Nicht ohne Grund arbeiten ca. 95% aller Studiolautsprecher nach dem aktiven Prinzip
Wie funktioniert der aktive Betrieb eines Lautsprechers?
Obwohl diese Art der Lautsprecheransteuerung fast nur Vorteile nit sich bringt, wird sie im HiFi Bereich nur selten angewandt. In der Profiszene (im Studio, auf Bühnen) und sogar bei hochwertigen Auto Musikanlagen ist diese Technik jedoch längst Standard.
Hier die grundsätzliche Funktion: bereits im Niederspannungsbereich, also noch vor der Leistungsverstärkung, wird mittels einer aktiven Frequenzweiche das gesamte musikalische Spektrum in mehrere Frequenzbänder (meist Tief- Mittel- und Hochtonbereich) aufgeteilt. Jedes dieser Bereiche wird dann von einer eigenen Endstufe verstärkt und an die dafür vorgesehenen Lautsprecherchassis weitergeleitet. Jedes Lautsprecherchassis hat also eine eigene, direkt angeschlossene Endstufe. Dadurch wird die gesamte Qualität des Verstärkers verlustfrei an das jeweilige Chassis übertragen (mit hoher Bedämpfung). Ein weiterer Vorteil ist, dass die Arbeitsweise einer aktiven Frequenzweiche im hochohmigen Niederspannungsbereich wesentlich exakter funktioniert als die einer passiven und niederohmigen vor den Lautsprecherchassis. Dazu kommt, dass die Bereiche sich gegenseitig nicht negativ beeinflussen.
Bis zu mittelgroßen Systemen wird die gesamte Elektronik, bestehend aus aktiver Frequenzweiche, mehreren Endstufen und Spannungsversorgung als kompakter Block in den Lautsprecher eingebaut. Das ist praktisch und platzsparend, jedoch ist die Elektronik dabei eventuell Vibrationen ausgesetzt. Bei großen Systemen wird konsequenter Weise die gesamte Elektronik außerhalb der Lautsprecher aufgebaut. Das ist technisch besser, benötigt aber viel Platz und Kabel. Aktive Lautsprecher haben (bei eingebauter Elektronik) einen Signaleingang (Cinch- oder XLR-Buchse) und einen Netzanschluss. Bei manchen gibt es eine Ein-/Ausschaltautomatik, die einerseits recht praktisch ist, andererseits aber auch recht “lästig” werden kann.
Noch kompromissloser – aktiv mit DSP (Digital Signal Prozessor)
Bei dieser Technik wird das aktive Konzept noch einmal entscheidend verbessert. Analoge Frequenzweichen (egal ob passiv oder aktiv) arbeiten mit 6, 12, 18 oder 24dB Flankensteilheit pro Oktave. Dabei erzeugen sie unvermeidliche Phasendrehungen. Mit digitalen Frequenzweichen können Flankensteilheiten von mindestens 48dB realisiert werden. Die “üblichen” digitalen Frequenzweichen arbeiten mit IIR-Filtern. Bei Verwendung von “FIR-Filtern” gibt es keine Phasendrehungen mehr und bei Bedarf noch steilere Filter. DSPs mit FIR-Filtern sind aber sehr teuer und der klangliche Zugewinn ist umstritten. Durch die steilen Abgrenzungen der einzelnen Frequenzbereiche sind die störenden Frequenzüberlappungen klein. Ein weiterer Vorteil ist, dass mit digitalen Frequenzweichen Korrekturen durchgeführt werden können, die weitgehend kompromisslos erfolgen. Veränderungen im Schalldruckverlauf, Phasenkorrekturen und Zeitverzögerungen der einzelnen Lautsprecherchassis sind ohne Nachteile möglich. Unterschiedlich tief liegende Schallzentren, die sich durch unterschiedliche Bautiefe der Chassis und planer Montage in der Schallwand ergeben, stellen ebenfalls kein Problem mehr dar. Dieses Konzept kennt fast keine Grenzen, sogar raumspezifische Unzulänglichkeiten können damit teilweise ausgeglichen werden. Ebenso Laufzeitunterschiede, die durch unsymmetrische Lautsprecheraufstellung entstehen. Mit einem Signalgenerator (alternativ CD mit Testsignalen), einem Messmikrofon und einem Pegelmesser kann man die Problemstellen gut erkennen und weitgehend ausregeln. Wesentlich besser ist der Einsatz von spezieller PC-Software, die alles beinhaltet wie Tongenerator, Messsystem und Bildschirmdiagramm.