Phase-Focused Crossover (M&K Sound)

Was macht M&K Sounds Phase-Focused Crossover anders als eine übliche Frequenzweiche — und was davon ist belegt?

Phase-Focused Crossover ist der Name, den M&K Sound der Auslegung seiner passiven Frequenzweichen gibt. Der Name meint weder ein besonderes Bauteil noch eine Filterform. Er meint das Ziel, nach dem abgestimmt wird: Amplitude und Phase werden an vielen Winkeln in der waagerechten und in der senkrechten Ebene gemessen und gemeinsam optimiert. Der Frequenzgang soll deshalb nicht nur auf der Mittelachse stimmen, sondern über ein weites Fenster um sie herum.

In fast jeder Box sitzen zwei Lautsprecher übereinander, einer für hohe und einer für tiefe Töne. In dem Bereich, in dem beide gleichzeitig spielen, hängt das Ergebnis davon ab, aus welcher Richtung Du hinhörst: Von schräg oben oder schräg unten kommt der Schall der beiden nicht mehr gleichzeitig an, und einzelne Töne fallen weg. Die meisten Boxen werden für den einen Platz genau davor abgestimmt. M&K stimmt stattdessen für einen ganzen Bereich ab — auch für den Platz am Rand des Sofas und für den Blick von unten auf einen Lautsprecher, der über Deinem Kopf hängt.

Warum ein Lautsprecher außerhalb der Achse anders klingt

Zwei Treiber sitzen an zwei verschiedenen Stellen der Schallwand. Dort, wo sich ihre Arbeitsbereiche überlappen, addieren sich ihre Beiträge — und weil die Wege zu beiden Membranen ungleich lang sind, sobald man die Mittelachse verlässt, hängt diese Summe von der Richtung ab. Aus dem Wegunterschied wird eine Phasendifferenz, aus der Phasendifferenz eine teilweise Auslöschung, und aus der Auslöschung ein Einbruch im Frequenzgang, den nur bestimmte Winkel sehen.

Joseph D'Appolito hat diesen Fehler 1983 für die Audio Engineering Society beschrieben und dabei auch benannt, was ihn so unangenehm macht: Die Hauptabstrahlrichtung kippt aus der Waagerechten weg, und im Winkel darüber und darunter liegen die Einbrüche. Die Herleitung steht unter D'Appolito-Anordnung; dort ist auch der Weg beschrieben, den D'Appolito vorgeschlagen hat — eine symmetrische Anordnung der Treiber, die den Fehler aus der Weichenauslegung herausnimmt.

Ein Lautsprecher, der nur auf einer Achse gemessen und danach gerade gezogen wird, kann also auf dieser Achse tadellos sein und zwei Sitze weiter deutlich anders klingen. Im Heimkino zählt das mehr als in einer Stereoanlage, und zwar aus zwei Gründen: Es sitzen mehrere Menschen gleichzeitig im Raum, und die Surroundlautsprecher hängen über Ohrhöhe, sind also für jeden Platz ein Schrägfall.

Was M&K nach eigener Darstellung anders macht

Der Hersteller beschreibt sein Verfahren in der technischen Broschüre als Zusammenspiel dreier Betrachtungen: einer Analyse im Zeitbereich, einer im Frequenzbereich und einer, die er Point-In-Space-Analyse nennt — die dreidimensionale Antwort des Lautsprechers im Raum.

Gemessen wird an Dutzenden Winkeln. Der entscheidende Satz der Broschüre ist zugleich der nüchternste: Phase und Amplitude werden an dutzenden Punkten in der senkrechten wie in der waagerechten Ebene gemessen und dort gemeinsam optimiert. Andere Auslegungen, so die Darstellung des Herstellers, betrachten den Frequenzgang auf einer Achse und legen die Weiche für einen Sweet Spot aus.

Die senkrechte Ebene ist der Kern. M&K nennt sie ausdrücklich als kritisch, weil Surroundlautsprecher über den Köpfen der Zuhörer sitzen. Genau dort liegt bei einer konventionell ausgelegten Zweiwegebox die Kippachse des Keulenfehlers — die senkrechte Ebene ist die, in der zwei übereinander montierte Treiber ihren Wegunterschied haben.

Abgestimmt wird über zwei Wege. Die Broschüre nennt eine rechnergestützte Analyse im Zeitbereich und eine psychoakustische Hörprüfung; das Ziel heißt dort einheitliche Klangfarbe im ganzen Hörraum. Ein Zahlenwert steht daneben nicht.

Die Bauteile sind Standardhandwerk. Genannt werden Platinen mit großem Leiterquerschnitt, Luftspulen und ausgesuchte Widerstände und Kondensatoren. Das ist solide Praxis im Lautsprecherbau und keine Eigenheit dieser Auslegung — der Unterschied, den der Name behauptet, liegt in der Zielfunktion der Abstimmung und nicht in der Stückliste.

Was zum Verfahren gehört und was nicht

Die Auslegung setzt zwei Konstruktionsentscheidungen voraus, die M&K auf denselben Seiten beschreibt und die den Spielraum der Weiche erst schaffen.

Die erste ist die kleine Schallwand. M&K baut die Front der Satelliten so klein, wie die Chassis es zulassen, und begründet das mit der Kantenbeugung: Auf einer breiten Schallwand läuft der Schall bis zur Kante und strahlt von dort zeitverzögert ab. Eine Weiche kann diesen Effekt nicht wegfiltern, weil er richtungsabhängig ist — sie kann ihn nur an einer Stelle ausgleichen und ihn damit anderswo verschlimmern.

Die zweite ist die Arbeitsteilung mit dem Subwoofer. M&K baut seit jeher Satelliten und getrennte Subwoofer; die Satelliten setzen erst oberhalb des Grundtons ein und geben alles darunter an den Subwoofer ab. Was eine Weiche im Bass nicht zu übernehmen hat, muss sie auch nicht ausgleichen.

Am Terminal einiger Modelle sitzen außerdem Umschalter für die Anpassung an den Aufstellort — freie Aufstellung gegen Wandnähe — sowie eine Höhenkontur. Sie verändern die Abstimmung nach dem Einbau und sind damit Teil derselben Auslegung.

Abgrenzung

Gegen die geometrische Lösung. Die D'Appolito-Anordnung und das Koaxialchassis gehen dasselbe Problem baulich an: Die eine macht den Wegunterschied symmetrisch, das andere schafft ihn ab. M&K löst es filtertechnisch und behält die konventionelle Anordnung aus Tieftöner und Kalotte übereinander. Beides schließt sich nicht aus, und keiner der drei Wege macht die Weichenauslegung überflüssig.

Gegen linearphasige Weichen. Der Name legt nahe, es gehe um eine über der Frequenz konstante Phase, also um Linearphasigkeit oder eine FIR-Filterung. Davon steht in den Unterlagen nichts. Beschrieben ist die Optimierung der Phasenlage zwischen den Treibern über den Winkel — eine andere Größe als der Phasengang über der Frequenz.

Gegen die Raumeinmessung. Eine passive Weiche sitzt im Gehäuse und kennt den Raum nicht. Sie bestimmt, was der Lautsprecher in welche Richtung abstrahlt; was davon am Hörplatz ankommt, entscheidet danach der Raum. Eine Raumkorrektur arbeitet umgekehrt und kann eine richtungsabhängige Auslöschung nicht rückgängig machen — sie sieht nur das Ergebnis an einem oder mehreren Messpunkten.

Gegen Timbre Matching. Dass Front, Center und Surround bei M&K dieselbe Bestückung und dieselbe Abstimmung bekommen, ist eine Systementscheidung über mehrere Kanäle hinweg. Die Weichenauslegung ist eine Eigenschaft des einzelnen Lautsprechers. Die beiden Themen stützen sich gegenseitig, sind aber nicht dasselbe.

Grenzen

Ein weites Fenster ist kein gleicher Klang auf allen Plätzen. Oberhalb der Schroeder-Frequenz — der Grenze, ab der einzelne Raummoden nicht mehr einzeln durchschlagen — bestimmt das Abstrahlverhalten, was ein seitlicher Platz hört; darunter bestimmt es der Raum, und dort ändert die Weiche nichts. Genau in diesem unteren Bereich liegen die etablierten Maße für die Unterschiede zwischen Sitzplätzen, wie sie unter Sitz-zu-Sitz-Varianz beschrieben sind. Wer die Wirkung dieser Weichenauslegung beziffern will, braucht ein Maß für den Bereich darüber — und das ist eine andere Größe.

Optimierung über ein Fenster ist ein Kompromiss. Wer Amplitude und Phase an vielen Winkeln zugleich glatt bekommen will, gibt in aller Regel etwas auf der Achse ab. M&K stellt es anders dar und beansprucht beides zugleich. Ohne veröffentlichte Kurven ist das eine Behauptung, die man dem Hersteller glauben muss.

Der Raum bleibt der größere Hebel. Ein über den Winkel sauberer Lautsprecher regt einen halligen oder stark asymmetrischen Raum berechenbarer an, aber er ersetzt weder Absorption an den Erstreflexionspunkten noch eine vernünftige Sitzplatzgeometrie.

Der Name ist auch Marketing. „Phase-Focused" ist eine Wortmarke des Hauses, kein Verfahren mit veröffentlichter Spezifikation und kein Prüfzeichen. Was dahintersteht — Messung über den Winkel statt nur auf der Achse — praktizieren andere Entwickler ebenfalls, ohne es zu benennen.

Verknüpfte Inhalte

Was eine Frequenzweiche überhaupt tut und wie sich passiv und aktiv unterscheiden, steht unter Frequenzweiche. Das Problem, das diese Auslegung angeht, ist unter D'Appolito-Anordnung hergeleitet und im Kammfiltereffekt in seiner allgemeinen Form beschrieben. Wovon sich der beste Platz abhebt, steht unter Sweet Spot, wie stark sich Plätze messbar unterscheiden unter Sitz-zu-Sitz-Varianz. Wie derselbe Hersteller die Aufgabe am Surroundlautsprecher löst, steht unter Tripole.

Quellen

Die Beschreibung des Verfahrens stützt sich auf die technische Broschüre von M&K Sound und auf die gleichlautende Kurzfassung der Herstellerseite; die Bestückungs- und Frequenzgangangaben stammen von den Produktseiten. Die herstellerneutrale Einordnung des Keulenfehlers folgt dem AVITECT-Eintrag zur D'Appolito-Anordnung und der dort nachgewiesenen Veröffentlichung von 1983. Eine unabhängige Messung der hier beschriebenen Eigenschaften liegt nicht vor.