G&B-Classics: Speaker-Shootout im Labor

Lautsprecher, ein heißes Thema. Schon grundsätzlich, weil es einen integralen Part der Sound-Formung darstellt. Zum anderen bietet es viel Platz für Experimente und wird gerne kontrovers diskutiert.

Wir blicken zurück auf einen ambitionierten Lautsprecher-Vergleichstest unter Laborbedingungen, in dem unser Autor Ebo Wagner auch Aspekte wie die Psychoakustik und vieles mehr berücksichtigte:

Theorie und Vorüberlegungen

Frage ist bei derlei Erfahrungsaustausch allerdings, auf welchem Fundament die Aussagen des Gegenüber ruhen. Internetforen sind voll von Meinungen – ich sage ganz bewusst Meinungen als Begriff für subjektive Bewertung – aber weiß man, mit welcher Kompetenz die Leute ihre Aussagen machen?! Wenn Vergleiche gezogen werden, was weiß man über die technischen Bezugspunkte?

Auch bei Video-Vorführungen ist Skepsis angebracht. Hat der Urheber die technischen Voraussetzungen geschaffen und die betreffenden Regeln eingehalten, die für eine objektive Beurteilung notwendig sind?! Mikrofone, ihre Positionen, Schallpegel, Bauform der Boxen … es gibt so vieles, das die Ergebnisse verzerren kann. Wenn dazu klare Angaben fehlen, muss man den Inhalten bereits mit einiger Skepsis begegnen. Wie viele solche untauglichen Clips habe ich schon gesehen, wobei die Tonaufnahme über zum Erbarmen komprimierende Kamera-Mikrofone noch das offensichtlichste No-Go darstellt.

Mich hat es zuletzt voll mit der Nase auf die Problematiken gestoßen, als ich Ende des Jahres 2013 an dem Vergleichstest der Greenback-Speaker von Celestion arbeitete. Ein hartes Stück Arbeit, die zum Teil wirklich sehr geringen Unterschiede der Modellfamilie herauszuarbeiten. Im Zuge solcher Exkurse meldet sich die Physik zu Worte und zwingt zum Nachdenken. Tatsächlich sind wir selbst mit den Eigenheiten des menschlichen Gehörs ein veritabler Störfaktor, wenn handfeste Erkenntnisse gewonnen werden sollen. Dieser Workshop hat insofern nicht allein zum Inhalt, Speaker und Cabinets zu vergleichen.

Nein, ich möchte auch darauf aufmerksam machen, welche Phänomene in den akustischen Ereignissen eine Rolle spielen und welche Maßnahmen zu treffen sind, damit man verlässliche, man könnte auch sagen: wissenschaftlich hieb- und stichfeste Aussagen zu den Ergebnissen machen kann. Das System Mensch bzw. sein Gehör und Gehirn stehen dabei an erster Stelle. Denn wir müssen berücksichtigen, wie und was wir hören. Die diesbezügliche wissenschaftliche Disziplin heißt Psychoakustik. Sie ist weit erforscht und hat fundierte Erkenntnisse gewonnen. Zwei wesentliche Punkte spielen eine Rolle, wenn wir Gitarristen/Musiker Schall-Ereignisse vergleichen bzw. zu bewerten versuchen.

Erstens: Das Gehirn kann sich Klänge nur sehr kurzfristig merken. Die Wissenschaft spricht von maximal etwa fünf Sekunden. Anders ausgedrückt, was wir in Erinnerung behalten können, ist lediglich die Beschreibung des Eindrucks, den wir beim Anhören hatten, also wie wir das Schallerlebnis einordnen, im Sinne solcher Begriffe wie höhenreich, wenig Bass etc. Ein „neutrales“ Schallereignis aus der Vergangenheit können wir im Grunde nicht identifizieren, etwa nach dem Motto „ …. oh, das ist ja der Marshall mit dem G12-65-Cabinet, die ich im März 2014 da und da gehört habe“.

Was wir dagegen mit etwas Erfahrung und Training gut in einem Hörerlebnis wiedererkennen, ist nicht die Qualität des Klangs an sich, sondern die charakteristische Spielweise eines Gitarristen – in Verbindung mit (s)einem Klang. Wobei Klang immer nur das Frequenzspektrum allein meint.

Skeptisch? Nun die einfachste Methode, die eigenen Fähigkeiten in dieser Hinsicht zu überprüfen, ist der Blindtest unter objektivierten Bedingungen, sprich Re-Amping mit einem immer identisch wiederkehrenden Signal. Bauidentische Cabinets mit unterschiedlichen Speakern bestücken, sehr präzise auf den Hörplatz ausrichten, eines mit dem Signal anhören, dann Augen zu und durch, wechselweise hören, Aussagen machen welches die Box ist, die man als Referenz am Anfang gehört hat. Den Test muss man mehrmals durchführen um Zufallstreffer auszuschließen. Aha-Erlebnisse sind garantiert. (Eigentlich müssten die Boxen alle am selben Platz stehen, damit man sich nicht über die Position für sein Urteil orientieren kann. Dem könnte man begegnen, indem die Boxen für den Hörenden verdeckt in mehreren Durchläufen verschieden platziert werden.)

Natürlich spielt hierbei eine wichtige Rolle, dass die räumliche Ausrichtung der Lautsprecher in Bezug auf den Hörer identisch sein muss. Und das ist noch nicht alles. Wir kommen zu Punkt zwei. Sehr wichtig! Das menschliche Gehör bewertet den Klang eines Signals unterschiedlich, je nachdem wie hoch seine Lautstärke ist. Wird ein Signal lauter, halten wir es für transparenter, auch kraftvoller, und erleben auch den Klang anders.

Kennt der eine oder andere vielleicht aus der Studioarbeit: Der Sound im Aufnahmeraum und das, was da viel leiser aus den Nahfeldmonitoren kommt, deckt sich irgendwie nicht?! Also, um es kurz zu machen, wer um objektive Erkenntnisse bemüht ist, darf die genannten Aspekte nicht außer Acht lassen: räumliche Ausrichtung der Schallquelle, Anpassung der Lautstärke auf einen gleichen Pegel, ein neutrales Signal verwenden. Im Beispiel oben mit den Cabs im Blindtest, müsste man also nicht nur auf deren Ausrichtung achten, sondern auch dafür sorgen, dass alle gleich laut abstrahlen. Wegen der Komplexität der Thematik kann dieser Artikel keine umfassende Abhandlung sein/werden. Vielmehr sollen einige wesentliche Erkenntnisse vermittelt werden, und das ohne technische Formeln (die grundsätzlich natürlich einiges erhellen könnten).

Erarbeitet wurden die Ergebnisse allerdings sehr präzise und wissenschaftlich korrekt, dank der sehr intensiven Mitarbeit des Prof. Manfred Zollner in der Technischen Hochschule Regensburg. Das dortige Akustik-Labor stand zur Verfügung, u. a. für Messungen im schalltoten Raum. Es bewegten uns primär zwei essentielle Fragen: 1. Wie unterschiedlich tönen Lautsprecher unter objektiven Bedingungen tatsächlich? 2. Wie verändert ein und derselbe Lautsprecher seinen Sound in unterschiedlichen Gehäusen?

Im Zuge dessen fielen noch einige andere Erkenntnisse ab, die aber nur beiläufig eine Rolle spielen sollen. Wer die Probanden sein sollten war schnell klar. Nach den exzellenten Ergebnissen aus zwei Vergleichstest (1×12″-Cabs: Ausgabe 5/2009; 2×12″-Cabs Ausgabe 03/2012) fiel meine Wahl erneut auf Mesa-Engineering. Einfach weil bei solchen Untersuchungen sozusagen das Beste gerade gut genug ist bzw. keiner auf die Idee kommen sollte, die Ergebnisse wegen vermeintlicher Qualitätsschwächen der untersuchten Objekte anzuzweifeln.

Praktisch zudem: die Mesa-Cabs waren alle mit demselben Speakertyp bestückt, dem C90, den Celestion exklusiv für Mesa fertigt. Zunächst zu den Ergebnissen der Messungen. Abbildung 1 zeigt den Impedanzverlauf über dem Frequenzspektrum der anwesenden Speaker ohne Gehäuse, sowie in der Tabelle oben die Dimensionen der Cabinets. Die Abbildung 2 zeigt die Frequenzgangmessung und darunter die Schallpegelmessung mehrerer C90 in ein und demselben Gehäuse. Die Kurven decken sich nicht.

Wir sehen die Auswirkungen von Fertigungstoleranzen an den Lautsprechern. Spannend ist auch zu sehen, dass der bei den Messungen auch herangezogene Vintage 30 gar nicht so weit weg ist von den C90, wie die Abb. 3 zeigt. Bei ca. 4,5kHz klafft jedoch eine ziemliche Lücke von ca. 6dB – das ist erheblich. Die Linie „lila“ bricht deutlich aus. Das nächste Diagramm (Abbildung 4) zeigt eine Messung im Laborraum, wobei die Boxen einmal ca. einen Meter erhöht (hoch), dann auf dem Boden (tief) platziert waren. Sozusagen eine subjektive Messung, weil das Mikrofon im Raum stand und somit auch Reflexionen/Resonanzen mit abbildete.

Doch man kann erkennen, dass sich die Wiedergabekurven der einzelnen Boxen (Nummerierung siehe Liste oben) insgesamt in Bezug auf den „Hörpunkt“ nicht erheblich unterscheiden. Die Messungen und Diagramme können letztlich aber nur einen Teil der Geschichte erzählen. Hören wäre schöner, oder?! Ja, das hatte ich mir im Vorfeld auch schon überlegt. Also haben wir unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Regel jede Menge Audiofiles erstellt, die entsprechend der oben genannten Vorbedingungen objektiviert Hörvergleiche ermöglichen.

Ich möchte dem Erlebnis nicht vorgreifen. Daher verrate hier nur so viel: Oft lassen sich nach dem jetzigen Kenntnisstand Änderungen im Boxen-Sound nachhaltiger durch die geeignete Wahl/Veränderung der Gehäusekonstruktion erzielen als durch den Wechsel des Lautsprechers – vorausgesetzt man bleibt bei einem Vertreter aus der gleichen Familie, z. B. Greenbacks (natürlich ist ein Wechsel vom Vintage 30 zu einem Alnico-Jensen für sich genommen relevant). So nimmt bei hinten offenen Cabinets die Fläche und Position der Rückwand großen Einfluss auf das Mittenspektrum. Diese Aussage betrifft das Hörerlebnis im Raum. Wie es sich verhält, wenn unterschiedliche Boxen nahe mikrofoniert werden, dokumentieren die Audiofiles auf unserer Homepage. Ich verspreche spannende Unterhaltung.

Und zum guten Schluss noch dies: Mein Gedanke ist, dass das Thema prickelnd genug sein dürfte, um sich gegenseitig darüber auszutauschen.

Praxisteil

Solchermaßen in der intensiven Auseinandersetzung mit der Materie befasst ergab sich durch die Möglichkeit Boxen und Speaker im Labor einer Untersuchung zu unterziehen eine gute Gelegenheit die Anzahl der Fragezeichen zu reduzieren. Ja, ist gelungen, aber komisch, dafür tauchen wieder neue auf. Egal, das liegt in der Natur der Sache. Wichtig, damit das Ganze nicht in die falsche Richtung läuft: Diesen Workshop bitte nicht mißverstehen als meine subjektive Meinung! Ich beschreibe all dies als neutraler Berichterstatter, der nur Ergebnisse an den Leser transportiert. Der Workshop nimmt auch nicht für sich in Anspruch eine umfassende Abhandlung zu sein.

Und nun kommen wir wirklich zum erlebbaren Praxisteil des Workshops. Ich habe schon zuvor beschrieben, mit welchen Fußangeln Vergleiche von Lautsprechern bzw. Hörvergleiche generell einhergehen. Ein ganz wichtiger Punkt ist -um es noch einmal zu betonen- das Einhalten eines gleichen Lautstärkepegels.  Ein kritisches Element ist aber auch das Signal, mit dem man die Hörversuche macht. Es liegt nahe, dass man für objektive Ergebnisse auch eine objektive Signalquelle braucht. Selbst der beste Gitarrist wird nicht in der Lage sein eine Passage immer wieder so präzise zu spielen, dass nicht Sound-Unterschiede entstehen. Ganz ab davon, dass ein erfahrener Spieler Gefahr läuft sich geleitet von seinem “Tonideal” intuitiv auf den Sound, den er aus einem Speaker hört, einzustellen (z. B. Plektrumstellung) und damit die Ergebnisse verfälscht.

Kurz, man muss mit einem gesampelten Signal (Reamping) arbeiten. Dieses sollte weder allzu lang noch vielfältig in Details sein (keine Solopassage z.B.), denn unser Sinnesorgan kann dann Klänge besser unterscheiden. Ideal ist ein kurzes, prägnantes Schallereignis. Warum? Nun, was vielen wahrscheinlich nicht bekannt ist, schon nach nur ca. einer Sekunde ebben die Obertöne der Saitenschwingungen einer ausklingenden E-Gitarre ab, der Frequenz-Analyzer zeigt ein Spektrum an, das nur noch bis knapp über ca. 1000Hz reicht. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass Unterschiede im Klang vor allem in der Attack-Phase und kurz danach wahrnehmbar sind. Am Beginn der ganzen Aktion stand also für mich die Aufgabe passende Clips einzuspielen; es ist beides da, kurze und längere Schallereignisse.

Vorher noch kurz zum technischen Setup, das im Grunde sehr simpel war. Als Verstärker kam mein vom mir bestens instand gehaltener Marshall 2204 von 1981 zum Einsatz, keine Modifikationen, kein Voodoo drin. Über die Schaltmatrix Model 444 von Ampete wurde der Lautsprecherausgang an die verschiedenen Boxen weitergeleitet. Als Mikrofon kam ein C414 von AKG zum Einsatz. Die Aufzeichnung erfolgte digital. Die Ergebnisse wurden  erarbeitet unter der wissenschaftlichen Führung des Prof. Manfred Zollner im Akustiklabor der Technischen Hochschule Regensburg, dem ich an dieser Stelle sehr für seinen  Einsatz danken möchte; ohne ihn und sein Referenzklasse-Mess-Equipment wäre dieser Workshop nicht möglich gewesen.

Wir steigen ein mit einem kleinen Quiz. Der Audioclip #1 spielt sechs kurze Sounds ab. Frage: Wieviele verschiedene Lautsprecher hören wir und -wer´s kann- an welcher Position 1-6?

Na, das war  nicht ganz einfach? Oder doch?! Nun, die Auflösung folgt weiter unten im Text. So viel sei schon einmal gesagt,  es handelt sich natürlich immer um dasselbe Speaker-Gehäuse.

Die nächsten Audioclips  sind genauso entstanden. Es versteht sich von selbst, dass wir für eine immer gleiche Position der Box (vermessen, markiert) und des Mikrofons gesorgt haben.

Zunächst sind dreimal im Wechsel ein Mesa-C90 und ein Vintage 30 von Celestion mit einer cleanen Rhythmus-Passage zu hören (Low-In am Marshall).

Man lasse das Hörerlebnis zunächst einmal einfach so auf sich wirken ;-).

Es folgt das Gleiche noch einmal mit einem anderen Signal.

Der eine oder andere wird inzwischen die Stirn runzeln? Weil er deutlichere Unterschiede erwartet hätte? Na gut, dann machen wir mit einem verzerrten Signal weiter.

Also, jetzt ist es klar, die Unterschiede sind alles anders als gravierend. Sind sich die Lautsprechertypen zu ähnlich, als dass man mehr hören könnte? Okay, dann nehmen wir uns jetzt mal Kandidaten aus ganz unterschiedlichen Lagern vor, unter der Verschärfung, dass auch ein zweites Gehäuse ins Spiel kommt. Wir hören in den nächsten beiden Clips -wieder dreimal hintereinander- der Reihe nach zwei Blue Bulldogs/Celestion (ca. 1990) in verschiedenen Gehäusen und den Vintage 30 im gleichen Gehäuse wie Bulldog I.

Was wir bis hierhin gehört haben ist doch aufschlussreich, oder? Die Erkenntnis aus diesen Vergleichen ist, dass zumindest in dieser exemplarischen Situation bei der  Nahmikrofonierung unterschiedlicher Lautsprecher in ein und demselben (hinten offenen) einem 1×12″-Gehäuse -vorsichtig ausgedrückt- nur bedingt wesentliche Sound-Änderungen auftreten. Man hört durchaus z. B. ein Quantum mehr oder weniger Höhen, aber wirklich einen anderen Sound?

Stellt sich natürlich sofort die Frage, ob die Ergebnisse auf den Raumklang von Boxen übertragbar sind. Klar, das wollten wir auch wissen und haben dazu präzise fünf Cabinets auf ein ca. drei Meter entferntes Mikrofon ausgerichtet, das einmal hoch (über dem Boden und der Lautsprecherachse) und einmal tief aufgestellt war. Richtig, die Vorgehensweise ist nicht wissenschaftlich wertvoll, um aber einen aussagekräftigen Eindruck zu bekommen, allemal tauglich und ausreichend. Ganz bewusst haben wir dies auch nicht in einer schalltoten Kammer durchgeführt, sondern in einem “normalen” Raum mit Schallabsorbern und kurzer Nachhallzeit. Schließlich entspricht dies viel eher dem, was der  Gitarrist in der Realität erlebt.

In den folgenden Clips ist der Reihe nach ein und dasselbe Sample über fünf verschiedene Boxenmodelle zu hören,  die alle mit dem C90 bestückt sind. Zunächst clean ein Em7/9-Akkord, es klingen alle Saiten:

Gefolgt von zwei Durchgängen mit Distortion-Sound:

Es folgt dasselbe mit tiefer Mikro-Position:

Hier kann man nun doch ganz deutlich unterschiedliche Klänge wahrnehmen. Tatsächlich war ein Ergebnis der Untersuchungen, dass bei hinten offenen Gehäusen Position und Größe der Rückwand großen Einfluss auf das Timbre der Box im Raumklang haben. Es macht insofern Sinn bevor man den Lautsprecher wechselt an dieser Stelle nach  Optimierung des Sounds zu suchen. Die Crux aber bleibt, dass davon zumindest in der Live-Situation bei Nahmikrofonierung des Lautsprechers eher wenig rüberkommt; dies zu ändern/optimieren ein Thema für einen weiteren Workshop? Mal schauen, schwieriges Terrain.

Es hat im Übrigen einen guten Grund, warum ich die Modellbezeichnungen und Konstruktionsweise der freundlicherweise von Mesa-Boogie-Deutschland zu Verfügung gestellten Lautsprecherboxen nicht preisgegeben habe. Ich wollte nicht, dass der Leser durch vorgefasste Erwartungshaltungen in seinem Urteil befangen sein könnte. Und zum guten Schluss die Auflösung des Quiz: Im Clip #1 hört man dreimal im Wechsel den C90 und den Vintage 30. Tut sich viel? Wenig? Fast gar nichts?!

Hier jetzt noch eine Tabelle mit den genauen Maßen der einzelnen Boxen:

G&B-Classics

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