Was bedeutet der Hz-KHz-Bereich bei Lautsprechern und Kopfhörern?

• Michael Crider

  @MichaelCrider

• September 5, 2018, 9:00am EDT

Wenn Sie sich High-End-Kopfhörer oder -Lautsprecher angeschaut haben, sind Ihnen wahrscheinlich Zahlen auf dem Datenblatt aufgefallen, die etwas wie „20Hz-20KHz“ bedeuten. Was bedeuten diese Zahlen?

Bei allen Geräten, die einen Standard-Lautsprechertreiber verwenden, ist der Hz-KHz-Wert der Bereich der hörbaren Schallschwingungen, die der Lautsprecher erzeugen kann. Er wird im Allgemeinen als „Frequenzgang“ bezeichnet und in Hertz ausgedrückt, wobei Kilohertz tausend Hertz entspricht. Der typische Frequenzgang eines Kopfhörers liegt also zwischen zwanzig und zwanzigtausend Hertz und ist damit ziemlich voll. Teurere Modelle können sogar noch höher und tiefer gehen; das 700 $ teure Sony-Gerät in der Abbildung oben hat einen Bereich von 4 Hz bis 100 kHz.

Um zu verstehen, wie das alles funktioniert, muss man ein wenig über die Physik des Schalls wissen. Schall breitet sich in Wellen aus. Der Abstand zwischen den Scheitelpunkten einer Welle und der nächsten wird als Wellenlänge bezeichnet. Wellen mit höheren Frequenzen kommen näher zusammen und haben daher kürzere Wellenlängen. Wellen mit niedrigeren Frequenzen liegen weiter auseinander und haben daher größere Wellenlängen. Hertz sind Einheiten, mit denen die Frequenz gemessen wird. Ein Hertz ist definiert als ein Zyklus pro Sekunde. Eine Frequenz, die mit 20 Hz gemessen wird, bewegt sich also mit 20 Zyklen (oder Wellen) pro Sekunde.

Die meisten Lautsprecher und Kopfhörer wandeln elektrische Signale in Schall um, indem sie ein Magnetfeld verwenden, um eine flexible Membran sehr schnell hin und her zu bewegen. Diese Schwingungen erzeugen die Schallwellen, die zu unseren Ohren gelangen. Wie schnell diese Schwingungen ablaufen, beeinflusst die Wellenlänge der Schallwellen, und unsere Ohren hören diese verschiedenen Frequenzen als Töne in unterschiedlichen Bereichen.

Die Schwingungen, die einen Ton bei 20 Hertz erzeugen, sind sehr niedrig – ein Bassdröhnen – und haben eine große Wellenlänge. Sie lassen den Lautsprecher zwanzigmal pro Sekunde vibrieren. Die meisten Musik- und Audiowiedergaben bewegen sich im Bereich von etwa 80 Hertz bis 15.0000 Hertz. Bei 15.000 Hertz ist die Tonhöhe aufgrund der extrem kurzen Wellenlänge ein hohes Heulen, wie bei einem Rauchmelderalarm.

Es gibt auch verschiedene Arten von Lautsprechern – Tieftöner, Mitteltöner und Hochtöner -, die darauf spezialisiert sind, Töne bei bestimmten Wellenlängen wiederzugeben.

Sie können Ihre Lautsprecher oder Kopfhörer leicht auf die Probe stellen. Das Video oben durchläuft das Klangspektrum von 20 Hz bis 20 kHz. Beachten Sie, dass Ihre Lautsprecher am unteren und oberen Ende des Spektrums möglicherweise nicht in der Lage sind, den Klang wiederzugeben, vor allem, wenn sie über kleinere Treiber verfügen, wie z. B. der primäre Gehäuselautsprecher Ihres Mobiltelefons. Du kannst es mit verschiedenen Kopfhörern und Lautsprechern ausprobieren, um herauszufinden, welche den größten Klangbereich wiedergeben können.

Je besser der Bereich für deine Lautsprecher oder Kopfhörer ist, desto breiter ist das Spektrum des hörbaren Klangs, den sie wiedergeben können. Einige können höher und tiefer als der Standardbereich von 20 Hz bis 20 kHz gehen, z. B. 16 Hz bis 22 KHz. Aber ist das wichtig?

Es sei denn, Ihr Gehör ist außergewöhnlich gut, nicht wirklich. Sehen Sie, der Bereich des menschlichen Gehörs liegt zwischen 20Hz und 20KHz. Aber das ist ein idealer Bereich, der fast die gesamte Bevölkerung abdeckt. Die meisten Kleinkinder können diesen gesamten Bereich hören, und einige wenige Menschen können vielleicht etwas höhere oder niedrigere Frequenzen hören. Aber genau wie das Sehvermögen verschlechtert sich auch die Hörfähigkeit mit zunehmendem Alter, insbesondere bei hochfrequenten Tönen. Wenn Sie über 25 Jahre alt sind, können Sie wahrscheinlich nicht mehr als 18.000 Hertz hören, wenn Ihr Gehör durch extrem laute Geräusche geschädigt wurde.

Sie können also den ganzen Tag lang Ihre Lautsprecher testen, aber Sie werden nicht in der Lage sein, den Unterschied zwischen einem Gerät mit einem Frequenzbereich von 20 Hz bis 20 kHz und einem mit 16 Hz bis 22 kHz zu erkennen, wenn Ihre Ohren physisch nicht in der Lage sind, die höchsten und niedrigsten Frequenzen zu hören. Es ist dennoch eine interessante Statistik, und ein Kopfhörer oder Lautsprecher mit einem höheren Frequenzbereich ist in der Regel hochwertiger als einer mit einem niedrigeren Bereich, da er aus besseren Komponenten und besserer Technik besteht und präzisere, sattere Töne für Musik und Videos liefert. Stellen Sie sich das so vor wie die Pferdestärken eines Automotors: eine wichtige Angabe und etwas, das die Leute im Allgemeinen gerne wissen, auch wenn sie wahrscheinlich nie alle 300 PS auf der Autobahn nutzen werden.

Beachten Sie, dass dieser Bereich den Ton oder die Tonhöhe des Klangs betrifft, den Sie hören – nicht die Lautstärke des Klangs, die in Dezibel (dB) ausgedrückt wird. Eine andere Möglichkeit, die Lautstärke auszudrücken, ist die Angabe der elektrischen Leistung pro Treiber oder der Gesamtleistung aller Treiber zusammen. Das ist in Bezug auf den Klang nicht sehr präzise, aber es ist eine gute Kurzform, um zu wissen, wie leistungsstark die Lautsprecher sind.

Bildnachweis: Sony, Sennheiser, Amazon