Dämpfungsfaktor – Tauschieben
500 Äpfel? Birnen? Was bedeutet die Zahl hinter dem Wort „Dämpfungsfaktor“? Und was bedeutet das Wort an sich überhaupt, und warum ist es wichtig? Viele Fragen – wir liefern Antworten.
Es klingt unintuitiv: Je höher der Eingangswiderstand (Impedanz ist Wechselstromwiderstand), desto leichter ist ein Lautsprecher anzutreiben. Eine hohe Eingangsimpedanz bedeutet keine Unwilligkeit, ein Signal in Form einer Spannungsamplitude anzunehmen, sondern Genügsamkeit bei der Stromaufnahme, um die angefragte Amplitude zu realisieren. Eine niedrige Ausgangsimpedanz des Verstärkers bedeutet die Fähigkeit, die geforderte Stromstärke zu liefern. In diesem Sinne kann man die Signalübertragung von Verstärker zu Schallwandler als Verhandlungsspielchen auffassen: Der Amp möchte das Musiksignal durch die Schwingspule eines Lautsprechers schieben, der lieber stumm bleiben möchte und dementsprechend dagegendrückt. Dabei sind beide in ihrem Anliegen durchsetzungsfähiger, je niedriger ihre Impedanz ist.
Das Verhältnis der Impedanzen heißt Dämpfungsfaktor und berechnet sich als:
Ist die Ausgangsimpedanz des Verstärkers gleich der Eingangsimpedanz des Lautsprechers, beträgt der Dämpfungsfaktor 1. In diesem Fall treffen sich beide in der Mitte und die halbe Signalamplitude wird umgesetzt. Für höhere Dämpfungsfaktoren belästige ich Sie mit der zweiten und letzten Formel für heute:
In Worten: Ein Bruch, bei dem der Zähler dem Dämpfungsfaktor entspricht und dessen Nenner stets um 1 größer ist als der Zähler. Das bedeutet zum einen, dass das Ergebnis grundsätzlich kleiner als 1 ist – die volle Spannungsamplitude kann also nie erreicht werden. Zum anderen bedeutet es, dass die zusätzliche 1 zu größeren Werten hin immer weniger ins Gewicht fällt. Ist der Dämpfungsfaktor hoch genug, wird sie vernachlässigbar klein und wir setzen das Musiksignal praktisch vollständig um. Bei einem Dämpfungsfaktor von 4 etwa werden demnach vier Fünftel der Amplitude übertragen, bei einem Wert von 500 dagegen 500/501. Da wir möglichst keine Amplitude liegen lassen wollen, möchten wir deshalb idealerweise Dämpfungsfaktoren von 40 oder mehr sehen, um sicherzugehen, dass die Lautsprecherlast gegen null gedämpft und die Spannungskurve damit praktisch ungebremst durch die Schwingspulen geschoben wird.
Nun könnte man sich fragen, ob dieses Verhandlungsspielchen wirklich ein Problem ist: Eine Halbierung der Signalamplitude bedeutet eine Senkung des Pegels um 6 Dezibel. Ist genug Gain vorhanden, ließe sich das kompensieren, indem man einfach um 6 Dezibel lauter dreht. Rein mathematisch stimmt das, allerdings heißt ein geringer Dämpfungsfaktor auch, dass der Verstärker die Membran nicht starr kontrollieren kann, was sich vor allem im Bass in einer weichen und undefinierten Wiedergabe äußert.
Ein viel größeres Problem ist jedoch, dass eine solche Kompensation über den Lautstärkesteller nur dann funktionieren kann, wenn der Schallwandler über seinen gesamten Frequenzgang hinweg dieselbe Eingangsimpedanz hat – was nie der Fall ist. Wenn wir also im Frequenzgang keinen Abdruck der Impedanzkurve sehen wollen, muss die Ausgangsimpedanz des Verstärkers um ein Vielfaches niedriger sein als die Eingangsimpedanz des Lautsprechers – am besten um Größenordnungen niedriger.
Genau das führt uns im Übrigen direkt zur großen Kontroverse rund um das Thema: Viele kritisieren den Dämpfungsfaktor als bezugslose Größe, weil er, wie wir gesehen haben, überhaupt erst im Zusammenspiel mit dem Lautsprecher entsteht. Und sie haben recht: Isoliert betrachtet hat ein Verstärker keinen solchen Wert; er wird stets in Bezug auf eine hypothetische Last (üblicherweise 8 Ω) angegeben und soll daher im Grunde nur als Orientierungswert gelten. Vor einigen Jahrzehnten konnte die Angabe auch durchaus als realitätsnah gelten, da Verstärker noch verhältnismäßig wenig leistungsfähig waren und daher Acht-Ohm-Lautsprecher den Markt dominierten. Heute, wo man aus ziegelsteingroßen Amps Hunderte von Class-D-Watt herausholen kann, gehen viele Hersteller beim Frequenzweichendesign dekadent vor und nehmen niedrige Impedanzen in Kauf, um Frequenzgänge zu glätten. Die meisten Lautsprecher am heutigen Markt sind daher als Vier-Ohm-Lasten deklariert. Ein an acht Ohm gemessener Dämpfungsfaktor von 100 schrumpft an einer Vier-Ohm-Last freilich auf 50. Dazu kommt wie erwähnt, dass die Impedanz über den Frequenzgang hinweg teils erheblich schwankt. Zwar gibt es eine Konvention (IEC 60268-5, falls Sie es genau wissen wollen), die besagt, dass die Minimalimpedanz mindestens 80 Prozent der Nennimpedanz betragen muss – an diese Vorgabe halten sich allerdings die wenigsten Hersteller: Acht-Ohm-Lautsprecher mit Mindestimpedanzen unter drei Ohm sind leider keine wirkliche Seltenheit. Der tatsächliche Dämpfungsfaktor kann also durchaus weniger als ein Drittel des Nominalwertes betragen.
