Habt ihr euch schon mal gefragt, ob Subwoofer in einem Raum, auf oder unter einer Bühne beliebig platziert werden können? Und habt ihr schon mal einen Subwoofer gehört, dem der Punch und die Definition fehlten? Habt ihr schon mal einen Subwoofer gehört, der keine Durchsetzungskraft, keine Power hatte? Tatsächlich ist die korrekte Positionierung eines Subwoofer in einem Raum, einem Club, auf der Bühne oder auf dem Boden enorm wichtig für die Wiedergabe der tiefen Frequenzen. Als Erstes schauen wir mal, warum das eigentlich so ist. Anschließend erklären wir Euch, wie ihr Euren Subwoofer am besten positioniert, wenn Wände in der Nähe sind.
Die Schallabstrahlung bei Subwoofern
Schall breitet sich abhängig von der Frequenz unterschiedlich aus. Da Subwoofer nur tiefe Frequenzen erzeugen Wiedergeben, typischerweise weit unter 200 Hz, erzeugen die unterschiedlichen Subwoofer-Designs Gehäuse-Typen – mit Ausnahme von Cardioid-Lösungen – eine omnidirektionale (kugelförmige) Schallabstrahlung. Die Schallenergie breitet sich also in alle Richtungen aus – nicht nur zum Publikum, sondern auch zu den Strukturen (Wänden/Decke/Boden/….), die sich hinter, ober- oder unterhalb des Subwoofers befinden. Und hier müssen wir aufpassen.
Auslöschung an der Rückwand
Steht ein Subwoofer mit der Rückseite in einem gewissen Abstand zu einer Wand, 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 Subwoofer ab. Dadurch löscht der von der Wand reflektierte Schall den direkt vom Subwoofer abgestrahlten Schall dieser Frequenz aus.
Erinnern wir uns hier an die Definition der Schallgeschwindigkeit. Die Schallgeschwindigkeit „c“ (auf Normalnull, bei 21 Grad Celsius (70 Grad Fahrenheit) und unter normalen atmosphärischen Bedingungen) beträgt 344 m/s (1128 ft/s) und ist definiert als c = f λ, wobei „f“ für Frequenz und „λ“ für Wellenlänge steht.
C = f λ wobei „f“ für Frequenz und „λ“ für Wellenlänge steht.
Wenn wir diese Gleichung umformen (λ=c/f) können wir die Wellenlänge λ für eine bestimmte Frequenz leicht ermitteln. Die tiefste Note auf einer Gitarre mit Standardstimmung (leere tiefe E-Saite) beträgt beispielsweise etwa 83 Hz. Die Viertelwellenlänge ist also (344/83)/4= 1,0 m.
Steht folglich ein Subwoofer 1,0 m von einer Wand 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 Subwoofer-Ausgangs nichts nützen, da sich diese auch auf den von der Wand reflektierten Schall auswirken würde. Daher hat die Position des Subwoofers im Verhältnis zur Rückwand einen erheblichen Einfluss auf die Gesamtqualität der Tieffrequenz- und Musikwiedergabe.
Richtlinien für die Subwoofer-Platzierung
Als nächstes schauen wir uns nun die Spezifikationen von Aktiv-Subwoofern der QSC KS Serie an und führen einige Berechnungen durch. In allen Subwoofern der KS Serie hat der ultrakompakte 12-Zoll KS112 mit 41 bis 108 Hz den breitesten Frequenzgang. Zur einfacheren Berechnung wird auf 40 und 110 Hz gerundet. Diese Frequenzen stellen beide Enden der Tieffrequenzbandbreite unseres Subwoofers dar.
- Viertelwellenlänge bei 40 Hz = 2.15 m (7.0 ft)
- Viertelwellenlänge bei 110 Hz = 0.78 m (2.56 ft)
Basierend auf der tatsächlichen Tieffrequenzleistung des Subwoofers liefern diese beiden berechneten Abstände die von uns gesuchten Richtlinien. Wie können wir unsere Ergebnisse nun nutzen?
Zur Vermeidung dieser starken Tieffrequenzauslöschungen können wir den Subwoofer zunächst so nah wie möglich an der rückseitig liegenden Wand platzieren. Da sich hinter dem Subwoofer kein Abstand befindet, wird die Tieffrequenzleistung nicht beeinträchtigt. In diesem Fall sollte man jedoch die Bassanhebung beachten, welche in einem anderen Blog erklärt wurde. Sie entsteht, wenn ein Lautsprecher nah an einer Wand positioniert wird. Eine angemessene Anpassung des Tieffrequenzgangs ist erforderlich, um die gesamte PA-Anlage im Gleichgewicht zu halten.
Meistens müssen wir unsere Subwoofer jedoch auf oder neben der Bühne mit Abstand zur Rückwand platzieren. In diesem Fall können unsere Subwoofer mithilfe der obigen Ergebnisse folgendermaßen platziert werden:
- Zwischen 0 m (unmittelbar an die Rückwand) und 0,78 m (0-2,56 ft) von der Rückwand entfernt.
- Weiter als 2,15 m (7,0 ft) von der Rückwand entfernt
So ist sichergestellt, dass die Tieffrequenzwiedergabe des Subwoofers über den gesamten Frequenzgang des Subwoofers unverändert bleibt. Wenn derselbe Subwoofer mit einem Abstand von 0,78 m bis 2,15 m zur Rückwand platziert wird, fehlen dem Subwoofer Definition, Punch und Dynamik, wobei einige Bassnoten mitunter vollständig ausgelöscht werden könnten.
Platzierung von Cardioid Subwoofern
Wie bei jeder Regel gibt es Ausnahmen. Cardioid Subwoofer wie der QSC KS212C oder der KS118 (mit mindestens zwei Einheiten) strahlen Schall nicht omnidirektional (kugelförmig) ab. Ihre integrierte DSP-Technologie führt eine komplexe Verarbeitung durch, bei der nach hinten ausgerichtete Tieftöner die erwünschten Auslöschungen erzeugen, während an der Vorderseite des Gehäuses die ebenso erwünschte Summierung erfolgt. Das Ergebnis ist ihre ideale nierenförmige Abstrahlcharakteristik mit einem um 15 dB höheren Pegel an der Vorderseite als an der Rückseite. Es gibt fast keine Schallabstrahlung zur dahinter liegenden Wand.
Dennoch muss immer noch ein Mindestabstand zwischen dem Cardioid Subwoofer und der Wand eingehalten werden. Achtet darauf, dass kein Cardioid Subwoofer näher als 0,5 m (20 Zoll) zur Rückwand steht. Das gilt sowohl für den KS212C als auch den KS118 (mit mindestens zwei Einheiten).
Fazit
Heutzutage sind Subwoofer in vielen mobilen und festinstallierten PAs zu finden. Zur Verbesserung des gesamten Hör- und Klangerlebnisses ist ihre Platzierung im Raum, auf oder unter der Bühne entscheidend. Die Abstände für die richtige Positionierung von Subwoofern zu einer dahinterliegenden Wand lassen sich allerdings einfach berechnen. Wenn ihr also vor dem Aufstellen ein paar Rechenaufgaben löst, steht einem großartiges Bass-Feeling nichts mehr im Wege.