecher ein durchaus brauchba-

res Ergebnis erzielen.

Dennoch kann man auch hier durch ein-

fache Mittel das Beschallungsergebnis opti-

mieren: Der Schall gelangt nicht nur auf

direktem Weg zum menschlichen Ohr. Er

wird auch an sämtlichen Wänden und Mö-

belstücken reflektiert. Dies führt dazu, dass

der gleiche Ton zu verschiedenen Zeitpunk-

ten an den Sitzplatz gelangt. Ist die Zeit lang

genug, kann der Mensch das Originalsignal

von der Reflexion unterscheiden. Gelangen

aber beide Töne in einem sehr kurzen zeit-

lichen Abstand zum Zuhörer, ist das Ergeb-

nis ein unpräzises Klangbild. Daher sollten

Reflexionen vermieden werden.

Drehen Sie zunächst den in der Ecke

befindlichen Lautsprecher so, dass der Ab-

strahlwinkel parallel zur Längswand verläuft.

Hierdurch verhindern Sie störende Refle-

xionen an der glatten Fläche der Längswand.

Außerdem kippen Sie die Lautsprecher um

ca. 20 Grad, um weitere Reflexionen an der

Decke zu vermeiden. Diese so genannte

Tilt-Vorrichtung gibt es als Zubehör oder

bereits in den Lautsprechern integriert.

Dann korrigieren Sie die Position der Laut-

sprecher, um die zu befürchtenden Auslö-

schungen durch das Zueinander-Drehen

der Lautsprecher zu minimieren. Die zweite

Grafik zeigt eine deutlich homogenere

Je nachdem, wo der Subwoofer aufgestellt wird, erhöht sich dessen Schallpegel

abhängig vom Abstand zu dahinter liegenden Wänden.

Beschallung des Raums ohne störende Re-

flexionen an Decke und Wand.

kann man durch geschickte Positionierung

vermeiden, aber auch gezielt nutzen.

Einen weiteren Effekt im Umgang mit

Subwoofern erlebt man, wenn mehr als ein

Basslautsprecher im Raum aufgestellt wird.

Der aus beiden Boxen erzeugte langwellige

Schall trifft in der Mitte zusammen, und im

Abstand der Basswellen gibt es Auslöschun-

gen. Verändert man den Abstand der Bass-

boxen zueinander um wenige Zentimeter,

wandern diese Auslöschungen um mehrere

Meter im Raum. Man kann also diese Bass-

löcher aus dem zu beschallenden Bereich

heraus schieben. Eine Tatsache, die man

sich zu Nutze machen sollte.

Ist man beispielsweise in kleineren Räum-

lichkeiten nicht auf mehrere Bassboxen an-

gewiesen, sollte man aus den oben genann-

ten Gründen auf eine Mono-Bass-Lösung

zurückgreifen. Den gleichen Effekt erreicht

man auch, indem man zwei Subwoofer

direkt nebeneinander positioniert. Dieses

Bass-Array verhält sich wie ein einzelner

Subwoofer.

Physikalische Eigenschaften

bei der Basswiedergabe beachten

Grundsätzlich gilt, dass die Frequenz, also

die Tonhöhe, in direktem Zusammenhang

zur Wellenlänge der erzeugten Schallwelle

steht. Schall hat eine mittlere Ausbreitungs-

geschwindigkeit von 340 m/s. Das bedeu-

tet für einen 100-Hz-Bass-Ton also 100

Wellen pro Sekunde, eine Wellenlänge von

ca. 3,40 m. Im Gegensatz zu hohen Frequen-

zen, bei denen der Schall aus einer Box

nach vorne abgestrahlt wird, gilt daher für

Bassboxen, dass der Schall sich kugelförmig

ausbreitet. Dieser langwellige Schall wird

von Flächen in der Umgebung des Laut-

sprechers reflektiert und addiert sich zur

Welle des Lautsprechers. Die Faustformel

lautet: Position des Subwoofers an der

Wand +3dB (= doppelte Lautstärke), Posi-

tion des Subwoofers in einer Ecke, also an

zwei Wänden, heißt +6 dB. Diesen Effekt

Stehen zwei Subwoofer in einem ungünstigen Abstand, kommt es

im Publikum durch Auslöschungen zu störenden Basslöchern.

Schiebt man die Subwoofer näher zusammen, wird auch das

Bassloch aus dem Publikum hinaus geschoben.

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