Text: Terence Goodchild, Axel Ridtahler – Fotos: Terence Goodchild, Teresa Rothwangl, Wikipedia, Modalakustik.de
Vor einigen Monaten erhielt Terence Goodchild, VDT-Mitglied aus Berlin, die Anfrage, ein Lautsprechersystem für die Listening-Bar Migas in Berlin zu entwickeln. Er holte mit Axel Ridtahler und Anselm Goertz zwei weitere Experten mit ins Boot und startete das ambitionierte Projekt. Seit Ende Oktober steht das System in Berlin – und hat für einen Erkenntnisgewinn und viele weitere Ideen gesorgt.
Ursprünglich in den 1920er Jahren in Japan entstanden, bieten Listening-Bars Musikliebhaber*innen die Möglichkeit, in einem entspannenden Umfeld zu verweilen, das die Klangqualität und das bewusste Zuhören in den Fokus rückt. Auch heute noch kommt in Listening-Bars hochwertiges (meist Retro-)Audioequipment zum Einsatz, das die gesamte Signalkette umfasst – vom Plattenspieler und Vorverstärker über das Mischpult bis hin zu den Lautsprechern. Jede Komponente wird sorgfältig ausgewählt, um ein unverfälschtes, detailreiches und räumliches Klangbild zu erzeugen. Oft werden Röhrenverstärker und High-Fidelity-Lautsprecher verwendet, um das Klangerlebnis zu optimieren. Die ruhige Atmosphäre ist so gestaltet, dass Gespräche in gedämpfter Lautstärke stattfinden und das aktive Zuhören gefördert wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen Bars, in denen Musik meist nur als Hintergrund dient, rückt in einer Listening-Bar das Klangerlebnis ins Zentrum und bietet den Gästen ein intensives, nahezu clubähnliches Hörerlebnis bei moderater Lautstärke.
Die Bar, für die ich das Lautsprechersystem designen sollte, umfasst zwei miteinander verbundene Räume, die jeweils über ein eigenes Stereo-System verfügen und in unterschiedliche Hörzonen unterteilt sind. Für den vorderen Bereich, in dem der DJ die musikalische Gestaltung übernimmt, haben wir ein Vintage-Soundsystem ausgewählt, wie es typischerweise in Listening-Bars zum Einsatz kommt. Im hinteren Teil hingegen haben Axel Ridtahler und ich ein System entworfen und gebaut, das ein möglichst unverfälschtes Klangerlebnis mit einem hohen modernen Studio-Sound bietet. Dieses System wurde für eine deutlich größere Personenzahl konzipiert, nicht wie für Tonstudios, die meist nur eine bis wenige Personen aufnehmen.
An der Entwicklung waren zwei Spezialisten beteiligt: Axel Ridtahler, bekannt für die Konstruktion von Ripol-Subwoofern, und Anselm Goertz, der umfassende Fachkenntnisse in der Messtechnik und der Implementierung von FIR-Filtern einbrachte und auch die Aktivmodule lieferte. Nach intensiver Recherche und dem Bau eines Prototyps entschieden wir uns für ein aktiv angesteuertes Lautsprechersystem, bestehend aus Ripol-Bässen und D‘Appolito-Tops. Für die Lautsprechergehäuse wählten wir schwarz gebeiztes Multiplex-Sperrholz aus Birke, ausgestattet mit resonanzreduzierenden Innenverstrebungen. Bei der Kombination von Tops und Bässen setzten wir auf bewährte, hochwertige Treiber und Plate-Amps, die speziell für diesen Anwendungszweck ausgewählt und getestet wurden. Nach dem Zusammenbau in Karlsruhe wurden die Lautsprecher im Labor des Ingenieurbüros IFAA in Herzogenrath in einem reflexionsarmen Raum getestet und durch umfassende Messungen sowie Filteranpassungen optimiert. Das Ergebnis kann nun in der Listening-Bar Migas in Berlin-Wedding erlebt werden.
Als Vorlage für eine Klangästhetik dienten uns im Vorfeld verschiedene, für Musikwiedergabe sehr gut geeignete Systeme wie Schallwände, Hornsysteme und Breitbandlautsprecher. Ihre positiven Eigenschaften sollten in dem geplanten System möglichst berücksichtigt werden. Abgeleitet von der Schallwand, die mit ihren räumlich luftigen Eindrücken und schnellen Impulsverhalten überzeugt, wurden die Ripol-Subwoofer gewählt. Da der Low-End-Bereich beim akustischen Design von Räumen zumeist die größte Herausforderung darstellt, war die Wahl der Subwoofer entscheidend, um möglichst wenig Raummoden anzuregen. Aus ästhetischen Gründen konnten keine Bassfallen oder anderweitig große Absorber an Rück- und Seitenwänden in der Bar platziert werden, daher war die MTM-Ripol-Kombination wie geschaffen für diese Herausforderung.
Von Hornsystemen sollte die Charakteristik der hohen Dynamik und der Leichtigkeit der Übertragung übernommen werden. Diese wurde durch einen großen AMT (Air Motion Transformer) mit genügend Reserven und durch die MTM-Anordnung (Midrange-Tweeter-Midrange) erreicht, sodass jederzeit ein entspanntes Klangbild mit hoher Dynamik und ausreichend Headroom übertragbar ist. Zudem kommen großzügig dimensionierte Mitteltöner zum Einsatz, die ebenfalls großen Headroom bereithalten.
Eine weitere Eigenschaft, die berücksichtigt werden sollte, wird bei Breitbandlautsprechern oft verdeutlicht wahrgenommen: Da diese Lautsprecher nur einen Treiber haben, entsteht eine deutlich hörbare Phasenlinearität gegenüber konventionellen Systemen. Diese wurde im Migas-Projekt durch ein ausgeklügeltes FIR-Filterdesign in die DSP-Aktiv-Plate-Amps für alle Treiber integriert und führt zu einem homogenen Klangbild. Die Verstärker-Module wurden in die separate Gehäuserückwand der MTM-Lautsprecher integriert. Die Signalführung zu den Ripol-Subwoofern wurde von dort über Speakon-Stecker realisiert.
Das Abstrahlverhalten herkömmlicher Bass-Systeme ist, unterhalb einer gewissen Frequenz, kugelförmig. Ein Dipol ist physikalisch klar definiert und zeigt die typisch achtförmige Abstrahlung. Der Ripol ist die Sonderbauform eines offenen Bassdipols.
Der Ripol hat, aufgrund seines speziellen Gehäuses, nicht diese exakt symmetrische Abstrahlung. Wegen der nach hinten und nach vorne unterschiedlich abgestrahlten Schallintensität verfügt er über ein asymmetrisches Rundstrahlverhalten, was einen vorteilhafteren Frequenzgang zur Folge hat. Die Abstrahlung beim Ripol entspricht im Unterschied zum Dipol nicht der – im physikalischen Sinne – klassischen Form der Acht.
Aus: modalakustik.de Das Ripol-Prinzip
Der Air-Motion-Transformer (kurz AMT, auch Heil- oder Jet-Hochtöner genannt) ist ein von Oskar Heil entwickelter magnetostatischer Lautsprecher zur Wiedergabe hoher Frequenzen im Hörschall. Auf einer Ziehharmonika-ähnlich gefalteten Membran, die sich im Magnetfeld eines Permanentmagneten befindet, verlaufen mäanderförmig angeordnete Leiterbahnen. Beim Anlegen einer elektrischen Spannung werden die Leiterbahnen von einem elektrischen Strom durchflossen, wodurch im Magnetfeld des Dauermagneten die Lorentzkraft auf die die Leiterbahnen tragende Membran ausgeübt wird. Durch geeignete Anordnung wirkt diese Kraft senkrecht zu den Membranflächen. Die Membranfalten öffnen und schließen sich, wodurch Luft angesaugt bzw. hinausgedrückt wird.
Der große Vorteil gegenüber anderen Bändchen-Hochtönern besteht darin, dass auf diese Weise mit vergleichsweise geringer Membranbewegung ein Vielfaches an Schalldruck erzeugt wird. Allerdings wird auch ein Vielfaches an Fläche bewegt. Eine Transformation des Strahlungswiderstandes findet nicht statt. Als Vorteil bleibt aber diese große schallerzeugende Fläche im Verhältnis zur Ausdehnung der durch die Auffaltung verkleinerten Schallöffnung.
Aus dem Wikipedia-Artikel zum AMT
Joseph D’Appolito ist ein amerikanische Audioingenieur, der vor allem für seine Arbeit im Bereich Lautsprecherdesign, insbesondere für die Entwicklung der nach Ihm benannten D’Appolito-Anordnung bekannt ist. Diese wird auch als MTM-Konfiguration (Mitteltöner-Hochtöner-Mitteltöner) bezeichnet. Bei dieser Anordnung wird ein Hochtöner zwischen zwei Mitteltönern oder Tieftönern in einer vertikalen Konfiguration platziert. Das Design verbessert die horizontale Richtwirkung, reduziert Lobing-Effekte und sorgt für einen gleichmäßigeren Frequenzgang.
Wer tiefer einsteigen möchte, findet weitere Informationen zur D’Appolito-Konfiguration im AES-Preprint aus dem Jahre 1983.
Die Zusammenarbeit zwischen Axel Ridtahler und Terence Goodchild fing allerdings weit vor dem Auftrag des Lautsprechersystems an: Im Vorfeld trafen wir uns bereits in einem kleinen Team aus einem Architekten, einem Tischler und dem Eigentümer und besprachen gemeinsam die akustisch möglichen Maßnahmen, um den Nachhall der der Listening-Bar zu reduzieren und für die geplanten Lautsprecher eine entsprechend angepasste akustische Umgebung zu realisieren. Darüber hinaus war die Wahl der Materialien der Lautsprecher, wie auch die Farbe und das Aussehen, an die ästhetischen Ansprüche der Bar anzupassen. Dies führte unter anderem dazu, dass die Lautsprecher Teil eines Gesamtkonzepts werden sollten und damit auch eine Sonderanfertigung, die auf den Raum und die Einrichtung abgestimmt wurde.
Ein weiterer bedeutender Aspekt beim Bau der Lautsprecher war die Entscheidung, nicht nur personell möglichst lokal zu arbeiten. Es wurde angestrebt, vom Holz über die Elektronik bis zu den Chassis auf fair handelnde Kleinunternehmen und „Made in Germany“ zu setzen oder dies weitestgehend zu berücksichtigen.
Dieter Rams, bekannt als Design-Ikone einiger HiFi-Produkte der Firma Braun, ist sicherlich einer der inspirierendsten Menschen des audiophilen Produktdesigns. Er ist für seine zehn Thesen für gutes Design bekannt, die bei diesem Projekt ebenfalls auf dem Prüfstand waren:
„Gutes Design
Wir möchten an dieser Stelle erwähnen, dass der Artikel dazu führen soll, den Leser*innen Mut zu machen, eigene Projekte anzugehen und festzustellen, wie weit man mit dem richtigen Support kommen kann. Es hilft nicht nur, das Verständnis für die Technologie zu vertiefen, sondern auch, Probleme von Räumen besser zu verstehen und konkret anzugehen, sei es im akustischen oder elektronischen Sinne. Darüber hinaus führte diese Erkenntnis auch dazu, die sich am Markt befindlichen Produkte auf den Prüfstand und damit auch in Frage zu stellen.
Axel Ridtahler ist seit vielen Jahren mit der Entwicklung und dem Bau individueller HiFi-Lautsprecher – insbesondere mit Ripol-Bässen – für die hochwertige Musik-Wiedergabe in privaten Wohn- und Hörbereichen vertraut. Viele Aspekte daraus waren auf die Listening-Bar übertragbar, während andere angepasst werden mussten. Da die Wiedergabe tiefer Frequenzen aufgrund ihrer Wechselwirkung mit den räumlichen Abmessungen und Eigenheiten besonders wichtig ist, fiel unsere Wahl bei diesem Projekt auf die Ripol-Bässe.
Ihre Bauart reduziert aufgrund der Konstruktion stehende Wellen. Diese (auch Raummoden genannt) sind Energiespeicherungseffekte, die im Hörraum den Eindruck von dröhnendem, nicht abklingendem Tiefton erzeugen können. Konventionelle, bassstarke Lautsprecher pumpen den Raum mit Bassenergie voll und lassen häufig einen trägen oder drückenden Bass zurück. Ripol-Bässe stellen eine Sonderform eines Dipols dar, bei denen die gekammerten Treiber für eine effektive Absenkung der Eigenresonanz sorgen (hier von ca. 29 Hz auf 21 Hz). Dies stellt hohe Anforderungen an die Chassis: Der Parametersatz muss eine harmonische Gehäusedimensionierung ermöglichen, und die Treiber sollten zu einem großen, verzerrungsfreien und linearen Hub in der Lage sein.
Ripole strahlen tiefe Frequenzen gerichtet ab: nach vorne und mit 180° Phasenverschiebung nach hinten. Diese Eigenschaft reduziert stehende Wellen außerhalb der Abstrahlkeulen aufgrund der dadurch entstehenden Auslöschungen. Ein Ripol-Bass erzeugt gewissermaßen tieffrequente „Antimaterie“, die das Aufkommen von Raummoden minimiert. Ein Bassimpuls wird abgestrahlt, und durch die Gegenwelle wird das Stehenbleiben einer Raummode stark reduziert. Dadurch wird der Direktschall aus den Hauptlautsprechern nicht durch mehrfache (Bass-)Überlagerungen verwaschen und maskiert. Diese Eigenschaften machen den Ripol zu einem der musikalischsten Sub-Systeme.
Für den wesentlichen klanglichen Eindruck sind die Satelliten- oder Hauptlautsprecher verantwortlich. Dafür haben wir große, breitbandige Mitteltöner gewählt und diese mit einem hochwertigen AMT-Hochtöner kombiniert, um eine hohe Pegelfestigkeit zu gewährleisten. Die Entscheidung fiel auf eine vertikale Anordnung von Mitteltöner-Hochtöner-Mitteltöner (MTM), die eine breite horizontale Abstrahlung ermöglicht. Unsere Anordnung entspricht streng genommen nicht der D‘Appolito-Konfiguration, da die Distanz der Mittelpunkte der beiden Mitteltöner die Trennfrequenzvorgaben von Joseph D‘Appolito nicht erfüllt. Der Abstand ist aufgrund des länglichen AMT-Hochtöners zu groß, was ein inhomogenes vertikales Abstrahlverhalten zur Folge hat. Dies wird auch in der Isobaren-Darstellung deutlich.
Da jedoch in unserer Anwendung die horizontale Abstrahlung – um das Auditorium gleichmäßig zu beschallen – vorrangig ist (was letztlich zur Entscheidung für diese Konfiguration geführt hat), ist die vertikale Abstrahlung von geringer Bedeutung. Zudem kann eine entsprechende Dämmung an der Decke die Reflexionen dieses Effekts zusätzlich minimieren.
Wesentlicher Bestandteil einer Lautsprecheranlage, die typischerweise aus mehreren frequenzselektiven Wegen besteht, ist natürlich die Frequenzweiche, die wesentlich für die akustische Integration und klanglichen Qualitäten des Gesamtsystems verantwortlich ist. Wir haben uns für die modernen und mit FIIR-Filtern ausgestatteten, vierkanaligen Einbaumodule PPA 500/4 entschieden. Die für die Programmierung hierfür erforderlichen Messungen hat Anselm Goertz im Labor des Ingenieurbüros IFAA in Herzogenrath durchgeführt.
Seit Oktober ist das System in der Migas Listening-Bar in Betrieb. Es passt sich optisch und akustisch sehr gut in die Umgebung ein und hat die Zuhörerschaft bereits in mehreren sogenannten Listening-Sessions überzeugt. Das Projektteam ist sich einig: Diese Projektstudie war sehr erfolgreich, lehrreich – und das Lautsprechersystem im vorderen Raum der Bar soll in naher Zukunft gegen ein Hornsystems getauscht werden, das sich gerade noch in Planung befindet.
Terence Goodchild lebt und arbeitet als Freiberufler in Berlin. Der Schwerpunkt seiner Arbeit liegt auf der Konzertbeschallung von Tourneeproduktionen unter anderem für Nils Frahm, Ólafur Arnalds oder die Philharmonie Berlin. Gelegentlich war er im Opernbetrieb und für den Rundfunk tätig.
Axel Ridtahler war fast 40 Jahre lang in der Forschung tätig. Seit Ende der 90er-Jahre entwickelt er individuelle Lautsprecherlösungen, speziell für hochwertige HiFi-Anwendungen und patentierte im Jahr 2002 den Ripol. In den letzten Jahren werden diese Ripole vermehrt auch in der Studio-Technik eingesetzt.