Klirrfaktor und Verzerrungen

Verzerrung heißt: Am Ausgang steht etwas, das am Eingang nicht war. Bei harmonischen Verzerrungen sind das Vielfache der Eingangsfrequenz. Schickt man 100 Hertz hinein und misst zusätzlich Anteile bei 200, 300 und 400 Hertz, sind das die zweite, dritte und vierte Harmonische.

Warum die Ordnung wichtiger ist als die Summe

Der klassische Klirrfaktor fasst alle Harmonischen zu einer Prozentzahl zusammen. Das verschenkt die entscheidende Information, denn das Gehör bewertet die einzelnen Ordnungen sehr unterschiedlich.

Die zweite Harmonische liegt eine Oktave über dem Grundton und damit musikalisch konsonant. Sie fällt selbst in nennenswerter Menge kaum als Fehler auf, sondern eher als Fülle. Die dritte liegt eine Oktave plus Quinte darüber und ist ebenfalls noch verträglich. Ab der fünften Ordnung aufwärts entstehen Intervalle, die zu keinem Ton passen. Diese Anteile werden als Schärfe, Härte oder Aggressivität wahrgenommen, und zwar in sehr kleinen Mengen.

Ein Klirrspektrum, das die einzelnen Ordnungen getrennt zeigt, ist deshalb wertvoller als eine einzige Prozentangabe. Ein Chassis mit 0,8 Prozent, das fast ausschließlich zweite Ordnung produziert, klingt sauberer als eines mit 0,3 Prozent, dessen Anteile bei der siebten Ordnung sitzen.

Der Pegel gehört immer dazu

Verzerrungen steigen mit dem Pegel, und zwar nicht linear. Ein Tieftöner, der bei 85 Dezibel unauffällig misst, kann bei 95 Dezibel den zehnfachen Wert zeigen, weil die Schwingspule den linearen Bereich des Magnetfelds verlässt und die Sicke an ihre Grenze kommt. Eine Klirrangabe ohne Pegel ist deshalb wertlos.

Aussagekräftig sind Messreihen über mehrere Pegel. Interessant ist der Punkt, an dem die Kurve nach oben knickt: Er markiert die praktische Belastungsgrenze und sagt mehr über die nutzbare Lautstärke als jede Wattangabe, siehe Wirkungsgrad und Kennschalldruck.

Intermodulation: der unterschätzte Anteil

Musik besteht nie aus einem Ton. Wenn zwei Frequenzen gleichzeitig durch dasselbe nichtlineare Bauteil laufen, entstehen Summen- und Differenzfrequenzen. Bei 1000 und 1100 Hertz zum Beispiel ein Anteil bei 100 Hertz und einer bei 2100 Hertz. Diese Produkte stehen in keinem harmonischen Verhältnis zum Signal und fallen dadurch schneller auf.

Besonders relevant ist die Dopplerverzerrung bei Breitbändern und großen Tiefmitteltönern: Die Membran bewegt sich für den Bass weit vor und zurück, während sie gleichzeitig Mitten abstrahlt. Dadurch wird die Mittenfrequenz laufend leicht verstimmt. Das ist einer der Gründe, warum Mehrwegekonzepte trotz Trennstelle Vorteile haben, siehe Breitbänder oder Mehrwege.

Praktische Einordnung

Für die Auswahl gilt: Klirrwerte im Bass unter drei Prozent bei Zimmerlautstärke sind unauffällig, in den Mitten sollten es unter einem Prozent sein, im Hochton deutlich weniger. Wichtiger als diese Grenzen ist aber der Verlauf über den Pegel, denn er zeigt, wie viel Reserve ein Lautsprecher hat, bevor er anstrengend wird. Genau diese Reserve ist das, was in längeren Hörsitzungen über Ermüdung entscheidet.