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Einführung

Möchte man seinen Zuhörern ein bestmögliches akustisches Erlebnis bereiten, oder hat man mit sehr schwierigen räumlichen Begebenheiten zu kämpfen, kann eine Überarbeitung des Musiksignals eine erhebliche Verbesserung bedeuten. Dafür gibt es verschiedene Bausteine, die im Folgenden kurz beschrieben werden sollen.

Frequenzweiche

Das gesamte Frequenzspektrum, das von einer Musikanlage übertragen beziehungsweise wiedergegeben werden kann, bewegt sich circa zwischen 20 und 20.000 Hz. Nicht jeder Lautsprecher ist konstruktionsbedingt dazu in der Lage, dieses gesamte Spektrum wiederzugeben. Möchte man einem Lautsprecher nun ausschließlich den Abschnitt des Musiksignals zukommen lassen, den er perfekt verarbeiten kann, muss man das Frequenzspektrum in mehrere Bereiche „zerschneiden“. Diese Aufgabe übernimmt eine Frequenzweiche.

Es gibt Weichen mit unterschiedlich vielen Möglichkeiten eines Zerschneidens. Üblich ist eine Unterteilung in die drei Bereiche Bässe (circa 20-150 Hz), Mitten (circa 150-2.000Hz) und Höhen (circa 2.000-20.000Hz). Je nach Modell kann man die Anzahl der Trennvorgänge einstellen.

Anders als beim Zerschneiden eines Seiles mit einer Schere, unterbricht eine Frequenzweiche das Spektrum nicht abrupt. Viel mehr wird ab dem eingestellten Schwellenwert das Musiksignal mehr oder weniger stark abgeschwächt. Je schneller die Lautstärke durch die Weiche beim Überschreiten des Schwellenwertes abgedämpft wird, desto härter greift die Weiche ein. Man definiert diesen Wert als Flankensteilheit. Sie wird in der Regel in dB/Okatve angegeben. Greift ein Filter mit nur 6 dB/Oktave ein, ist er relativ schwach. Ein Filter mit 24 dB/Oktave ist sehr hart.

Unterschieden wird des Weiteren in analoge Passivweichen, analoge Aktivweichen und digitale Weichen.

Bei analogen, passiven Modellen besteht die Weiche aus einer Platine mit einigen wenigen elektronischen Bauteilen wie Spulen und Widerständen. Ihre Trennfrequenz ist in der Regel nicht einstellbar. Da diese Bauform sehr kostengünstig ist, kommt sie meist in günstigen Lautsprechern zum Einsatz.

Bei analogen, aktiven Modellen besteht die Weiche zusätzlich aus weiteren Bauteilen wie Transistoren. Dadurch wird sowohl eine Möglichkeit zur Einstellung der Trennfrequenz(en) als auch eine Lastüberwachung realisierbar. Diese Art der Weiche wird regelmäßig in höherwertigen Aktivlautsprechern und Endstufen verbaut.

Die dritte und aufwändigste Form der Frequenzweiche ist die digitale Bauweise. Mit diesen Typen lassen sich sowohl die Anzahl der Abschnitte, die Trennfrequenz(en) aus auch die Flankensteilheit(en) einstellen.

Solche Weichen, die lediglich tiefe Frequenzen durchlassen und das Spektrum nach oben hin begrenzen, nennt man auch Tiefpassfilter. Solche Weichen, die das Spektrum nach unten hin begrenzen und lediglich hohe Frequenzen durchlassen, nennt man auch Hochpassfilter.

Equalizer

Ein Equalizer (englisch für „Entzerrer“) ist dafür geeignet das Klangbild der Musikwiedergabe zu beeinflussen. Dabei kann je nach Gerät in unterschiedlich vielen Bereichen auf bestimmte Frequenzen eingewirkt werden. Sie können so verstärkt/angehoben oder abgeschwächt/abgesenkt werden.

Die Anzahl der Bereiche, auf die man Einfluss nehmen kann, nennt man Bänder. Ein 3-Band-Equalizer kann also in der Regel auf Bässe, Mitten und Höhen Einfluss nehmen. Es gibt jedoch auch Geräte, die auf 30 und mehr Bänder Einfluss nehmen können, wodurch man eine wesentlich feinere Abstimmung des Klangbildes erreichen kann.

Equalizer werden in grafische und parametrische Geräte unterschieden. Bei grafischen Equalizern sind die beeinflussbaren Bänder vorgegeben und man kann diese Bänder lediglich in ihrem Wert verändern. Bei parametrischen Geräten können zusätzlich die zu beeinflussenden Bänder frei gewählt werden.

Limiter

Ein Limiter (englisch für „Begrenzer) ist praktisch eine Schutzvorrichtung, die Lautsprecher und Endstufen vor Überlastung schützen soll. Am Limiter kann ein fester Wert eingestellt werden, den das Musiksignal in Bezug auf die Lautstärke nicht überschreiten darf. Wird dieser Wert erreicht oder überschritten, wird das Musiksignal automatisch reduziert. Wenn der Limiter eingreift, spricht man auch von „Clipping“ (englisch für „Begrenzung“).

Subsonicfilter

Ein Subsonicfilter (englisch für „Unterschallfilter“) ist eigentlich eine spezielle Form eines Limiters. Er begrenzt das Tonspektrum nach unten hin und verhindert so, dass die Lautsprecher solch tiefe Frequenzen zur Wiedergabe erhalten, die sie beschädigen können.

Gate

Ein Gate (englisch für „Tor“) wird dann genutzt, wenn das eingehende Musiksignal erst ab einer eingestellten Mindestlautstärke durchgelassen, also wiedergegeben werden soll. Unterhalb dieses Schwellenwertes, wird das Signal unterdrückt. Dadurch lässt sich zum Beispiel Rauschen bei einer Mikrofonierung wirkungsvoll unterdrücken.

Kompressor

Ein Kompressor reduziert den Gesamtumfang des Musiksignals. Das bedeutet, dass man einstellen kann, in welchem Verhältnis das Ausgangssignal zum Eingangssignal ansteigt. Regelt der Kompressor zum Beispiel im Verhältnis 2:1, steigt das Ausgangssignal lediglich um 1dB an, obwohl das Eingangssignal um 2dB gestiegen ist.

Kompressoren werden überall dort eingesetzt, wo plötzlich sehr stark ansteigende Signale wirkungsvoll unterdrückt werden oder ungleich laute Signale aneinander angepasst werden sollen.

Man kann bei einem Kompressor in der Regel einstellen, ab welchem Schwellenwert er eingreifen soll (Threshold), wie stark er eingreifen soll (Ratio) und welche Zeit er zum Reduzieren (Attack) und wieder Freigeben (Release) des Signales benötigen soll.

Expander

Ein Expander (englisch für „Dehner“) soll das zuvor beschnitte Musiksignal in bestimmten Frequenzbereichen betonen, und so die hörbare Manipulation reduzieren.

Ein Downward-Expander (englisch für "Abwärts-Dehner") senkt niedrige, also unbedeutende Frequenzpegel weiter ab. Er lässt aber laute, also bedeutende Frequenzbereiche, unberührt.

Ein Upward-Expander (englisch für "Aufwärts-Dehner") hingegen hebt bereits laute Pegel weiter an und lässt niedrige Pegel unberührt.

Delay

Ein Delay (englisch für „verzögern“) ist die künstliche, zeitliche Verzögerung eines Musiksignals. Der Wert eines Delays wird in der Regel in Millisekunden (ms) angegeben. Je größer der Wert ist, desto länger wird verzögert.

Mit Delays wird vor allem bei großen Beschallungsanlagen gearbeitet. Stehen von der Bühne ausgehend mehrere Reihen von Lautsprechern in unterschiedlichem Abstand zum Zuhörer, müssen die Musiksignale durch künstliches Verzögern so an die Lautsprecher gesteuert werden, dass den Zuhörer die Musik aus jedem Lautsprecher zur gleichen Zeit erreicht. Andernfalls stellen sich unschöne Hall- und Echoeffekte ein.

Feedbackdestroyer

Ein Feedbackdestroyer (englisch für „Rückkopplungszerstörer“) soll Rückkopplungen, die bei der Nutzung von Mikrofonen auf Bühnen praktisch immer vorkommen, reduzieren bzw. vollständig auslöschen.

Solche Geräte arbeiten grundsätzlich nach einem sehr einfachen Prinzip: Nicht alle Frequenzen führen zu einer Rückkopplung. Je nach akustischen Begebenheiten sind nur bestimmte Frequenzbereiche kritisch. Ein Feedbackdestroyer erkennt diese kritischen Bereiche je nach Ausstattung selbständig und reduziert die Lautstärke der betreffenden Frequenzen. Je besser das Gerät arbeitet, desto weniger fällt dieser Eingriff auf.