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Warum liegende D’Appolito Center nicht funktionieren

Center

 

Ja, schön sind sie natürlich, diese wunderbar symmetrisch aufgebauten Center-Lautsprecher nach D’Appolito Vorbild. Mit schicker Hochglanzlackierung oder in edlem Furnier machen sie unter einem großen Flatscreen zumindest optisch eine gute Figur. Doch tun die schönen liegenden Center das auch in akustischer Hinsicht?

Nun, spätestens seit ein findiger amerikanischer Entwickler namens Joe D’Appolito sich mit der symmetrischen Chassisanordnung, bei der i.a.R. ein Hochtöner von zwei Tiefmitteltönern umschlossen wird, beschäftigt hat, stieg die Beliebtheit solcher Konstruktionen rapide an. Niemand wird von der Hand weisen wollen, dass diese Anordnung dem Auge schmeichelt.

Damit ein solches Gebilde aber auch dem Ohr schmeichelt, sind bei der Konstruktion eines solchen Lautsprechers gewisse Bedingungen einzuhalten, bzw. Knackpunkte hinzunehmen. Diese sollen in diesem Artikel jedoch nur am Rande beschrieben werden. Hier geht es schließlich nur darum aufzuzeigen, warum man einen liegenden Center nach D’Appolito Vorbild vermeiden sollte. Wissenschaftliche Abhandlungen dazu sind in ausreichender Menge im WWW verfügbar.

In den Jahren, in denen Joe D’Appolito seine Forschungen betrieb, spielten die heute sehr stark verbreiteten Heimkinos eine eher untergeordnete Rolle. So war es dann auch, dass D’Appolito seine Entwicklungen für den HiFi-Freund, also für die reine Musikwiedergabe voran trieb. Joe fand heraus, dass eine symmetrische Chassisanordnung unter Berücksichtigung von zwingend einzuhaltenden Chassisabständen und korrelierenden Übernahmefrequenzen zu einem verbesserten Abstrahlverhalten führen kann. Ferner ist dazu eine Filtertopologie erforderlich, die zu einem genau definierten Verlauf der akustischen Flanken der einzelnen Chassis führt. Sind all diese Bedingungen nicht erfüllt, funktioniert ein solcher Lautsprecher nicht optimal und bringt Probleme mit sich. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass etwa 99,99% aller Lautsprecher dieser Bauart die Bedingungen nicht einhalten. Für solche Lautsprecher hat sich der Begriff  „Quasi-D’Appolito Lautsprecher“ (im folgenden QAL genannt) manifestiert. Sie halten die geforderten Bedingungen mehr oder weniger ein, und die möglichen Vorteile schwinden, je weiter die Konstruktion vom theoretischen Optimum abweicht.

In der Praxis ist das Problem aber längst nicht so groß, wie es der obige Text vermuten lässt. Allerdings nur dann nicht, wenn ein QAL seiner eigentlichen Bestimmung zugeführt wird, nämlich dem Hören von Musik in Stereoanordnung mit stehenden Lautsprechern. Das Nichteinhalten der von Joe aufgestellten Bedingungen führt bei einem stehenden QAL zu Fehlern im Abstrahlverhalten auf vertikaler Ebene. Auf horizontaler Ebene strahlt ein QAL hingegegen breit und weitestgehend fehlerfrei. Das heißt im Klartext, dass ein stehender QAL nur dann gut funktioniert, wenn sich der Hochtöner auf Ohrhöhe des Zuhörers befindet.

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Abstrahlverhalten stehender QALStehender QAL mit Hochtöner auf Ohrhöhe

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Die Grafik dürfte den Sachverhalt hinreichend verdeutlichen. Auf Ohrhöhe, also nur in einem kleinen vertikalen Bereich, strahlt der Lautsprecher fehlerfrei ab. Die Größe des Bereichs wächst mit zunehmender Hörentfernung. Überschreitet man diesen schmalen Grat, befindet man sich in einem „Loch“ in dem der QAL fehlerhaft abstrahlt und die resultierenden Schallauslöschungen das Hörerlebnis mächtig trüben. Da man beim Musikgenuss aber i.a.R. gemütlich in einem Sessel oder auf dem Sofa sitzt und seine vertikale Position nicht verändert, fällt die Problematik kaum bis gar nicht ins Gewicht.

Schauen wir uns dazu einmal einige Frequenzgangsimulationen eines stehenden typischen QAL an:

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Stehender Center auf AchseStehender QAL auf Achse und auf Ohrhöhe

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Wir sehen einen sehr ausgeglichenen Amplitudenverlauf. Der Einbruch zwischen 2,5 und 5 kHz ist auf Kantendiffraktion zurückzuführen und wurde bewusst  nicht korrigiert.

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Stehender Center auf Achse und nach links und rechtsStehender QAL auf Achse und unter horizontalen Winkeln nach links und rechts auf Ohrhöhe

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Wir sehen, dass der Amplitudenverlauf auch unter horizontalen Winkeln einen recht konstanten Verlauf aufweist. In der Praxis bedeutet das, dass auch die Zuhörer, die rechts und links vom theoretisch idealen Hörplatz sitzen, eine weitestgehend ausgeglichene Musikwiedergabe zu erwarten haben. Am Rande sei bemerkt, dass die Unregelmäßigkeiten durch Kantendiffraktion im Amplitudenverlauf unter größeren horizontalen Winkeln verschwinden.

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Stehender Center auf Achse und nach unten und obenStehender QAL auf Achse und unter vertikalen Winkeln nach oben und unten

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Bewegt man sich beim Musikgenuß über einen QAL aber ausserhalb der Ohrhöhe, weil man vielleicht einmal auf dem Boden sitzen möchte, oder eine Stehparty gibt, ist es vorbei mit dem guten Klang. Die Fehler im Abstrahlverhalten führen zu massiven Schallauslöschungen im relevanten Bereich. Der zu erwartende Klang wäre miserabel.

Drehen wir nun einen QAL um 90° und machen ihn zum Center, drehen wir auch sein Problem.

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Abstrahlverhalten liegender QALLiegender QAL, 3 Hörer nebeneinander sitzend

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Auch im Falle eines liegenden QAL verdeutlicht die obige Grafik das Problem. Nur die Person, die mittig vor dem Hochtöner sitzt, hat mit einer ausgeglichenen Wiedergabe zu rechnen.

Schauen wir uns auch hierzu die entsprechenden Frequenzgangsimulationen eines liegenden QAL an:

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Liegender Center auf AchseLiegender QAL auf Ohrhöhe mittig vor dem Hochtöner

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Der Amplitudengang ist identisch mit dem des stehenden QAL. Bis hierhin ist also alles im Lot. Die zu erwartende Wiedergabe ist einwandfrei. Leider ist sie das auf horizontaler Ebene einzig und allein an einem Hörplatz, nämlich dem direkt auf Achse zum Hochtöner.

Bewegen wir uns nun auf dem Sofa ein kleines Stückchen aus dieser optimalen Hörposition nach links oder rechts heraus, oder sitzen Filmfreunde links oder rechts neben dem Mittelplatz, sieht es ganz anders aus.

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Liegender Center auf Achse und nach links und rechtsLiegender QAL auf Ohrhöhe auf Achse und unter horizontalen Winkeln nach rechts und links

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Durch die Drehung des QAL um 90° in eine liegende Position wandert das schlechte Abstrahlverhalten eines stehenden QAL in die horizontale Ebene. Das ist logisch, weil die Konstruktion des Lautsprechers ja unverändert ist. Es resultiert ein unausgewogenes Klangerlebnis auf allen Plätzen, ausser dem Mittelplatz auf Achse vor dem Hochtöner.

Folgerichtig wird aus dem guten horizontalen Abstrahlverhalten eines stehenden QAL ein gutes vertikales Abstrahlverhalten beim liegenden QAL.

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Liegender Center auf Achse und nach unten und obenLiegender QAL auf Ohrhöhe auf Achse und unter vertikalen Winkeln nach oben und unten

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So schön das vertikale Abstrahlverhalten eines liegenden QAL auch ist. Es nützt beim Einsatz als Center leider nichts, denn ebenso wie beim Musikgenuß, schaut man einen tollen Film mit guten Freunden auf einem gemütlichen Sofa sitzend. Und die Freunde oder Familienmitglieder, die links und rechts des „Logenplatzes“ sitzen, sollen doch auch in den Genuß erstklassigen Klangs kommen, oder?

Bleibt die Frage offen, warum die Industrie dann so viele liegende Center anbietet? Die Antwort ist einfach. Auch hier bestimmt die Nachfrage das Angebot. Wer ist schon bereit, eine konventionell stehende Box als Center einzusetzen? Wer ist bereit, etwas mehr Geld in die Hand zu nehmen um einen 3-Wege Center mit übereinander angeordneten Mittel- und Hochtönern zwischen zwei Tieftönern anzuschaffen? Genau diese lösen das Problem auf technisch einwandfreie und zudem auch optisch ansprechende Art und Weise.

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