Praktische Tipps für die Positionierung von Bühnenlautsprechern (Teil I)


QSC Lautsprecher sind bekannt für ihre herausragende Leistung und präzise Klangwiedergabe in zahlreichen Anwendungsbereichen. Anders als in einer kontrollierten Studioumgebung, gilt es im Live-Bereich zahlreiche Herausforderungen zu meistern, um mit einem Lautsprecher von QSC oder einem beliebigen anderen Hersteller eine gute Klangqualität zu erzielen. Da der Sound durch den Grundriss des Raums, die Deckenhöhe, die Absorptions- oder Reflexionseigenschaften der Wände und viele andere Faktoren beeinflusst wird, ist die optimale Auslegung des Audiosystems eine komplexe Aufgabe. Ein guter Ausgangspunkt, um dies anzugehen, ist die richtige Positionierung der Lautsprecher. In dieser dreiteiligen Blogserie geben wir euch einfache, praktische Tipps, wie ihr in typischen Veranstaltungsorten im gesamten Hörbereich eine optimale Klangwiedergabe erzielen könnt.

­­Bassanhebung und Abstrahlbereich

Um die wichtigsten Faktoren für die Positionierung der Lautsprecher zu verstehen, müssen wir uns zunächst noch einmal einige grundlegende akustische Prinzipien in Erinnerung rufen. Erstens: Schall breitet sich frequenzabhängig unterschiedlich aus. Die folgende Abbildung zeigt, dass sich tiefe Frequenzen kugelförmig ausbreiten, während hohe Frequenzen gerichtet abgestrahlt werden.

Abbildung 1: Die Schallausbreitung ist frequenzabhängig.

Ein weiterer wichtiger Faktor ist der sogenannte Abstrahlbereich – das ist das Raumvolumen, in das ein Lautsprecher Schall abstrahlt. Bei tiefen Frequenzen (unter 200 Hz) steigt der Schallpegel, wenn harte Oberflächen den Abstrahlbereich begrenzen. Eine Halbierung des Abstrahlbereichs, z.B. durch eine Wand in der Nähe des Lautsprechers, verdoppelt den Schalldruckpegel.

Ein Lautsprecher, der im Freiraum unter 200 Hz einen linearen Frequenzgang aufweist (z.B. der K.2 im „Studio Monitor“-Modus), erzeugt also ein Signal mit bis zu 6 dB Bassanhebung, wenn er an einer Wand mit harter Oberfläche positioniert wird. Wenn man ihn in einer Ecke aufstellt, sind es sogar bis zu 12 dB!

Abbildung 2 – Der Abstrahlbereich ist das Raumvolumen, in das der Lautsprecher Schall abstrahlt. Eine Änderung des Abstrahlbereichs beeinflusst die Lautstärke der Frequenzen unter 200 Hz.

Was könnt ihr also tun, um das zu verhindern? Nun, zunächst solltet ihr bei allen Lautsprechern, die wie in Abbildung 2 positioniert sind – mit Ausnahme der Positionierung im Freifeld – den Bassbereich unter 200 Hz um ein paar dB absenken, um eine präzise, klar definierte Basswiedergabe zu gewährleisten. Dazu könnt ihr entweder den integrierten EQ am Lautsprecher nutzen – wie bei der QSC K.2 Serie – oder am Mischpult einen Shelving-EQ unterhalb 200 Hz einstellen. Das ist z. B. mit den Digitalmischpulten der QSC TouchMix Serie ganz einfach! Bei einer Bassanhebung werden vereinzelte Frequenzen besonders verstärkt, sodass Resonanzen entstehen, der Audio-Mix matschig klingt und die Dynamik nicht präzise wiedergegeben wird.

Bitte beachtet, dass die Aussage „an einer Wand“ (Abstrahlbereich = Halbraum) sowohl Lautsprecher meint, die auf einem Stativ oder über einem Subwoofer an der Wand aufgestellt sind als auch solche, die mit Montagehalterungen an der Wand befestigt sind. Ein Lautsprecher, der in der Nähe einer der Ecken des Raums positioniert oder nahe an einer Wand und der Decke angebracht ist, strahlt in einem Viertelraum ab. Dieser Fall ist zwar im Live-Bereich selten, aber wenn ein Lautsprecher in einer Ecke und zudem in der Nähe der Decke montiert ist, strahlt er in einem Achtelraum ab.

Kammfilter-Auslöschung und Lautsprecherposition

Jetzt kommen wir zu einem weiteren Phänomen, das Frequenzen unter 200 Hz betrifft. Wenn ein Lautsprecher mit der Rückseite in einem gewissen Abstand zu einer Wand mit einer harten, festen Oberfläche steht, strahlt der Schall, der von der Wand reflektiert wird, bei der Frequenz, deren Wellenlänge dem vierfachen Abstand zur Wand entspricht, in umgekehrter Phase zum direkten Schall aus dem Lautsprecher. Dadurch löscht der von der Wand reflektierte Schall den direkt abgestrahlten Schall bei dieser Frequenz aus.

Wir möchten euch hierfür ein paar einfache Beispielrechnungen präsentieren. Dazu erinnern wir uns zunächst: Die Schallgeschwindigkeit „c“ (auf Normalnull, bei 21 Grad Celsius und unter normalen atmosphärischen Bedingungen) beträgt 344 m/s und ist definiert als c = f λ, wobei „f“ für Frequenz und „λ“ für Wellenlänge steht.

Wenn wir diese Gleichung umstellen (λ = c/f) können wir die Wellenlänge λ für eine bestimmte Frequenz leicht ermitteln. Die tiefste Note auf einer Gitarre mit Standardstimmung (tiefe E-Saite) beträgt beispielsweise etwa 83 Hz. Die Viertelwellenlänge ist also (344/83)/4= 1,0 m.

Steht folglich ein Lautsprecher 1 m von einer Wand mit harter fester Oberfläche entfernt, weist sein direkt abstrahlender Frequenzgang bei 83 Hz einen klaren Einbruch (Notch) auf. Das nennt man „tieffrequente Kammfilter-Auslöschung“ - und leider würde hier eine EQ-Anpassung des Lautsprecher-Ausgangs nichts nützen, da sich diese auch auf den von der Wand reflektierten Schall auswirken würde. Daher hat die Position des Lautsprechers im Verhältnis zur Rückwand einen erheblichen Einfluss auf die Gesamtqualität der Basswiedergabe.

Abbildung 3 - Schallauslöschung durch eine Wand mit harter Oberfläche hinter dem Lautsprecher.

Im Live-Bereich stellt sich deshalb die Frage: Wie groß sollte die Entfernung der PA zur hinteren Wand sein, um diese Auslöschungen zu vermeiden? Lasst uns hierfür ein Beispiel mit einem QSC K12.2 Aktivlautsprecher betrachten. Der Übertragungsbereich dieses Lautsprechers geht runter bis 45 Hz (-10 dB). Die Viertelwellenlänge bei 45 Hz ist 1,9 m.

Wenn man einen QSC K12.2 Lautsprecher also in einer Entfernung von über 1,9 m von der hinteren Wand positioniert, wird es keine Kammfilter-Auslöschungen geben, und die Klangwiedergabe bleibt über den gesamten Übertragungsbereich unverfälscht. Wie ihr seht, hängt der notwendige Abstand von den technischen Daten des jeweiligen Lautsprechers ab. Je tiefer der Übertragungsbereich, desto größer muss der Abstand zur hinteren Wand sein. Normalerweise ist das Einhalten dieser Abstände kein Problem, da die meisten Bühnen mehr als 2 m tief sind – und das gleiche gilt für viele DJ-Setups. 

In bestimmten Live-Situationen gibt es jedoch Delay-Lautsprecher oder Fills, die näher an einer Wand positioniert werden müssen. Was kann man in einem solchen Fall tun? Um starke Auslöschungen durch die Wand zu vermeiden, solltet ihr die Rückseite des Lautsprechers so nah wie möglich an der Wand positionieren. Dadurch stellt ihr sicher, dass keine Kammfilter-Auslöschungen entstehen. Sorgt aber dafür, dass ihr die Bassanhebung durch die Reflexion von der Wand angemessen abdämpft, wie im ersten Abschnitt dieses Artikels erläutert.

Fazit

Nachdem wir in diesem Beitrag den Einfluss der Abstrahlbereiche und die damit verbundene Bassanhebung sowie das Phänomen der Kammfilter-Auslöschung betrachtet haben, werden wir im nächsten Artikel das Abstandsgesetz behandeln, das ihr berücksichtigen müsst, um eine konsistente Abdeckung zu gewährleisten. Bleibt also am Ball!

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