Bluetooth-Lautsprecher Lexikon

Nachdem wir Ihnen in der Kaufberatung für Bluetooth-Lautsprecher schon einige der wichtigsten Fragen beantwortet haben. Wollen wir in unserem Lexikon weitere Fachbegriffe und Wissenswertes für alle Interessenten erklären.

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IP-Schutzklassen

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Bluetooth-Versionen

  • Bluetooth-Version 1.0
    Die Version 1.0 wurde 1999 veröffentlicht und ermöglichte Datenübertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 732,6 kbit/s.
  • Bluetooth-Version 1.1
    Version 1.1 wurde im Februar 2001 veröffentlicht. An der Geschwindigkeit hat sich in dieser Version nichts geändert. Es wurde ein Indikator für die Signalstärke hinzugefügt.
  • Bluetooth-Version 1.2
    Die Version 1.2 wurde im November 2003 veröffentlicht. Mit dieser Version stieg die Datenübertragungsgeschwindigkeit auf 1 Mbit/s an. Gleichzeitig wurde die Störanfälligkeit verringert.
  • Bluetooth-Version 2.0
    Mit der Version 2.0 wurde die mögliche Datenübertragungsgeschwindigkeit auf 2,1 Mbit/s erhöht. Sie wurde im November 2004 veröffentlicht.
  • Bluetooth-Version 3.0
    Die im April 2009 erschienene Version 3.0 war ein großer Schritt, die theoretische Datenübertragungsgeschwindigkeit wurde auf 24 Mbit/s erhöht.
  • Bluetooth-Version 4.0
    Dies ist die aktuellste Version und war ein weiterer großer Schritt hin zu mehr Alltagstauglichkeit von Bluetooth. So wurde der Stromverbrauch reduziert und es ist mit dieser Version möglich, Verbindungen über eine Entfernung von bis zu 100 Metern aufrecht zu erhalten.

Social Mode

Der Social Mode ist eine praktische Funktion die leider nicht alle Lautsprecher unterstützen. Bei dieser Funktion ist es möglich, das gleichzeitig mehrere Smartphones oder andere „Musikquellen“ mit dem Lautsprecher gekoppelt werden können und nacheinander, ohne Unterbrechnungen genutzt werden können. So kann man z.B. fließend zwischen verschiedenen Playlist von verschiedenen Personen switchen. Welche Geräte diese Funktion unterstützen, erfahren Sie natürlich im Test.

Belastbarkeit

Mit der Nennbelastbarkeit in Watt wird angegeben, wie hoch die elektrische Leistung sein darf, die einem Lautsprecher im dauerhaften Betrieb zugeführt werden kann. In der DIN 45573 Norm finden sich dazu die präzisen Randbedingungen.

Die Musikbelastbarkeit bezeichnet die Leistung, die bei hohen und kurzfristigen Pegeln des Lautsprechers noch immer ohne eine Beschädigung oder eine starke Verzerrung aufgenommen werden kann. In der DIN 45500 finden sich dazu alle wichtigen Randbedingungen.

Die Belastbarkeit eines Bluetooth-Lautsprechers ist kein Qualitätskriterium. Ganz genau betrachtet gibt die Belastbarkeit noch nicht einmal Auskunft darüber, welche Art von Lautstärke ein Lautsprecher produzieren kann. Leider finden sich in der Werbung sehr viele total übertriebene Angaben zu Belastbarkeit und zu den Ausgangsleistungen von Bluetooth-Lautsprechern.

Dezibel – dB (Schalldruck, Lautstärke, und Schallintensität)

Die logarithmische Maßzahl Dezibel kennzeichnet das Verhältnis zwischen 2 gleichartigen physikalischen Größen. Dezibel ist ein 10tel (Dezi) von einem „Bel“. Diese Maßzahl wurde nach dem bekannten Physiker Abraham G. Bell benannt. Somit ist Dezibel keine physikalische Größe und bezeichnet auch keinen absoluten Betrag. Es geht bei Dezibel somit immer nur um die Relation von physikalischen Größen. Solche Größen sind zum Beispiel die elektrische Leistung oder Spannung oder natürlich der Schalldruck oder die Schallintensität.

Dynamik Kompression eines Lautsprechers

Steigt die Hitze der Schwingspule, dann steigt auch der elektrische Widerstand in den Draht und dadurch sinkt die Antriebskraft der Schwingspule (siehe dazu auch Kalottenlautsprecher / Konuslautsprecher). Erfolgen die Signaländerungen gleich groß, dann fallen die Lautstärkeunterschiede bei einer heißen Schwingspule geringer aus als bei einer kühlen Spule. Geringe Unterschiede sind gleichbedeutend mit einem geringen Dynamikumfang. Je konstanter die Schwingspule gekühlt wird, desto geringer sind die Kompressionserscheinungen bei hohen Lautstärken.

Frequenzbereiche (Bassbereich, Mitteltonbereich und Hochtonbereich)

Der Hörbereich des Menschen umfasst den Bereich zwischen 20 Hz und 20.000 Hz. In einem höheren Lebensalter kann die maximale Obergrenze sogar deutlich unter 10.000 Hz fallen und dies entspricht einem Umfang von rund 10 Oktaven. Zum direkten Vergleich: Der Sehbereich erstreckt sich nur auf eine Oktave. Bei Klangbeschreibungen ist es ein großes Problem, dass die einzelnen Frequenzbereiche nicht einheitlich definiert bzw. einheitlich bezeichnet werden.

Die darunter folgende Übersicht soll nicht als eine amtliche Definition gesehen werden, denn die zugehörigen Beschreibungen können nicht einfach in einem bestimmten Frequenzbereich eingeordnet werden. Dennoch bringt eine solche Systematik sehr gute Anhaltspunkte, damit das Thema Frequenzbereiche nachvollziehbarer und anschaulicher wird:

20 bis 40 Hz: Tiefbass

Nicht viele Instrumente können so weit nach unten dringen. Bekannte Beispiele sind akustische und elektronische Bässe, Orgeln, Harfen und Flügel.

40 bis 100 Hz: Mittlerer Bass

In diesem Frequenzbereich befindet sich auch häufig die Tuningfrequenz der Lautsprecher Bassreflexsysteme. Viele akustische Instrumente weisen hierbei einen sehr tiefen Grundton auf. Die leere E-Saite ist der tiefste Grundton einer Gitarre oder einer Posaune und liegt bei rund 82 Hz. Bei einem Cello liegt der tiefste Grundton bei 65 Hz.

100 bis 150 HZ: Oberbass

Die Sprachgrundfrequenz von der männlichen Stimme befindet sich in diesem Bereich. Auch die tiefsten Grundtöne von Tenor- und Altsaxophon befinden sich hier.

150 bis 400 Hz: Unterer Mitten- und Grundtonbereich

Zusammen mit dem Oberbass ist es für die Fülle des Klangbildes und die empfundene Wärme in hohem Maße entscheidend. Der untere Grundton der Violine (200 Hz) und die weibliche Sprachgrundfrequenz gibt es in diesem Bereich.

400 bis 1.000 Hz: Mittlere Mitten

Das deutsche Telefon-Freizeichen befindet sich bei rund 425 Hz und auch der Grundtonumfang vieler akustischer Instrumente befindet sich hier. Werden die mittleren und oberen Mitten überbetont, dann suggeriert dies einen vorwärts gerichteten und direkten Klangeindruck.

1.000 bis 2.000 Hz: Obere Mitten

In diesem Frequenzbereich endet der Grundtonumfang von verschiedenen Instrumenten, wie zum Beispiel von der Geige oder von der Trompete. Werden die oberen Mitten und die unteren Höhen überbetont, dann provoziert dies ein helles, präsentes und näselndes Klangbild.

2.000 bis 3.500 Hz: Untere Höhen

Von 2.000 bis 5.000 Hz befindet sich der Bereich von der größten Empfindlichkeit des menschlichen Gehörs. In diesem Bereich werden auch vorhandene Schwachstellen einer HiFi-Kette sehr schnell bemerkt. Zusätzlich ist dieser Bereich auch äußerst wichtig für die Wiedergabe des Obertons der menschlichen Stimme. Die Obertöne bestimmen dabei die Klangfarbe der Stimme und sind äußerst wichtig, dass Menschen ein bestimmtes Instrument oder eine bestimmte Stimme genau zuordnen können.

3.500 bis 6.000 Hz: Mittlere Höhen

In den mittleren und den oberen Höhen kommen die Sibilanten (die Zischlaute der menschlichen Stimme) verstärkt zum Tragen. Eine überbetonte Darstellung wird hierbei als sehr unangenehm empfunden. Generell stammt aus diesen Frequenzbereichen und auch aus den unteren Höhen ein gläserner, harter und metallischer Klangeindruck und dadurch entsteht ein intransparentes und muffiges Musikbild. In den mittleren Höhen erreicht eine Piccoloflöte genau wie ein Flügel mit rund 4.200 Hz ihren höchsten Grundton.

6.000 bis 10.000 Hz: Obere Höhen

Hier finden sich ebenfalls Obertöne von der menschlichen Stimme und auch Orgeln können in diesem Frequenzbereich noch passende Grundtöne produzieren.

10.000 bis 20.000 Hz: Superhochton

Bis in den Superhochtonbereich und in die oberen Höhen reichen die nach oben immer kleiner werdenden Intervalle von vielen Instrumenten, wie zum Beispiel von der Geige, der Piccoloflöte und der Oboe. Die Wahrnehmung der feinen Luftigkeit in dem Klangbild wird im englischen Sprachraum auch als „Air“ bezeichnet und vermittelt maßgeblich die höchsten Frequenzlagen. Dies führt auch gleichzeitig dazu, dass der Hörer einen nach oben offenen und fast grenzenlos wirkenden Hochton empfindet. Entsteht ein diesbezüglicher Mangel, dann führt dieser nicht gerade selten dazu, dass der empfundene Raumeindruck und die Bühnenhöhe als ungewohnt niedrig erscheinen.

Frequenzgang

Spricht man vom Frequenzgang eines Gerätes, dann wird meist der sogenannte Amplituden-Frequenzgang gemeint. Die Darstellung des Schalldruckes wird in dB gemessen. Zusätzlich gehört auch der Phasengang (zeitlicher Verlauf des Schalldrucks) hierzu. Idealerweise verläuft der Frequenzgang genau wie eine Linie. In der Realität kommt es aber immer wieder Zufälligkeiten, diese sollten aber so klein wie möglich und am besten schmalbandig sein. Das menschliche Ohr reagiert auf solche Überhöhungen auf jeden Fall empfindlicher als auf die Täler im Frequenzschrieb. Eine Abweichung von einem dB kann vor allem im Mittenbereich wahrgenommen werden. Im Hifibereich sind Abweichungen von maximal 3 dB die Regel.

Impedanz

Der Fachbegriffimpedanz steht für den Nennscheinwiderstand eines Lautsprechers. Dieser Wert ist nicht über den ganzen Frequenzbereich konstant und dies muss natürlich bei der Auslegung der Frequenzbereiche berücksichtigt werden.

Klangfarbe

Die Klangfarbe wird vor allem durch das Frequenzspektrum (das Verhältnis vom Grundton zu den Obertönen) bestimmt. Verschiedene Instrumente besitzen unterschiedliche Obertonspektren und diese machen das Instrument wie ein Fingerabdruck erkennbar. Der Fingerabdruck lässt die Trompete natürlich anders klingen als eine Geige. Auch das Einschwingverhalten (zeitlicher Verlauf des Spektrums) spielt eine Rolle in den ersten Sekundenbruchteilen.

Im Hinblick auf das Hörerlebnis in der Praxis ist die Tonalität von einer HiFi Komponente natürlich maßgeblich für die Darstellung der Klangfarben verantwortlich. Ist eine Grundtonwärme nicht ausreichend vorhanden, dann werden die meisten Hörer die Musikwiedergabe als zu kalt oder zu hell empfinden. Ist der Hochton überbetont, dann wirkt eine Hi-Hat zu grell oder zu silbrig. Auf der anderen Seite können sich die Klangfarben auch bei einer gegebenen Tonalität voneinander unterscheiden. Durch viele auf den „schnellen Antritt“ oder auf die Attackphase von Tönen ausgerichtete Töne erscheinen die Klangfarben etwas dünner und schmaler. Die farbig tönenden Komponenten können die Instrumente besser differenzieren und diese wirken dadurch satter und voller.

Klirr

Klirr bezeichnet die harmonische Verzerrung. Zu dem ursprünglichen Signal kommen somit noch neue Obertöne mit einem Vielfachen der Frequenz des eigentlichen Grundtons hinzu. Zum Beispiel könnten zu einem Signal von 100 Hz noch zusätzlich die verschiedenen Obertöne 200, 300 und 400 Hz als sogenannte Klirr-Verzerrung hinzutreten. Der Klirr besitzt eine viel geringere Amplitude und ist somit auch deutlich leiser als der Ausgangston. Zusätzlich fällt die Amplitude mit einer zunehmend größeren Frequenz des Klirrs in der Regel noch weiter ab.

Das menschliche Gehör ist unterschiedlich stark empfindlich für die Klirr Verzerrungen. Deshalb werden auch im Bassbereich viel höhere Werte geduldet als im Präsenzbereich. Dort werden bereits 0,3 Prozent Klirr als störend empfunden. Die Wahrnehmung der Klirr Verzerrung hängt natürlich auch von dem musikalischen Programm ab. Obertonarme Musik, die zum Beispiel von einer Flöte stammt, ist somit am meisten gefährdet. Hier fallen die zusätzlichen Klirr-Obertöne um einiges stärker auf als bei den dichten längen. Das Verhältnis von der harmonischen Verzerrung am gesamten Signal wird durch den Klirrfaktor angegeben.

Membran

Die Membran von einem Schallwandler kann viele unterschiedliche Formen haben.

Diese werden wie folgt unterschieden:

  • Konusmembranen
  • Flachmembranen
  • Kalotten

Wird eine Fläche (Konus) wie zum Beispiel ein Blatt Papier, zu einer Art Trichter geformt, dann besitzt dieser eine sehr gute Steifigkeit.

Bewegt man exakt wie bei einem Lautsprecher den Konus mit einer unterschiedlichen Frequenz hin und her, dann schwingt dieser bei einer bestimmten Frequenz nicht mehr auf eine gleichförmige Art, sondern bricht in der Bewegung auf. Dadurch entstehen die sogenannten Partialschwingungen. Diese Schwingungen erzeugen vollkommen unterschiedliche Schaltzentren und diese überlagern sich, löschen sich aus und verstärken sich gegenseitig. Abhilfe schafft dabei die sogenannte Nawi Membran. Diese ist kein Konus, sondern verfügt über einen hyperbolischen Membranquerschnitt. Somit ist diese Membran nicht abwickelbar und sie lässt sich auch nicht zu einem flachen Stück formen, wenn man sie aufschneidet.

Pegel in dB

Der Pegel (in der Einheit dB) bezeichnet das logarithmierte Verhältnis von 2 unterschiedlichen Werten. Bei den Bluetooth-Lautsprechern handelt es sich dann meistens um die sogenannten Schaltungsverhältnisse. Ein Beispiel veranschaulicht das Ganze besser: Ein Schalldruckpegelabfall von 6dB stellt eine Verdopplung bzw. eine Halbierung der vorhandenen Lautstärke nach den menschlichen Hörgewohnheiten dar.

Resonanzfrequenz

Die Resonanzfrequenz bezeichnet die Frequenz, bei der die Masse mit der geringsten Art von Energie in eine Eigenschwingung versetzt werden kann. Ein Lautsprecher ist somit ein schwingungsfähiges System und dieses besteht aus Federn und aus Massen:

Die Schwingspule und die Membran sind Massen und diese sind an Federn, welche aus Zen Trier Membranen sowie Sicke bestehen, aufgehängt. Zusätzlich dazu wirken auch noch mechanische Reibungskräfte und es gibt eine elektrische Dämpfung, die aus dem Zusammenspiel von Magnetsystem, Verstärker und Schwingspule entsteht. Ab einer gewissen Frequenz lässt sich die Membran samt Spule mit einer sehr geringen Energiezufuhr bewegen. Rein optisch lässt sich dies bei einem Tieftönern aufgrund der großen Auslenkung sehr gut erkennen. Die Resonanzfrequenz ist ein spezifischer Wert und dieser ist von Chassis zu Chassis verschieden. Auf dem Impedanzschrieb kann die Resonanzfrequenz als eine mehr oder auch weniger starke Erhöhung der jeweiligen Impedanz erkannt werden.

Subwoofer

Je tiefer die vorhandene Frequenz, desto länger auch die Wellenlänge. Der Laufzeitunterschied zwischen dem rechten und dem linken Ohr wird mit zunehmender Wellenlänge immer kleiner und dadurch lassen sich die tiefen Frequenzen nicht einfach orten.

Dank dieser Erkenntnis kamen die Entwickler auf eine Idee. Bei dieser wurde der Tieftonbereich von nur einem Lautsprecher, den sogenannten Subwoofer, wiedergegeben. Die Hauptlautsprecher, die das komplette musikalische Geschehen wiedergaben, brauchten dazu weder große Membranflächen noch ein großes Gehäuse. Solche Systeme werden auch in der heutigen Zeit noch als Satelliten bezeichnet. Ab rund 150 Hz kann das menschliche Ohr den Schall orten und somit liegt die übliche Trendfrequenz zwischen einem Subwoofer und seinen Satelliten bei rund 100 Hz bis maximal 200 Hz.

Bei der Aufstellung gibt sich der Subwoofer recht unkritisch, jedoch ist seine Platzierung nicht vollkommen egal manche Menschen behaupten. In jedem Raum gibt es Orte, an denen die eigenen Resonanzen schlechter oder besser zur Geltung kommen. Am besten probiert man mehrere Orte aus. Der Subwoofer sollte sich auf der gleichen Ebene zwischen den einzelnen Satelliten befinden. Dies liegt nicht so sehr an der akustischen, sondern eher an der physischen Wahrnehmung von Druckwellen.

Wirkungsgrad

Der Wirkungsgrad von einem Bluetooth-Lautsprechersystem gibt genau an, welcher Teil von der zugeführten elektrischen Energie direkt aus dem Verstärker in die akustische Energie transformiert wird. Je höher dieser Grad, desto lauter ist ein Bluetooth-Lautsprecher bei einer konstanten Verstärkerleistung. Der Grad erlaubt keine direkte Einschätzung des maximal möglichen Schalldrucks. Die üblichen Wirkungsgradwerte bewegen sich in der Größenordnung von 0,15 Prozent bis zu 2,5 Prozent. Somit wird nur ein sehr geringer Teil der Energie wieder in Schall transformiert. Die restliche Energie muss über die Spule an das Magnetsystem geleitet werden und verpufft als Wärme.

Übertragungsbereich

Der Übertragungsbereich bezeichnet den Frequenzbereich, in dem der Schalldruckpegel von einem Bluetooth-Lautsprecher vollkommen linearer innerhalb des Toleranzbandes von 4 dB verläuft. Oberhalb von 8000 Hz und unterhalb von 100 Hz kann ein größerer Pegelabfall auftreten. Die weiteren Randbedingungen finden sich in DIN 45573.