Delay, Phase und Auslöschung

Delay, Phase und Auslöschung

Die Klangqualität eines Lautsprechersystems hängt von vielen Faktoren ab. Besonders wichtig sind dabei die Themen Delay, Phase und Auslöschungen, die oft den Unterschied zwischen einem guten und einem perfekten Klangerlebnis ausmachen. In diesem Artikel erklären wir diese Begriffe, zeigen ihre Auswirkungen auf die Klangwiedergabe und geben praktische Tipps, um Probleme zu vermeiden.

Delay

Delay, auf Deutsch „Verzögerung“, beschreibt die Zeit, die ein Signal benötigt, um von einer Quelle zum Ziel zu gelangen. Im Kontext eines Lautsprechersystems kann es passieren, dass verschiedene Lautsprecher den Schall leicht zeitversetzt abstrahlen. Das liegt oft an unterschiedlichen Abständen der Lautsprecher oder an den technischen Eigenschaften des Systems.

Dieser Zeitversatz kann dazu führen, dass bestimmte Frequenzen lauter oder leiser wahrgenommen werden, da sich die Schallwellen überlagern. Um eine klare und präzise Klangwiedergabe zu gewährleisten, wird der Delay zwischen den Lautsprechern oft mit einem digitalen Signalprozessor (DSP) angepasst.

Praxis-Tipp:

Um das Delay einer Anlage richtig einzustellen, beginne damit, ein Messmikrofon an der Position des Zuhörers aufzustellen, idealerweise in der Mitte des Hörbereichs. Als Referenzpunkt wählst du den Lautsprecher, dessen Schall am längsten braucht, um den Hörplatz zu erreichen. So kannst du allen anderen Lautsprechern ein entsprechendes Delay hinzufügen, um sie auf diesen Referenzlautsprecher abzustimmen.

Miss anschließend die Entfernung zwischen dem Referenzlautsprecher und dem Messpunkt sowie die Entfernungen der anderen Lautsprecher zum Messpunkt. Bei Lautsprechern wie Hornsubwoofern musst du den bereits vorhandenen Delay berücksichtigen, der durch die Bauart vorgegeben ist. Zum Beispiel beträgt die interne Delay-Strecke bei unserem H2101 Subwoofer 2,5 Meter. Addiere diesen Wert zur gemessenen Entfernung, bevor du das Delay berechnest.

Berechne nun die Zeitverzögerung, indem du die Differenz der Entfernungen (inklusive interner Delay-Strecke) mit 2,91 multiplizierst, um die Verzögerung in Millisekunden zu erhalten. Diese Werte gibst du in den DSP (Digital Signal Processor) oder Controller der Anlage ein.

Beispiel zur Berechnung des Delays

Angenommen, der Referenzlautsprecher (z. B. ein Topteil) ist 10 Meter vom Hörplatz entfernt. Ein Hornsubwoofer steht 6 Meter vom Hörplatz entfernt und hat zusätzlich eine interne Delay-Strecke von 2,5 Metern.

1. Entfernung anpassen

Da der Hornsubwoofer eine interne Delay-Strecke von 2,5 Metern hat, rechnest du diese zur gemessenen Entfernung dazu:

6 m + 2,5 m = 8,5 m effektive Entfernung

2. Differenz berechnen

Subtrahiere die effektive Entfernung des Subwoofers von der Entfernung des Referenzlautsprechers:

10 m - 8,5 m = 1,5 m Differenz

3. Delay umrechnen

Um die Zeitverzögerung in Millisekunden zu berechnen, multipliziere die Differenz in Metern mit 2,91:

1,5 m × 2,91 = 4,37 ms

4. Delay einstellen

Im DSP oder Controller stellst du für den Subwoofer ein Delay von 4,37 ms ein. Damit ist der Schall von Subwoofer und Topteil am Hörplatz zeitgleich.

Hinweis für professionelle Anwendungen

Dieser Ansatz ist ein einfacher und praxisnaher Weg, das Delay manuell einzustellen, jedoch nicht der präziseste. Für professionelle Anwendungen sollte die Delay-Zeit mit geeigneter Messsoftware bestimmt werden, um maximale Genauigkeit zu erreichen.

Darüber hinaus bieten manche moderne DSPs die Möglichkeit, das Delay automatisch zu kalibrieren. Mithilfe integrierter Mikrofone oder externer Messsysteme können solche Geräte die Verzögerungen zwischen den Lautsprechern eigenständig ermitteln und optimal anpassen.

Phase und Auslöschung

Die Phase beschreibt die zeitliche Lage einer Schallwelle im Vergleich zu einer anderen. Wenn zwei Lautsprecher im gleichen Frequenzbereich spielen, aber phasenverschoben sind, können sie sich gegenseitig verstärken oder auslöschen. Dieses Phänomen nennt man Interferenz: Verstärkung wird als konstruktive Interferenz bezeichnet, während Auslöschungen als destruktive Interferenzen auftreten. Besonders problematisch sind Phasenverschiebungen im Zusammenspiel von Subwoofern und Topteilen, da sich ihre Frequenzbereiche im Übergangsbereich überlappen.

Phasenprobleme treten häufig in diesem Übergangsbereich auf und können dazu führen, dass der Bassbereich schwach oder gar nicht hörbar ist. Solche Bassauslöschungen beeinträchtigen das Klangbild erheblich, da sie Pegelverluste und Frequenzkämme (Comb-Filter-Effekte) erzeugen. Ein optimales Klangbild erfordert daher, dass Subwoofer und Top-System phasengenau aufeinander abgestimmt sind, um Auslöschungen zu vermeiden und eine gleichmäßige Schallverteilung zu gewährleisten.

Die Phasenanpassung erfolgt über die DSP-Einstellungen. Moderne DSPs ermöglichen die Justierung der Phase (in Grad), sodass Subwoofer und Topteile zeitlich synchron arbeiten und ein druckvolles sowie ausgewogenes Klangbild entsteht.

Praxis-Tipp:

Ein wichtiger erster Schritt ist die Einzelmessung der Lautsprecher. Durch die getrennte Messung von Subwoofer und Top-System können Sie den individuellen Frequenzgang jedes Lautsprechers analysieren. Dies ist wichtig, um festzustellen, wie die Lautsprecher in ihrem jeweiligen Arbeitsbereich performen. Zudem hilft es, Resonanzen, Pegelprobleme oder Frequenzlöcher zu erkennen, die unabhängig von Phasenproblemen existieren. Außerdem wird so der Übergangsbereich deutlich, in dem sich die Frequenzbereiche überlagern. Dies ist die Grundlage für die spätere gemeinsame Messung, da Probleme, die von einem einzelnen Lautsprecher stammen, nicht fälschlicherweise als Phasenproblem interpretiert werden.

Für die eigentliche Phasenanpassung ist eine Messung im Zusammenspiel beider Lautsprecher im Übergangsbereich unerlässlich. Mithilfe von Tools wie REW (Room EQ Wizard) und einem kalibrierten Messmikrofon messen Sie den Frequenzgang der Lautsprecher zusammen. Wenn sich Phasenprobleme zeigen, etwa durch Frequenzkämme (Comb-Filter-Effekte) oder Pegelverluste, können Sie die Phase am DSP anpassen. Dies erfolgt entweder durch Änderung der Phase in Grad oder durch Anpassung des Delays, bis der Übergangsbereich möglichst gleichmäßig und ohne Auslöschungen klingt.

Falls keine Messmöglichkeiten vorhanden sind, können Sie den Phasentest durchführen. Dabei schalten Sie den Subwoofer auf 180° phasenversetzt und prüfen den Basspegel im Übergangsbereich. Wird der Bass bei 180° lauter, ist dies die richtige Einstellung, da Subwoofer und Top-System besser in Phase arbeiten. Wird der Bass hingegen leiser, sollten sie die Phase bei 0° belassen.

Es ist wichtig zu beachten, dass die Phasenanpassung frequenzabhängig ist. Daher ist eine detaillierte Messung mit einem Sweep-Signal im Übergangsbereich sinnvoll. Ziel ist es, dass Subwoofer und Top-System eine Phasendifferenz von 0° aufweisen. Für Anwender, die über hochwertige DSPs oder automatische Kalibrierungssysteme verfügen, können diese Systeme eine Basis bieten. Dennoch empfiehlt es sich, die automatischen Einstellungen manuell zu überprüfen und gegebenenfalls zu optimieren.

Fazit

Delay, Phase und Auslöschungen sind komplexe Themen, die jedoch mit den richtigen Werkzeugen und etwas Übung beherrscht werden können. Eine gute Abstimmung sorgt dafür, dass der Klang ausgewogen und präzise ist – egal, ob für ein Konzert, eine Veranstaltung oder ein Heimkino.

Wenn Sie Fragen zu Ihrem Lautsprechersystem haben oder Unterstützung bei der Optimierung benötigen, zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren. Wir helfen Ihnen gerne, das Beste aus Ihrem Setup herauszuholen!