Schallauslöschung durch Lautsprecher-Phasenumkehr demonstrieren

Schallauslöschungs-Experiment

Bauteile & Materialien

• Niederspannungs-AC-Netzteil
• Zwei identische Tiefton-Lautsprecher (Woofer)
• Zwei 220-Ω-Widerstände (zur Leistungsbegrenzung pro Lautsprecher)

Für beste Ergebnisse verwenden Sie passende Lautsprecher in Standardgehäusen. Die Widerstände verhindern Überlastung der Treiber beim Anschluss an das AC-Netzteil.

Querverweise

Lessons In Electric Circuits, Bd. 2, Kap. 1: Basic AC Theory

Lernziele

• Veranschaulichen, wie Phasenverschiebung konstruktive oder destruktive Interferenz zwischen Wellen erzeugen kann
• Rolle der Lautsprecherphasierung in Stereo-Audiosystemen hervorheben

Schaltplan

Aufbauillustration

Anleitung

1. Schließen Sie jeden Lautsprecher über einen 220-Ω-Widerstand an das AC-Netzteil an. Dieser Widerstand steuert die dem Treiber zugeführte Leistung.
2. Erzeugen Sie einen 60-Hz-Tieffrequenzton und prüfen Sie, dass beide Lautsprecher den Ton abgeben.
3. Platzieren Sie die Lautsprecher ein bis zwei Fuß voneinander entfernt, sich gegenüber, und hören Sie den 60-Hz-Ton.
4. Kehren Sie die Polarität (vertauschen Sie Plus- und Minusleitung) an einem Lautsprecher um. Vergleichen Sie die wahrgenommene Lautstärke.
5. Wiederholen Sie den Polartausch hin und her und beobachten Sie, wie sich der Schalldruckpegel ändert.

Das Umkehren der Anschlüsse eines Lautsprechers invertiert seine Phase. Wenn die beiden Wellen in Phase sind, verstärken sie sich gegenseitig und der Ton ist lauter. Sind sie 180° phasenverschoben, löschen sie sich aus, was einen deutlichen Lautstärkeabfall bewirkt. Dieses Prinzip gilt für alle Wellenphänomene – akustisch, elektrisch, Wasser, Licht – und ist die Basis aktiver Geräuschunterdrückungstechnologie.

In einem Mehrlautsprecher-Stereosystem sorgt korrekte Phasierung dafür, dass Schallwellen konstruktiv addieren statt sich teilweise aufzuheben, was die Gesamtlautstärke maximiert. Zwar haben AC-Systeme keine feste „Polarität“, doch die relative Verdrahtungsreihenfolge beeinflusst dennoch die Leistung.

Geräuschunterdrückungssysteme erfassen Umgebungsgeräusche, erzeugen eine invertierte Kopie und überlagern beide Signale. Bei gleichförmigem Rauschen ist die Auslöschung einfach. Bei breitbandigem, zufälligem Rauschen ist fortgeschrittene Signalverarbeitung nötig, um die präzise Gegenwelle in Echtzeit zu erzeugen.