Aktive
Lautsprecher gehören schon
immer zu den exklusiven Systemen. Dennoch erfährt man relativ wenig
über diese Technik. Das hat ganz bestimmte Gründe, auf die wir
später eingehen. Die Vorteile gegenüber Passivsystemen liegen
aber klar auf der Hand.
Wie auch das bekannte Buch
Lautsprecherbau von Vance Dickason beschreibt, gibt es folgende Vorteile,
die wir durch einen Kommentar näher erklären.
1.
Verringerte Intermodulations-Verzerrungen infolge der verringerten Bandbreite,
über die die Verästärker arbeiten. Ebenso wird ein Clipping
durch tieffrequente Überlastung der Verstärker bei Mehrwege-Systemen
nur auf ein Chassis begrenzt
Intermodulationsverzerrungen
entstehen durch Überlagerung vieler verschiedener Frequenzen. Eine
Endstufe hat es daher einfacher, wenn der zu übertragende Frequenzbereich
kleiner ist. Wenn in einer Passiv-Anlage z.B. tiefe Frequenzen hoch
ausgesteuert werden, können die hohen Frequenzen clippen, da diese
den tiefen aufmoduliert sind. In einem Aktivsystem hat ein Übersteuern
der Tieftonendstufe keine Auswirkung auf den Hochtonbereich.
2.
Vergrößerter Dynamikbereich. Ein 60W und ein 30W Verstärker
in einem aktiven System werden bei dem gleichen Pegel klippen wie ein 175W
Verstärker an einer passiven Frequenzweiche
Aus den vorher angegeben
Gründen ergibt sich, dass die Summe aller Frequenzen die Aussteuergrenze
festlegt. Wenn ein sehr tieffrequentes und ein sehr hochfrequentes Signal
gleichzeitig übertragen werden, sinkt der mögliche Maximalpegel,
da das hohe Signal dem tiefen aufmoduliert ist. Somit ist eine Aktivbox
immer lauter als eine Passivbox, obwohl die Chassis gar nicht höher
belastet werden, sondern alle gleichzeitig maximal belastet werden können.
3.
Besseres Impulsverhalten
Steile Impulse verursachen
plötzliche und hohe Stromanstiege auf dem Weg vom Verstärker
zum Chassis. Anfangsimpulse von Instrumenten enthalten meist alle Informationen
des Instruments, des räumlichen Ortes und tragen somit wesentlich
zur räumichen Zuordnung verschiedener gleichzeitig gespielter Instrumente
bei. Nicht nur die Resonanzen von Passivfiltern sonder auch jedes zu lange
Kabel oder zu hochohmige Spule im Signalweg verfälscht die Übertragung
von Impulsen.
4.
Bessere Koppelung von Verstärker und Lautsprecher und Vermeidung der
von passiven Frequenzweichen induzierten Resonanzen
Je niedriger der Innenwiderstand
einer Endstufe, desto besser die Kontrolle des Chassis (Dämpfung).
Dieser Innenwiderstand wird durch das Lautsprecherkabel erhöht. Wenn
man bei größeren Längen ein zu dünnes Lautsprecherkabel
gegen ein wesentlich dickeres austauscht, wird der Klang deutlich verbessert.
Das ist bekannt und jederzeit nachvollziehbar. Wieviel mehr kann daher
erreicht werden, wenn die Passivweiche aus dem Signalweg verschwindet?
Sie hat einen viel größeren Anteil an Verlustwiderständen
als das Kabel und gilt schlechthin als das Teil in der Übertragungskette,
das die meisten Verzerrungen produziert. Der Wechselstromwiderstand eines
Filters muss im Trennfrequenzbereich in etwa den gleichen Wert haben, wie
der Widerstand des Chassis. (Sonst wäre es ja kein Filter). Das bedeutet
aber, dass die Endstufe in diesem Filterbereich nur noch mit dem Dämfungsfaktor
1 auf das Chassis wirken kann! Im Durchlassbereich würde eine 0,5
Ohm Spule an einem 4W Chassis die Dämpfung auf 8 herabsetzen. (Dämpfung
= Chassiswiderstand dividiert durch Innenwiderstand der Signalquelle).
Was nützt hier also eine Endstufe mit extrem hoher Dämpfung?
Bestenfalls, dass sie die Resonanzen eines Passivfilters besser im Griff
hat. Im Aktivsystem werden Begleiterscheinungen, wie Filterresonanzen,
Verschlechterung der Gesamtgüte, usw. verhindert. Moderne Computerprogramme
können zwar solche Verlustwiderstände der "Passiven" mit einbeziehen
und "wegrechnen", aber ist das Ergebnis dann wirklich so, als würden
diese Nachteile nicht existieren ???
5.
Bessere Funktion der Frequenzweiche, die mit konstantem Abschlusswiderstand
arbeitet
In einer Passivweiche ist
die Schwingspule immer Bestandteil der Weiche. Der Lastwiderstand am Filter
ist maßgebend für alle Rechenergebnisse. Dieser Chassiswiderstand
ist noch nicht einmal bei jeder Frequenz gleich. Es kann sogar vorkommen,
dass bei einer starken Resonanzfrequenz des Chassis der Widerstand so hohe
Werte erreicht, dass diese Frequenz, obwohl sie außerhalb des Durchlassbereiches
der Weiche liegt, dennoch wiedergegeben wird, da das Filter in diesem Bereich
keinen ausreichenden Lastwiderstand "sieht". Bei zu starker Abweichung
müssen daher Impedanzlinearisierungen, bzw. Saug- oder Sperrkreise
zusätzlich verwendet werden. Das hat zur Folge, dass man an einer
einmal berechneten Weiche nicht einfach ein anderes Chassis einsetzen kann.
Trennfrequenz und sogar die ganze Filtercharakteristik wären jedesmal
eine andere.
Bei einer Aktivweiche, die
vor einer Endstufe sitzt, ist der Chassiswiderstand ohne Bedeutung. Das
Filter hat hier eine definierte Last innerhalb der Schaltung. Trennfrequenz
und Filtercharakteristik bleiben immer erhalten, egal, ob ein 0,5Ohm oder
ein 16Ohm Chassis an der Endstufe hängt. Ein unschlagbarer Vorteil
für Selbstbauer, die experimentieren und so wenig Fehler wie möglich
machen wollen. Außerdem lässt sich ein 24dB/Oct Filter realisieren,
ohne die bekannten Probleme von steilflankigen passiven Filtern.
6.
Bessere subjektive Klanqualität als bei passiven Hochpegelschaltungen
Es ist ein Unterschied,
ob ein Filter mit Millivolt- und Mikroampere-Signalen durchlaufen wird,
oder ob hohe Volt- und Ampere-Werte eine Rolle spielen. Letzteres hat mit
mehr Nebenwirkungen zu kämpfen, wie Mikrofonieeffekte, viele Lötstellen,
die hohe Ströme übertragen müssen, stärkere Qualitätseinflüsse
der Filterelemente.
7.
Einfachere Kontrolle unterschiedlicher Chassis-Empfindlichkeiten
Wenn ein Hochtöner
zu laut ist, kann man in einer Passivweiche nicht einfach einen Widerstand
vor den Hochtöner setzen. Mindestens die Trennfrequenz wäre dann
eine andere, da, wie schon erwähnt, der Lastwiderstand maßgeblich
für das Filter ist. Außerdem bedeutet ein Vorwiderstand in Reihe
zu einem Kondensator im Prinzip eine wesentliche Erhöhung des Serien-Widerstandes
(ESR) des Kondensators, da beide sich im Wert summieren. Ein niedriger
ESR (Milliohmbereich) und somit Verlustfaktor eines Kondensators spiel
dann keine Rolle mehr, da er nicht zur Geltung kommen kann. Daher hört
man in einer solchen Kombination weniger Unterschiede zwischen verschiedenen
Kondensatoren.
In einer Aktivversion wird
einfach der NF-Pegel vor der Endstufe mit einem Poti verändert. Wirkungsgradunterschiede
und tonale Charakteristik kann man somit anpassen, ohne dabei in die Übertragungsqualität
zwischen Endstufe und Chassis einzugreifen.
8.
Einfachere Manipulation von Phase, Zeitverzögerung, Resonanz, verschiedene
Arten der Formgebung von Wiedergabekurven, Konturänderung und Equalizing."
Dieser Punkt ist heute nicht
mehr nur dem professionellen Boxenhersteller vorbehalten. Auch der Selbstbauer
kann speziell geforderte Anpassungen vornehmen, die passiv nur sehr schwer
oder gar nicht realisierbar wären.
Solche zusätzlichen
Manipulationsfilter können vor oder hinter einen Aktivweichenkanal
geschaltet werden. Wir bieten dazu ein umfangreiches Programm an, das auch
für den Selbstbauer mit Mess-Equipment kein allzu großes Problem
darstellt. |
