Doppler

Der Doppler-Effekt (benannt nach Christian Doppler) ist ein physikalischer Effekt, der auch für Lautsprecher gilt:

Bei der Wiedergabe tiefer Frequenzen bewegen sich die Membranen der Lautsprecher mit deutlich sichtbarem Hub und mit hohen Geschwindigkeiten. Soll von dieser bewegten Membran dann gleichzeitig noch ein höherer Ton wiedergegeben werden, dann schwankt dessen Tonhöhe im Takt der tiefen Frequenz.

Wie klingen Doppler-Verzerrungen?

Weil sich die Bewegungsrichtung der Membran sehr schnell ändert, werden die Tonhöhenschwamkungen nicht als "Jaulen" wahrgenommen. Man hört vielmehr, dass unterschiedliche Klänge voneinander abhängen, also nicht klar getrennt werden. Dies ist eine eher unmusikalische Art von "Vibrato".

Wie funktioniert die Doppler-Korrektur?

Dopplerverzerrungen sind kein technischer Fehler, sondern ein physikalischer Effekt. Sie entstehen dadurch, dass sich der Abstand zwischen Schallquelle (Lautsprechermembran) und Hörer, also die Laufzeit für die Schallwelle und damit die Frequenz ändert.

Zur Kompensation steuern wir eine variable elektronische Laufzeit (rot) in der Ansteuerung so, dass die Summe aus Schallaufzeit (blau) und elektronischer Laufzeit konstant ist. Da wir die Position der Membran durch die Sensoren kennen, kann das elektronische delay so gesteuert werden, dass die Laufzeit vom Eingang bis zum Hörer konstant bleibt.

Warum sind nicht alle Lautsprecher dopplerkompensiert?

Abgesehen von profanen Faktoren wie Aufwand und Kosten gibt es zwei Gründe:

Zur korrekten Kompensation muss man die Membranbewegung kennen, braucht also Sensoren.
Bei ungeregelten Lautsprechern ist das Musiksignal durch Amplitudenmodulation bereits so stark mit technischen Intermodulationsprodukten durchmischt, dass der Dopplereffekt kaum mehr als zusätzlicher Fehler auffällt. (Dann stimmt sogar die die Aussage, den Doppler höre man nicht.)

Übrigens:

Der akustische Dopplereffekt wurde bereits durch Hören nachgewiesen, als es noch keine Messgeräte dafür gab. Eine kurze Beschreibung dieses Experiments können Sie beim "Deutschlandfunk" nachlesen:

https://www.deutschlandfunk.de/der-erste-meteorologe-vor-125-jahren-starb-christoph-buys.871.de.html?dram:article_id=310445

(Wenn Sie den Link nicht benutzen wollen, können Sie auch bei deutschlandfunk.de den Suchbegriff "Buys Ballot" eingeben)