Welche Vorteile hat der Einsatz eines Subwoofers bei Live-Sound-Anwendungen?

Es geht wohl nichts über einen kräftigen Bass, den man im ganzen Körper spüren kann, einer satten Kick-Drum oder elektronisch vibrierenden Bass-Loops. Eine höhere Durchschlagskraft im Bassbereich ist aber nicht der einzige Grund, weshalb ein Subwoofer eine für eine Beschallungsanlage sinnvoll ist. Lasst uns die Vorteile von Subwoofern im Live-Bereich näher betrachten, um zu verstehen, wie sie sich optimal in die PA integrieren lassen.

Die Wahrnehmung tiefer Frequenzen

Erinnern wir uns zunächst daran, dass der Hörbereich des Menschen üblicherweise mit 20 bis 20 kHz angegeben wird und das menschliche Gehör für Frequenzen zwischen 2und 5kHz am sensibelsten ist. Außerdem kann unser Gehirn die sehr langwelligen tiefen Frequenzen im Gegensatz zum übrigen hörbaren Schallspektrum nicht anhand von Laufzeit- oder Lautstärkedifferenzen orten. Mit zunehmendem Alter nimmt die Hörfähigkeit im Hochtonbereich ab, während sie im tieffrequenten Bereich gleichbleibt.

Zudem kommt die Tatsache, dass auch unsere Knochen tieffrequenten Schall weiterleiten. Bei diesem Phänomen handelt es sich um die sogenannte „Knochenleitung“, durch die Schwingungen hauptsächlich über unsere Schädelknochen zum Innenohr gelangen. Allerdings können die meisten Menschen nur schwer unterscheiden, ob die Schallübertragung nun über die Schädelknochen oder durch die Luft und den Gehörgang stattfindet.

Was ist genau mit „Bassbereich“ gemeint?

Eine grundlegende Definition in Bezug auf tiefe Frequenzen bietet die musiktheoretische Unterteilung des Schallspektrums. Eine einfache und unstrittige Bezugsgröße ist dabei das musikalische Intervall der Oktave. Unser Hörbereich erstreckt sich über zehn Oktaven, die eine übersichtliche Unterteilung des Frequenzspektrums erlauben, wie in der folgenden Tabelle dargestellt.

Frequenzen im Infraschallbereich	Unterhalb 16 Hz	Für Menschen nicht hörbar
Sehr tiefe Frequenzen	16 Hz – 40 Hz 40 Hz – 80 Hz	Tiefste hörbare Oktave Tiefe Musikfrequenzen, Bassdrum, Bassinstrumente
Tieftonbereich	80 Hz – 160 Hz 160 Hz – 320 Hz	Tiefe Register eines Flügels/Klaviers Eingestrichenes C eines Klaviers
Mittenbereich	320 Hz – 1’280 Hz	Mittlere Musikfrequenzen
Oberer Mittenbereich	1’280 Hz – 2’560 Hz 2’560 Hz – 5’120 Hz	Obertöne niedriger Ordnung bei den meisten Musikinstrumenten Sensibelste Oktave des menschlichen Gehörs
Hochtonbereich	5’120 Hz – 10’240 Hz	Brillanz und Obertöne
Sehr hohe Frequenzen	10’240 Hz – 20’480 Hz	Höchste wahrnehmbare Obertöne. Oberhalb 20 kHz für das menschliche Gehör nicht wahrnehmbar

Der Begriff „Bassbereich“ bezieht sich in der Regel auf Frequenzen zwischen 20 Hz und 200-250 Hz. Da wir uns hier jedoch auf die Oktavintervalle beziehen, können wir unsere Definition etwas genauer fassen.

Während viele Hauptlautsprecher in der Lage sind, tiefe Frequenzen bis mindestens 80 Hz wiederzugeben, können gängige Subwoofer problemlos die drei darunterliegenden Oktaven abdecken. Das erklärt, warum die aktiven Subwoofer von QSC – wie auch viele andere Modelle und Hersteller – eine Trennfrequenz von 80 Hz bzw. 100 Hz bieten.

Die Vorteile eines Subwoofers

Ein hochwertiger Hochleistungs-Subwoofer hebt wie keine andere Audio-Komponente die Hörerfahrung auf ein ganz neues Level. Es gibt verschiedene Gründe, warum Subwoofer den Live-Sound verbessern können.

Verborgene Tonanteile hörbar machen – Bei den meisten 2-Wege-Lautsprechern für Beschallungsanwendungen setzt ab etwa 50 Hz eine Bassabsenkung ein, die die Abbildung von Transienten, Klangtiefe und Transparenz in den unteren Tonlagen beeinträchtigt. Ein hochwertiger Subwoofer erschließt Frequenzen bis 30 Hz oder tiefer. Das heißt, dass diese unteren Oktaven nicht mehr verloren gehen und selbst die tiefsten Töne - etwa einer großen Pfeifenorgel, einer Bassdrum, einer sechssaitigen Bassgitarre oder dramatische Sound-Effekte - wahrnehmbar werden.

Zusätzliche Dynamikreserve für die Front-PA – Bei vielen Beschallungsanlagen erreichen die Tieftöner nahe des Grenzschalldruckpegels der Lautsprecher ihre maximale Auslenkung und produzieren daher Verzerrungen. Ein Subwoofer kann diese tiefen Oktaven mit Leichtigkeit abdecken, da er über (einen) größere(n) Tieftöner mit höherer Belastbarkeit und Auslenkung verfügt. Mit einem Subwoofer, der den Frontlautsprechern die Wiedergabe der tiefsten Frequenzen abnimmt, kann die Hauptanlage höhere Schalldrücke und einen größeren Dynamikumfang mit weniger Verzerrungen abbilden, da ihre Übertragungsbandbreite reduziert wird. Um dies präzise umzusetzen, sind Frequenzweichen erforderlich, die durch eine Filterschaltung das Tonsignal in zwei oder mehr Frequenzbereiche aufteilen, um verschiedene separate Lautsprecher oder Treiber mit diesen getrennten Signalen anzusteuern. Alle aktiven Lautsprecher und Subwoofer von QSC verfügen über integrierte Frequenzweichen.. Note that all QSC active loudspeakers and subwoofers feature on-board audio crossovers.

Präzise Wiedergabe des Bassbereichs – Im Gegensatz zu zahlreichen Fullrange-Lautsprechern mit ihren jeweiligen Charakteristiken - bzw. Klangverfärbungen – geben die meisten hochwertigen Subwoofer das Originalsignal deutlich neutraler wieder. Für die präzise Abbildung musikalischer Inhalte benötigt man eine hochdynamische und klanglich differenzierte Schallwandlung sowie eine großzügige Übersteuerungsreserve. Dies ist einer der wesentlichen Gründe dafür, dass ein hochwertiger Subwoofer mit beliebigen Lautsprechermodellen kombiniert werden kann, um dem Hörerlebnis insgesamt mehr Druck und Energie zu verleihen. Dabei ist es wichtig, auf eine perfekt abgestimmte Trennfrequenz zwischen den Hauptlautsprechern und dem oder den Subwoofern zu achten, damit ein nahtloser Übergang der Frequenzbereiche gewährleistet ist.

Flexiblere Aufstellmöglichkeiten – Kombinationen aus Hauptlautsprechern und Subwoofer(n) lassen sich flexibler positionieren als große Fullrange-PA-Systeme. Kleinere Lautsprecher besitzen ein geringeres Gewicht und sind leichter zu installieren. Oftmals wird unterschätzt, welche Auswirkungen die Platzierung auf den Klang von Lautsprechern hat. Tatsächlich können abhängig vom Aufstellungsort der Lautsprecher unerwünschte Erstreflexionen oder eine Bassanhebung durch eine nahegelegene Wand auftreten und die Klangqualität erheblich beeinträchtigen. Während die Positionierung der Frontlautsprecher generell bestimmten Einschränkungen unterliegt (neben der Bühne oder einem Bildschirm, Platzierung an bestimmten Stellen zur besseren Abdeckung des Publikums usw.), hat man beim Einsatz von Subwoofern deutlich mehr Spielraum. Es müssen nur ein paar einfache Regeln beachtet werden, um Schallauslöschungen durch die Rückwand zu vermeiden und den erforderlichen Abstand für die ordnungsgemäße Funktion der Reflexöffnungen einzuhalten. Mit Subwoofer(n) lassen sich durch die erweiterten Aufstellmöglichkeiten viel einfacher optimale Klangergebnisse erzielen (weitere Informationen hierzu findet Ihr im Artikel -So platziert ihr Subwoofer richtig im Raum’).

Integration eines Subwoofers in die PA

In den letzten Jahren hat sich eine Mix-Technik namens „Aux-Mix“ für Subwoofer durchgesetzt, um undefinierte und verwaschene Bass-Anteile in der Front-PA zu reduzieren (weitere Details bietet unser video zu diesem Thema). Dieser Ansatz bringt eine Reihe von Vorteilen für verschiedenste Beschallungsanwendungen – werfen wir also einen Blick auf die Einzelheiten.

Die Frequenzweichen-Methode

Bei der Standard-Methode zur Integration eines Subwoofers in eine PA werden die Main-Ausgänge des Mischpults durch eine Frequenzweiche geführt, die das Signal in mehrere Frequenzbänder aufteilt und jedes dieser Bänder an verschiedene Endstufen und Passivlautsprecher weiterleitet. Bei aktiven Lautsprecher-/Subwoofer-Systemen wird das Ausgangssignal des Mischpults in den Subwoofer eingespeist und der gefilterte Hochpass-Ausgang des Subwoofers auf den Hauptlautsprecher gelegt.

In beiden Fällen hat diese Vorgehensweise den Vorteil, dass sie einfach umzusetzen ist. Nach Konfigurierung der PA ist kein weiteres Subwoofer-Management seitens des Tontechnikers erforderlich. Wenn allerdings der Tontechniker nicht gezielt bestimmte Kanäle, die keine erweiterte Tieftonwiedergabe durch die Subwoofer benötigen, mit Hochpassfiltern belegt, kann der Haupt-Mix „matschig“ werden und Transparenz und Klangtreue einbüßen.

Die Aux-Mix-Methode

Bei der anderen Methode wird ein dedizierter auf „Post-Fader/Post-EQ“ geschalteter Aux Send auf die Subwoofer geroutet. Durch Veränderungen der Fader-Positionen der einzelnen Kanäle ergeben sich auch entsprechende Änderungen im Subwoofer-Pegel – wie bei der „Frequenzweichen-Methode“.

Meist umfasst dieser Aux-Mix nur die Kanäle, die wesentliche tieffrequente Anteile enthalten, wie beispielsweise E-Bass, Bassdrum, elektronische Beats usw. Der große Vorteil dieser Methode ist, dass hier nur die Schallquellen ausgewählt werden, die eine erweiterte Tieftonwiedergabe durch (einen) Subwoofer benötigen, und der Haupt-Mix keine Transparenz verliert.

Fazit

Auch jenseits der technischen Vorteile erschließt sich durch eine mit Subwoofern erweiterte PA eine völlig neue Dimension der Musik. Die Qualität eines Subwoofers besteht darin, dass er nicht dröhnt oder das Klangbild dominiert, sondern dem Audiomaterial zusätzliche Klangnuancen, Druck und Tiefe verleiht. Mitreißende Bass-Riffs, hypnotische Drum-Beats, elektronische Bass-Arrangements – ein hochwertiger Subwoofer bringt zusätzliche Klangebenen hervor und hebt damit das Hörerlebnis und die gesamte Darbietung auf eine neue Stufe.

Subwoofer sind in der Regel so ausgelegt, dass sie die Frequenzen unterhalb von ca. 100 Hz übernehmen und damit den Hauptlautsprechern die Wiedergabe der tiefsten Basstöne abnehmen. Dies erhöht zwar nicht automatisch die Lautstärke der Front-PA, jedoch lässt sich durch die Verteilung der Last auf primäre Lautsprecher und Subwoofer ein erstaunlicher Zugewinn an Transparenz und Klangfülle für das Gesamtsystem erreichen.