Hi-Fi-Grundlagen: Der unverzichtbare Leitfaden für Subwoofer

Was ist ein Subwoofer?

Ein Subwoofer ist ein spezialisierter Lautsprecher zur Wiedergabe tieffrequenter Audiosignale. Er liefert die tiefen Basstöne, mit denen herkömmliche Lautsprecher oft Schwierigkeiten haben. Indem sie sich ausschließlich auf diese niedrigen Frequenzen konzentrieren, verbessern Subwoofer das gesamte Klangerlebnis und verleihen ihm Tiefe und Kraft, die im Klangbild sonst fehlen würden.

Damit ein Lautsprecher tiefe Frequenzen laut und tief wiedergeben kann, muss er bestimmte Anforderungen erfüllen:

• Ein ausreichend großes Gehäuse, das die Komponenten aufnimmt und dem oder den Treibern genügend Raum zum ‚Atmen‘ bietet (mehr zu Basshörnern und Open-Baffle-Konstruktionen weiter unten).

• Ein ausreichend großer Treiber, der genug Luft bewegen kann, um tiefe, kraftvolle Bassfrequenzen zu erzeugen.

• Ein Verstärker mit genügend Leistung, um den relativ großen Treiber anzutreiben – tiefer und kräftiger Bass benötigt viel Verstärkerstrom.

Sehen wir uns jeden dieser Punkte genauer an ...

Großes Lautsprechergehäuse

Bassfrequenzen haben lange Wellenlängen. In einem hypothetischen System mit einem völlig freistehenden Basstreiber würden sich die Basswellen vor und hinter der Membran, da sie phasenverschoben sind, teilweise gegenseitig auslöschen. Basshörner und Open-Baffle-Konstruktionen lösen dieses Problem bis zu einem gewissen Grad, da sie jedoch im modernen Lautsprecherdesign nicht häufig eingesetzt werden, liegen sie außerhalb des Rahmens dieses Artikels.

Ein Gehäuse bietet eine deutlich kompaktere und praktischere Lösung für die Herausforderung, tiefen Bass wiederzugeben. Es gibt zwei grundlegende Gehäusearten: geschlossen und bassreflex.

Geschlossenes Gehäuse

Wie der Name schon sagt, ist ein geschlossener Subwoofer vollständig abgedichtet. Bewegt sich der Treiber vor und zurück, steigt und sinkt der Druck im Gehäuse. Dies erzeugt eine dämpfende beziehungsweise federnde Wirkung, die zu einem schnelleren Impulsverhalten und präziserem Bass führt – ideal für Musik. Aufgrund des Drucks im Gehäuse ist jedoch mehr Leistung erforderlich, um kraftvolle tiefe Frequenzen zu erzeugen. Geschlossene Subwoofer sollten idealerweise größer sein als Bassreflexgehäuse, da sie ein größeres Luftvolumen benötigen, um denselben Schalldruck zu erzeugen. Sie sind jedoch in der Regel kleiner, wodurch sie sich besser für kleinere Räume eignen, in denen der verfügbare Platz begrenzt ist und der Basspegel eines größeren Bassreflex-Subwoofers überwältigend wirken könnte.

Bassreflexgehäuse

Ein Bassreflexgehäuse enthält eine oder mehrere präzise abgestimmte Röhren beziehungsweise Öffnungen, sogenannte Ports. Ober- und unterhalb der Resonanzfrequenz des Ports – also der Frequenz, bei der er die Luft in seinem Inneren am stärksten in Schwingung versetzt – ist der Port nicht aktiv. Bei seiner Resonanzfrequenz übernimmt der Port jedoch einen Großteil der Klangwiedergabe vom Treiber. Bassreflex-Subwoofer benötigen weniger Leistung und liefern bei vergleichbarer Größe kraftvolleren Bass als geschlossene Konstruktionen – allerdings auf Kosten des Impulsverhaltens. Der kräftigere Bass macht Bassreflex-Subwoofer besonders geeignet für Heimkino-Setups, während ihre größere Bauform sie für kleinere Räume weniger passend macht.

Leistungsstarke Lautsprechertreiber

Ein Subwoofer benötigt mehr Energie beziehungsweise elektrischen Strom, um tiefe Frequenzen mit derselben Lautstärke wiederzugeben wie mittlere und hohe Frequenzen. Das bedeutet auch, dass der Lautsprechertreiber diesen Strom in Bewegung statt in Wärme umwandeln können muss. Dafür benötigt ein Tieftöner ein leistungsstarkes Magnetsystem, das die Lautsprechermembran über die für hohe Lautstärken erforderlichen großen Auslenkungen antreiben kann, ohne mechanische Verzerrungen zu verursachen.

Auch Größe und Gewicht der Treibermembran sind entscheidend, denn sie muss groß genug sein, um ausreichend Luft zu bewegen und Bass- sowie Subbassfrequenzen mit genügend Energie wiederzugeben. Eine große Membran muss zudem relativ steif sein, da sie sich bei großen Auslenkungen sonst unkontrolliert verformt und Verzerrungen verursacht. Eine gute Bassmembran ist sowohl steif als auch leicht – ist sie zu schwer, reagiert sie träge, was wiederum eine Art von Verzerrung verursacht.

Ein leistungsstarker Verstärker

Wie bereits erwähnt, erfordert das Bewegen großer Luftmengen bei niedrigen Frequenzen viel Leistung. Wie viel Leistung genau benötigt wird, hängt von der Empfindlichkeit des Lautsprechers sowie davon ab, wie laut und tief die Wiedergabe reichen soll. Bei Subwoofern hängt dies insbesondere von Größe und Konstruktion des Modells ab.

Hier ist eine kurze Übersicht über den Leistungsverstärkerbedarf nach Subwoofer-Konstruktion und -Größe:

Geschlossen

• Klein (8–10")

  • Geringerer Wirkungsgrad

  • Benötigt mehr Leistung, um dieselbe Lautstärke wie größere Modelle zu erreichen.

• Groß (12–15" und größer)

  • Mittlerer Wirkungsgrad

  • Benötigt weiterhin viel Leistung, bewegt Luft jedoch effizienter.

Bassreflex

• Klein

  • Mittlerer Wirkungsgrad

  • Benötigt weniger Leistung als eine geschlossene Konstruktion, die Bassreflex-Ports müssen jedoch sorgfältig abgestimmt sein.

• Groß

  • Hoher Wirkungsgrad

  • Kann mit weniger Leistung hohe Lautstärken erreichen.

Paradoxerweise sind kleine Kompaktlautsprecher oft weniger empfindlich als Lautsprecher mit größeren Gehäusen, da es schwieriger ist, die Luft innerhalb des begrenzten Volumens eines kleinen Kompaktlautsprechergehäuses zu bewegen.

Wofür wird ein Subwoofer verwendet?

Ein Grund für den Einsatz eines Subwoofers ist, mehr Bass bereitzustellen, als Ihre Hauptlautsprecher allein liefern können. In einem Heimkino-Setup verfügt ein Surround-Verstärker häufig über eine Bassmanagement-Funktion, mit der sich die tiefsten Frequenzen zum Subwoofer leiten lassen. Dadurch werden Ihre Frontlautsprecher und die anderen Lautsprecher von der Wiedergabe tiefster Bässe entlastet. So können selbst große Standlautsprecher freier spielen und mit weniger Verzerrungen arbeiten.

In Surround-Mischungen wie 5.1 übernimmt der Subwoofer eine Doppelrolle: Erstens ist er für die Wiedergabe der tiefen Bassfrequenzen zuständig, die sonst von den Hauptlautsprechern erzeugt werden müssten. Zweitens gibt er die Klänge wieder, die über einen LFE-Kanal (Low-Frequency Effects) speziell für einen Subwoofer vorgesehen sind – das sind das eindrucksvolle Donnergrollen und raumerschütternde Explosionsgeräusche, die Filmerlebnisse noch intensiver und glaubwürdiger machen.

Wenn Ihr Surround-System keinen Subwoofer umfasst, müssen Ihre Hauptlautsprecher sowohl LFE als auch die ‚normalen‘ Bassanteile wiedergeben. Die folgende Grafik zeigt den relativen Pegel, während der Subwoofer ab etwa 50 Hz langsam ausgeblendet wird und der Tieftöner seinen Pegel erhöht, um bis zur Übergabe bei 80 Hz einen konstanten Frequenzgang zu gewährleisten. Der schattierte Bereich zeigt den Frequenzbereich, der vom LFE-Kanal übertragen wird.

Subwoofer für Surround Sound

Da ein Subwoofer ein üblicher Bestandteil eines Surround-Sound-Systems ist, verfügen praktisch alle Surround-Receiver und -Prozessoren über Subwoofer-Ausgänge und Bassmanagement-Funktionen. Das bedeutet auch, dass Sie bestimmte Subwoofer-Pegel mit der Fernbedienung des Verstärkers an Ihrer Hörposition einstellen können sollten.

Hier empfehlen wir, sich für die bestmögliche Tieftonwiedergabe zu entscheiden, denn die meisten Filme profitieren davon. Große Kinoproduktionen sind darauf ausgelegt, in Kinos mit großen Soundsystemen fantastisch zu klingen, und nutzen den zusätzlichen Realismus, den überzeugender Tieftonklang bestimmten Szenen verleiht. Mit anderen Worten: Bass ist im Kino wichtig.

Wenn Sie einen großen Hörraum haben, wählen Sie einen großen Subwoofer mit einem leistungsstarken Verstärker oder, falls es optisch oder klanglich besser passt, zwei mittelgroße Subwoofer mit leistungsstarken Verstärkern. Die meisten umfangreicher ausgestatteten Surround-Receiver ermöglichen den Anschluss mehrerer Subwoofer. Wenn Sie den Platz haben, lohnt es sich unbedingt, diese Möglichkeit in Betracht zu ziehen.

Subwoofer für Stereo-Musik

Für viele Stereo-Enthusiasten ist kein Lautsprecher zu groß, um von der Unterstützung durch einen Subwoofer zu profitieren. Es ist einfach eine hervorragende Möglichkeit, tieferen und kraftvolleren Bass zu erhalten. Bevor Sie sich jedoch auf die Suche nach einem Subwoofer machen, sollten Sie bedenken, dass es auch zu viel Bass geben kann. Vielleicht ist Ihr Raum relativ klein, sodass viel tiefer Bass überwältigend klingen kann. Oder Sie stellen fest, dass Ihnen zusätzlicher Bass nicht wirklich gefällt oder Ihr bevorzugtes Musikgenre ihn nicht benötigt.

Als Faustregel gilt: Wählen Sie einen Subwoofer mit einem tieferen Frequenzgang als Ihre Hauptlautsprecher. Besitzen Sie ein Paar Kompaktlautsprecher mit einer unteren Grenzfrequenz von 50 Hz, sollten Sie einen Subwoofer wählen, der bis 30–35 Hz hinabreicht. Besitzen Sie dagegen ein großes Paar Standlautsprecher, das bis 35 Hz reicht, passt vermutlich ein Subwoofer besser, der unter 30 Hz spielt. Entscheidend ist, etwas hinzuzufügen, das Sie noch nicht haben – den Bassbereich Ihres Setups zu erweitern.

Wenn Ihr Stereo-Verstärker mit einem Subwoofer- oder Vorverstärkerausgang ausgestattet ist, schließen Sie dort einen aktiven Subwoofer an (weiter unten finden Sie einen Vergleich aktiver und passiver Subwoofer). Ein guter aktiver Subwoofer ermöglicht zudem die Einstellung von Pegel, Phase und Übergangsfrequenz, damit Sie den Klang auf Ihren Raum und Ihr System abstimmen können. Hier sind die Definitionen dieser drei Begriffe:

• Pegel regelt die Lautstärke des Subwoofers im Verhältnis zu den Hauptlautsprechern.

• Phase lässt sich als sehr kurze Verzögerung im Signal verstehen. Sie hilft dabei, das Timing der Klänge präzise abzustimmen – wiederum im Verhältnis zu den Hauptlautsprechern.

• Übergangsfrequenz ist die Frequenz, bei der der Subwoofer langsam eingeblendet und die Hauptlautsprecher ausgeblendet werden, wie die vorherige Grafik zeigt.

Welcher Subwoofer ist der beste für mich?

Sie brauchen also einen Subwoofer – aber welchen? Die Antwort lautet natürlich: Es kommt darauf an. Um Ihnen die Entscheidung zu erleichtern, betrachten wir drei Szenarien:

‚Ich höre Musik und möchte besseren Bass‘

Ein geschlossener Subwoofer mit seinem präziseren, kontrollierteren Bass ist eine großartige Ergänzung zu Ihren vorhandenen Stereo-Lautsprechern. Geschlossene Subwoofer sind in der Regel kompakter als Bassreflex-Konstruktionen und daher auch für kleinere Räume gut geeignet. Denken Sie jedoch daran, dass sie auch anspruchsvoller anzutreiben sind. Wenn Sie einen größeren Raum haben, kann ein Bassreflex-Subwoofer daher die bessere Wahl sein. Und sofern Sie nicht ein erfahrener Audiophiler mit besonders geschultem Gehör sind, wird Ihnen auch ein Bassreflex-Subwoofer wahrscheinlich die gewünschte Verbesserung bringen.

‚Ich möchte epische Filmabende erleben!‘

Wenn Sie mit Schlägen, Dröhnen und Explosionen den Raum erschüttern möchten, ist ein leistungsstarker Bassreflex-Subwoofer zumindest in großen Räumen in der Regel die richtige Wahl. Und zwar aus folgendem Grund: Bei Filmton gibt es einen ‚Referenzpegel‘, der als höchste vorgesehene Wiedergabelautstärke gilt. Dies ist ein Kalibrierpegel von 75 dB an der Hörposition. Das Ziel besteht darin, für jeden Lautsprecherkanal maximale Spitzenpegel von 105 dB ohne Verzerrungen erreichen zu können.

Aber erinnern Sie sich an den zuvor erwähnten LFE-Kanal? Der Referenzpegel für LFE liegt 10 dB höher – bei gewaltigen 115 dB! Wenn Sie Heimkino ernst nehmen, sollte Ihr Subwoofer dies idealerweise leisten können. Stellen Sie sich nun vor, Sie wollten einen kleineren Subwoofer dazu bringen, das Grollen eines Erdbebens in einem größeren Raum mit 115 dB wiederzugeben: Er wird zwangsläufig verzerren und furchtbar klingen.

Kein Wunder also, dass Heimkino-Enthusiasten leistungsstarke Bassreflex-Subwoofer bevorzugen und in ihren Setups häufig mehr als einen einsetzen. Mehr Lautsprecher und Verstärker bedeuten nicht nur lauteren, sondern auch sauberen Klang.

Zugegeben: Nicht alle möchten Surround Sound zu Referenzpegeln zu Hause hören. Wenn Ihr Ziel jedoch ein intensiveres Filmerlebnis ist, sollten Sie es sich zweimal überlegen, bevor Sie in einen unzureichend ausgestatteten Subwoofer investieren, den Sie später wahrscheinlich bereuen werden.

‚Ich höre Musik und sehe Filme‘

In diesem Szenario sollten Sie Ihr Filmerlebnis priorisieren. Es hat keinen Sinn, ein großartiges Musikerlebnis zu haben, nur um enttäuscht zu sein, wenn Sie Ihr Heimkino einschalten und das epische, explosionsreiche Finale Ihres Lieblingsfilms erneut ansehen.

Wo sollte ein Subwoofer aufgestellt werden?

Die Position des Subwoofers muss zu Ihrem Hörraum passen. Grundsätzlich verstärkt die Aufstellung eines Lautsprechers in der Nähe von Raumflächen die Basswiedergabe. Die Treiber der meisten Subwoofer sind bereits nahe am Boden positioniert oder strahlen sogar direkt auf ihn. Die Aufstellung nahe einer Wand ergänzt den bassverstärkenden Effekt einer zweiten Raumfläche, während eine Position in einer Ecke eine dritte hinzufügt. Doch Vorsicht: Das Ergebnis kann eine willkommene Bassverstärkung oder ein wummerndes Durcheinander sein.