Timbre Matching

Timbre Matching heißt, dass alle Lautsprecher eines Mehrkanalsystems dieselbe Klangfarbe haben. Ein Hubschrauber, der von vorne rechts nach hinten links fliegt, soll dabei seine Position ändern und sonst nichts — kein Umschlagen ins Dumpfe, kein Aufhellen, kein Wechsel des Materialeindrucks.

Ausführliche Erklärung

Der Begriff meint eine Anforderung an die Anlage, keine Funktion in einem Gerät. Die Rundfunk-Empfehlung ITU-R BS.1116-3 formuliert sie in einem Satz: Jeder Lautsprecher soll in den relevanten Frequenzbereichen akustisch so angeglichen sein, dass zwischen den Lautsprechern möglichst geringe klangfarbliche Unterschiede bestehen. Interessant an dieser Empfehlung ist, dass sie den Anspruch anschließend an drei verschiedenen Stellen beziffert — und dass die drei Zahlen unterschiedlich schwer zu erfüllen sind.

Die erste betrifft den Frequenzgang auf der Hauptachse. Verschiedene Lautsprecher sollen sich dort im Bereich von mindestens 250 Hz bis 2 kHz um höchstens 1,0 dB unterscheiden. Das ist der Wert, den ein Hersteller mit sorgfältiger Serienfertigung einhalten kann, und der Grund, warum zwei Exemplare desselben Modells praktisch immer zusammenpassen.

Die zweite betrifft das Verhalten neben der Hauptachse. Gemessen wird dort, wo kein Hörer sitzt: Bei ±10 Grad soll die Kurve um höchstens 3 dB vom Achsenwert abweichen, bei ±30 Grad in der Horizontalen um höchstens 4 dB. Dazu kommt eine Grenze für das Bündelungsmaß: zwischen 500 Hz und 10 kHz soll es im Bereich von 6 dB bis 12 dB liegen und gleichmäßig mit der Frequenz ansteigen. Warum interessiert das, wenn niemand dort sitzt? Weil der Raum diesen Schall einsammelt und ihn zeitversetzt an den Hörplatz zurückwirft. Was am Ohr ankommt, ist die Summe aus Direktschall und Reflexionen — und die Reflexionen werden vom Verhalten neben der Achse bestimmt. Zwei Lautsprecher können auf der Achse gleich messen und im Raum trotzdem verschieden klingen, wenn ihre Bündelung sich unterscheidet.

Die dritte Zahl steht am Hörplatz selbst. Die dort gemessenen Kurven der einzelnen Kanäle sollen sich um höchstens 2 dB unterscheiden, und der Abgleich der frontalen Lautsprecher innerhalb von ±60 Grad gilt ausdrücklich als der wichtigste. Das ist der Wert, der zählt, und der am schwersten einzuhalten ist — er enthält Aufstellung, Wandabstände und Raumakustik mit.

Aus den drei Zahlen folgt die praktische Regel, die auf Herstellerseiten oft nur als Halbsatz auftaucht: gleiche Chassis, gleiche Frequenzweiche, gleiche Bündelung, gleiche Einbaulage. Identische Modelle für alle drei Frontkanäle sind der sichere Weg; Modelle derselben Serie mit demselben Hochtöner und derselben Weichenabstimmung sind der übliche Kompromiss. Was diese Kette bricht, ist meist die Einbaulage: Ein Center, der liegend betrieben wird, während dieselbe Bestückung stehend entwickelt wurde, strahlt in der Horizontalen anders ab als seine Nachbarn — und die Horizontale ist genau die Ebene, in der die Sitzplätze nebeneinanderliegen. Der schärfste Fall davon ist der liegende Center mit zwei flankierenden Tieftönern; warum dessen Abstrahlverhalten sich beim Kippen um 90 Grad dreht, steht bei D'Appolito-Anordnung.

Für die Surroundkanäle gilt die Anforderung abgeschwächt. ITU-R BS.775-3 hält ausdrücklich fest, dass von den Seiten- und Rücklautsprechern nicht verlangt wird, Schallquellen außerhalb des Bereichs der Frontlautsprecher abzubilden. Ihre Aufgabe ist Umhüllung, nicht Ortung. Trotzdem wandert Filmton über sie hinweg, und ein Surroundlautsprecher mit deutlich anderer Klangfarbe macht diese Bewegung hörbar als Wechsel des Geräts.

Häufiges Missverständnis

„Ich habe überall dieselbe Marke, also passt das." Die Einheit, die zählt, ist die Serie mit ihrer Bestückung und ihrem Abstrahlverhalten; der Markenname sagt darüber wenig. Große Hersteller führen mehrere Serien nebeneinander, die sich in Hochtöner, Weiche und Gehäuse unterscheiden und deshalb verschieden bündeln. Umgekehrt kommt es vor, dass Serien verschiedener Häuser besser zusammenpassen als zwei Serien desselben Hauses — nachsehen lässt sich das an den Rundum-Messdaten, sofern der Hersteller sie veröffentlicht.

Das zweite Missverständnis wiegt schwerer: „Die Einmessung gleicht das ohnehin aus." Eine Raumkorrektur misst am Hörplatz und erzeugt daraus einen Filter je Kanal. Sie kann damit die dritte der drei Zahlen oben verbessern — die am Hörplatz gemessene Kurve. Sie kann aber Direktschall und Reflexionen nicht getrennt behandeln, weil beide durch denselben Filter laufen: Was den Direktschall glättet, verbiegt den Reflexionsanteil in dieselbe Richtung. Ein Unterschied in der Bündelung lässt sich deshalb dämpfen, aber nicht auflösen. Klar wird eine Einmessung ein ungleiches System hörbar besser machen — nur ersetzt sie die Auswahl passender Lautsprecher nicht.

Nicht zu verwechseln mit

• Pegelkalibrierung: das Angleichen der Lautstärke je Kanal, meist mit Rosa Rauschen und Messmikrofon. Sie stellt gleich laut, nicht gleich klingend — zwei verschieden abgestimmte Lautsprecher bleiben nach der Pegelkalibrierung verschieden abgestimmt.
• Laufzeitkorrektur: das Angleichen der Ankunftszeiten bei ungleichen Abständen. ITU-R BS.1116-3 begrenzt die verbleibenden Laufzeitunterschiede zwischen den Kanälen auf 100 Mikrosekunden. Das ist eine Frage der Zeit, nicht der Klangfarbe.
• Zielkurve: der angestrebte Verlauf des Frequenzgangs am Hörplatz. Sie beschreibt, wie das ganze System klingen soll; Timbre Matching beschreibt, wie ähnlich sich seine Kanäle dabei sind.

In der Planung

Ein Wohnraum-Heimkino bekommt eine Bildwand von 2,80 Meter Breite, die Sitzreihe ist 3,5 Meter entfernt und zweieinhalb Meter breit. Die erste Frage ist keine Gerätefrage: Soll die Bildwand akustisch transparent sein? Davon hängt ab, ob die drei Frontkanäle identisch aufgebaut und auf Ohrhöhe stehen können — die Anordnung, die ITU-R BS.775-3 als Ideal beschreibt — oder ob der Center unter die Bildwand wandert und damit liegend, außerhalb der Ohrhöhe und mit anderem Abstrahlverhalten arbeitet.

Das Verfahren folgt aus dieser Antwort. Bei akustisch transparenter Bildwand sind drei gleiche Standlautsprecher hinter dem Tuch der saubere Weg, mit dem Preis eines größeren Raumbedarfs in der Tiefe und eines Gewebes, das Licht und Hochton beide beeinflusst. Bei fester Bildwand ist ein stehend betriebener Center unter der Bildwand dem liegenden vorzuziehen, wo die Bauhöhe es zulässt; wo nicht, wird die Serienzugehörigkeit zum härtesten Kriterium der Gerätewahl. Für die Surroundkanäle entscheidet die Sitzbreite: Bei zweieinhalb Metern und drei Plätzen sitzt niemand mehr auf der Achse eines direkt strahlenden Surroundlautsprechers, was das Verhalten neben der Achse — also die zweite der drei Zahlen — zum eigentlichen Auswahlkriterium macht.

Welche Modelle es werden, entscheidet sich am Ende dieser Kette. Der Satz „alle aus einer Serie" fasst dann drei Planungsentscheidungen zusammen, die vorher gefallen sind — und liest sich deshalb anders als dieselbe Empfehlung im Prospekt.

Verknüpfte Inhalte

Was ein Rundum-Messdatensatz über die Bündelung eines Lautsprechers verrät und wie man ihn liest, steht bei Wie erkenne ich das Abstrahlverhalten eines Lautsprechers? Der gemittelte Frontbereich, aus dem sich der Direktschall am Hörplatz abschätzen lässt, ist das Hörfenster. Welche Kanäle ein Format überhaupt vorsieht, klärt die Kanal-Notation; warum Surroundlautsprecher oft bewusst breit abstrahlen, steht bei Bipol und Dipol-Surround. Was eine Einmessung leisten kann und was nicht, steht bei Raumkorrektur und Zielkurve.

Quellen

Die Anforderung selbst und alle drei Zahlenwerte — 1,0 dB zwischen 250 Hz und 2 kHz auf der Achse, 3 dB bei 10 Grad und 4 dB bei 30 Grad daneben, 2 dB am Hörplatz — stehen in ITU-R BS.1116-3, ebenso die Grenzen für den Bündelungsgrad und für Laufzeitunterschiede zwischen den Kanälen. Die Referenzanordnung der Lautsprecher, die Bedingung Ohrhöhe samt akustisch transparenter Bildwand und die abgeschwächte Anforderung an die Seiten- und Rücklautsprecher stehen in ITU-R BS.775-3. ANSI/CTA-2034 ist als Bezugsnorm für den Rundum-Messdatensatz geführt, aber nur als Katalogeintrag geprüft; die Aussagen zum Abstrahlverhalten stützen sich hier auf die BS.1116-Toleranzen und nicht auf diesen Normtext.