Inhalt:
Vorwort ……………………………………………………………………………………………………………………………………….
3 Die Leistung herkömmlicher Lautsprecher in normalen häuslichen Hörräumen ………………………….
3 Wie herkömmliche Lautsprecher Aufnahmen beeinflusst haben…………………………………………………………….
4 Können Aufnahmen die klanglichen Qualitäten von Live-Musik einfangen? ……………………………………………………………..
5 Eine Einführung in Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher …………………………………………………………………..
6 Frequenzgang und subjektive Lautsprecherbeurteilung …………………………………………………………….
6 Wie Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher den Einfluss des Hörraums kontrollieren ………………………
7 Wie Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher die akustischen Effekte einer Raumwand neutralisieren ………………….
9 Standmodelle von Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprechern…………………………………. …………………..
10 Wie sich die Positionierung auf die Klarheit auswirkt ……………………………………………………………………………………………………….
11 Wie Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher dem Hörer eine große Auswahl an Hörakustik bieten…..
12 Die vertikale Abbildung von Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprechern …………………………………………………………
13 Stig Carlsson – Designer von Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprechern …………………………………………………..
13 Frühe Lautsprecher, die für die Zusammenarbeit mit dem Hörraum entwickelt wurden ………………………………………………..
14 Ein Vergleich dreier Arten von Frequenzgangleistungen………………………………………………….
15 Technische Daten…………………………………………………………………………………………………………………
17 Technische Daten ………………………………………………………
Vorwort
Der Hauptzweck dieser Broschüre besteht darin, die wissenschaftlichen Grundlagen von Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprechern darzustellen. Ein weiterer Zweck ist es, dem interessierten Hörer zu helfen, zu verstehen, wie herkömmliche Lautsprechertechnologie die Qualität von Aufnahmen beeinflusst hat.
Dies ist eine komprimierte Version der Botschaft:
Der von den Begrenzungsflächen des häuslichen Hörraums reflektierte Schall verschlechtert den angegebenen Frequenzgang sowie das Einschwingverhalten aller herkömmlichen Lautsprecher erheblich.
Die Diskrepanz zwischen der angegebenen und der tatsächlichen Leistung herkömmlicher Lautsprecher ist die Hauptursache für tonale Ungleichgewichte bei der Wiedergabe und der Hauptgrund dafür, dass Musik oft mit einer fehlerhaften tonalen oder instrumentalen Balance aufgenommen wird und dass Aufnahmen in der Regel nicht die klanglichen Qualitäten von Live-Musik aufweisen.
Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher sind so konzipiert, dass der von den Grenzflächen des Hörraums reflektierte Schall die Qualität der Wiedergabe verbessert, anstatt sie zu verschlechtern.
Der Frequenzgang von Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprechern ist in einem normalen Hörraum besser definiert als der jedes anderen Lautsprechers. Dies ermöglicht es, Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher so zu konstruieren, dass sie unter normalen Hörbedingungen eine praktisch flache Frequenzgangkurve aufweisen.
Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher verhindern, dass der Schall, der von der Wand hinter den Lautsprechern reflektiert wird, den Direktschall beeinträchtigt. Die Wand verschwindet praktisch, um den akustischen Raum der Aufführung zu enthüllen und den Eindruck eines ausgedehnten Hörraums zu schaffen. Darüber hinaus ermöglichen die Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher dem Hörer eine musikalisch und räumlich informative stereophone Wiedergabe über einen überraschend großen Teil des Hörraums, was eine breite Auswahl an Hörakustik ermöglicht.
Die Leistung herkömmlicher Lautsprecher in normalen häuslichen Hörräumen
Selbst die besten herkömmlichen Lautsprecher werden für eine optimale Leistung in einer schalltoten Umgebung entwickelt. Ihr Frequenzgang und ihr Einschwingverhalten werden unter Freifeldbedingungen gemessen und perfektioniert. Daher entspricht ihre Leistung in normalen Hörräumen nur während der ersten 1/1000 oder 1/500 Sekunde jedes Tons der Spezifikation, bevor der von den Grenzflächen des Hörraums reflektierte Schall beginnt, den Direktschall aus den Lautsprechern zu stören.
Um den Einfluss des Hörraums zu verringern, empfiehlt die herkömmliche Technik, Lautsprecher und Hörer weit entfernt von Wänden, Boden und Decke aufzustellen. Bei der Angabe des Frequenzgangs werden jedoch keine Hörraumeffekte berücksichtigt, obwohl ihr Einfluss auf die Klangqualität erheblich ist.
Sowohl in der Musik als auch in der Sprache besteht jeder Klang aus einer Reihe von flüchtigen Klängen: Klänge, die beginnen, sich verändern und enden, die alle als Klangveränderungen beschrieben werden können.
Jede Klangveränderung in einem Raum ist eigentlich eine schnelle Abfolge von Veränderungen. Die Änderung des Direktschalls von der Quelle zum Hörer kommt zuerst und wird von den entsprechenden Änderungen des von den Grenzflächen des Raums reflektierten Schalls gefolgt. Der Direktschall eines guten Lautsprechers kann sich einer flachen Frequenzgangkurve nähern, aber jede der reflektierten Schallwellen ist entsprechend dem Frequenzgang des Lautsprechers in der Richtung gefärbt, in die sie abgestrahlt wurde. Bei herkömmlichen Lautsprechern wird selbst eine anfänglich nahezu flache Frequenzgangkurve schnell in eine unregelmäßige Kurve übergehen, bei der die Bässe angehoben und die Höhen abgeschwächt werden. Die daraus resultierende klangliche Unausgewogenheit beträgt etwa 5 bis 10 dB, wobei die Details je nach Konstruktion des Lautsprechers und der relativen Position von Lautsprechern und Zuhörer im Raum variieren.
Diese große Diskrepanz zwischen angegebener und tatsächlicher Leistung ist nirgendwo sonst in der Audiokette zu finden. Die Gründe für die Angabe der Leistung von Lautsprechern ohne Berücksichtigung der Auswirkungen des Hörraums sind hauptsächlich historisch bedingt. Grundlegende akustische Messungen wurden immer unter Freifeldbedingungen durchgeführt, oft in einem schalltoten Raum, und solche Messungen sind immer noch erforderlich, um den ursprünglichen oder direkten Schall eines Lautsprechers zu untersuchen. Darüber hinaus betrachten viele Ingenieure jeden reflektierten Schall aus der Hörumgebung als eine Verzerrung, die nur minimiert werden sollte. In einem Wohnzimmer mit akustischen Eigenschaften, die Live-Klängen zugute kommen, ist es jedoch unwahrscheinlich, dass diese „Verzerrung“ minimiert wird.
Wie herkömmliche Lautsprecher die Aufnahmen beeinflusst haben
Als man um 1955 mit der stereophonen Aufzeichnung begann, waren viele der großen Plattenfirmen begeistert von der Möglichkeit, die Akustik einer musikalischen Darbietung zu reproduzieren. Hörer, die stereophone Aufnahmen besitzen, die mehr als 25 Jahre alt sind, haben bemerkt, dass einige dieser Aufnahmen, wenn sie mit heutigen hochwertigen Geräten wiedergegeben werden, eine ungewöhnlich reiche, geräumige und luftige Qualität aufweisen. Dieser akustische Reichtum überrascht einen Hörer, der an das Fehlen dieser Qualität bei neueren Aufnahmen gewöhnt ist, die gemacht wurden, nachdem sich die Schallplattenindustrie an die Grenzen der stereophonen Schallplattenproduktion, der Verbraucherwiedergabegeräte und der herkömmlichen Lautsprecher angepasst hatte.
Die Unzulänglichkeiten herkömmlicher Lautsprecher, die auf die Diskrepanz zwischen ihrer angegebenen und ihrer tatsächlichen Leistung zurückzuführen sind, sind mitverantwortlich für den langsamen Fortschritt oder sogar den Rückschritt bei denselben Aspekten der stereophonen Aufnahme. Viele Aufnahmen werden für einen bestimmten Typ von konventionellen Lautsprechern gemacht, von dem die Plattenfirma glaubt, dass er repräsentativ für die Systeme der Hörer ist. Statt einer natürlichen instrumentalen und akustischen Ausgewogenheit und eines flachen Frequenzgangs sind diese Aufnahmen so abgestimmt, dass sie die Unzulänglichkeiten dieses bestimmten Lautsprechertyps ausgleichen.
Die dumpfe tonale Ausgewogenheit herkömmlicher Lautsprecher in einer normalen Hörumgebung diskreditiert Aufnahmeverfahren, die in der Lage sind, den Reichtum, die Farbe und den Geschmack von Live-Musik einzufangen.
Daraus ergibt sich die allgemeine Notwendigkeit, eine kompensierende, durchdringende Helligkeit in die Aufnahmen zu bringen, um die Höhen zu betonen und/oder die Bässe zu unterdrücken. Einige der eingesetzten Mittel können bei der Wiedergabe kompensiert werden und sind daher weniger schädlich, andere hingegen nicht. Eine einfache Anhebung der Höhen und/oder Abschwächung der Bässe kann unschädlich sein, da ein richtig konzipierter Tonregelkreis das ursprüngliche Gleichgewicht wiederherstellen kann. Andere Maßnahmen sind jedoch unumkehrbar. Dazu gehören die Platzierung von Mikrofonen in der Nähe der einzelnen Klangquellen und andere akustische Veränderungen, um die verschiedenen Teile scharf voneinander abzugrenzen, selbst wenn der ursprüngliche Klang reichhaltig abgerundet und gemischt sein sollte.
Aufnahmen mit einer natürlicheren klanglichen und instrumentalen Ausgewogenheit stammen meist von kleinen, spezialisierten Firmen. In den letzten zehn Jahren gab es mehrere Aufnahmen, die einen flachen Frequenzgang anstrebten und die Absicht zeigten, ein natürliches akustisches Ambiente zu schaffen. Die Aufnahmen von Mark Levinson und viele der Platten von Reference Recordings sowie die Direct-to-Disc-Produktionen von Crystal Clear und Miller & Kreisel RealTime sind wertvolle Referenzaufnahmen in Bezug auf die tonale Ausgewogenheit.
Bei Mark Levinsons Aufnahmen wurden zwei Bruel & Kjaer Freifeld-Messmikrofone vom Typ 4133 verwendet, die den Direktschall und einen Teil des reflektierten Schalls mit einem flachen Frequenzgang aufnahmen. Der größte Teil des reflektierten Schalls wird jedoch wahrscheinlich so weit außerhalb der Achse der Mikrofone ankommen, dass die höchsten Höhen etwas gedämpft werden, was zu einem Verlust an Luftigkeit führt.
Viele kleine Plattenfirmen, die in erster Linie Musikkenner und nicht Audiospezialisten bedienen scheinen ebenfalls mit einem praktisch flachen Frequenzgang und in der Absicht aufzunehmen, ein natürliches akustisches Ambiente zu präsentieren. Einige dieser Unternehmen produzieren hervorragende Aufnahmen, die als sekundäre Referenz für die tonale Ausgewogenheit verwendet werden können.
Können Aufnahmen die klanglichen Qualitäten von Live-Musik einfangen?
Die Verbesserung der allgemeinen Qualität von Aufnahmegeräten in den letzten 30 Jahren kam vor allem der akustisch unkomplizierten populären Musik zugute, bei der die Mikrofone nahe an den einzelnen Instrumenten angebracht wurden. Bei diesen Aufnahmen ist der von der akustischen Umgebung reflektierte Klang oft auf ein Minimum reduziert, und manchmal wird er durch einen synthetischen Hintergrund ersetzt.
Bei Musik mit unverstärkten Instrumenten – sei es Orchester-, Kammermusik-, Instrumental- oder Vokalmusik – ist der von den Begrenzungsflächen des Aufführungssaals reflektierte Schall wahrscheinlich von wesentlicher Bedeutung für die von den Musikern erzeugten klanglichen Qualitäten. Fehlt dieser reflektierte Klang oder ein geeignetes Timing, geht ein Großteil des Reichtums und der inhärenten klanglichen Qualitäten der einzelnen Instrumente, wie man sie von Live-Aufführungen kennt und schätzt, verloren. Die Unzulänglichkeiten herkömmlicher Lautsprecher und ein mangelndes Verständnis der musikalischen Akustik und Psychoakustik mögen mitverantwortlich dafür sein, dass diese Art von Musik auf Tonträgern meist weniger gut abschneidet.
Bei Live-Musik in einem guten Saal empfängt das Publikum zunächst den Direktschall von den verschiedenen Instrumenten, gefolgt von einer großen Anzahl unterschiedlicher Reflexionen aus verschiedenen Richtungen des Saals. Der früh eintreffende reflektierte Schall bereichert die Klangqualität der einzelnen Instrumente, verleiht dem Ton Glanz und Körper und erhöht die Wahrnehmbarkeit des Klangs, während der spät eintreffende Schall den Nachhall des Saals bildet. Der früh eintreffende reflektierte Schall besteht aus Schall, der eine längere Strecke als der direkte Schall zurückgelegt hat, nämlich ein bis zehn oder fünfzehn Meter. Im Gegensatz zum Nachhall werden sie nicht als eigenständige Einheit wahrgenommen.
Jede der verschiedenen Schallquellen, die von einem Instrument kommen, vermittelt eine eigene spektrale Darstellung des Klangs des Instruments. Zusammengenommen kann man sagen, dass die verschiedenen eintreffenden Töne die Richtcharakteristiken des Instruments abtasten. Die klangliche Anreicherung, die durch diese Vielzahl von Ankünften erzeugt wird, wird durch die relativen Stärken, Ankunftszeiten und spektralen Inhalte der einzelnen Ankünfte und auch durch ihre Ankunftsrichtungen beim Hörer beeinflusst. Würden bei einer Aufnahme verschiedener Instrumente die früh eintreffenden reflektierten Klänge, die für die klanglichen Qualitäten der einzelnen Instrumente wesentlich sind, nicht mit aufgenommen, gingen die ursprünglichen klanglichen Qualitäten für immer verloren. Kein anderer verzögerter Klang, wie etwa der eines Hallsystems, kann sie wiederherstellen.
Den meisten Aufnahmen fehlt die klangliche Anreicherung durch den früh eintreffenden Reflexionsschall, weil innerhalb der kurzen Zeitspanne, in der eine klangliche Anreicherung stattfinden kann, zu wenig Reflexionsschall von den Mikrofonen eingefangen wird. Die Positionen von Instrumenten und Mikrofonen im Aufnahmeraum und die Richtcharakteristiken der Mikrofone sind selten so gewählt, dass dieser Teil des reflektierten Schalls stark genug und rechtzeitig eingefangen werden kann. Im Gegenteil, der frühe reflektierte Klang wird von den Aufnahmetechnikern oft vermieden.
Die Unterschiede in der Aufnahmetechnik werden umso deutlicher, je höher die Qualität der Wiedergabegeräte ist. Gute Lautsprecher werden die klangliche Überlegenheit von Aufnahmen demonstrieren, die den frühen Reflexionsschall des Aufnahmesaals enthalten. Die Bereicherung durch diesen Teil des reflektierten Schalls muss noch bekannter werden, aber die technischen Mittel, um ihn methodisch in Aufnahmen einzubeziehen, sind bereits vorhanden.
Sobald die Unzulänglichkeiten herkömmlicher Lautsprecher den Fortschritt in der Aufnahmetechnik nicht mehr aufhalten dürfen, gibt es keine technischen Gründe mehr, warum Aufnahmen nicht die klanglichen Qualitäten von Live-Musik einfangen sollten.
Eine Einführung in Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher
Stellen Sie sich ein ganz normales Wohnzimmer vor – vier Wände, ein Boden, eine Decke und sowohl weiche als auch harte Möbel – das die übliche Kombination aus reflektierenden und absorbierenden Oberflächen aufweist, die Stimmen und Instrumenten einen angenehmen Klang verleiht.
Stellen Sie sich einen Lautsprecher vor, der an der Wand montiert ist oder auf dem Boden in der Nähe einer Wand steht. Der Einschwing- und Frequenzgang jedes Lautsprechers wird durch den von der Wand und dem Boden reflektierten Schall verändert. Dies führt in der Regel zu einer Verstärkung des Tiefbasses, aber auch zu Störungen im oberen Bassbereich und in den Mitten, was zu einem Verlust an Bass- und Mitteltonschärfe führt. Stellen Sie sich einen Lautsprecher vor, der so konstruiert ist, dass Interferenzen durch von der Wand reflektierten Schall vermieden werden. Und stellen Sie sich vor, dass dieser Lautsprecher sorgfältig so konstruiert ist, dass der Direktschall aus der Kombination von Lautsprecher und Wand ein nahezu akkurates Einschwingverhalten und einen nahezu flachen Frequenzgang aufweist.
Nach dem Eintreffen des Direktschalls empfängt der Zuhörer eine große Anzahl von reflektierten Schallwellen von den Raumbegrenzungen. Bei einem Lautsprecher normalen Typs unterscheidet sich die spektrale Balance des reflektierten Schalls von der des Direktschalls, da der größte Teil des reflektierten Schalls aus Richtungen kommt, in denen der Lautsprecher einen schlechteren Frequenzgang hat, mit einer dunkleren tonalen Balance. Stellen Sie sich vor, dass die Richtcharakteristiken der Chassis so angeordnet sind, dass der von den Raumgrenzen reflektierte Schall im Wesentlichen die gleiche spektrale Balance aufweist wie der Direktschall aus der Lautsprecher-Wand-Kombination. Der Lautsprecher kann nun den Körper, die Offenheit und die Luftigkeit von Live-Klängen wiedergeben.
Bei herkömmlichen Lautsprechern werden sowohl musikalische als auch stereophone Informationen oft auf einen sehr begrenzten Hörbereich fokussiert, der gleich weit von den beiden Lautsprechern entfernt ist. Stellen Sie sich vor, dass die Richtcharakteristiken und die Ausrichtungen der Chassis so angeordnet sind, dass der Zuhörer eine musikalisch informative stereophone Wiedergabe in einem großen Teil des Hörraums genießen kann.
Frequenzgang und subjektive Bewertung von Lautsprechern
Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher haben in der Praxis wahrscheinlich einen flacheren Frequenzgang als alle anderen Lautsprecher. Es gibt drei Gründe, die dafür sprechen, ihren praktisch flachen Frequenzgang den weitgehend unbekannten Frequenzgängen anderer Lautsprecher vorzuziehen:
1. Wenn sowohl der direkte als auch der reflektierte Schall in der Hörumgebung einen nahezu ebenen Frequenzgang haben, ist der resultierende Frequenzgang eher gleichmäßig, als wenn der eine einen ebenen und der andere einen unregelmäßigen Frequenzgang hat.
2. Eine gute Klangregelung ist einfacher zu konstruieren und zu verwenden, wenn ihre einzige Funktion darin besteht, die tonalen Ungleichgewichte der einzelnen Aufnahmen zu kompensieren, ohne auch die tonalen Ungleichgewichte eines bestimmten Lautsprechertyps kompensieren zu müssen.
3. Lautsprecher mit flachem Frequenzgang können jede Aufnahme mit flachem Frequenzgang und natürlicher klanglicher und instrumentaler Ausgewogenheit mit all ihrem Reichtum und ihren Farben wiedergeben, ohne dass eine Klangregelung erforderlich ist.
Leider ist es schwieriger herauszufinden, welcher Lautsprecher in der Praxis einen flachen und gleichmäßigen Frequenzgang und eine akkurate tonale Ausgewogenheit aufweist, als dies bei anderen Audiokomponenten der Fall ist. Eine technisch korrekte Beurteilung von Lautsprechern ist für alle außer einigen wenigen Fachleuten praktisch unmöglich. Keine einzelne Frequenzgangmessung kann das komplexe Frequenzgangverhalten eines Lautsprechers in einer realen Hörumgebung erfassen.
Subjektive Bewertungen von Lautsprechern können leicht durch ungeeignete Hörräume und Aufnahmen. Musikhörer werden die meisten Audio-Vorführräume im Vergleich zu normalen Wohnräumen als akustisch unbefriedigend empfinden. Und bei Aufnahmen, die zur Demonstration minderwertiger Abspielgeräte verwendet werden, wird man auch bei hochwertigen Lautsprechern einen Mangel an Klangfülle feststellen.
Ein gültiger Hörtest erfordert Aufnahmen von Stimmen und Instrumenten, die dem Hörer bekannt sind, und die Mikrofone, die für die Aufnahmen verwendet werden, sollten einen flachen Frequenzgang in allen relevanten Empfangsrichtungen haben und so positioniert sein, dass sie einen Klang einfangen, mit dem der Hörer vertraut ist. Selbst Fachleuten und Rezensenten, die Lautsprecher testen, fehlt in der Regel eine solche Referenz für die Prüfung von Frequenzgang und tonaler Ausgewogenheit. Manchmal stützen sich ihre Meinungen auf Messungen des Frequenzgangs, aber meistens beziehen sich die Berichte auf Aufnahmen, die subjektiv als Referenz akzeptiert werden.
Eine Aufnahme erlangt in der Regel den Status einer Referenz, weil sie richtig und informativ klingt, wenn sie über Lautsprecher wiedergegeben wird, die in ähnlicher Weise als eine Art Referenz akzeptiert werden. Dieser Kreislauf der Identifizierung von Referenzlautsprechern und Referenzaufnahmen lädt dazu ein, alte Unzulänglichkeiten und Missverständnisse aufrechtzuerhalten.
Obwohl ein flacher Frequenzgang überall ein flacher Frequenzgang ist, unterscheiden sich Referenzlautsprecher und Referenzaufnahmen von einem Land zum anderen deutlich. Die meisten dieser lokalen Unterschiede in der tonalen Ausgewogenheit der Referenzen erklären sich durch die Verwendung unterschiedlicher Referenzlautsprecher in Kombination mit unterschiedlichen Entzerrungen in den Aufnahmen, um die inhärenten Unzulänglichkeiten der Referenzlautsprecher zu kompensieren.
Ein Rezensent, der diese Präsentation nicht gelesen hat, wird wahrscheinlich berichten, dass Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher überhöhte Höhen und/oder unzureichende Bässe haben. Er wird vielleicht darauf verweisen, dass wenig darüber bekannt ist, wie sich die tonale Balance des zuerst eintreffenden Schalls und die tonale Balance der später eintreffenden Schalls tatsächlich zusammensetzen, und behaupten, dass Untersuchungen zeigen, dass der zuerst eintreffende Schall von größter Bedeutung ist. In diesem Fall ist jedoch jede Unsicherheit hinsichtlich des relativen Einflusses des ersten und des später eintreffenden Schalls auf die wahrgenommene tonale Ausgewogenheit weitgehend beseitigt. Der Frequenzgang des Direktschalls aus der Kombination eines Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprechers mit einer Raumwand und der Frequenzgang des Schalls, der von den übrigen Begrenzungsflächen eines normalen Hörraums reflektiert wird, werden praktisch gleich gemacht.
Wie Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher die Einflüsse des Hörraums kontrollieren
Die angegebene Leistung eines konventionellen Lautsprechers basiert auf Messungen des Ansprechverhaltens unter Freifeldbedingungen und bezieht sich nur auf den Direktschall in Frontalrichtung. Der außermittig abgestrahlte Schall, der eine wesentlich schlechtere tonale Balance aufweist, wird von den Wänden, dem Boden und der Decke des Hörraums reflektiert und verschlechtert die Qualität der Übertragung. Ist diese Verschlechterung ein Fehler des Lautsprechers oder ein Fehler des Hörraums?
Das menschliche Gehör profitiert tatsächlich von den akustischen Eigenschaften der häuslichen Umgebung. Die Größe eines normalen Wohnzimmers und die übliche Kombination aus weichen und harten Möbeln sind von Vorteil, weil sie es dem Hörer ermöglichen, ein Maximum an Details aus dem Klang zu extrahieren. Der Grund dafür ist, dass der reflektierte Schall die durch den direkten Schall vermittelten Informationen wiederholt, und die akustische Wahrnehmung profitiert von einer angemessenen Menge an Wiederholungen. In einem gut eingerichteten Wohnzimmer wird die Hall-Energie schnell genug abgebaut, um die nachfolgenden Informationen nicht zu überdecken. Der Großteil des reflektierten Schalls kommt dann früh genug an, um die Qualität des Direktschalls zu verbessern und die Wahrnehmbarkeit des Schalls zu erhöhen.
Daher bieten normale Wohnräume oft eine hervorragende akustische Umgebung für das Hören von Musik, sei es live oder als Reproduktion. Das menschliche Gehör bevorzugt diese Art von Umgebung gegenüber der schalltoten Umgebung. Die größten Einschränkungen der häuslichen Hörumgebung finden sich im Bassbereich, in dem die Wellenlänge des Schalls in der gleichen Größenordnung liegt wie die Abmessungen des Hörraums. Die häusliche Hörumgebung kann auch durch einen Mangel an akustischem Raum gekennzeichnet sein, wenn mit einem Konzertsaal verglichen wird. Diese Einschränkungen sind auf die geringe Größe von Wohnräumen im Vergleich zu Konzertsälen zurückzuführen. Aber diese geringe Größe führt auch zu einer besseren Wahrnehmbarkeit der Mitten und Höhen.
Alle Musikinstrumente haben ihre eigenen charakteristischen Richtcharakteristiken, die zu ihren individuellen klanglichen Qualitäten in einem Raum oder Saal beitragen. Lautsprecher sind für die Wiedergabe aller Arten von Instrumenten gedacht und sollten daher keine derartigen Eigenheiten aufweisen. Herkömmliche Lautsprecher sind so konstruiert, dass ihre Chassis dem Hörer zugewandt sind. Die besten von ihnen haben einen praktisch flachen Frequenzgang in der Achse. In allen anderen Richtungen erzeugen sie einen dunkleren und unregelmäßigeren Spektralverlauf, da sie von Natur aus bei tiefen Frequenzen weitgehend omnidirektional und bei höheren Frequenzen stärker direktional sind. Durch den reflektierten Schall verändert der Hörraum die spektrale Balance des Lautsprechers innerhalb weniger Millisekunden von der auf die Achse gerichteten Antwort zu einer Art mittlerer sphärischer Antwort. Diese schnelle Änderung der spektralen Balance ist eine charakteristische Färbung des Lautsprechers, die bei den Messungen im schalltoten Raum nicht zu sehen ist.
Der Hörraum verändert auch die Bassqualität jeder Schallquelle im Raum und verstärkt die tiefsten Bässe. Diese Verfärbung ist ein Merkmal des Raums und der Positionierung von Quelle und Hörer im Raum. Wie die Leistung eines Lautsprechers beeinflusst wird, lässt sich aus schalltoten Messungen nicht ablesen.
Es gibt zwei konzeptionell entgegengesetzte Möglichkeiten, diese Verfärbungen zu vermeiden. Die eine besteht darin, zu akzeptieren, dass herkömmliche Lautsprecher ohne Rücksicht auf den Einfluss des Hörraums konstruiert werden, und den Hörraum so zu verändern, dass Teile davon einer schalltoten Umgebung nahe kommen. Dies erfordert umfangreiche Vorkehrungen mit schallabsorbierenden Materialien. Die andere Möglichkeit besteht darin, die häusliche Hörumgebung zu akzeptieren, die für die meisten Live-Klänge so vorteilhaft ist, und Lautsprecher zu entwickeln, die verhindern, dass der von den Begrenzungsflächen des Hörraums reflektierte Schall die Qualität der Wiedergabe beeinträchtigt.
Diese beiden Möglichkeiten führen zu sehr unterschiedlichen Wahrnehmungsergebnissen, da das menschliche Gehör sehr empfindlich auf seine akustische Umgebung reagiert. Trotz seiner geringen Größe kommt das heimische Wohnzimmer dem akustischen Charakter eines Musikzimmers oder eines Konzertsaals näher als eine schalltote Umgebung.
Die Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher sind so konstruiert, dass der Hörer die akustischen Vorzüge des heimischen Hörraums voll ausschöpfen kann. Durch ihre bahnbrechende Form können sie die Qualität des Schalls, der von einer nahe gelegenen Wand hinter jedem Lautsprecher reflektiert wird, sowie die Qualität des Schalls, der von den übrigen Wänden und der Decke reflektiert wird, auf unterschiedliche Weise steuern. Die Leistung wird am besten in zwei Teilen beschrieben:1. Carlsson Ortho Akustik-Lautsprecher sind so konzipiert, dass sie mit der Rückseite dicht an einer Wand arbeiten. In dieser Position neutralisieren sie die akustischen Auswirkungen der Wand. Die Wand verschwindet praktisch und öffnet den Hörraum zum Aufnahmeraum, wodurch der Eindruck eines erweiterten akustischen Raums entsteht. (Die akustische Technik zur Neutralisierung der Wandeffekte wird in einem separaten Vortrag behandelt).
2. Charakteristische Unterschiede zwischen Direkt- und Reflexionsschall werden vermieden. Der Direktschall aus der Kombination von Lautsprecher und Wand hat einen nahezu flachen Frequenzgang, ebenso wie der vom Hörraum reflektierte Schall. Dies wird durch eine einzigartige schräge Platte erreicht, auf der sorgfältig ausgewählte Chassis so montiert sind, dass sie weit über dem zentralen Hörbereich und über den Ohren des Zuhörers liegen.
Das Ergebnis ist eine klare, solide Wiedergabe jedes einzelnen Instruments innerhalb der räumlichen Topologie der Aufnahme. Der Klang ist befreit von „Raum“-Färbungen und anderen Anhaltspunkten, die eher an Lautsprecher und Hörraum erinnern als an den wahren Klang einer Live-Aufführung in einer geeigneten Umgebung.
Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher können in mancher Hinsicht den Klang von Live-Instrumenten in einer häuslichen Umgebung sogar übertreffen, da sie weniger von den akustischen Beschränkungen eines kleinen Raums betroffen sind als die Musikinstrumente selbst. Sie vermeiden Störungen durch nahe gelegene Raumbegrenzungen auf eine Art und Weise, wie es Live-Klangquellen nicht können.
Wie Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher die akustischen Effekte einer Raumwand neutralisieren
Jede Schallquelle, die in der Nähe einer Raumwand positioniert wird, wird durch den von der Wand reflektierten Schall in ihrer tonalen Balance und in ihren Transienten verändert. Lautsprecher haben jedoch einen einzigartigen Vorteil gegenüber anderen Schallquellen, da sie so konstruiert werden können, dass sie die akustischen Auswirkungen der Wand hinter ihnen neutralisieren.
Um die akustischen Auswirkungen einer angrenzenden Wand zu verstehen, stellen Sie sich einen Boxenlautsprecher vor, der vor einer Wand aufgestellt ist. Der Hörer empfängt einige Millisekunden nach dem Direktschall eine von der Wand reflektierte Schallwelle. Bei sehr niedrigen Frequenzen ist die Wellenlänge des Schalls so lang, dass die reflektierte Schallwelle fast phasengleich mit dem Direktschall eintrifft, und der reflektierte Schall verursacht eine Erhöhung des Schallpegels um etwa 5 dB. Je höher die Frequenz ist, desto kürzer ist die Wellenlänge. Der Unterschied in der Weglänge zwischen der reflektierten und der direkten Schallwelle führt allmählich zu einer Phasenverzögerung des reflektierten Schalls. Je größer die Phasenverschiebung ist, desto geringer ist die Erhöhung des Schallpegels durch den reflektierten Schall. Bei einer Frequenz, die einer 6-fachen Wellenlänge entspricht, beträgt diese Pegelerhöhung noch etwa 4 dB. Weniger als eine Oktave höher, wenn die Wellenlänge etwas mehr als das Dreifache der Differenz der Weglängen beträgt, trägt der reflektierte Schall nicht mehr zum Schallpegel bei. Dies geschieht bei einer Frequenz zwischen 100 und 300 Hz, je nach Größe des Lautsprechers.
Diese Frequenz ist eine Art Übergangsfrequenz. Der erhöhte Wirkungsgrad des Lautsprechers unterhalb der Übergangsfrequenz kann gut genutzt werden. Oberhalb der Übergangsfrequenz überlagert der reflektierte Schall den Direktschall. In dem Frequenzintervall einer vollen Oktave, in dem die Wellenlänge zwischen dem 3- und 1,5-fachen des Weglängenunterschieds schwankt, hebt der reflektierte Schall einen Teil des Direktschalls auf. Die Frequenzgangkurve weist eine Senke bei der Frequenz auf, die der doppelten Wellenlänge entspricht, und eine Spitze bei der doppelten Frequenz. Der Schallpegelunterschied zwischen dem Spitzenwert und der Zehnerdelle erreicht eine Größenordnung von 10 oder 20 dB! Einbrüche können sich beim 3-, 5-, 7-fachen usw. der Frequenz des ersten Einbruchs wiederholen, und Spitzen können beim 4-, 6-, 8-fachen usw. der gleichen Frequenz auftreten.
Die reflektierte Schallwelle hat einen charakteristischen Einfluss auf das Einschwingverhalten des Lautsprechers. Jeder Ton wird nur durch den Direktschall ausgelöst und dann durch das Eintreffen der reflektierten Schallwelle aus nahezu derselben Richtung verändert. Kein Frequenzbereichs-Equalizer kann diese Effekte kompensieren; daher empfehlen viele Lautsprecherhersteller, ihre Lautsprecher weit von der Wand entfernt aufzustellen. (Nicht nur Boxenlautsprecher, sondern alle Arten von Lautsprechern werden durch die Interferenzen einer Wand hinter dem Lautsprecher in ihrer Leistung beeinträchtigt. Offene Großmembran-Lautsprecher, wie z. B. elektrostatische Lautsprecher, sind sogar noch empfindlicher gegenüber diesen Störungen, da die rückwärtige Abstrahlung dieser Lautsprecher um 180 Grad phasenverschoben gegenüber der vorderen Abstrahlung ist. Es gilt das oben Beschriebene, allerdings wird aus der Verstärkung eine Auslöschung und aus der Auslöschung eine Verstärkung; statt einer Anhebung um 5 dB wird der Tiefbasspegel drastisch gesenkt, in zehn Fällen um mehr als 10 dB).
Wenn ein Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher mit der Rückseite nahe an einer Raumwand betrieben wird, werden die akustischen Effekte der Wand auf folgende Weise neutralisiert:
1. Die Chassis befinden sich in einem vergleichsweise geringen Abstand zur Wand. Die durch die Wand hervorgerufene Erhöhung des Wirkungsgrads deckt dann den größten Teil des Bassbereichs ab, und der Übergang Frequenz steigt auf mindestens 300 Hz an.
2. Der Lautsprecher hat eine absorbierende Platte, die einen kleinen Teil der Wand abdeckt. Die absorbierende
Platte reduziert erfolgreich die Schallmenge, die von der Wand bei Frequenzen oberhalb der Übergangsfrequenz reflektiert wird. Dadurch wird verhindert, dass dieser reflektierte Schall den Direktschall des Lautsprechers stört.
3. Die Frequenzgangkurve des Lautsprechers ist so gestaltet, dass sie den durch die Wand verursachten Anstieg des Wirkungsgrads bei Frequenzen unterhalb der Übergangsfrequenz ausgleicht. Durch die Kombination von Lautsprecher und Wand wird so eine nahezu flache Frequenzgangkurve erreicht.
Bodenstehende Modelle von Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprechern
Bisher wurde die Kombination aus einem Lautsprecher und einer einzelnen Raumwand betrachtet. Dieser Kombination wurde ein nahezu flacher Frequenzgang zugeschrieben. Eine solche Aussage ist in Bezug auf OA-51, das Wandmodell der Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher, zutreffend, aber die noch weiter fortgeschrittene Konstruktion der Standmodelle erfordert eine kompliziertere Beschreibung. Die ursprüngliche Aussage wurde gemacht, um die akustischen Konstruktionsprinzipien der Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher deutlich von den konventionellen Konstruktionsprinzipien zu unterscheiden, die auf einen flachen Frequenzgang in einer schalltoten Umgebung abzielen.
In häuslichen Hörräumen ist es wahrscheinlich, dass reflektierte Schallwellen von den meisten Raumbegrenzungen früh genug eintreffen, um bei sehr niedrigen Frequenzen fast in Phase mit der direkten Schallwelle zu sein. Jede reflektierte Schallwelle erhöht den Pegel des Direktschalls aus dem Lautsprecher bei Frequenzen, die so niedrig sind, dass die Wellenlänge des Schalls größer ist als das Vierfache der Differenz zwischen der Weglänge der reflektierten Schallwelle und derjenigen der direkten Schallwelle. Diese früh eintreffenden reflektierten Schallwellen erhöhen somit den Wirkungsgrad des Lautsprechers bei den tiefsten Frequenzen. Dieser erhöhte Wirkungsgrad muss bei der Konstruktion des Lautsprechers ausgeglichen werden, wenn die Übertragung vom Lautsprecher zum Hörer flach bleiben soll.
Das erste Eintreffen des reflektierten Schalls vom Boden hat in der Regel eine ähnliche Wirkung wie das erste Eintreffen des reflektierten Schalls von der Wand hinter dem Lautsprecher. Die Standlautsprecher von Carlsson Ortho Acoustic Loudspeakers sind so konzipiert, dass sie die akustischen Auswirkungen von Boden und Wand neutralisieren, aber sie enthalten keine schallabsorbierenden Mittel, die erforderlich sind, um die Störungen des Bodens im mittleren und oberen Mitteltonbereich und in den Höhen zu reduzieren oder zu beseitigen. Diese schallabsorbierenden Mittel müssen einen Teil des Bodens abdecken und sich in einem gewissen Abstand von jedem Lautsprecher erstrecken. Am besten eignen sich für diesen Zweck hochflorige Teppiche oder Vorleger. Auch strategisch platzierte Kissen können verwendet werden.
Das akustische Design der Standmodelle kann nun wie folgt beschrieben werden:
Die Standmodelle der Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher sind so konzipiert, dass sie auf dem Boden stehend und mit der Rückseite dicht an einer Wand betrieben werden können. Sie neutralisieren die akustischen Auswirkungen sowohl des Bodens als auch der Wand, vorausgesetzt, die schallabsorbierenden Mittel, wie im nächsten Abschnitt beschrieben, sind ausreichend, um Störungen durch beide zu vermeiden. Der Frequenzgang jedes Lautsprechers ist so ausgelegt, dass er die durch Boden und Wand verursachte Erhöhung des Wirkungsgrads im Bass- und unteren Mitteltonbereich ausgleicht. Wenn die oben genannte Schallabsorptionsanforderung erfüllt ist, hat der Direktschall aus der Kombination von Lautsprecher, Boden und Wand einen praktisch flachen Frequenzgang oberhalb von 70 Hz. Unterhalb von 70 Hz wird der Frequenzgang ebenfalls so angepasst, dass er den Anstieg des Wirkungsgrads ausgleicht, der durch die verbleibenden Begrenzungen eines normalen häuslichen Hörraums verursacht wird. Die Teile des Schalls, die vom Hörraum reflektiert werden und eine erhebliche Phasenverschiebung gegenüber dem Direktschall aufweisen, haben ebenfalls einen nahezu flachen Frequenzgang.
Die absorbierende Platte, mit der alle Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher ausgestattet sind, reduziert oder eliminiert Störungen durch reflektierten Mittel- und Hochtonschall von der Wand hinter den Lautsprechern. (Die Leistungsmerkmale der Wandreflexabsorber finden Sie in der technischen Spezifikation). Zur Verringerung von Störungen durch vom Boden reflektierte mittlere und hohe Töne wird empfohlen, den Boden zwischen den Lautsprechern und dem Zuhörer mit Teppichen, Läufern oder Kissen abzudecken.
Wie sich die Positionierung auf die Klarheit auswirkt
Die Positionierung eines Lautsprechers beeinflusst die Klangqualität in mehr als einer Hinsicht. Wir haben bereits gesehen, wie nahe Grenzflächen die Bass- und Mitteltonwiedergabe eines Lautsprechers beeinflussen. Doch selbst in den besten häuslichen Hörumgebungen und bei sorgfältiger Konstruktion und Positionierung der Lautsprecher, um die positionsabhängigen Frequenzgangabweichungen zu verringern, variiert eine wichtige Qualität der Wiedergabe je nach Positionierung von Lautsprecher und Hörer: die Klarheit. Die Klarheit der akustischen Übertragung vom Lautsprecher zum Hörer wird hauptsächlich durch das Verhältnis von direktem zu reflektiertem Schall an der Position des Hörers bestimmt. Die Klarheit der Wiedergabe von Richtungs- und Umgebungsinformationen, die durch stereophone Aufnahmen vermittelt werden, wird auch durch die Zeitabstände zwischen dem Eintreffen des Direktschalls und dem Eintreffen der ersten reflektierten Schallwellen von den verschiedenen Raumgrenzen beeinflusst.
Die Klarheit in Bezug auf das Verhältnis von Direkt- zu Reflexionsschall kann durch Erhöhung des Direktschallpegels oder durch Verringerung des Reflexionsschallpegels verbessert werden. In diesem Zusammenhang umfasst der Begriff „reflektierter Schall“ nur die Teile des reflektierten Schalls, die eine erhebliche Phasenverschiebung gegenüber dem Direktschall aufweisen, während der Begriff „Direktschall“ so erweitert wird, dass er jeden reflektierten Schall umfasst, der nahe genug an der Phase des Direktschalls ankommt, um den Pegel des Direktschalls zu erhöhen.
Die Klarheit kann verbessert werden, indem der Abstand des Zuhörers zu den Lautsprechern verringert wird. Dadurch erhöht sich der Pegel des Direktschalls, während der Pegel des reflektierten Schalls weitgehend unabhängig von der Position des Zuhörers im Raum ist. Die Klarheit kann auch dadurch verbessert werden, dass man die Menge der schallabsorbierenden Gegenstände im Raum erhöht, z. B. durch hochflorige Teppiche und weiche Polstermöbel. Eine bekannte Methode zur Verbesserung der Klarheit ist die Auswahl von Lautsprechern mit stärkerer Richtwirkung, aber die Richtwirkung solcher Lautsprecher variiert in Bezug auf die Frequenz so stark, dass der direkte und der reflektierte Schall sehr unterschiedliche Frequenzgangkurven aufweisen.
Ein Mittel zur Verbesserung der Klarheit, das bei den Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprechern eingesetzt wird, besteht darin, jeden Lautsprecher mit einer oder zwei Raumbegrenzungen zu kombinieren, um die von diesen Raumbegrenzungen reflektierten Schallwellen praktisch in Phase mit der direkten Schallwelle zu bringen.
Diese Methode hat den Vorteil, dass sie auch im Bassbereich, in dem häusliche Hörumgebungen weniger schallabsorbierend und die Lautsprecher weniger gerichtet sind als bei höheren Frequenzen, voll wirksam ist. Im Bassbereich erhöht eine solche Kombination aus einem Boxenlautsprecher und einer, zwei oder drei Raumbegrenzungen das Verhältnis von direktem zu reflektiertem Schall um 3, 6 bzw. 9 dB im Vergleich zu einem freistehenden Boxenlautsprecher. Diese Zahlen sind vergleichbar mit der Erhöhung des Verhältnisses von direktem zu reflektiertem Schall um 5 dB, die sich ergibt, wenn ein freistehender Großmembran-Lautsprecher durch einen freistehenden Kastenlautsprecher ersetzt wird. Alle Angaben beziehen sich auf den Bassbereich und basieren auf der Annahme, dass der Abstand des Zuhörers zum Lautsprecher fest ist. Wenn dieser Abstand um die Hälfte verringert wird, erhöht sich das Verhältnis von direktem zu reflektiertem Schall um 6 dB.
Die Positionierung des Lautsprechers beeinflusst auch den Zeitpunkt des ersten Eintreffens des reflektierten Schalls an den verschiedenen Raumgrenzen. Die normale häusliche Aufstellung von Stereolautsprechern führt dazu, dass reflektierte Schallwellen von den Raumgrenzen zu früh nach der Ankunft der direkten Schallwelle eintreffen. Innerhalb einer kurzen Zeitspanne, die etwa 1,5 Millisekunden beginnt und etwa 3,5 Millisekunden nach dem Eintreffen der direkten Schallwelle endet, können reflektierte Schallwellen von mehreren der folgenden Raumbegrenzungen beim Hörer eintreffen: vom Boden, von der Wand hinter dem Lautsprecher, von der Decke, von einer Seitenwand und von der Wand hinter dem Hörer. Eine solche frühe Anhäufung von reflektierten Schallwellen verursacht nicht nur eine übermäßige Bassanhebung unterhalb von 100 Hz, sondern beeinträchtigt auch die Wahrnehmung der Richtungs- und Umgebungsgeräusche durch den Hörer.
Die von der Aufnahme vermittelte Information.
In einem normalen häuslichen Hörraum ist die Wiedergabe der Richtungs- und Umgebungsinformationen einer stereophonen Aufnahme am klarsten, wenn die ersten reflektierten Schallwellen von möglichst vielen der sechs Raumbegrenzungen so unterdrückt werden, dass sie keine Komponenten enthalten, die die direkte Schallwelle stören, und wenn die ersten Ankünfte des reflektierten Schalls von den übrigen Raumbegrenzungen so lange wie möglich verzögert werden. Das bedeutet, dass jeder Lautsprecher an möglichst vielen Raumgrenzen aufgestellt werden sollte, sofern die ersten reflektierten Schallwellen von diesen Raumgrenzen durch absorbierende Platten oder auf andere Weise unterdrückt werden. Das bedeutet auch, dass der Lautsprecher in möglichst großem Abstand zu den übrigen Raumbegrenzungen aufgestellt werden sollte.
Aus den obigen Ausführungen geht hervor, dass Standlautsprecher in zwei Ecken des Hörraums für einen sitzenden Zuhörer optimal sind, aber diese Positionierung führt in der Regel dazu, dass die Klangbühne ungewöhnlich groß wird. In den meisten Fällen ist die Aufstellung von Standlautsprechern in der Nähe einer der längsten Wände des Raums und in möglichst großem Abstand zu den Seitenwänden die beste Wahl. Wenn Standlautsprecher ungeeignet sind, ist die beste Alternative die Wandmontage der Lautsprecher in Ohrhöhe oder darunter an einer der längsten Wände des Raumes und in maximalem Abstand zu den Seitenwänden. In jedem Fall müssen die Lautsprecher mit schallabsorbierendem Material kombiniert werden, um zu verhindern, dass der Direktschall aus den Lautsprechern durch Reflexionen an den angrenzenden Wänden beeinträchtigt wird.
Ein Vergleich der Anforderungen an die Positionierung für ein maximales Verhältnis von direktem zu reflektiertem Schall und für einen optimalen Zeitpunkt des ersten Eintreffens des reflektierten Schalls zeigt, dass die beiden Anforderungen übereinstimmen. Um die Vorteile der Positionierung für maximale Klarheit zu nutzen, müssen die Lautsprecher jedoch so konzipiert sein, dass sie die akustischen Auswirkungen der angrenzenden Raumgrenzen neutralisieren. Die Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher sind so konzipiert, dass sie die akustischen Vorteile einer Positionierung nahe an einer langen Wand und weit entfernt von Seitenwänden voll ausschöpfen. Die Standmodelle OA-50 und OA-52 ermöglichen ein Maximum an akustischer Klarheit, während das Wandmodell OA-51 für die beste alternative Positionierung vorgesehen ist. Mit den Carlsson Ortho-Akustik-Standlautsprechern sind sitzende Zuhörer in einem normal großen Wohnraum bis 5 Millisekunden nach Eintreffen der direkten Schallwelle praktisch frei von störendem Reflexionsschall. Die erste reflektierte Schallwelle vom Boden trifft etwa 0,5 Millisekunden nach der direkten Schallwelle ein. Sie soll durch Teppiche oder Läufer unterdrückt werden. Die erste reflektierte Schallwelle von der Wand hinter dem Lautsprecher trifft etwas mehr als 1 Millisekunde nach der direkten Schallwelle ein. Sie wird durch die mitgelieferte absorbierende Platte unterdrückt. Reflektierte Schallwellen von den übrigen Raumbegrenzungen treffen in der Regel erst 5 Millisekunden nach der direkten Schallwelle ein.
Wie Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher dem Hörer eine große Auswahl an Hörakustik bieten
Die Richtwirkung von Lautsprechern variiert in Abhängigkeit von der Frequenz. Dies führt dazu, dass der Frequenzgang und das Einschwingverhalten des Direktschalls aus einem Paar herkömmlicher Stereolautsprecher von einer Hörposition zur anderen variiert. Der Unterschied in der tonalen Balance zwischen direktem und reflektiertem Schall variiert ebenfalls von einer Hörposition zur anderen. Dies hat zur Folge, dass sowohl musikalische als auch stereophone Informationen oft auf einen sehr begrenzten Hörbereich fokussiert werden, was die Wahl der Hörakustik einschränkt.
Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher haben ein sehr breites Abstrahlverhalten und eine einzigartige Ausrichtung der Chassis, um den Frequenzgang und das Einschwingverhalten des Direktschalls aus der Kombination von Lautsprecher und Raumwand über einen überraschend großen Teil des Hörraums ungewöhnlich gleichmäßig zu gestalten. Das Ergebnis ist ein zweifaches: Jede Hörposition im Raum erhält Direktschall von hoher Qualität. Und der von den Raumbegrenzungen reflektierte Schall hat eine klangliche Ausgewogenheit, die der des Direktschalls sehr ähnlich ist.
Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher bieten dem Hörer eine neue akustische Freiheit beim stereophonen Hören. Befreit von unnatürlichen Richtungseffekten und positionsabhängigen Variationen in der spektralen Balance kann der Hörer den Abstand zu den Lautsprechern bestimmen, der das bevorzugte Verhältnis von direktem zu reflektiertem Schall erzeugt. Der Hörer kann die Hörposition und die Hörakustik nach eigenem Geschmack wählen. Die bevorzugte Hörakustik kann für verschiedene Musikrichtungen unterschiedlich sein. Die Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher bieten dem Hörer eine Auswahl an Hörakustik, die von Positionen mit einem hohen Verhältnis von direktem zu reflektiertem Schall bei kurzen Abständen zu den Lautsprechern bis hin zu konzertähnlichen Hörperspektiven bei größeren Abständen zu den Lautsprechern reicht.
Mit weniger Frequenzgangabweichungen und anderen akustischen Anomalien der Lautsprecher lassen sich unerwünschte Systemcharakteristika, die bei der Stereoaufnahme und -wiedergabe auftreten, leichter beobachten. Eine solche Systemcharakteristik verringert die Wiedergabetreue an Hörpositionen, die gleich weit von den beiden Lautsprechern entfernt sind. Diese Hörpositionen sind zwar empfehlenswert, weil sie eine präzise Ortung der Bilder ermöglichen, aber sie führen zu einer Überhöhung der Bässe und Mitten im Klang aller Schallquellen, die sich im zentralen Bereich der Klangbühne befinden. Durch diese Anhebung werden nicht nur Klangfarben und Pegel innerhalb der Klangbühne verzerrt, sondern auch der Raumklang beeinträchtigt, da der Raumklang der zentralen Klangquellen, der in den seitlichen Feldern der Klangbühne erscheint, nicht angehoben wird. (Die Anhebung beträgt 3 dB, der Verlust an Raumklang kann sich demselben Wert nähern). Die überragende klangliche und räumliche Homogenität, die man an außermittigen Hörpositionen erleben kann, lässt sich leicht feststellen, wenn man sich ein Paar Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher anhört.
Die vertikale Abbildung von Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprechern
Bei Aufnahmen werden alle Informationen, die den Eindruck von Höhe, Tiefe oder Luftigkeit vermitteln können, durch verzögerte Nachbildungen des Schalls, auf den sich die Informationen beziehen, vermittelt. Normalerweise besteht dieser verzögerte Schall aus den ersten Schallwellen, die von den verschiedenen Grenzflächen der Aufnahmeumgebung reflektiert werden. Um zu vermeiden, dass räumliche Informationen in Aufnahmen maskiert werden, sollten Lautsprecher keine eigenen Eindrücke von Höhe, Tiefe oder Luftigkeit erzeugen.
Der Eindruck, den der Hörer von der Höhe einer Schallquelle hat, wird in erster Linie durch die beiden zuerst eintreffenden Schallwellen erzeugt: die direkte Schallwelle von der Quelle zum Hörer und die zuerst eintreffende, vom Boden reflektierte Schallwelle. Handelt es sich bei der Schallquelle um einen Lautsprecher, erzeugen die Höhenpositionen der Antriebseinheiten ihre eigenen Höheneindrücke, unterhalb derer keine Höheneindrücke auf den Hörer übertragen werden können. Aufnahmen, die keine verzögerten Schallrepliken enthalten, werden so wiedergegeben, dass die Höhe des Schalls nur von den Lautsprechern bestimmt wird.
Wenn eine Aufnahme Schall enthält, der vom Boden der Aufnahmeumgebung mit einer Verzögerung reflektiert wird, die typisch für Bodenreflexionen im realen Leben ist, kann dieser reflektierte Schall einen Höheneindruck erzeugen, der höher ist als der vom Lautsprecher erzeugte Höheneindruck. Je geringer der vom Lautsprecher erzeugte Höheneindruck ist, desto besser können die vertikalen Bilder von Aufnahmen wiedergegeben werden. Sollen Aufnahmen mit wenig Rauminformationen in Ohrhöhe wiedergegeben werden, ist der wandmontierte OA-51 das bevorzugte Modell der Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher. Bei Aufnahmen, die reich an räumlichen Informationen sind, werden jedoch wahrscheinlich die Standmodelle OA-50 und OA-52 bevorzugt. Der Eindruck, dass die Wand hinter einem Paar Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher verschwindet, entsteht nur durch die Lautsprecher und nach oben, und die Standmodelle werden den größten Teil der Wand verschwinden lassen, um den akustischen Raum der Aufführung zu enthüllen.
Stig Carlsson – Designer von Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprechern
Stig Carlsson entwirft seit mehr als drei Jahrzehnten Lautsprecherboxen. Keiner von ihnen war konventionell; stattdessen waren Carlssons Entwürfe akustisch so neuartig, dass sie internationalen Patentschutz rechtfertigten. Die ersten Carlsson-Designs, die außerhalb Schwedens auf den Markt kamen, waren die Sonab-Lautsprecher aus den frühen siebziger Jahren. Ihre Werbung provozierte eine Kontroverse unter den Kritikern. Aber laut der April-Ausgabe 1984 einer führenden britischen Audio-Publikation waren die Sonab-Lautsprecher „einzigartig anders und hatten ihre eigenen besonderen Qualitäten“.
Carlsson gehörte nie zum Personal einer Aufnahme-, Herstellungs- oder Vertriebsfirma. Den größten Teil der Zeit von 1948 bis 1965 war er Leiter des elektroakustischen Labors am Königlichen Institut für Technologie in Stockholm.
Die Messgeräte und die schalltoten Räume dieses Labors ermöglichten es ihm, die technische Leistung von Aufnahme- und Wiedergabegeräten zu untersuchen. Er entwickelte neue Messmethoden, entwarf Versuchslautsprecher und organisierte experimentelle Aufnahmesitzungen. Im Jahr 1974 bezog er dank der Tantiemen von Sonab ein eigenes Labor, das er mit speziellen Messeinrichtungen für die Entwicklung seiner neuen Serie orthoakustischer Lautsprecher ausstattete.
Carlsson hat immer eine wissenschaftliche Herangehensweise an die Kunst der Tonaufnahme und -wiedergabe bevorzugt, obwohl sein Hauptziel darin besteht, die sinnliche Schönheit von Live-Musik in einer geeigneten Akustik wiederzugeben. Die wissenschaftliche Herangehensweise setzt voraus, dass die Übertragung einen flachen Frequenzgang hat – vom Schall, der am Aufnahmemikrofon ankommt, bis zum Schall, der von den Lautsprechern in der Hörumgebung erzeugt wird. Carlsson stellte fest, dass diese Anforderung sowohl bei der Auswahl von Mikrofonen für Aufnahmen als auch bei der Konstruktion, Prüfung und Auswahl von Lautsprechern wissenschaftliche Kenntnisse erfordert. Er entdeckte, dass die üblichen schalltoten Messungen nur wenig Aufschluss über die klangliche Ausgewogenheit eines Lautsprechers im tatsächlichen Gebrauch geben. Außerdem erkannte er, dass der früh eintreffende reflektierte Schall einen Großteil der sinnlichen Schönheit von Musik ausmacht. Das frühe Eintreffen des reflektierten Schalls im Aufführungssaal ist für die Darstellung der den Musikinstrumenten innewohnenden klanglichen und räumlichen Qualitäten von wesentlicher Bedeutung. Darüber hinaus scheint der reflektierte Schall, der den Zuhörer aus verschiedenen Richtungen erreicht, für die Erfahrung des Zuhörers mit dem akustischen Reichtum wesentlich zu sein.
Carlsson verwendete ein einziges Mikrofon mit Kugelcharakteristik, unabhängig davon, ob er ein einzelnes Instrument oder ein ganzes Symphonieorchester mit Chor und Solisten aufnahm, und seine Aufnahmen bewahrten die ursprüngliche Dynamik der Aufführung. Das von ihm gewählte Mikrofon war schwedisch, hatte „einen sehr glatten Frequenzgang in alle Richtungen“ und „befand sich an einem Punkt, an dem Direktschall, reflektierter Schall und Nachhall so zusammenwirkten, dass Klangfarbe, Ausgewogenheit und Nachhall nach dem gemeinsamen Urteil von Musikern und Aufnahmeteam zufriedenstellend waren“ (Zitate aus technischen Anmerkungen zu Carlssons Aufnahmen bei verschiedenen schwedischen Labels in den Jahren
1965 – 67). Bei ihren stereophonen Aufnahmen für Proprius verwendeten Håkan Sjögren und später Bertil Alving in den Jahren 1969-76 ein Abstandspaar dieses Mikrofontyps. So wurde das von Carlsson gewählte Mikrofon in Alvings berühmten Cantate Domino und Kör verwendet. Um einen weiten Dynamikbereich und eine klangliche Ausgewogenheit zu erreichen, die für gewöhnliche Abspielgeräte geeignet ist, wurden Carlssons Aufnahmen mit einer Höhenanhebung von 3 dB versehen, die in den technischen Anmerkungen angegeben wurde. Auch Sjögren und Alving verwendeten diese Höhenanhebung oder mehr, auch wenn sie nicht immer angegeben wird.
Frühe Lautsprecher, die mit dem Hörraum zusammenarbeiten
Stig Carlsson begann, sich mit Lautsprechern und dem Einfluss des Hörraums auf ihre Leistung zu beschäftigen, bevor Stereo eine kommerzielle Realität wurde. Die zweite Auflage (1947) von Olsons Elements of Acoustical Engineering war gerade erschienen, aber Waterhouses bahnbrechende Arbeit über die Leistung einer Schallquelle in reflektierender Umgebung (The Journal of the Acoustical Society of America, Januar 1958) und Thieles Hauptwerk über Bassreflexgehäuse (erstmals veröffentlicht in Australien, 1961) waren noch nicht erschienen.
Carlsson meldete 1953 seine ersten beiden Patente an. Eine davon beschrieb einen neuen Bereich von Konstruktionsparametern für Bassreflexgehäuse, der zu kleineren Gehäusen und einem verbesserten Einschwingverhalten führte. In der anderen wurde ein Lautsprecher beschrieben, der mit dem benachbarten Begrenzungen des Hörraums zusammenarbeitet. Der Lautsprecher hatte ein Gehäuse in Form eines Kegelstumpfes, das mit seinem breiten Ende in Bodennähe stand und dessen Achse geneigt war. Der Tieftöner wurde in die untere Wand eingebaut, die in geringem Abstand zum Boden und zu einer oder zwei Wänden aufgestellt werden sollte. Der Mitteltöner wurde in der oberen Wand montiert, um von all diesen angrenzenden Raumbegrenzungen entfernt zu sein. Er war von vier Hochtönern umgeben, die so angeordnet waren, dass sie die Rundstrahlcharakteristik des deutschen „Kugelstrahlers“, eines freistehenden professionellen Lautsprechers, nachahmten. Als die Arbeit von Waterhouse erschien, bot sie einen nützlichen Beweis für den Wert der neuen Positionierung der Tief- und Mitteltöner in Carlssons Patent. Effiziente Argumente für diesen Lautsprecher waren die Freiheit von Punktquelleneffekten, wenn die Oberseite des Lautsprechers wie vorgesehen von der dahinter liegenden Wand entfernt war, und eine akkurate Basswiedergabe, wenn die Unterseite nahe an der Wand angebracht war.
Carlsson führte einen Prototyp dieses Lautsprechers 1954 in Schweden und England vor. Dann baute er eine spezielle Akustikkammer zur Messung des Frequenzgangs der Gesamtabstrahlung des Lautsprechers, der in einer Raumecke aufgestellt war. Die beiden gegenüberliegenden Wände und die Decke dieser Kammer waren mit absorbierendem Material bedeckt, so dass sie völlig reflexionsfrei war. Der Frequenzgang wurde durch Addition der Abstrahlung aus 36 Richtungen bei 81 Frequenzen gemessen. Der Lautsprecher wurde so konstruiert, dass der Frequenzgang von 28 bis 12.000 Hz, gemessen mit Sinustönen, innerhalb eines Bereichs von – 3 dB liegt. Die kommerzielle Version, die 1959 in Schweden auf den Markt kam, hatte zwei in den Ständer eingebaute Transformator-Röhrenverstärker. Der Bassverstärker hatte eine negative Ausgangsimpedanz und eine spezielle Entzerrungsschaltung mit einem dreistufigen Dämpfungsglied. Dieser diente dazu, einen flachen Frequenzgang des Lautsprechers zu wählen, wenn sich der Tieftöner in der Nähe von einer, zwei oder drei Raumgrenzen befand.
Eine weitere Patentanmeldung von historischem Interesse reichte Carlsson 1962 ein. Sie beschrieb eine Lautsprecherserie, die 1966 von der Firma Sonab auf den Markt gebracht wurde. Diese Lautsprecher hatten ein rechteckiges Gehäuse, ziemlich hoch und tief, aber schmal. Die Tief- und Mitteltöner waren nahe an der Rückwand positioniert, um nahe an der Raumwand hinter dem Lautsprecher zu stehen. Die vier Hochtöner wurden kreuzweise und mit Abstand zueinander auf dem vorderen Teil der oberen Wand montiert, um eine Rundumabstrahlung zu simulieren. Die neue Position des Mitteltöners reduzierte die Störungen durch die Raumwand, ein Effekt, der dem Prüfer des US-Patentamtes erfolgreich demonstriert wurde.
Andere Designer, die sich mit der Schnittstelle Lautsprecher/Raum beschäftigt haben, sind Amar Bose und Roy Allison. Der „direkt reflektierende“ Lautsprecher von Bose wurde in seiner 1967 eingereichten Patentanmeldung beschrieben. Er stellte fest, dass ein Anteil von reflektiertem Schall im Hörraum erfordere, dass acht von neun Chassis nur durch Reflexionen an den Raumbegrenzungen abstrahlen, so dass nur eines von neun Chassis Direktschall abgibt. Der erste Lautsprecher von Allison, der die Randverstärkung so optimiert, dass der Abstrahlwinkel kontrolliert wird und die in den Raum abgegebene Schallleistung frequenzkonstant ist, wurde 1974 vorgestellt.
Ein Vergleich von drei Arten der Frequenzgangleistung
Bei früheren Lautsprechern, die für die Zusammenarbeit mit dem Hörraum entwickelt wurden, wie z. B. die von Sonab und Allison Acoustics, bezog sich die angegebene Frequenzgangkurve auf die gesamte Schallabstrahlung des Lautsprechers in den Hörraum. Dieser Energieverlauf ist für lang andauernde Töne relevant, gibt aber keine Auskunft über die Wiedergabe des Anfangs eines jeden Tons. Das Einschwingverhalten und der Frequenzgang während der ersten Millisekunden jedes Tons aus diesen Lautsprechern waren unbefriedigend, weil die Kombination aus Lautsprecher und Raumwand aufgrund von Interferenzen im gesamten Mittel- und Hochtonbereich ein sehr unregelmäßiges Verhalten zeigte, gemessen in jeder einzelnen Richtung. Dies galt selbst dann, wenn die Summe der Antworten in allen Richtungen recht gleichmäßig war. Die Messung des unbefriedigenden frühen Frequenzgangs gibt nur wenig Aufschluss über den feinen Klang, der aus einigen dieser Lautsprecher zu hören ist. Diese frühen Lautsprecher, die für die Zusammenarbeit mit dem Hörraum entwickelt wurden, haben daher eine ungenaue Wiedergabe des Beginns eines jeden Tons, aber die besten von ihnen neigen dazu, einen genauen Frequenzgang während des Hauptteils eines jeden Tons zu haben, wenn der Hörer Schall aus einer großen Anzahl von Richtungen empfängt. Dieser genaue Frequenzgang wird in der Regel zwischen 5 und 20 Millisekunden nach dem Eintreffen des Direktschalls aus dem Lautsprecher erreicht. In einem normal großen Wohnzimmer empfängt der Hörer innerhalb von 20 Millisekunden nach dem Eintreffen des Direktschalls Schall aus etwa 60 verschiedenen Richtungen.
Bei konventionellen, nach vorne gerichteten Lautsprechern ist die Reihenfolge von gut und schlecht umgekehrt. Die besten Lautsprecher geben die ersten 1 oder 2 Millisekunden jedes Schalls genau wieder, aber wenn der von der Hörumgebung reflektierte Schall eintrifft, ändert sich die Wiedergabe in eine dunklere, unregelmäßigere Tonbalance. Diese Veränderung der Tonbalance während der ersten 10 Millisekunden eines jeden Tons liegt normalerweise in der Größenordnung von 10 dB.
Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprecher machen die Wahl zwischen diesen unbefriedigenden Alternativen überflüssig. Sie kombinieren die exakte Anfangsantwort der besten nach vorne gerichteten Lautsprecher mit der exakten Hauptantwort der besten Lautsprecher, die für die Zusammenarbeit mit dem Hörraum entwickelt wurden.
Keine einzelne Frequenzgangmessung ist in der Lage, das komplexe Frequenzgangverhalten eines Lautsprechers in einer realen Hörumgebung darzustellen. Bei der Entwicklung von Carlsson Ortho-Akustik-Lautsprechern werden drei Stufen des Frequenzgangs berücksichtigt:
1. Der reflexionsfreie Frequenzgang in einem freien Schallfeld oder der Frequenzgang des Direktschalls aus dem Lautsprecher allein.
2. Der reflexionsfreie Frequenzgang, bei dem das freie Schallfeld durch eine oder zwei benachbarte Raumbegrenzungen begrenzt ist, oder der Frequenzgang des Direktschalls aus der Kombination von Lautsprecher und benachbarten Raumbegrenzungen.
3. Die halbschalltote Antwort in verschiedenen Hörräumen oder die Antwort des Gesamtschalls, wenn alle Wege vom Lautsprecher zum Hörer in Betrieb sind.
