Ein Lautsprecher ist…

Lautsprecher finden sich allgemein in oder an jedem Multimedia-Gerät, egal ob Handy, Fernseher oder Stereoanlage. Während grundsätzlich gilt, dass Lautsprecher für tiefe Töne und eine komplexe Soundwiedergabe eine entsprechende Größe brauchen, gibt es längst kleinste Aktivlautsprecher, die mit einer detaillierten Klangwiedergabe aufwarten. Es kommt also neben der Bauweise von Lautsprechern auch auf die Technik und Elektronik an.

Die Funktionsweise von Lautsprechern

Ganz einfach formuliert, bringt Strom im Lautsprecher eine Membrane zum Schwingen und erzeugt so Schall.

Elektrodynamische Lautsprecher

Lautsprecher können auf unterschiedliche Weise angetrieben werden, wobei der elektrodynamische Lautsprecher mit zentralem Antrieb am meisten verbreitet ist. Hier ist ist im Lautsprecher die Stromleitung zu einer Spule aufgewickelt, die sich, aufgehängt zwischen zwei Dauermagneten, nach oben und unten bewegt. In der Spule selbst wird ein Magnetfeld erzeugt, das, genau wie der Strom, ständig die Richtung wechselt. Dabei entsteht die so genannte Lorenzkraft, bei der das Magnetfeld der Spule und das des Dauermagneten aufeinander Kraft ausüben. Die Spule schwingt im Takt des Stroms und bringt eine an ihr befestigte Membran zum Schwingen. Diese Schwingungen überträgt die Membran wiederum als Schallwellen auf die Luft und man hört Töne. Hohe Töne entstehen durch ein schnelles Hin- und Herschwingen der Lautsprechermembran, tiefe Töne werden durch größere Abstände zwischen den Schallwellen erzeugt. Je stärker die Lautsprechermembran ausgelenkt wird, desto lauter wird der Ton. Eine Art Feder (Zentrierspinne) bringt die Lautsprechermembran immer wieder in ihre Ausgangsposition zurück und verhindert ein seitliches Verrutschen. Zusätzlich sichert eine flexible Randaufhängung (Sicke) die Membran ab.

Lautsprecherarten

Lautsprecher sind meistens so genannte passive Systeme, die über keine eigene, direkte Stromversorgung oder einen Verstärker verfügen. Während bei Handys und MP3-Playern deshalb kleine Niederfrequenz-Verstärker verwendet werden, kommen bei externen Lautsprechern an Stereoanlagen Subwoofer und Verstärker mit Endstufen zum Einsatz. Aktivlautsprecher haben eine eingebaute Endstufe mit eigener Stromversorgung, entsprechend gibt es auch Basslautsprecher mit eingebauter Endstufe. Bassreflexlautsprecher nutzen zudem das Gehäuse (Chassis) für die Klangwiedergabe. Über eine auf der Gehäuserück-, Vorder- oder Unterseite befindlichen Austrittsöffnung wird der nach hinten austretende Schall des Basschassis genutzt. Um eine optimale Wirkung zu erzeugen, ist die Austrittsöffnung speziell an die jeweiligen Eigenschaften des Basschassis angepasst. Diese Lautsprechervariante zeichnet sich durch weniger Verzerrungen im Bassbereich und ein besseres Klangvolumen aus.

Bei Lautsprecher-Komponenten-Systemen, Zweiweg- oder Dreiweg-Systeme sind die üblichsten, werden in ein Lautsprechergehäuse verschiedene Chassis für die jeweiligen Frequenzen (z.B. Dreiwege-System mit separatem Hoch-/Mittel-/Tieftöner) eingebaut.

Bei Soundsystemen kommen verschiedene Lautsprecher für verschiedene Tonbereiche zum Einsatz. So bestehen als Home-Theater bezeichnete Systeme meistens aus einem TV-Gerät am vorderen Ende des Raumes, einem Center-Lautsprecher auf der Oberseite des Fernsehers, zwei Front-Lautsprechern auf beiden Seiten des TV und zwei Surround-Sound-Lautsprechern auf der Rückseite.

Bewertungsfaktoren für Lautsprecher

Bei der Auswahl der passenden Lautsprecher sollte man sich zunächst an den räumlichen Gegebenheiten orientieren. Leistungsstarke Standboxen eignen sich gut für große Räume ab 25 Quadratmetern, bei kleinen Zimmern empfehlen sich leistungsschwächere Standboxen oder Kompaktboxen. Zudem ist es wichtig, welche Art von beispielsweise Musik bevorzugt wird. Hochauflösender Sound benötigt hochwertige Standlautsprecher, für viel Bass ist ein Lautsprecher mit einem großen Tieftöner zu empfehlen. Grundsätzlich sind folgende Werte für die Beurteilung von Lautsprechern von Bedeutung:

Der Wirkungsgrad

Der Wirkungsgrad eines Lautsprechers gibt an, welche Lautstärke die Box bei einer festgelegten Wattleistung erzeugt. Er wird in dB-W/m gemessen. Während durchschnittliche HiFi-Boxen einen Wirkungsgrad von 86-90 dB-W/m aufweisen, liefern hochwertige HiFi-Lautsprecher einen Wert  zwischen 90 und 95 dB-W/m. Hochleistungsboxen, wie sie beispielsweise im Bühnenbereich eingesetzt werden, erreichen Werte zwischen 95 und 110 dB-W/m.

Die Impedanz

Impedanz steht für den Stromwiderstand und wird in der Einheit Ohm angegeben. Bei Lautsprechern kann aus dem Ohm-Wert geschlossen werden, wie stark ein Lautsprecher den Verstärker belastet. Je höher die Impedanz eines Lautsprechers, desto weniger Strom kann durch ihn durchfließen, da dem Strom ein Widerstand entgegengesetzt wird. Die Impedanz der verwendeten Lautsprecher sollte nie geringer sein, als die Mindestimpedanz des verwendeten Verstärkers. Grundsätzlich sind Verstärker mit niedriger Ausgangsimpedanz von Vorteil, da diese Lautsprecher mit hohen Stromstärken versorgen können.  

Der Klirrfaktor

Der Klirrfaktor beschreibt das Verhältnis des wirklich zugeführten Musiksignals zu den vom Verstärker produzierten Nebentönen. Der Klirrfaktor gibt damit den Grad an Tonverzerrung an, der durch technische wie bauliche Faktoren bestimmt wird. Bei hochwertigen Hifi-Geräten wird im Zusammenhang mit der Ausgangsleistung auch der entsprechende Klirrfaktor genannt. Ein Klirrfaktor von 0,1% ist ein akzeptabler Wert, während 10% schon Ohrenschmerzen verursacht. Im Hifi-Bereich wird zudem zwischen einem harten und einem weichen Klirrfaktor unterschieden. Ein harter Klirrfaktor wird als weniger störend im Ohr wahrgenommen als ein weicher. So haben etwa Röhrenverstärker einen erhöhten weichen Klirrfaktor und liefern dennoch einen hochwertigen Sound.

Die Geschichte der Lautsprecherentwicklung

Der erste Lautsprecher steckte 1861 in dem von Philipp Reis erfundenen Telefon und bestand aus einer mit Kupferdraht umwickelten Stricknadel, die ein Holzkästchen zum Schwingen brachte. Bereits 1874 ließ sich Ernst Werner von Siemens den ersten elektrodynamischen Lautsprecher patentieren, bei dem die Kupferspule eine Membran bewegt. 1925 entwickeltendie Amerikaner Chester Rice und Edward Kellogg schließlich den elektrodynamischen Lautsprecher, wie er heute noch gebraucht wird.