FUNKTIONSPRINZIP
STUFENLOSE PHASENVERSTELLUNG.
Die Auswirkungen der Phasenverstellung. Ein unvermeidlicher Nachteil der High-Pass, Low-
Pass und Band-Pass-Konfiguration ist die Phasenverschiebung, aber darüber werden wir uns
nicht länger auslassen, denn dieses Thema würde den Rahmen dieser Diskussion sprengen.
Es genügt zu wissen, daß ein Netz von Frequenzweichen, das die Amplitüde des Signals
beeinflußt, ebenfalls die Phase beeinflußt.
Was ist die Phase? Die Phase ist die Zeitreaktion zwischen zwei Signalen. Dieses Problem
hat sich Ihnen wahrscheinlich auch schon bei dem Anschluß von zwei Lautsprechern
innnerhalb einer Stereoanlage gestellt. Wenn die beiden Lautsprecher nicht “IN PHASE” sind,
werden die niedrigen Ausgangsfrequenzen nur teilweise wiedergegeben, was zu einem
System mit einem “LEEREN” Sound führt. Invertiert man die Drähte eines der Lautsprecher,
so kann man Abhilfe schaffen, denn man invertiert die Phase des Signals jenes
Lautsprechers. Dieses ist ein Beispiel für eine Phasenverschiebung von 180° zwischen zwei
Lautsprechern desselben Frequenzbereiches (low pass); mit den Frequenzweichen können
Phasenverschiebungen aber auch zwischen Lautsprechern verschiedener Frequenzbereiche
auftreten; sie beginnen bei 0° und verändern sich allmählich bis 360°.
Die von Frequenzweichen verursachten Phasenverschiebungen wirken sich auf folgende
Faktoren aus:
1) die Fähigkeit des von der
Frequenzweiche und dem Lautsprecher
gebildeten Systems, die Wellenform
wiederzugeben
2) die Flachheit der kombinierten
akustischen Wiedergabe zweier oder
mehrerer Lautsprecher (low und high)
3) den Streuwinkel des Lautsprechers.
Verschiedene Frequenzweichen führen zu unterschiedlichen Wiedergaben mit verschiedenen
Streuwinkeln, bei denen die kombinierte Wiedergabe mehrerer Lautsprecher einen Höhepunkt
erreicht. Die Abbildung erläutert das Konzept von Streuwinkel. Die Änderung des Streuwinkels
erfolgt aufgrund der Phasenverschiebung, die von der Frequenz an der Übergangsstelle
abhängt. Das grundlegende Konzept für die Auswahl der Kennlinie einer Frequenzweiche und
der Übergangseigenschaften beruht auf folgenden Faktoren:
a) Betrachtungen über das Lautsprechersystem
b) Auswirkung der Phasenverschiebung der Frequenzweiche und Anordnung der
Lautsprecher in Abhängigkeit vom Frequenzgang des Systems.
Ausrichtung der Phase der
Frequenzweiche und des Lautsprechers:
Die Methode, die es einem
Lautsprechersystem ermöglicht, eine
Wellenform getreu wiederzugeben,
besteht in der korrekten Anordnung der
Lautsprecher; sie müssen so ausgerichtet
werden, daß die Wellenfront exakt im
selben Augenblick die Ohren des Hörers erreicht; die Perfektionierung dieser Eigenschaft wird
Phasenabgleich oder Zeitabgleich genannt. Dieses Konzept ist in der Abbildung erläutert. Der
Schall breitet sich in der Luft mit einer Geschwindigkeit von etwa 1100 Fuß pro Sekunde aus
und eine Distanz von 12 Zoll bedeutet eine Verzögerung von einer Millisekunde bei 1000 Hz;
bei zwei nicht abgeglichenen Lautsprechern breiten sich die Wellenfronten mit einer
Verzögerung zueinander aus. Dieses Problem des Phasenabgleichs ist besonders in der
Nähe der Übergangsfrequenz besonders auffällig, denn alle Lautsprecher tragen zu der
Wiedergabe des gesamten Tonspektrums bei und jegliche Verzögerung zwischen den
verschiedenen Tonquellen (Tiefbaßtöner, Hochtöner) führt zu einem unausgeglichenen
Frequenzgang im Bereich der Übergangsfrequenz. Die einfachste Weise, um dieses Problem
so niedrig wie möglich zu halten, besteht darin, die Lautsprecher so anzuordnen, daß die
akustischen Mittelpunkte alle auf einer Linie liegen. Dadurch ist die Distanz zwischen allen
Lautsprechern und dem Hörer gleich und sie befinden sich auf derselben akustischen Ebene.
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