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Auch beim Thema HiFi ist die Technik viel weiter als der Markt.

Die Audiotechnik ist groß, komplex und für Laien schwer verständlich. Es wundert also nicht, dass die Entwicklung auch hier nicht immer so geradlinig und zügig abläuft, wie dies technisch möglich wäre. Zum Beispiel:

  • Obwohl die Passivtechnik (zudem noch auf der Basis von Konstantspannung) unüberwindliche prinzipielle Nachteile hat und längst an ihren technologischen Grenzen angekommen ist, wird von Händlern, Käufern und Herstellern unbeirrt in dieses veraltete Prinzip investiert.
  • Statt grundlegende Verbesserungen anzupacken, werden die Imperfektionen dieses (zweifach) falschen Systems in immer neuen Varianten kombiniert und die resultierenden Klangvarietäten in der Sprache von Sommeliers bewertet. Auch bei HiFi gilt aber: Wer den Fortschritt zu lange blockiert, verursacht mehr allgemeinen Schaden als individuellen Gewinn.
  • Das qualitativ überlegene Aktivprinzip wird oft nur als Möglichkeit gesehen, Lautsprecher in das Datennetz einzubinden, einfacher zu bedienen und kabellos anzusteuern.
  • Die Klangwiedergabe wird mit Software beliebig gestaltet oder gar manipuliert, statt sie erst einmal mit Hardware substantiell zu verbessern.
Die Qualität unserer Lautsprecher beruht auf Können, Erfahrung und Freude an Innovation, auf Dingen also, die man nicht in ein paar Sätzen oder Regeln aufschreiben kann.

Für technisch Interessierte wollen wir trotzdem ein paar relevante Lautsprecherfragen ansprechen:

Geregelt, nicht gesteuert.

"Steuern" und "regeln" sind sprachlich zwar ähnlich, haben technisch aber ganz unterschiedliche Bedeutungen:

Bei einer Steuerung werden feste Korrekturwerte in ein System einprogrammiert. Zum Beispiel ein Frequenzgang, wie man es früher schon mit analogen Equalizern gemacht hat. Am Beispiel des autonomen Fahrens wäre das, beim Start einen bekannten Straßenverlauf einzugeben und mit diesen Daten das Auto "blind" diesem vorgegeben Verlauf folgen zu lassen. (Ohne GPS aber, das wäre nämlich bereits eine Rückkopplung, also "Regelung".)

Eine Regelung hat Sensoren, die aktuell die tatsächlichen Gegebenheiten erkennen. Sie kennt also die reale Bewegung der Lautsprechermembran und korrigiert diese, sobald sie vom Sollwert abweichen will. Regelung kann natürlich zusätzlich auch fest vorgegebene Daten berücksichtigen; der entscheidende Unterschied zu Steuerung ist aber, dass hier ständig real gemessen wird. (Das klassische Beispiel für Regelung beim Auto ist ABS.)
Regelung vs. Steuerung bei Lautsprechern

Die Annahme, das Übertragungsverhalten eines Lautsprechers sei vollständig bekannt und zeitlich unveränderlich (also steuerbar), ist nicht richtig:
  • Einige Übertragungsfunktionen sind nicht eindeutig bestimmt. Es existieren also keine inversen Funktionen für eine Steuerung. (Beispiel: Hysterese in der Lautsprechermechanik.)
  • Wesentliche Funktionen sind so komplex, dass sie in der Praxis schon über Zeiträume von Sekunden nicht exakt bestimmbar sind. (Beispiel: Auslenkung der Membranen.)
  • Viele Parameter ändern sich mit der Zeit, der Temperatur oder der Membranauslenkung, so dass sie ohne Sensoren praktisch nicht bestimmbar sind. (Beispiel: Temperatur der Schwingspule.)
  • Einiges sollte man gar nicht erst versuchen, z.B. ein dreidimensionales Schallfeld in der eindimensionalen Ansteuerung korrigieren. 

Trotz dieser Einschränkungen kann eine Steuerung einige Fehler (z.B. Frequenzverlauf) deutlich verbessern. Sie ist umso besser, je spezifischer sie für bestimme Eigenschaften ausgelegt ist indem sie z.B. nicht einfach global einen Frequenzverlauf, sondern einzelne Resonanzen korrigiert.

Klanglich verändert  Steuerung den tonalen Charakter der Lautsprecher, also die Ausgewogenheit zwischen einzelnen Frequenzbereichen oder Resonanzen.

Regelung hat aber eine andere Qualität als eine Steuerung. Sie verbessert grundlegend die Eigenschaften des elektromechanischen Systems und erfasst mit ihren Sensoren alle Kategorien von Fehlern, statt einzelne Auswirkungen (Symptome) zu kurieren. Ihre besondere Stärke ist, dass sie auch nichtlineare Fehler wie Klirren und Intermodulationen korrigieren kann.

Regelung kann zusätzlich auch die Mittel der Steuerung nutzen, ihr also wie einer Art "Vorwäsche" einen Teil der groben Arbeit überlassen und sich dann umso besser um die Feinheiten und komplexen Aufgaben zu kümmern.

Klanglich verbessert die Regelung sehr wirksam die Klarheit der Wiedergabe, indem sie unterschiedliche Klangereignisse sauber voneinander trennt und den Eigenklang der Lautsprechermechanik elektronisch reduziert.
Warum werden die meisten Aktivlautsprecher nur gesteuert und nicht auch geregelt?
  • Steuerung ist so etwas wie ein "akustischer Photoshop", mit dem sich relativ einfach große Effekte erzeugen lassen. Authentizität der Wiedergabe wird dann oft als unwichtig angesehen.
  • Sie wird meist digital realisiert, so dass man leicht auch die Möglichkeit für beliebige Klangeinstellungen durch den Kunden anbieten kann. (Marketingfloskel: "Mehrwert")
  • Selbst großkalibrige digitale Sound-Prozessoren sind sehr preisgünstig und Software ist in großer Menge frei verfügbar. 
  • Präzise analoge Bewegungssensoren kosten dagegen ein Vielfaches von Digital-ICs.
  • "Befreit" vom Zwang zur Realitätsorientierung funktioniert Steuerung auch mit einfachen und preisgünstigen Lautsprecherchassis. Die Regelungstheorie stellt dagegen strenge und zum Teil sehr hohe Anforderungen an die Mechanik, die nur mit Chassis von besonderer Qualität zu erfüllen sind.
  • Das Abspeichern beliebiger Kurvenverläufe ist digital fast unbegrenzt möglich. Steuerung passt  also zu einem modischen Glaube an die Allmacht von Software über Hardware.

Die beste Technik ist die, die Sie nicht hören.

Technik soll nicht klingen, sondern Klänge abbilden. Klangunterschiede zwischen verschiedenen Lautsprechern sind also keine Geschmacksfragen, sondern schlicht Fehler.

Als Laie brauchen Sie technische Argumente nicht zu beurteilen. Sie brauchen einfach nur  zu hören, ob die Klangwiedergabe klar und transparent ist. Dann können Sie darauf vertrauen, dass der sauberere Lautsprecher auch der technisch bessere ist.

Wir bewerten jeden technischen Einzelaspekt klanglich allein danach, ob er der Sauberkeit und Genauigkeit der Wiedergabe dient und verzichten auf Konstruktionen, die der Erzeugung von "Eigenklang" dienen.


Aktivprinzip

Unsere Lautsprecher sind aktiv. Beim Aktivprinzip ist jedes Lautsprecherchassis direkt mit einem eigenen Verstärker verbunden. Es gibt also keine passiven Bauteile zwischen Endstufe und Lautsprecher.
Der Lautsprecher reagiert damit besonders schnell auf das Verstärkersignal und ist elektrisch entkoppelt von der Frequenzweiche. (Die Entkopplung komplexer Quell- und Lastimpedanzen ist zwar eine elementare Forderung der Schaltungstechnik, passiv aber nicht möglich.)
Verstärker

Dass die Verstärker "unsichtbar" im Lautsprecher eingebaut sind, heißt keineswegs, dass sie von geringerer Qualität wären. Im Gegenteil: Je näher die Endstufen bei den Chassis angeordnet sind und je besser sie an diese angepasst werden können (z.B. mit Stromsteuerung), desto hochwertiger können sie ausgeführt werden. Auch die Führung von Stromversorgung und Masse lässt sich in dieser definierten Anordnung optimal gestalten.

Geschlossene Gehäuse

Unsere Gehäuse sind schwingungsfest und vollständig geschlossen, haben also auch keine Bassreflex-Öffnungen. So ist die Basswiedergabe resonanzfrei, das Gehäusevolumen kann wirksam gedämpft werden und es tritt kein "Hohlraum-Klang" nach außen.

Analoge Signalverarbeitung

Endstufen, Regelungselektronik, Steuerung und Filter sind in analoger Schaltungstechnik realisiert. Damit arbeiten die
Regelkreise ohne Verzögerung durch Rechenzeiten, es entstehen keine Artefakte von Filterrechnungen und ein einziger Wandler in der Ansteuerung kann aufwändiger konstruiert sein als mehrere, meist einfache Wandler nach der Frequenzweiche.
Sensoren zur Bewegungskontrolle

Unsere Sensoren messen die Bewegung der Lautsprecher. Die Elektronik kennt also in jedem Moment Auslenkung, Geschwindigkeit und Beschleunigung der Membran und korrigiert diese, sobald sie vom Sollwert abweichen will. 

Regelung ist übrigens keine technische Spezialfrage, sondern das umfassende Prinzip, das in der gesamten Natur die Ordnung vom Chaos trennt. Bei Lautsprechern ist sie der Königsweg zu exakter Klangwiedergabe und in dieser Technik sind wir seit vielen Jahren Technologieführer.
Wirkung der Regelung

Die Eigenschaften eines Lautsprechers werden bekanntlich bestimmt von Masse, Dämpfung und Federkraft und üblicherweise werden diese mechanisch "abgestimmt". Wir gehen einen anderen Weg und fügen den mechanischen Kräften eine elektrische Kraft hinzu, mit der die Wirkung von Masse, Dämpfung und Federkraft elektronisch verändert werden kann. 

Dies hat zwei entscheidende Vorteile:
  • Die Lautsprecher-Parameter lassen sich viel stärker verbessern, als dies rein mechanisch möglich wäre. So können z.B. Resonanzen nicht nur verringert, sondern vollständig eliminiert werden.
  • Die elektrischen Entsprechungen von Federkraft und Dämpfung sind um Größenordnungen linearer als die mechanischen Parameter, was harmonische Verzerrungen und Intermodulationen extrem reduziert.
Praxis der Regelung

Der Übergang von "ungeregelt" zu "geregelt" ist fließend. (Spitzfindig kann man also ein System bereits dann "geregelt" nennen, wenn es auch nur Ansätze einer Regelung enthält.)

Über Wirkung und Genauigkeit einer Regelung entscheiden aber zwei Faktoren:
  • Die Verstärkung innerhalb des Regelkreises.
  • Die Präzision der Sensoren.
Auf diesem Gebiet verfügen wir über ein Know-how, das weltweit einmalig sein dürfte. Die nachfolgend beschriebenen Eigenschaften von Regelung beziehen sich daher speziell auf unsere sehr effektive Regelungstechnik.
Regelung und lineare Eigenschaften

Die leichteste Aufgabe für eine Regelung ist die Korrektur linearer Fehler ("Frequenzgang"). Resonanzen können so nicht nur reduziert, sondern völlig beseitigt werden und das System hat keine "untere Grenzfrequenz" mehr.
Regelung und harmonische Verzerrungen

Lautsprecher fügen einem reinen Sinuston Obertöne hinzu, die im Musiksignal nicht vorhanden sind. Sie verändern also das charakteristische Obertonspektrum und damit die Klangfarbe von Instrumenten. Da diese Oberwellen stets ganzzahlige Vielfache des Grundtons sind, werden sie oft nicht als Verzerrung, sondern oft sogar als "Bassstärke" oder "Wärme" und künstlich erzeugte Klangfarben als "musikalische" Zugabe beschrieben. (Daher werden diese Fehler auch "harmonische Verzerrungen" genannt.)

Harmonische Verzerrungen werden durch unsere Regelung sehr stark reduziert. Das Ergebnis ist ein überwältigender Reichtum an natürlichen Klangfarben.
Regelung und Intermodulation

Intermodulation ist die "hässliche Schwester" der harmonischen Verzerrungen. Sie hat die gleichen Ursachen und kommt dann hinzu, wenn ein Lautsprecher nicht nur einen einzelnen, sondern mehrere Töne gleichzeitig wiedergeben soll, was bei Musik aber der Normalfall ist.

Auch Intermodulationen erzeugen künstliche Nebenwellen, deren Spektren aber nicht im "harmonischen" Frequenzraster liegen.

Da wir diese lautsprechertypischen Frequenzverkopplungen bei natürlichen Klangquellen nicht kennen, werden sie nicht sofort als Eigenklang identifiziert, sondern als unsaubere Trennung verschiedener Instrumente, als "dichter" Klang wahrgenommen.

Die Unterdrückung von Intermodulationen durch unser Regelungsverfahren ist ein großer Fortschritt jenseits von Frequenzgang und Klirrfaktor und ein wesentlicher Grund für die auffallende Sauberkeit unserer Lautsprecher.
Regelung und pegelabhängige Fehler

Die nichtlinearen Fehler (Klirren, Intermodulationen) haben eine Besonderheit: Sie hängen (ungeregelt) sehr stark von der Membranauslenkung ab. Sowohl ihre Stärke als auch ihre Spektren variieren also stark mit der Lautstärke.

Selbst wenn man die "warme" Einfärbung des Klangbildes durch Oberwellen als angenehm empfinden mag, stört doch sehr, wenn sich der "Wärmegrad" der  Klangfarben mit dem Pegel der Musik ständig ändert - und zwar so, wie es der Lautsprecher vorgibt, also nicht so, wie es sich die Musiker vorgestellt haben.

Mit unseren Lautsprechern hören Sie nicht nur die Vielfalt der natürlichen Klangfarben, sondern auch deren musikalisch richtige Variation schon bei feinsten Dynamikabstufungen.
Regelung und thermische Dynamikkompression

Der elektrische Widerstand einer Schwingspule ändert sich mit deren Temperatur.

Bei ungeregelten spannungsgesteuerten Lautsprechern (das ist praktisch die gesamte Passivtechnik) sinkt entsprechend der Strom, also der Pegel des jeweiligen Chassis. In der Praxis können diese Pegelschwankungen die Größenordnung von 30% erreichen (!). Große Verstärker und hoch belastbare Spulen verstärken den Effekt sogar noch.

Beim Hören ändern sich dort also ständig die Pegelverhältnisse der einzelnen Chassis zueinander und dies sogar  mit unterschiedlichem zeitlichem Verlauf. (Bei Hochtönern binnen Sekunden, bei Tieftönern Minuten.)

Bei SILBERSAND-Lautsprechern bleiben die Pegelverhältnisse zwischen den einzelnen Kanälen einfach konstant.
Kompensation des Doppler-Effektes

Wenn eine Lautsprechermembran einen großen Frequenzbereich, besonders mit Tieftonanteilen (also großem Hub) abstrahlt, dann ist sie keine stillstehende, sondern eine bewegte Schallquelle. Und bei bewegten Schallquellen ändert sich bekanntlich die Tonhöhe, je nachdem, ob sie sich auf den Hörer zu oder von ihm weg bewegt. Dopplerverzerrungen sind typisch für  kompakte Zweiwegeboxen, weil dort die Tieftöner (mit großem Hub) gleichzeitig auch höhere Frequenzen abstrahlen.

Technisch gesehen entstehen Nebenfrequenzen in der Größenordnung von einigen Prozent der Grundwellen (!). Da diese artefakten Nebentöne zudem nicht im "harmonischen" Frequenzraster liegen, sind sie klanglich besonders störend und machen das Klangbild dicht und intransparent, lange bevor die Boxen an ihre mechanischen oder elektrischen Grenzen kommen.

Mit dem (von uns erfundenen) Verfahren, eine scheinbar stillstehende Membran zu erzeugen, kann dieser Effekt so kompensiert werden, dass einzelne Instrumente oder Stimmen frappierend frei und voneinander gelöst auftreten.
>> mehr zum Dopplereffekt (englisch)
Steuerung

Analoge oder digitale "Steuerung" sind im Gegensatz zu "Regelung" Korrekturen, die in der Ansteuerung liegen, also keine Rückmeldung vom Ergebnis zur Ursache haben. Steuern kann man deshalb nur Vorgänge, die eindeutig bestimmt sind und zu denen eine inverse Funktion existiert.

Bei Lautsprechern fehlt aber oft eine eindeutige Übertragungsfunktion: Hysterese in der Membranmechanik, magnetische Verzerrungen oder Wirbelströme zum Beispiel sind nicht steuerbar. Oft sind die Übertragungsfunktionen auch einfach so komplex, dass sie in der Praxis nur näherungsweise lösbar sind. Selbst "einfache" Eigenschaften wie z.B. Dämpfung hängen in Wahrheit von vielen und veränderlichen Randbedingungen ab, so dass nicht einmal diese vollständig steuerbar sind.

Steuerung und Regelung sind aber keine keine Alternativen oder gar Gegensätze, sondern zwei unterschiedliche Verfahren, die jeweils für ganz bestimmte Aufgaben geeignet sind. 

Wir nutzen sowohl Steuerung als auch Regelung, achten aber streng darauf, sie dort einzusetzen, wo sie jeweils die besten Ergebnisse liefern. Oft arbeiten beide Verfahren gleichzeitig und können sich sogar gegenseitig unterstützen.
Basswiedergabe im Wohnraum

Die Basswiedergabe hat in Wohnräumen zwei ganz einfache Eigenarten:

  • Bei 30Hz zum Beispiel beträgt die Wellenlänge mehr als zehn Meter, so dass sich ein solcher Ton in Wohnräumen nicht frei als Welle ausbreiten kann.
  • Seine Obertöne (in diesem Beispiel 60Hz, 90Hz, 120Hz, ...) passen mit  Wellenlängen von 6m, 4m, 3m, ... gerade gut zu üblichen Raumabmessungen, was zu starken Resonanzen ("stehenden Wellen") führt. Meist stört also weniger die raumbedingte Überhöhung oder Absenkung des Grundtons, sondern die Verzerrung des zugehörigen Oberwellenspektrums.
Das heißt nun nicht, dass man in Wohnräumen keinen sauberen Bass hören könne oder gar (was man gelegentlich vereinfacht lesen kann), die Qualität des Lautsprechers spiele keine Rolle, da der Raum ohnehin schlechter sei.

Warum auch in "schlechten" Räumen gute Lautsprecher sinnvoll sind:

Richtig ist, dass der Raum dominiert, indem er vor allem das Oberwellenspektrum selektiv extrem hervorhebt und damit die Wahrnehmung der Grundwelle stark verfälscht, meist  überhöht und dröhnend macht. (Bekanntlich wird dieser Effekt von manchen Lautsprecherkonstrukteuren als "Bassverstärker" eingesetzt.)

Das heißt aber:
  • Je weniger Oberwellen der Lautsprecher produziert, desto weniger kann der Raum diese verändern.
  • Durch die starke und selektive Hervorhebung von Klirrfrequenzen im Raum ist die Qualität (Klirrarmut) des Lautsprechers nicht etwa unkritisch, sondern besonders wichtig.
(Selbstverständlich verändert der Raum auch das natürliche Spektrum, was aber die Wiedergabe weniger stört, als eine Oberwellen-Zugabe durch Lautsprecher.)
Thema "Raumanpassung"

Raumakustik ist eine komplexe Frage, auf die es keine einfachen Antworten gibt. Bei problematischer Akustik ist der richtige Weg, die Ursachen zu beseitigen, was ein Lautsprecher grundsätzlich nicht kann.

In den (eher seltenen) Fällen von sehr schlechter Akustik, z.B. mit einzelnen starken Raumresonanzen, kann es sinnvoll sein, die "Symptome" elektrisch zu lindern. Dies geschieht am besten in einem auf diese Aufgabe spezialisierten digitalen Gerät. Filter oder Laufzeitkorrekturen im Lautsprecher zur "Raumanpassung" setzen wir daher nicht ein.

(Anm.: Eine besonders leistungsfähige "Raumanpassungs-Software" läuft in unserem Gehirn: Sie lernt anhand der natürlichen Schallquellen (vergleichbar dem Weißabgleich in einer Kamera) sehr genau die Akustik eines Raumes und speichert diese als die richtige ab. Dabei werden die akustischen Eigenschaften sogar mit den optischen Informationen (Raumgeometrie, Einrichtung) korreliert und auf Übereinstimmung von optischem und akustischem Eindruck geprüft.
Auch eine "schlechte" Raumakustik ist also stets "richtig", auch wenn sie vielleicht nicht "schön" ist. Einfach gesagt: Wenn ein Cello live in einem "schlechten" Raum gespielt wird, dann klingt es auf jeden Fall "richtig", allenfalls nicht so "schön" wie in einem guten Konzertsaal. Das heißt im Umkehrschluss: Eine elektrisch veränderte Wiedergabe ist vielleicht "schöner", sicher aber "falsch".

Auch wenn Raumakustik wichtig ist, brauchen Sie sich nicht von dem Verdacht einer "schlechten Akustik" verunsichern zu lassen. Die "ideale Akustik" gibt es nicht und jeder Raum hat seine Eigenarten mit denen man meist gut leben kann.

Fazit::
  • elektrische Korrekturen sind nur ein Notbehelf für Räume mit gravierenden Fehlern
  • sie korrigieren nicht die Akustik, sondern kompensieren einzelne Effekte
  • es besteht das Risiko von Fehlkompensation anderer Eigenschaften
  • sie sollten abschaltbar sein, damit Sie die tatsächliche Wirkung überprüfen können
  • sie erfordern Fachwissen und aufwändige, für diese Aufgabe spezialisierte Hardware
  • ein Widerspruch zwischen der natürlichen und einer kompensierten Akustik wirkt verstörend).
Filter

Wir verwenden CCS-Filter, deren Design ursprünglich von Analogrechnern stammt. Sie generieren Hoch- und Tiefpassfunktion nicht in getrennten Wegen, sondern in einer einzigen Schaltungsdimensionierung. Dadurch arbeiten sie auch noch weit entfernt von den Trennfrequenzen exakt. Ihre mathematische Beschreibung ist nicht ganz einfach, die Klarheit ihrer Architektur ist aber die beste Basis für unsere effektiv geregelten Chassis und die Dopplerkompensation.

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