Elektronikwissen im Bereich "Audiotechnik"

Elektronikwissen zu: Akustischer Kurzschluss

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Ein akustischer Kurzschluss kennzeichnet keinen realen Kurzschluss wie z. B. in der Elektroniktechnik, sondern beschreibt das gegenseitige Auslöschen von Schallwellen. Dieses Phänomen tritt in der Akustik bei der Erzeugung von Schallwellen mittels Lautsprecher auf. Physikalisch korrekt müsste man diese Effekte noch in Nah- und Fernfeld differenzieren. Die folgende Erklärung ist daher nicht zu sehr physikalisch, sondern allgemeinverständlich in einfache Worte gefasst.

Wenn sich bei einem offenen Lautsprecher, wie in Bild A zu sehen, die Membrane nach vorne bewegt, wird die Luft komprimiert (verdichtet) und es entsteht ein Überdruck. Hinter der Membran entsteht folglich ein Unterdruck. Wie die Pfeile in Bild A zeigen, strömt ein Teil der Luft seitlich am Lautsprecher vorbei und gleicht den Luftdruckunterschied wieder aus. Dieser Effekt zeigt sich besonders bei tiefen Frequenzen, da hier der Hub (Lautstärke) relativ groß ist. Hieraus kann man die Schlussfolgerung ziehen, dass ein offener Lautsprecher ohne Gehäuse bzw. andere Maßnahmen zur Aufhebung dieses Effektes nicht funktionieren können.

Abhilfe schafft hier ein Gehäuse oder eine Schallwand, mit denen der Luftdruckausgleich unterbunden wird. Idealerweise bräuchte man eine Schallwand, die größer als die Wellenlänge der Schallwelle ist, was sich in der Praxis aber nicht realisieren lässt. Somit werden in der Regel geschlossene Gehäuse für Lautsprecher verwendet. Es gibt allerdings noch einige Tricks, wie z. B. Bassreflexboxen, mit denen man den Schalldruck im Tieftonbereich sogar noch verstärken kann.

Es gibt aber noch ein Beispiel, wo sich trotz Gehäuse Schallwellen gegenseitig auslöschen bzw. abschwächen. Denken wir an unsere heimische Stereoanlage oder die „Soundanlage“ im Auto. Bei Stereobetrieb werden ja bekanntlich zwei Lautsprecher verwendet. Hierbei ist, wie das folgende Beispiel zeigt, unbedingt auf phasenkorrekten Anschluss der Lautsprecher zu achten. Die Polung ist am Lautsprecher immer mit „+“ und „-“ gekennzeichnet. Wichtig ist, dass beide Lautsprecher korrekt an den Verstärker angeschlossen werden. Wird einer der Lautsprecher phasenverkehrt angeschlossen, wie es in Bild B dargestellt ist, kommt es ebenfalls zur Auslöschung von Schallwellen. Während sich die Membrane des einen Lautsprechers nach außen bewegt, ist es bei dem zweiten Lautsprecher genau entgegengesetzt. Hierdurch entsteht vor allem bei tiefen Frequenzen ein unnatürlicher Klangeindruck, da im schlimmsten Fall keine Bässe mehr hörbar sind. Je näher die Lautsprecher räumlich zu einander stehen, desto stärker wird dieser Effekt. Dies ist vor allem im Auto der Fall, da hier die Lautsprecher in der Regel nur max. 1 m voneinander entfernt montiert sind. Deshalb sollte man beim Anschluss von Stereolautsprechern immer auf den phasenrichtigen Anschluss achten! Die Polung ist direkt an den Lautsprecheranschlüssen markiert.

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