Lautsprecherempfindlichkeit und maximaler Schalldruckpegel: Was die Zahlen für professionelle Einkäufer bedeuten

Zwei Angaben im oberen Bereich jedes Datenblatts professioneller Lautsprecher stiften mehr Verwirrung als alle anderen: Empfindlichkeit und maximaler Schalldruckpegel (SPL). Beide werden in Dezibel angegeben, üblicherweise auf einen Meter Entfernung bezogen, und beide werden als Frage nach der Lautstärke interpretiert. Es handelt sich jedoch nicht um dieselbe Messgröße. Wer sie verwechselt, dimensioniert sein System falsch – entweder zahlt er für eine Verstärkerleistung, die der Raum nicht benötigt, oder er wählt Gehäuse, die den erforderlichen Schalldruckpegel nicht erreichen.

Dieser Artikel erläutert die Bedeutung der einzelnen Werte, deren Zusammenhang untereinander und mit der Verstärkerleistung sowie die Fragen, die Sie dem Hersteller stellen sollten, bevor diese Angaben in die Kaufspezifikation aufgenommen werden. Alle hier genannten Gehäusewerte stammen von der jeweiligen Audfine-Produktseite; die Treiberwerte sind die veröffentlichten Werte von den Audfine-Schallwandlerseiten. Falls auf dem Datenblatt keine Referenzbedingungen angegeben sind, wird dies im Artikel explizit erwähnt, anstatt von einem solchen auszugehen.

Was die Sensitivität tatsächlich misst

Die Empfindlichkeit ist ein Effizienzmaß. Sie gibt an, wie viel Schalldruck ein Lautsprechergehäuse in einem bestimmten Abstand bei einer bestimmten elektrischen Eingangsleistung erzeugt und beschreibt somit, wie effektiv das Gehäuse die Verstärkerleistung in akustische Leistung umwandelt. In der Branche sind zwei Konventionen üblich: 1 Watt in 1 Meter Entfernung und 2,83 Volt in 1 Meter Entfernung. Bei einer 8-Ohm-Last ergeben beide Werte den gleichen Wert, weshalb sie in Datenblättern fast synonym verwendet werden; bei einer 4-Ohm-Last ist dies nicht der Fall. Wenn in einem Datenblatt lediglich ein dB-Wert ohne Angabe der Konvention angegeben ist, sollte man dies als Erstes hinterfragen.

Die Aussagekraft dieser Zahl für Kaufentscheidungen beruht auf der 3-dB-Regel: Eine Verdopplung der an ein Gehäuse abgegebenen Verstärkerleistung erhöht dessen Schalldruckpegel um 3 dB. Ein Gehäuse mit einem Nennpegel von 98 dB erreicht somit mit etwa der halben Verstärkerleistung den gleichen Pegel wie ein Gehäuse mit 95 dB. Bei einem System mit zwölf Boxen oder an einem Ort mit begrenzter Stromversorgung entscheidet dieser Unterschied darüber, wie viele Gehäuse betrieben werden können und wie viel Verstärkerleistung angeschafft und transportiert werden muss.

Genauso wichtig ist es, sich darüber im Klaren zu sein, was die Empfindlichkeit nicht aussagt. Sie gibt weder Aufschluss darüber, wie laut das Gehäuse letztendlich spielen kann, noch über die Bandbreite. Ein Wert, der am Maximum des Frequenzgangs gemessen wurde, ist nicht mit einem über den gesamten Betriebsbereich gemittelten Wert vergleichbar, und keiner von beiden gibt Auskunft darüber, was im unteren Frequenzbereich passiert, wo nicht die Leistung, sondern der Hub die Begrenzung darstellt.

Was beschreibt der maximale Schalldruckpegel?

Der maximale Schalldruckpegel (SPL) ist der Höchstwert, den der Hersteller für das Gehäuse angibt, üblicherweise in einem Meter Entfernung. Datenblätter unterscheiden sich hier in zwei wichtigen Punkten. Erstens, auf welcher Nennleistung der Wert basiert – der Dauerschalldruck (RMS) oder der Spitzenwert. Zweitens, ob der Wert aus Empfindlichkeit und Leistung berechnet oder an einem fertigen Gehäuse gemessen wurde. Ein Wert, der auf dem Spitzenwert basiert, ist etwa 3 dB höher als der Wert desselben Gehäuses, der auf dem Dauerschalldruck basiert. Dies reicht aus, um einen Vergleich zweier ansonsten ähnlich aussehender Datenblätter zu verfälschen.

Die Unterscheidung zwischen Spitzen- und Dauerleistung ist auch für das Verhalten des Systems im Betrieb relevant. Der Spitzenwert beschreibt kurze Transienten. Dauerhafte Programmsignale liegen darunter, da eine sich erwärmende Schwingspule an Leistung verliert – ein Effekt, der allgemein als Leistungskompression bezeichnet wird – und weil der Limiter in einem Aktivgehäuse speziell dafür da ist, den Wandler innerhalb seiner thermischen und mechanischen Grenzen zu halten.

Der Abstand spielt eine größere Rolle, als in den meisten Datenblättern angegeben. Im Freifeld sinkt der Pegel mit jeder Verdopplung des Abstands um etwa 6 dB. Ein Lautsprecher, der mit 131 dB in 1 Meter Entfernung angegeben ist, erreicht demnach in 2 Metern Entfernung etwa 125 dB und in 4 Metern Entfernung 119 dB. In realen Räumen kommt es zu Randgewinnen, und ein optimal gekoppeltes Array aus mehreren Lautsprechern verhält sich wiederum anders. Daher sollten die Berechnungen eher als Planungsschätzung denn als exakte Vorhersage betrachtet werden.

Wie die beiden Abbildungen zusammenhängen: ein Blatt von Anfang bis Ende lesen

Die praktische Überprüfung besteht darin, ob Empfindlichkeit, Leistung und maximaler Schalldruckpegel (SPL) miteinander vereinbar sind. Die Beziehung ist logarithmisch: Die Ausgangsleistung entspricht der Empfindlichkeit plus dem Zehnfachen des Logarithmus des Leistungsverhältnisses. Anwendung auf drei veröffentlichte Beispiele aus dem Audfine-Sortiment:

• NX-915 — 97 dB Empfindlichkeit bei 400 W RMS: 97 + 10 log ₁₀ (400) ≈ 123 dB, was dem veröffentlichten maximalen SPL-Wert entspricht.
• PRX918 — 98 dB Empfindlichkeit bei 2000 W Spitzenleistung: 98 + 10 log ₁₀ (2000) ≈ 131 dB, wiederum der veröffentlichte Wert.
• HDL50-A — 104 dB Empfindlichkeit bei 4400 W Spitzenleistung: 104 + 10 log ₁₀ (4400) ≈ 140 dB, die veröffentlichte Zahl.

Wenn sich die Berechnung und die gedruckte Zahl unterscheiden, ist die gedruckte Zahl maßgebend: Es handelt sich um den vom Hersteller für dieses Modell angegebenen Wert. Die Abweichung erklärt sich üblicherweise durch die Begrenzerschwelle, die Auslenkungsgrenzen im unteren Frequenzbereich oder einen über einen größeren Bereich als den Spitzenwert gemittelten Empfindlichkeitswert. In jedem Fall ist die Frage relevant, auf welcher Nennleistung der Schalldruckpegel (SPL) basiert. Die vollständigen Datenblätter für den aktiven 15-Zoll-PA-Lautsprecher NX-915 , den aktiven 18-Zoll-Subwoofer PRX918 und den aktiven Line-Array-Lautsprecher HDL50-A enthalten jeweils alle drei Werte.

Empfindlichkeit auf Treiberebene: Warum sich Tieftöner und Kompressionstreiber so unterschiedlich verhalten

Die gleichen beiden Werte erscheinen auf den Datenblättern der Wandler, allerdings mit einem wichtigen Unterschied im Maßstab. Ein Kompressionstreiber mit Horn ist deutlich effizienter als ein direkt abstrahlender Konus. Im gesamten veröffentlichten Audfine-Sortiment liegen die Werte der Tieftöner zwischen 95 dB und 98 dB, während die Kompressionstreiber 106 dB bis 110 dB erreichen – ein Unterschied von etwa 10 dB oder mehr. Der 1,42-Zoll-Kompressionstreiber CD3601 wird mit 106 dB und einer RMS-Leistung von 50 W angegeben, im Vergleich zu 95 dB bis 98 dB bei den Konustreibern.

Dieser Unterschied ist der Grund, warum ein passives Zwei-Wege-Gehäuse niemals einfach nur aus einer Frequenzweiche und zwei direkt angeschlossenen Treibern besteht. Der Hochtonbereich wird, üblicherweise durch ein Widerstandsnetzwerk in der Frequenzweiche, so lange gedämpft, bis sein Pegel dem des Tieftöners entspricht. Aus diesem Grund ist die Empfindlichkeit auch einer der vier Parameter, die beim Austausch eines Wandlers übereinstimmen müssen: Verwendet man einen Ersatz mit anderer Empfindlichkeit, verschiebt sich die Balance des Gehäuses, unabhängig davon, ob Impedanz und Rahmen korrekt sind. Die Grundlagen dieser Werte werden in unserem Leitfaden zu Tieftönern, Hochtönern und Kompressionstreibern ausführlicher erläutert.

Veröffentlichte Empfindlichkeit und maximaler Schalldruckpegel über die gesamte Audfine-Produktpalette

Die folgende Tabelle enthält die beiden auf den jeweiligen Produktseiten angegebenen Werte sowie die daneben gedruckten Nennleistungs- und Frequenzgangdaten. Die Werte sind exakt wie veröffentlicht wiedergegeben; die Referenzbedingungen für die Empfindlichkeit sind nicht auf den Datenblättern angegeben und sollten bei der Anfrage erfragt werden.

Zwei Punkte sind in den Produktbeschreibungen besonders hervorzuheben. Erstens: Die fünf aktiven Line-Array-Modelle decken einen Schalldruckbereich von 95 dB bis 104 dB ab. Daher ist die benötigte Verstärkerleistung für einen bestimmten Zielpegel innerhalb der Produktfamilie nicht identisch, selbst wenn die Gehäuse zusammen verwendet werden. Zweitens: Die Subwoofer erreichen Schalldruckpegel von 98 dB und 131 dB. Die dafür benötigte Leistung variiert jedoch je nach Gehäuse: Ein einzelnes 18-Zoll-Gehäuse und ein Doppel-18-Zoll-Gehäuse erreichen mit unterschiedlichen Verstärkerkanälen denselben maximalen Schalldruckpegel. Systembezogene Fragen dieser Art werden im Kaufberater für aktive PA-Lautsprechersysteme und im technischen Leitfaden für aktive Line-Arrays behandelt.

Veröffentlichte Treiberempfindlichkeit: Tieftöner und Kompressionstreiber

Für Käufer, die sich für einzelne Wandler anstelle von fertigen Gehäusen entscheiden, dient die Spalte „Empfindlichkeit“ als erstes Auswahlkriterium. Die publizierten Audfine-Tieftöner und -Kompressionstreiber sind unten aufgeführt; Leistung und Bandbreite sind auf demselben Datenblatt angegeben.

Worauf Sie beim Kauf von Lautsprechern von einem chinesischen Hersteller achten sollten

Ein Dezibelwert im Datenblatt ist für einen Hersteller nur dann nützlich, wenn die Anfrage die zugrunde liegenden Bedingungen erläutert. Für Käufer, die eine Angebotsanfrage an einen professionellen Lautsprecherhersteller in China erstellen, sind folgende Angaben entscheidend, um aus den beiden Zahlen ein Angebot zu erstellen, auf dessen Grundlage der Lieferant die Produktion steuern kann:

1. Nennen Sie die Referenz. Geben Sie an, ob die Empfindlichkeit bei 1 W/1 m oder 2,83 V/1 m erforderlich ist, und auf welche Nennimpedanz sich die Abbildung bezieht.
2. Nennen Sie die Bandbreite. Fragen Sie, ob es sich bei dem Wert um einen einzelnen Spitzenwert oder einen Durchschnittswert über einen angegebenen Bereich handelt, und bitten Sie um diesen Bereich in Hertz.
3. Fragen Sie nach, wie der Schalldruckpegel (SPL) ermittelt wurde. Wurde er aus Empfindlichkeit und Leistung berechnet oder an einem Gehäuse gemessen? Und falls berechnet, fragen Sie, ob der Effektivwert oder der Spitzenwert verwendet wurde.
4. Legen Sie eine Toleranz fest. Eine festgelegte Toleranz (±1 dB oder ±2 dB) ermöglicht die Überprüfung des Messwerts anhand eingehender Messungen.
5. Geben Sie den Zielwert in Hörentfernung an, nicht in 1 m Entfernung. Geben Sie den erforderlichen Pegel in der hinteren Reihe und die Wurfweite an, damit der Hersteller die Anzahl der benötigten Lautsprecherboxen berechnen kann.
6. Geben Sie die pro Kanal verfügbare Verstärkerleistung an. Empfindlichkeit und verfügbare Leistung entscheiden gemeinsam darüber, ob ein in die engere Auswahl gekommenes Modell das Ziel erreicht.
7. Bei aktiven Lautsprecherboxen sollte man sich erkundigen, welche Funktion der interne DSP-Limiter hat. Die Schwellenwerteinstellung bestimmt maßgeblich, wie viel des veröffentlichten Spitzenwerts für das Programmmaterial nutzbar ist.
8. Bei OEM- und Private-Label-Programmen ist anzugeben, ob veröffentlichte Zahlen reproduziert werden müssen. Vor Produktionsbeginn sind Muster und Messdaten anzufordern.

Häufig gestellte Fragen

Ist eine höhere Empfindlichkeitseinstellung immer die richtige Wahl?

Nicht für sich allein. Ein höherer Wert bedeutet weniger Verstärkerleistung bei gleichem Pegel, was relevant ist, wenn die Leistung begrenzt ist oder mehrere Lautsprecherboxen an einen Verstärker angeschlossen werden. Er sagt nichts über die Bandbreite, die Tieftonwiedergabe der Box oder die verfügbare Ausgangsleistung vor dem Eingreifen des Limiters aus. Betrachten Sie ihn immer zusammen mit dem Frequenzgang und der Nennleistung.

Können die maximalen SPL-Werte zweier Anbieter verglichen werden?

Nur wenn beide Werte auf dieselbe Weise ermittelt wurden. Ein Wert, der aus der Spitzenleistung berechnet wird, liegt etwa 3 dB über dem Wert, der aus der Dauerleistung desselben Gehäuses berechnet wird. Fragen Sie jeden Lieferanten, welcher Wert verwendet wurde und ob er gemessen oder berechnet wurde, bevor Sie vergleichen.

Wie viel Verstärkerleistung benötigt ein Lautsprechergehäuse?

Arbeiten Sie vom Zielpegel aus, nicht vom Gehäusepegel. Jede Verdopplung der Leistung erhöht den Schalldruck um 3 dB. Der Wechsel von einem 95-dB-Gehäuse zu einem 98-dB-Gehäuse entspricht also einer Halbierung der Verstärkerleistung bei gleicher Schallleistung. Bei einem festgelegten Zielpegel bestimmt die Empfindlichkeit die Verstärkerspezifikation.

Ändern sich diese Werte, wenn mehrere Schränke zusammen verwendet werden?

Ja. Eng beieinander liegende Lautsprecher, die denselben Tieftonbereich abstrahlen, addieren sich im Pegel, während benachbarte Lautsprecher, die unterschiedliche Frequenzbereiche abdecken, sich nicht in gleicher Weise addieren. Die veröffentlichten Werte für einzelne Lautsprecher dienen als Ausgangspunkt und nicht als Referenz für ein Array – daher sollten Array-Konfigurationen mit dem Hersteller abgestimmt und nicht hochgerechnet werden.

Wo finde ich die Referenzbedingungen für die Audfine-Zahlen?

Die veröffentlichten Werte sind auf jeder Produktseite aufgeführt. Falls die Messkonvention oder die Herleitung des Schalldruckpegels (SPL) auf einem Datenblatt fehlt, senden Sie bitte die Modellnummer mit Ihrer Anfrage. Unser Entwicklungsteam wird Ihnen diese Angaben sowie Maßangaben und Informationen zur Musterverfügbarkeit mitteilen.

Abschluss

Die Empfindlichkeit gibt an, wie effizient ein Lautsprecher die Verstärkerleistung in Schalldruck umwandelt; der maximale Schalldruckpegel (SPL) zeigt an, wie weit dieser Schalldruckpegel reicht, bevor die vom Hersteller angegebene Grenze erreicht ist. Vergleichen Sie den ersten Wert mit Ihrem Budget für einen Verstärker, den zweiten mit dem benötigten Schalldruckpegel in Ihrem Hörabstand und prüfen Sie die Referenzwerte, bevor diese in die Spezifikationen aufgenommen werden. Die oben genannten Audfine-Werte bieten Käufern einheitliche Vergleichswerte innerhalb der Produktreihe und ermöglichen eine präzise Angebotserstellung bereits bei der Anfrage.

Für modellspezifische Messungen, Mustergeräte oder OEM-Anfragen wenden Sie sich bitte mit Angabe Ihres Zielpegels und der gewünschten Wurfweite an das Audfine-Entwicklungsteam .