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Teil III: Punktschallquelle vs. Line Array und Einführung des VHD5.0

 
 
 

Die Audiophilosophie von KV2 für eine optimale Tonqualität sowie eine homogene Flächenabdeckung für Anwendungen und Zuhörerschaften aller Grössenordnungen, basiert auf den Grundsätzen von Punktschallquellen-Systemen. Die grösste Herausforderung bei der Entwicklung eines solchen Systems für die Beschallung von 50'000 Leuten oder mehr, war die Wiedergabe des energiereichen Low-Mid Bereiches, wie dies gewisse Line Arrays durch die Kopplung (Addition) der Treiber erreichen, unter Beibehaltung der Prinzipien einer Punktschallquelle. Die Vorteile einer Punktschallquelle sind minimale, störende Interferenzen bei höheren Frequenzen und eine akkurate Impulsantwort für einen überragenden Sound.

Zur Zeit beherrschen zwei hauptsächliche Beschallungskonzepte den Markt; zum einen die einfache Punktquelle und zum anderen die Wiedergabe mit mehreren Punktquellen, welche meist mit  ‚Array‘ bezeichnet werden. Diese Arrays wurden auf Grund der hohen Leistungsanforderungen entwickelt. Dieses Ziel wurde zwar erreicht; aber der wachsenden Anzahl der Punktquellen folgte  auch eine Verminderung der Klangqualität. Die Verluste im Hochtonbereich und der physikalische Zeitversatz der einzelnen Quellen sind die beiden grossen Nachteile von Arrays. Die Summierung von zeitlich verschobenen Tonquellen haben eine schlechte Impulswiedergabe zur Folge. Die früheren Systeme mit vielen Punktquellen waren schlichte Stapel von Lautsprechern, welche in Form von Blöcken zusammengestellt wurden und auf Achse abstrahlen sollten. Eine wesentliche Verbesserung brachten neue Systeme, welche einen besseren Frequenzverlauf und auch eine bessere Auflösung als die vorhergehenden Multipunktsysteme anboten.

Trotz dieser Verbesserung waren der Frequenzverlauf und die Impulsantwort immer noch nicht ideal, und die Audio-Abdeckung war oft ungleichmässig. Ein typischer Vertreter dieser Multipunkt-Systeme sind die heute allgemein im Einsatz stehenden Line Arrays. Line Arrays vermindern zwar die Interferenz zwischen den einzelnen Quellen, sind aber von den überlegenen Resultaten einer einzelnen Punktquelle noch weit entfernt. Eine einzelne Punktquelle ermöglicht heutzutage die beste Auflösung und den besten Dynamikumfang. Eine gute Sprachverständlichkeit ist ein Nebenprodukt dieser Vorzüge, kann aber nur garantiert werden, wenn die hohe Auflösung und die grosse Dyanmik erhalten bleiben, was wiederum eine schnelle und genaue Elektronik, sowie Lautsprecherchassis mit geringen Verzerrungen erfordert. Der naturgemässe Frequenzgang eines Line Arrays zeigt auf Grund der physikalischen Nachbarschaft der vielen Hochtontreiber einen kontinuierlichen Abfall von 2kHz aufwärts. Dieser Verlust bedingt einen grossen Entzerrungsaufwand im oberen Frequenzbereich. Die starke Anhebung des Hochtonbereichs reduziert den Headroom des ganzen Systems. Line Arrays brauchen bis zu zehnmal mehr Leistung im oberen Frequenzbereich als ein Lautsprechersystem mit einer Einzelpunktquelle. Der Bedarf an hohen Leistungen ist vielfach nicht durch eine grosse Audio-Abdeckung, sondern durch einen schlechten Wirkungsgrad der Systeme bedingt.

Bei einem Line Array mit vielen Lautsprechern erreichen deren Schallwellen den Zuhörer mit einem geringen Zeitversatz, und verwischen damit die zeitliche Komponente des Signals. Die Voraussetzung für eine hochauflösende Wiedergabe ist eine kurze Impulsantwort. Die Impulsantwort eines Line Arrays ist auf Grund des erwähnten Zeitversatzes nicht mehr korrekt. Viele Hersteller behaupten nun, dass diese Zeitfehler mit elektronischen Delays korrigiert werden können, aber dies kann keine Lösung sein, da der zeitliche Versatz der Tonquellen für jede Hörerposition anders ist. Ein anderer Mythos der Line Arrays ist die Vorstellung, dass alle Lautsprecher sauber koppeln, und ein gerichtetes, weit tragendes Klangfeld generieren.

Bei der Betrachtung der angefügten Richtdiagramme ist jedoch zu sehen, dass dies nicht zutrifft. Die Kurven des Hochtonbereiches im oberen Bild zeigen die gleichmässige Abstrahlung einer Einzelpunktquelle gegenüber der Streuung bei einem Line Array wie im unteren Bild. Das Richtdiagramm eines Line Arrays zeigt Spitzen und Einbrüche, welche durch die Interferenzen zwischen den einzelnen Elementen verursacht werden. Ein weiterer Punkt, welchen die Systemingenieure oder Line Array Softwareentwickler oft übersehen, ist  die Tatsache, dass die Luftströmungen im Zuhörerbereich dem Zufall unterliegen. Dadurch werden riesige Veränderungen bei der Wiedergabe mit mehreren Quellen verursacht. Oft passiert es auch, dass ein Toningenieur den ganzen Tag an einer möglichst perfekten Wiedergabe in einer ‚leeren‘ Umgebung arbeitet, aber nicht berücksichtigt, dass die akustische Umgebung sich signifikant verändert, wenn die Zuhörer in die Halle oder aufs Gelände strömen.

 

Unter Ausnutzung des modernen Punktschallquellen-Designs, dem effizienten Leistungsmanagement und der einzigartigen hybriden Signalverarbeitung, kann KV2 die erste Verbesserung für die Beschallung von Grossanlässen seit der Einführung der Line Arrays verbuchen. 

Die Entwicklung des  VHD5.0 System ist eine wahre Meisterleistung der Ingenieurskunst. Nach fünf Jahren Entwicklung können die Vorteile der Punktquellen-Technologie nun für Grossanlässe genutzt werden. Das System bietet eine Klarheit und Auflösung, welche von den heutzutage oft eingesetzten Line Arrays mit digitalem Prozessing nicht erreicht werden kann.

Seit einiger Zeit wurden vorwiegend Line Arrays für grosse Konzertanlässe eingesetzt. Mit allen Komponenten auf einer Achse konnten gewisse Aspekte wie der Kammfiltereffekt auf horizontaler Ebene gelöst werden, aber die störenden Interferenzen, welche durch die vertikal übereinander angeordneten Hochtonhörner entstehen, sind immer noch vorhanden. Ein anderer Aspekt sind der Schalldruckverlust und die Einbrüche bei hohen Frequenzen durch störende Luftströmungen, welche von der Wärmeentwicklung der Zuhörerschaft oder durch den Wind verursacht werden. Die Hersteller versuchten diesen Einfluss durch das akustische Design und mit Signalprozessoren zu reduzieren. Auf Grund der Beschränkungen der digitalen Wandler und der nicht zu ignorierenden Grundsätze der Physik, resultieren diese Versuche meist in einer schlechteren Auflösung.

Bei KV2 glaubt man, dass die Auflösung von der Distanz abhängt. Je besser die Wiedergabequalität einer Quelle ist, desto besser ist auch die Verständlichkeit auf Distanz. Die Theorie der Line Arrays, welche einen geringeren Pegelverlust über grosse Distanzen als mit den Punktquellen verspricht, ist nicht nur falsch, sondern auch irrelevant, wenn die Verständlichkeit im hinteren Veranstaltungsbereich nicht mehr gewährt ist. Um eine genügende  Auflösung bei grossen Distanzen zu erreichen haben wir uns auf die Entwicklung spezifischer Hybridprozessoren fokussiert. Mit den besten Technologien der analogen und digitalen Domänen konnten wir das Systemdesign auf ein neues Niveau anheben. Das Resultat ist ein sehr definierter Sound mit ultimativer Auflösung, akkurater Impulswiedergabe und phasenstarrer Wiedergabe auch bei einer weit entfernten Hörposition.

Für die Beschallung einer grossen Menge wird ein sehr hoher Schalldruck benötigt. Um dies zu erreichen benötigen die Systeme mehrere Lautsprechermodule. Es macht keinen Sinn, die Punktquelle mit nur einem Gehäuse aufzubauen, da dieses so gross und schwer wäre, das der Transport und die Aufstellung verunmöglicht würden. Daher hat KV2 den Fokus beim VHD5.0 auf modulare Komponenten mit minimalen störenden Interferenzen gesetzt. Mit einer geringen Anzahl von mit diversen Treibern bestückten Modulen sollen die Anforderungen erreicht werden. Die VHD8.10 Low-Mid Boxen sind um das VHD5.0 Mid/High Topteil angeordnet, und schaffen so den benötigten zusätzlichen Headroom für den energiereichen Mid-Bass Bereich, und sorgen für ein ausgeglichenes Klangbild.

 wesentlichen wird durch die Zusammensetzung der Module eine Punktschallquelle generiert. Jedes Modul ist gemäss der zu reproduzierenden Wellenlänge proportioniert. Die abgestrahlte Leistung jedes Bereiches bleibt darum gleichmässig und ausbalanciert in Relevanz zum gesamten Frequenzgang. Dies gewährleistet denselben Klang für jeden Platz. Das Hochtonhorn des VHD5.0 kombiniert drei 3" NVPD (Nitrate Vapour Particle Deposition) Titanium Treiber in einem mehrfach gefalteten Horn und einem Waveguide für die Summierung. Dieses einzigartige Horn wartet mit einer unglaublichen und verzerrungsarmen Leistung auf, reproduziert kristallklare Höhen in grosser Distanz und zeigt sich unempfindlich gegenüber Luftströmungen.

 

Mehr zum VHD5.0 Constant Power Point Source Array

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