Subwoofer allgemein

Schlechte Subwoofer sind Dröhnkisten, gute halbwegs brauchbar und sehr gute eventuell richtige Problemlöser!……..(hoffentlich!)

Aktive Subwoofer gibt es wie Sand am Meer. In allen Größen und Preislagen. Soviel ist aber klar: besser gar kein Subwoofer, als einer der nur wummert, zumindest wenn es um hochwertige Musikwiedergabe geht.
Für einfaches TV-Surround (der Ausdruck „Heimkino“ ist da meist stark übertrieben) genügt vielen Leuten lautes und effektvolles Tieftongedröhne, aber damit beschäftigen wir uns hier nicht. Hier geht es also nicht um die typischen Surroundsets, die aus 5 „Plastikböxelchen“ und einem schuhschachtelkleinen Subwoofer (der systembedingt viel zu hoch hinaufspielen muss) bestehen, sondern um höchstmögliche – also „audiophile“ – Qualität im Tieftonbereich. Diese zu erreichen ist alles andere als einfach und leider auch nie billig.
Aktive Subwoofer werden meist angeschafft, um fehlendes Tieftonvolumen zu kompensieren. Richtigen Tiefbass können nämlich selbst größere passive Standboxen nur bedingt wiedergeben (aktive schon eher), auch wenn es im Prospekt oder in den technischen Daten so versprochen wird. Bei kompakten Boxen ist das natürlich noch weniger der Fall.
Nicht selten gibt es nach dem Kauf von Subwoofern viel Frust, weil nicht annähernd das damit erreicht werden kann was man sich erhofft hat. Außer Gedröhne kam nichts dazu.

Und zwar deshalb, weil:
1.) billige Standard-Subwoofer keinen präzisen Bass erzeugen.

2.) fast immer nur ein Subwoofer verwendet wird und dieser dann „irgendwo“ im Raum steht (es heißt ja immer, dass die Position im Raum weitgehend egal ist, was aber im Zusammenhang mit den Hauptboxen keinesfalls stimmt!).

3.) der Subwoofer fast immer parallel zu den bestehenden Lautsprechern betrieben wird (also ohne Hochpass für die Hauptlautsprecher).

4.) es bei Parallelschaltung kaum zu verhindern ist, dass es zu einer Überhöhung im Übergangsbereich kommt (die Folge ist ein zu dominanter Oberbass).

5.) die Raummoden stark (noch stärker als sonst) angeregt werden.

6.) der Subwoofer meist viel zu laut betrieben wird (schließlich will man ihn hören).

Schon ein einziger der sechs angeführten Punkte reicht für ein schlechtes Ergebnis.
Nicht selten treffen aber mehrere oder gar alle zu. Das Tieftonbereich ist eindeutig das am schwierigsten zu beherrschende des gesamten Musikspektrums. Hier helfen irgendwelche Pölsterchen und/oder Matten so viel wie gar nicht. Nicht einmal sehr viele davon, weil die Wellenlängen dafür einfach zu groß sind, um sich davon beeinflussen zu lassen (mehrere Meter). Bei der Musikwiedergabe bauen sich in jedem geschlossenen Raum unüberhörbare Raummoden im Tieftonbereich auf. Alleine schon auf Grund der (normaler Weise) drei Raumdimensionen (Länge, Breite, Höhe) und den sich gegenüberliegenden Wänden. Diese Raummoden sind genau und einfach zu berechnen. Im Internet findet man dazu 3-D Grafiken, wo man verschiedene Raumdimensionen eingeben kann und wo die Raummoden simuliert werden. Die Frage ist nur, was fängt man dann damit an?

Jede Orgelpfeife und jedes Blasinstrument funktioniert auf Basis dieses Naturgesetzes (stehende Welle bzw. Resonanzen die sich in einem Hohlkörper aufbauen). Jeder geschlossenen Raum reagiert somit bei mehreren Frequenzen mit starken Pegelüberhöhungen, aber ebenso durch phasenverschobene Überlagerung mit Auslöschungen, wodurch merkbare „Frequenzlöcher“ entstehen. In Summe ergibt sich dadurch eine gewaltige „Schalldruck Berg- und Talfahrt“, die – wie gesagt – nur mit aufwändigen Methoden halbwegs in den Griff zu bekommen ist (Betonung auf „halbwegs“). Im Freien gibt es so etwas nicht, solange es keine Flächen gibt, zwischen denen sich solche Resonanzen aufbauen können.

Was kann man also tun, wenn man auch tiefste Bässe der Musik im Hörraum wiedergeben möchte und zwar in höchstmöglicher Qualität?
Leider ist die Antwort darauf keine erfreuliche. Sie lautet: relativ teure moderne Technik einsetzen. Dazu noch: etwas Platz opfern und einiges an (allerdings billiger) Verkabelung in Kauf nehmen.

Wie macht man es also besser bzw. perfekt?
Die sechs angeführten Punkte müssen ins Positive gewendet werden.

Im Detail:

Zu Punkt 1.)
Es ist ja nicht so, dass die namhaften Hersteller sich nicht bemühen, ordentliche Subwoofer zu bauen. Und die meisten von diesen Subwoofern können auch ausreichend Schalldruck erzeugen. Auch reichen die größeren Modelle tief genug in den Basskeller hinab und solange sie nicht wirklich hohe Pegel erzeugen, ist auch deren Klirr durchaus im grünen Bereich (das menschliche Gehör ist bezüglich Klirr im Tieftonbereich ohnehin sehr unempfindlich).
Tatsache ist aber, dass bei praktisch allen aktiven Subwoofern in Hinblick auf möglichst kompakte Außenmaße die Relation zwischen Membrandurchmesser und Gehäusevolumen eine äußerst ungünstige ist. Nicht ohne Grund sind passive Standboxen meist ziemlich groß, obwohl sie – wie schon erwähnt – selbst dann noch keinen wirklichen Tiefbass zustande bringen.
Die aktiven Subwoofer haben meist recht große Lautsprecher eingebaut, die gegen ein äußerst kleines Luftvolumen „kämpfen“. Die Gehäuse sind zusätzlich noch völlig geschlossen (also kein Bassreflexgehäuse), weil es dadurch Vorteile gibt. Nie würde das im Normalfall funktionieren, gäbe es in diesen Subwoofern nicht extrem leistungsfähige Verstärker (meist in Schalttechnik ausgeführt) samt elektronischer Korrektur, die den eingebauten Lautsprechern „mit Gewalt“ die nötigen großen Membranhübe aufzwingen. Das geht aber nicht ohne Folgen ab! Bei moderaten Pegeln funktioniert das noch ganz gut, aber bei zunehmendem Membranhub bzw. Schalldruck und tiefer werdender Frequenz steigen die Verzerrungen gewaltig an. So sehr, dass selbst das dafür unempfindliche menschliche Gehör sie bereits registriert. Hoher tiefer Schalldruck wird zum Gewummere, das ist bei einfach konstruierten Subwoofer nicht zu ändern.
Dagegen gibt es ein wirksames Mittel, das aber weder einfach noch billig zu realisieren ist, nämlich eine gut durchdachte und geschickt eingesetzte Servo-Regelung. Diese vergleicht ständig das Eingangssignal mit der Membranbewegung und wenn es dabei Abweichungen gibt, wird sofort (unmerkbar) korrigiert. Diese Servoregelung haben nur ganz wenige Subwoofer eingebaut, aber dadurch arbeiten sie unvergleichlich präziser als die ohne.

Zu Punkt 2.)
Ein einziger aktiver Subwoofer ist alles Andere als ideal. Das hat aber gar nichts mit Mono oder Stereo zu tun. Im Freien würde ein einziger leistungsfähiger Subwoofer für beste Bassqualität sorgen. Viel mehr geht es um folgende Punkte:

→ Die Hauptlautsprecher sollten für optimale Gesamtqualität über einen Hochpass betrieben werden und das funktioniert am besten mit getrennten Subwoofern, die dann auch wirklich kanalgetrennte Schnittstellen zur Verfügung stellen. Man könnte dieser Forderung allerdings auch durch den Einsatz einer externen aktiven Frequenzweiche nachkommen (dadurch würde grundsätzlich auch wieder nur ein Subwoofer reichen).

→ Umso mehr Schallquellen im Tieftonbereich verwendet werden, desto gleichmäßiger erfolgt die Schallverteilung im Raum und desto weniger werden Raummoden  angeregt. Zwei Subwoofer sind ein Minimum, vier wären besser und sechs schon sehr gut. Optimal sind dann zwölf, aber so etwas wird kaum Jemand ernsthaft in Erwägung ziehen. Allerdings: umso mehr Subwoofer verwendet werden, desto kleiner können sie sein (natürlich in Grenzen).

→ Bei Verwendung von nur einem Subwoofer muss dieser zwingend mehr oder weniger mittig zwischen den Hauptlautsprechern positioniert werden. Warum, das ist leicht zu verstehen, denn die richtige Phasenlage zwischen Subwoofer und Hauptbox ist stark abhängig von deren Abstand zueinander. Ist der Abstand bei Verwendung von nur einem Subwoofers sehr unterschiedlich zu den Hauptboxen (bei diesen Wellenlängen spielt ein halber Meter noch keine große Rolle), kann keine Phasensynchronität am Hörplatz erreicht werden. Stimmt die Phase des Subwoofers zu einem der Hauptlautsprecher, ist sie für den anderen falsch. Eine seitliche Anordnung im Raum ist also ganz schlecht. Eine Position direkt hinter dem Hörplatz dagegen kann sehr gut funktionieren. Wichtig ist immer, dass die Phasen zueinander stimmen.

Zu Punkt 3.)
Im Idealfall sollten also zumindest zwei aktive Subwoofer die Hauptlautsprecher ergänzen und zwar so, dass das Ganze zu einer teilaktiven Lösung wird. Das heißt, aus einem passiven zweiwegigen Lautsprecherpaar wird ein teilaktives dreiwegiges und aus einem passiven dreiwegigen Lautsprecherpaar wird ein teilaktives vierwegiges. Wie schon oben geschrieben, muss dazu eine saubere Trennung zwischen den Subwoofern und den Hauptlautsprechern im Übergangsbereich erfolgen. Ein weiterer großer Vorteil der sich daraus ergibt ist, dass den Hauptlautsprechern die schwere Bassarbeit abgenommen wird. Sie werden diese Entlastung mit präziserer Wiedergabe goutieren. Leider ist dazu etwas mehr an Verkabelung notwendig. Vom Verstärker der Hauptlautsprecher muss das gesamte Musiksignal zuerst einmal (kanalgetrennt) vom Pre-Out Ausgang (oder Vorverstärker) zu je einen der beiden Subwoofer geführt werden und von dort „tieftonbereinigt“ wieder zurück zum jeweiligen Main-In Eingang (oder Endverstärker).

Zu Punkt 4.)
Ein weiterer Vorteil der in Punkt 3 beschriebenen Schaltungsart ist, dass eine Überhöhung der höher liegenden Bassfrequenzen verhindert wird, denn oft sind gerade sie es, die besonders lästig werden. Sehr viele passive Lautsprecher (kompakte noch mehr als Standmodelle) haben nämlich schon von Haus aus einen überzogenen Oberbass. Das ist konstruktionsbedingt und fast nicht anders möglich. Spielt (bei parallelem Betrieb) der aktive Subwoofer noch einmal in dieses Frequenzbereich hinein, kommt es schnell zu einer Addition und Überhöhung dieser Frequenzen. Bei sehr tief gewähltem Tiefpass des Subwoofers ist das zwar nicht der Fall, aber dafür entsteht im Übergangsbereich ein Frequenzloch. Das alles muss nicht immer dramatische Auswirkungen haben, aber die Wahrscheinlichkeit dazu ist recht groß. Jedenfalls kommt es in ungünstigen Fällen und im Zusammenhang mit den Raummoden zu unausgeglichener Basswiedergabe, bei der man oft das Gefühl hat, dass der Bassist immer nur einen oder zwei Töne spielt, nämlich die welche sich aufschaukeln und dröhnen.

Zu Punkt 5.)
Ein aktiver Subwoofer üblicher Bauart pumpt gleichmäßig Bassenergie in den Hörraum und das ist schlecht. Die Raummoden werden noch mehr angeregt als sonst und dem Gedröhne wird Tür und Tor geöffnet. Das ist auch der Grund, warum den wenigsten Leuten die Musikwiedergabe im Zusammenhang mit Subwoofern gefällt. Bei Anlagen, die sowohl für das Heimkino als auch für die hochwertige Musikwiedergabe genützt werden, wird der Subwoofer nicht selten für die reine Musikwiedergabe ganz abgeschaltet, weil es immer noch besser ist ohne Tiefbass zu hören, als mit lästigem Gewummere. Das müsste so nicht sein, aber dazu muss der (die) Subwoofer „richtige“ Arbeit leisten.

Zu Punkt 6.)
Richtig eingestellte Subwoofer verhalten sich sehr unauffällig. Es kann sogar recht oft vorkommen, dass sie – obwohl eingeschaltet – gar keine Arbeit zu verrichten haben. Nicht in jedem Musikstück gibt es tiefen Bass. Immer wieder machen Leute den Fehler, dass sie den (die) Subwoofer viel zu laut einstellen. Womöglich noch mit Musik, die kaum Tiefbass beinhaltet. Die Folge ist, dass es dann bei wirklichen Tieftonpassagen nur noch dröhnt. Ohne Messungen ist es aber auch schwer, die richtigen Einstellungen zu finden. Wer Subwoofer perfekt einstellen möchte, der kommt um exakte Messungen nicht umhin. Alles Andere ist ein Stochern im Nebel, mit meist unbefriedigendem Ergebnis.

Und wie bringt man das alles unter einen Hut?

Dazu der Idealfall: mindestens 2 – besser 4 (dafür aber kleinere) aktive Subwoofer mit Servo-Regelung und Einmessautomatik. Wenn möglich noch mit Fernbedienung und mit ein paar fix abgespeicherten Einstellungen.

Bitte dazu auch den Artikel über Raumakustik lesen!