Resonanzen

Allgemeines Resonanzen sind Energiespeichereffekte, die bei bestimmten Frequenzen in Membranen und Lautsprechergehäusen auftreten und Fehler in der Musikreproduktion erzeugen. Frequenzfilter und Gehäuse werden daher so entwickelt, dass Resonanzen möglichst gering auftreten. Als Energiespeicher sind Resonanzen zeitlich träge, sie können nicht spontan entstehen oder verschwinden. Sie treten damit nur im eingeschwungenen Zustand vollständig in Erscheinung. Während des Einschwingens eines Impulses hingegen wird die Resonanz noch mit Energie aufgeladen und macht sich erst verzögert bemerkbar. Dadurch wird dem Signal Energie entzogen. Beim Abklingen des Impulses entlädt sich die Energie der Resonanz wieder, sodass sich das Abklingen verzögert und das Signal zeitlich gedehnt wird. (Ein anschauliches Beispiel für Resonanzen als Energiespeicher ist auch der Mikrowellengrill. Dabei wird das Essen mit der Resonanzfrequenz des Wassers bestrahlt, welches damit in Resonanz gerät, die Energie aufnimmt und sich erhitzt. Da Wasser der größte Bestandteil jeder Nahrung ist, wird das Essen damit insgesamt erhitzt.) Membranresonanzen Die Membranen sind akustische Schwachstellen des Gehäuses. Sie sind dünn, schalldurchlässig und resonieren. Es gilt vereinfacht: Je härter das Material, desto höherfrequent die Membranresonanzen. Bei weichen Membranen liegen die Resonanzen tiefer, sind aber auch stärker bedämpft. Zudem gibt es Partialschwingungen, die zusammen mit den Membranresonanzen auftreten. So ergibt sich ein zeitvarianter Mix mit einem über die Zeit auf- und abschwellenden Verlauf. Hier greifen keine Filterschaltungen. Harte Membranen verschieben die Resonanzen an das obere Ende ihres Übertragungsbereichs oder darüber hinaus, allerdings sind sie dort ausgeprägter. Die Schwingspule taucht bei nachgiebigen Membranen, insbesondere bei schnellen, impulsartigen Vorgängen, in die Membran ein und verformt diese. Dadurch geht Energie verloren, die Impulse werden verzögert und die eingetragene Energie wird in Wärme oder nachfolgende Restschallwellen gewandelt, die mit dem Direktschall interferieren. Membranresonanzen sind zumeist zeitinvariant, können aber auch zeitvariant sein. Nur in dem erstgenannten Fall können die Myro-typischen Frequenzfilter zur Korrektur eingesetzt werden. Bei Membranmaterialien, die langzeitstabil sind, bleiben auch die Membranresonanzen in Frequenz und Güte recht stabil. Membranen jedoch, die temperatur- und vor allem feuchtigkeitsempfindlich sind oder zur Korrosion neigen, sind die Verhältnisse weniger stabil. Solche Membranen zeigen oftmals ein Resonanzverhalten, das zeitvariant und somit schlecht oder gar nicht korrigierbar ist. Mit zeitvariant ist hier gemeint, dass eine Membranresonanz zuerst einschwingt, dann durch gegenphasige Schwingungen in sich zusammenbricht und anschließend wieder auflebt, wobei sich in der Regel in diesem Vorgang keine stabile Resonanzfrequenz einstellt. Dies alles geht innerhalb weniger Millisekunden vor sich. Solch einen Vorgang kann ein Filter nicht korrigieren. Breitbänder bilden unter den Chassis einen Sonderfall und enthalten über einen weiten Bereich im Hochton ausschließlich Resonanzen, wo sie zwar einen Pegel, aber keine Musikinformation liefern.

Gehäuseresonanzen Im Gegensatz zu Membranen sind Resonanzen im Gehäuse meist, aber nicht immer unerwünscht. Das oft genutzte Bassreflexprinzip regt gezielt eine Resonanzfrequenz an, um den Schalldruck im Tiefton zu verstärken. Auch Transmissionline und Backloaded Horn nutzen Resonanzen zur Schallverstärkung. Für alle Resonanzen aber gilt: Sie erzeugen unmodulierten Schall. Sie erzeugen damit zwar Schalldruck, enthalten aber keine Musikinformation, weil der Schall unkontrolliert erzeugt wird und nicht dem Musiksignal folgt. Resonanzen erweitern den Übertragungsbereich für Musik daher nicht. Dies ist ausschließlich mit größerer Membranfläche zu erreichen. Zur Vermeidung unerwünschter Resonanzen im Gehäuse werden parallele Gehäusewände vermieden wie zum Beispiel durch Vielecke oder Rundungen.

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