Lautsprecher
Ein Lautsprecher ist ein Gerät der Elektrotechnik, das elektrische Wechselspannung in akustische Schallwellen (Schalldruckwellen) wandelt. Meistens wird dabei ein elektromagnetisches Verfahren angewendet:
Bild eines dynamischen Lautsprechers (Konus-Bauform)
Eine Spule (Voice coil) befindet sich im Magnetfeld eines Permanentmagneten (Magnet). An der Spule ist eine so genannte Membran (Cone) befestigt, meist aus Karton. Spule und Membran können sich im Magnetfeld in einer Richtung hin und herbewegen. Leitet man eine Wechselspannung (Modulations-Spannung) durch diese Spule, so wird durch Induktion eine Bewegung der Membran erzwungen, die in Luft Schallwellen erzeugt. Zur Übertragung tiefer Frequenzen werden meist Konus-Membranen verwendet für hohe Frequenzen Kalotten, d.h. inverse Konusmembranen, um Schallbündelung bei hohen Frequenzen zu vermeiden.
Um Frequenzen wiederzugeben, deren Wellenlänge grösser ist als der Membrandurchmesser, ist es wichtig, dass der Lautsprecher in eine Schallwand eingebaut ist, was den direkten Ausgleich des Schalldruckanteile vor und hinter der Membran verhindert (sog. akustischer Kurzschluss).
Verbreitete Gehäusebauformen sind u.a.:
- Geschlossenes Gehäuse: Der Laustprecher ist in ein luftdicht abgeschlossenes Gehäuse eingebaut
- Bassreflex-Gehäuse: Das Volumen des Gehäuses ist über einen Kanal an die Umgebung angekoppelt. Es entsteht ein sog. Helmholtz-Resonator, der den Übertragungsbereich zu tieferen Frequenzen hin erweitert
- Horn-Lautsprecher: Der Lautsprecher wird über ein Horn an die Umgebung angekoppelt. Mit einem Horn-Lautsprecher können sehr hohe Wirkungsgrade erreicht werden
Für sehr tiefe Frequenzen ist der Wirkungsgrad des Lautsprechers abhängig von der Membranfläche. Im Tieftonbereich sind daher große Membranen von Vorteil. Diese sind jedoch aus folgenden Gründen ungeeignet zur Wiedergabe hoher Frequenzen:
1) Hohe Frequenzen (kurze Wellenlängen) werden mit i.A. ungewünschter Direktivität wiedergegeben
2) Wellenlängen kleiner als der Durchmesser können die Membran zu Partialschwingungen anregen
3) mechanische Verluste innerhalb der Membran können schnelle Bewegungen bedämpfen
Um das hörbare Spektrum abzudecken, werden daher i.A. Lautsprecher mit unterschiedlichen Durchmessern oder Bauformen eingesetzt, Hochtöner, Mitteltöner oder Tieftöner. Lautsprecher die versuchen einen möglichst großen Frequenzbereich abzudecken, sog. Breitband-Lautsprecher oder Breitbänder, werden trotz des Vorteils einen Großteil des hörbaren Frequenzbereiches als Punktquelle abzustrahlen aufgrund ihrer i.Allg. geringen Basswiedergabe und des geringen Wirkungsgrades nur selten verwendet.
Um die Modulations-Spannung in die entsprechenden Frequenzbereiche aufzuteilen, setzt man elektrische Filter (Frequenzweichen) aus Kondensatoren, Spulen und Widerständen ein.
Eine spezielle Art des Lautsprechers ist der Subwoofer, der für die Wiedergabe ausschließlich tiefer Frequenzen, korrekterweise unter 80 Hz, optimiert ist.
Häufig werden Multimedia-Tiefen-Lautprecher aus Werbegründen mit Subwoofer bezeichnet. Diese "Woofer" können aber von ihrer Größe her, niemals die Frequenzen unter 80 Hz wiedergeben. Auch die Verwendung der übertriebenen Leistungsangabe in PMPO ist irreführend.