Bass erstaunt – böse und freudige Überraschungen bei der Bass-Wiedergabe

Bassdröhnen und Raummoden: Ratgeber für aktive und passive Bass Absorption für High End HiFi

Manche kennen sie nur vom Hören, andere auch namentlich: die verhassten Raummoden, die sich aufgrund stehender Wellen entwickeln und unangenehmes Bass-Dröhnen verursachen. Einige haben sich schon derart daran gewöhnt, dass sie einen sauberen, konturierten Bass als zu dünn bewerten. In solchen Fällen muss sich das Gehör erst wieder an die Normalität bzw. die korrekte Wiedergabe der Frequenzen unter 150 Hz gewöhnen.

Wo beginnt eigentlich die Basswiedergabe?

Die Basswiedergabe beginnt im sogenannten “Oberbassbereich” zwischen 150 und 100 Hz. Hier haben viele Lautsprecher bewusst Frequenzgang-Anhebungen. Damit kaschieren die meist passiven Konstruktionen, dass sie keine echte Tiefbass-Wiedergabe bei hohen Pegeln leisten.

Der Bereich zwischen 100 und 60 Hz ist der “Kick-Bass”, der so schön in die Magengrube hämmert, der aber häufig zu viel des Guten bewirkt und andere Frequenzen negativ überlagert. Bei der Wiedergabe von “normalen” Musikinstrumenten sind wir hier schon sehr weit unten angelangt. Eine Bassdrum wird in der Regel zwischen 50 und 60 Hertz abgemischt, die tiefste Saite eines E-Basses – meist kaum allein gespielt – erzeugt 41 Hertz.

Nur ein größer Bösendorfer Flügel oder eine große Pfeifenorgel stoßen in die tiefsten Gefilde vor (Subkontra C mit 16,4 Hz). Das ist dann schon mehr als absoluter Tiefbass, und der kann von fast keinem Lautsprecher mehr mit vollem Pegel verzerrungsfrei wiedergegeben werden. Bei elektronischer Musik – legen Sie doch mal Kraftwert/The Mix auf die Playlist – ist der Bereich zwischen 20 und 40 Hertz aber wichtig und führt mitunter zu audiophilen Freudentänzen. Aber nur, wenn die Lautsprecher in der Lage sind, diese Gangart sauber und trocken in die vier Wände zu zimmern.

Bass kann so schön sein, wenn nicht die Raummoden wären …

Das leidige Problem bei der Basswiedergabe ist, dass nahezu jeder Raum anfällig für Dröhnattacken ist. Basswellen sind nämlich erstaunlich lang. Eine 50- Hertz-Welle misst bereits rund 7 Meter und ist meist länger als das Raummaß. Oder sie ist genau ein Vielfaches oder ein gerader Teil davon – und schon sind wir beim Thema Raummoden und stehende Wellen: die physikalischen Gründe für das Bassdröhnen.

Gleichzeitig bringt jede Basserhöhung auch ein Bassloch bzw. eine Senke mit sich. Und Mancher fragt sich: Ist kein bzw. ein abgeschwächter Bass nicht noch schlimmer als dröhnender Bass? Meist wirken sich kleine Senken in der Praxis aber weniger auf das Hörempfinden aus. Das menschliche Ohr macht viele Senken “zu”, darum wirken sie nicht so störend wie die Überhöhungen.

Ein weiteres Problem bei der Basswiedergabe ist zudem, dass die wenigsten HiFi-Freunde  ihre geliebten Lautsprecher dort aufstellen können/dürfen, wo die Bass-Probleme am geringsten ausfallen. Das hat meist architektonische und/oder beziehungstechnische Gründe. Je nachdem, wo im Raum der Schall entsteht und wo sich der Hörplatz befindet, entstehen frequenzabhängige Pegel-Differenzen im zweistelligen Dezibel-Bereich. Und je nachdem wo man im Raum sitzt, hat man keinen pechschwarzen, konturierten Bass; sondern einfach nur Pech. (Nur mal am Rande: 10 dB werden vom menschlichen Ohr als VERDOPPLUNG bzw. Halbierung der Lautstärke empfunden!)

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Passive Bassabsorber – ein Tropfen auf den heißen Stein?

Um den Bassproblemen Herr zu werden, gibt es verschiedene “passive” Ansätze, die leider alle an ihre Grenzen stoßen. Dazu muss man sich nur vergegenwärtigen, dass eine wirksame Absorption durch poröse Absorber erst ab einer Dicke von einem Viertel der Wellenlänge möglich ist. Für 50 Hz benötigen Sie also 1,60 m Dämmmaterial in den Ecken. Erklären Sie das mal Ihrer besseren Hälfte …

  • Mit Helmholtz-Resonatoren (nichts anderes als Bassreflexboxen ohne eingebaute Chassis) und Platten-Resonatoren sind Verbesserungen in einem bestimmten, auch schmaleren Frequenzbereich möglich. Dazu muss aber eine exakte Abstimmung erfolgen, und viele “Helmholtz Formeln” funktionieren in der Praxis leider nicht. Hier macht nur Versuch kluch. Um eine Absenkung von 3 DB (oft nur der Tropfen auf den heißen Stein) zu erzielen, müssen die Resonatoren so groß sein wie die Lautsprecher selbst. (Platten-Resonatoren wirken erst so richtig ab einer Fläche von > 2 Quadratmetern.)
  • Mit Verbundplattenresonatoren (VPRs) lassen sich im Frequenzbereich von 40 bis 120 Hz Moden bekämpfen. Das sind großflächige (auch hier ist unter 2 Quadratmetern nichts zu reißen), aber nur 10 cm dicke Industrie-Absorber. Sie bestehen aus einer Stahlplatte (Dicke je nach Frequenzbereich) und einem aufgeklebten porösen Absorber (z. B. Basotect), die beide in einem Metallkäfig aufgehängt sind. Dieser wiederum kann an der Wand angebracht und z. B. mit einem ebenso großen Bild verziert werden. Nachteil: Moden unter 100 Hz treten oft nur in einer “Breite” von 10 bis 20 Hertz auf, das Signal wird aber via VPR in einem breiteren Bereich abgesenkt. Zwar ist die generelle Absenkung nicht so stark wie die Moden-Frequenz – klar; aber eben auch hörbar. VPRs gibt es praktisch nur als Profi-Industrieware, z. B. von Faist oder Renz (Kosten ab 800 EUR netto).
  • Eine Besonderheit stellt die passiv-aktive Methode der Bagend E-Trap dar: das ist eine Art aktiver Subwoofer, der auf eine bis zwei Modenfrequenzen getunt wird. Die Frequenz wird über ein eingebautes Mikrophon erkannt und dann ein gegenphasiger Bass-Impuls abgegeben. Deshalb ist die beste Position dieser kompakten Box auch gegenüber von den Lautsprechern – in Zonen, wo die Moden besonders ausgeprägt sind. Resultate können gezielte Moden-Absenkungen von bis zu 5 DB sein, aber die Einmessung sollte ein Akustiker oder anderer Profi übernehmen. Kostenpunkt: 1.900 Euro.

Aktive Bassabsorption mit (Double) Bass Array / DBA

Diese Variante ist technisch aufwändig, mit einigen Investitionen verbunden und benötigt ordentlich Platz – im Vergleich zu passiven Absorbern für tiefe Basswellen ist das allerdings relativ …

Die von den Lautsprechern/Subs an der Front abgegebenen tiefen Schallwellen werden via Bass Array hinter dem Hörplatz „abgesaugt“, und damit können die nervigen Moden erst gar nicht entstehen. Allerdings ist das nur halb gedacht, denn jeder Raum drei Dimensionen. Und wenn man den Ansatz vervollkommnen wollte, müsste man alle mit einbeziehen. In der Praxis ergibt aber schon die eindimensionale Absaugung gute Effekte.

So funktioniert ein DBA

Voraussetzung ist erst einmal ein rechteckiger Raum, also ohne Schrägen und andere “Verformungen”. Sie stellen je zwei (manchmal besser 4) aktive Subwoofer (möglichst symmetrisch) an der Wand vor und hinter dem Hörplatz auf  und lassen die hinteren gegenphasig arbeiten. Oft funktioniert es auch nur mit 2 Subs gegenüber den Hauptlautsprechern, wenn diese tief genug spielen können. Das funktioniert in der Regel nicht zufriedenstellend mit Dreh am Phasenrädchen der Fertigsubwoofer. Es gehört mehr dazu:

  • Nivellieren Sie die Lautstärke-Level aller Woofer.
  • Setzen Sie einen Tiefpassfilter bei ca. 80 Hz.
  • Stellen Sie eine Zeitverzögerung/ein Delay ein, das sich aus der Entfernung Front-Schallwand zu Back-Schallwand ergibt: Man dividiert die Meter durch die Schallgeschwindigkeit (ca. 340 m pro Sekunde) und multipliziert das Ergebnis mit 1.000 – als Ergebnis hat man das Delay in Millisekunden. Für 6 Meter sind das z. B. 17,6 ms.

Das Ganze bedingt zwingend digitale Technologie, um die Phase und die Delays einzustellen, und natürlich braucht man einen Vorverstärker mit entsprechend vielen Ausgängen.

Aktive Bassmoden-Bekämpfung via DSP / PC

Eine wohnraumfreundliche und sehr effiziente Methode stellt die Entzerrung des Signals via DSP dar. Wobei man beim Trinnov eigentlich nicht von DSP, sondern von einem Soundprozessor sprechen sollte: Die Power und die Fähigkeiten der Geräte-Hardware und -Software geht weit über die Möglichkeiten klassischer DSP-Chips weit hinaus – z. B. bei der Phasenanpassung bzw. zeitrichtigen Wiedergabe. (Hier eine ganz interessante Diskussion im Analog-Forum.)

Eine digitale Bass-Entzerrung bietet folgende Vorteile:

  • Große Anzahl an Filtern
  • Schmalbandig einsetzbar
  • Ausgleich von dB-Sprüngen im zweistelligen Bereich
  • Jederzeit wiederholbar nach Umzug/Umstellung von Möbeln
  • Einfach machbar (für computeraffine Menschen) oder einfach machen zu lassen (Wir bei Bohne Audio unterstützen Sie bei der Einmessung vor Ort oder via Fernzugriff auf Ihren PC. So lange, bis es perfekt klingt!)

Die Fähigkeiten eines Trinnovs am Beispiel des Amethyst  haben wir hier ausführlich beleuchtet. Lesen lohnt sich!

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Bassentzerrung von Lautsprechern und Raum in einem Rutsch – der Bohne Audio Ansatz

Die Philosophie von Bohne Audio ist es, die Lautsprecher-Entzerrung (Erzielung eines möglichst linearen Frequenzgangs mittels passiver Bauteile) und die Raumentzerrung (Optimierung der Lautsprecher-Raum-Interaktion – vorwiegend im Bassbereich) in einem Schritt volldigital zu erledigen. Denn warum wird mit viel Mühe ein Frequenzgang von +/- 3 dB im schalltoten Raum umgesetzt, wenn der Raum, in dem der spätere Lautsprecher spielt, den Frequenzgang wieder komplett “neu” verbiegt? Warum klingen im Messlabor gemessene Lautsprecher je nach “realer” Umgebung so unterschiedlich? Da hilft kein Kabel und auch keine andere Elektronik: der Raum macht die Musik.

Deshalb werden all unsere Aktiv-Systeme mit einer perfekt darauf abgestimmten Trinnov- oder miniDSP-/Dirac-Soundprozessor-Lösung angeboten. Auch mit Room Perfect von Lyngdorf können gute Ergebnisse erzielt werden. Wir entzerren genau einmal: unsere Lautsprecher UND den Raum, in dem sie spielen. Volldigital mit Aktivweiche, Frequenz- und Phasenoptimierung – ohne jedes passive, unnötig im Weg stehende Element. Das ist angesichts der Leistungsfähigkeit heutiger Wandler und Prozessoren die state-of-the-art Lösung, die gerade dynamisch das Optimum aus den Treibern herausholt.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass die DSP-Technologie kein 100 Prozent Allheilmittel ist. Ein extrem halliger, schlecht geschnittener Raum, wird auch mit DSP nicht toll klingen. Deshalb sind breitbandige, passive Absorber bzw. eine geeignete Raum-Einrichtung für hochwertige Musikwiedergabe ein Muss. Der  Nachhall sollte auf ein Maß von unter 0,6 Sekunden vermindert und der Schall über Einrichtungsgegenstände und ggf. Diffusoren gestreut werden. Kommt dann noch die aktive Entzerrung von Lautsprechern und Raum hinzu, beschreitet man den Königsweg und kann absolut glücklich Musik genießen :-).