Ein einfacher Leitfaden zur unsichtbaren Klangwiedergabe mit Excitern

Stellen Sie sich vor: Sie sitzen in einem Café und hören ihre Lieblingsmusik. Aber irgendwie klingt es anders. Der Raum ist mit Musik gefüllt. Es scheint, als ob die Musik von überall kommt – von vorn, von der Seite, von hinten – aber wo sind die Lautsprecher. Sie beginnen zu suchen – keine Lautsprecher sichtbar. Es scheint, als ob die Musik aus den Wänden kommt und der Schranktür, aber auch aus der Decke und vielleicht aus dem Gemälde an der Wand. Wirklich? Kann das sein?

Das ist die unglaublich kraftvolle Wirkung von Excitern! Diese verwandeln ganz gewöhnliche Oberflächen wie Wände, Möbel und sogar Fenster in hochwertige, unsichtbare Lautsprecher. Egal, ob Sie Ihr Heimkino aufwerten, Audio in einem minimalistischen Raum installieren oder Sound in innovative Produktdesigns integrieren möchten – Exciter bieten eine unglaublich kreative und nahtlose Lösung, die Sie begeistern wird! Vielleicht haben Sie diese atemberaubende Technologie bereits in Autolautsprechersystemen, Displays, hochwertigen Heimkinos oder modernen architektonischen Installationen erlebt, bei denen der Klang wie aus dem Nichts zu kommen scheint.

In diesem Blog werden wir in die faszinierende Welt der Exciter eintauchen, ihre Funktionsweise erkunden und zeigen, wie Sie Ihr eigenes unsichtbares Soundsystem einfach selbst bauen können. Lassen Sie uns gemeinsam die unglaublichen Möglichkeiten entdecken, die Exciter bieten, und gewöhnliche Oberflächen in außergewöhnliche Lautsprecher verwandeln!

Was brauche ich, um anzufangen?

Es ist einfacher, als Sie denken! Sie benötigen nur ein paar Komponenten:

Denn wenn Sie erst einmal alle Teile beisammen haben, ist der "Wow"-Effekt vorprogrammiert. Sie werden sich fragen: "Wie kann so eine simple Konstruktion so großartig klingen?" oder "Was passiert, wenn ich die Position des Exciters ändere oder andere Materialien verwende?" Es gibt so viele spannende Fragen, die wir uns stellen können. Aber bevor wir uns in die Möglichkeiten stürzen, sollten wir zunächst das gesamte System im Blick behalten.

Jede Komponente innerhalb des Systems – sei es der Exciter, das Panel oder die Konstruktion – spielt eine entscheidende Rolle. Und jede einzelne ist wichtig! Denn die Gesamtqualität des Lautsprechers kann als das Produkt dieser einzelnen Komponenten betrachtet werden. Dabei gilt: Die Qualität des gesamten Systems hängt vom schwächsten Glied ab. Wenn wir also die Eigenschaften jeder Komponente verstehen, können wir ein Panel-Lautsprechersystem optimieren und auf ein ganz neues Level bringen!

1. Was ist ein Exciter und wie funktioniert er?

Ein Exciter ist im Grunde genommen ein Lautsprecher ohne den herkömmlichen Rahmen und die Membran. Er funktioniert, indem er eine Oberfläche in Schwingung versetzt, um Schall zu erzeugen, und umgeht damit die Notwendigkeit sichtbarer Lautsprecherkomponenten. Dieser innovative Mechanismus eröffnet eine ganze Welt an kreativen Möglichkeiten, insbesondere in Räumen, in denen traditionelle Lautsprecher aufgrund ästhetischer oder umgebungsbedingter Einschränkungen unpraktisch sind.

Die Wahl des besten Exciters für Ihre Anwendung

Es gibt eine riesige Auswahl an Excitern, die jeweils für unterschiedliche Anwendungen geeignet sind. Münzgroße Exciters (Coin Type) sind ideal für kompakte Räume und leistungsstarke Modelle perfekt für größere Anwendungen – so findet sich für jeden das richtige Modell! Dabei hängt die Wahl des Exciters von Faktoren wie der Größe der Oberfläche, der gewünschten Lautstärke und den spezifischen Anwendungsbereichen ab. Knochenleitende Exciter sind perfekt für persönliche Audioerlebnisse, ganz ohne Kopfhörer! Und für alle, die es etwas lauter mögen, gibt es natürlich auch Hochleistungsmodelle für anspruchsvolle Klangerlebnisse. 

Beispiel: Vergleich zweier verschiedener Exciter

Abbildung 1: Vergleich zwischen einem Coin Type Exciter (blau) und einem Hochleistungs-Exciter (gelb), die auf einem Mineralpanel mit einer Größe von 0,3 m² montiert und aus einer Entfernung von 1 m bei einer Eingangsleistung von 2 V (1 W) gemessen wurden.

Abbildung 1 zeigt die Leistungsunterschiede zwischen zwei Excitern, die auf demselben Panel montiert sind. Der Hochleistungs-Exciter weist eine höhere Empfindlichkeit und einen stärkeren Tieffrequenzbereich auf, ist jedoch bei den höchsten Frequenzen begrenzt. Hier schneidet der kleinere Exciter besser ab. Es hängt stark von den individuellen Anforderungen ab. Wenn maximale Lautstärke benötigt wird, ist der Hochleistungs-Exciter die bessere Wahl, muss jedoch mit einem für Hochton optimierten Exciter kombiniert werden, um den gesamten Frequenzbereich abzudecken. Der Coin-Type Exciter ist eine gute Wahl, wenn wenig Platz zur Verfügung steht, eine geringere maximale Lautstärke und weniger Tieffrequenzen erforderlich sind – z. B. wenn ein Subwoofer vorhanden ist.

Exciter-Fazit:

• Hochleistungs-Exciter bieten eine höhere Empfindlichkeit aufgrund größerer, hochwertigerer Magnete – eine Verdopplung des Kraftfaktors Bl bei gleichem Widerstand führt zu +6 dB mehr Ausgangsleistung bei gleicher Leistung.
• Kleinere Exciter haben in der Regel eine geringere Empfindlichkeit, verbessern jedoch die Hochfrequenzwiedergabe dank geringerer Induktivität und beweglicher Masse.
• Die Aufhängung des Exciters kann die Tieffrequenzausgabe begrenzen, daher sollte die Magnetresonanzfrequenz im Datenblatt überprüft werden.
• Für eine volle Frequenzwiedergabe sollten Sie einen Fullrange-Exciter verwenden, große und kleine Exciter auf demselben Panel kombinieren oder Exciter mit einem externen Subwoofer ergänzen.

2. Wie wähle ich das beste Panel für meine Anwendung aus?

Die Leistung eines Exciters wird stark von den Eigenschaften der Montagefläche – des Panels – beeinflusst. Wenn man einen Exciter an einem Metallpanel anbringt, entsteht ein metallischer Klang, der sich nicht natürlich anhört. Ein Exciter auf einer dünnen Holzplatte, wie z.B. Balsa, erzeugt hingegen einen sehr natürlichen Klang. Man kann einfach durch Klopfen auf ein Material das potenzielle Klangverhalten abschätzen – der Fingerknochen wirkt dabei wie ein Exciter. Materialien wie leichte Verbundstoffe sind hervorragend für hochpräzisen Klang geeignet, während weichere Materialien, wie Schaumstoffplatten, möglicherweise nicht die gleiche Klarheit erzeugen. Ein letzter Tipp: Ein Material, das 50 % leichter ist, kann +6 dB mehr Ausgangsleistung erzeugen. Ein kommender Blog wird tiefer in dieses Thema eintauchen und die Leistungsunterschiede aufzeigen.

Beispiel: Vergleich von zwei verschiedenen Panels

Abbildung 2 zeigt einen Vergleich zwischen einem Acrylpanel, z.B. Plexiglas, und einer Konstruktionsschaumplatte. Es ist zu erkennen, dass das Acrylpanel sowohl die tiefsten als auch die höchsten Frequenzen abdeckt, während es durch die hohe interne Dämpfung die Spitzen reduziert. Die Konstruktionsschaumplatte ist etwas leichter und bietet im Durchschnitt eine höhere Ausgangsleistung, ist jedoch in den höchsten Frequenzen begrenzt und für die gewählte Konstruktion zu steif, was die Tieffrequenzausgabe einschränkt. 

Abbildung 2: Vergleich zwischen einem Acrylpanel (blau) und einem Konstruktionspanel (gelb) mit einer Größe von 0,3 m², festen Rändern und gemessen in 1 m Entfernung bei einer Eingangsleistung von 2 V (1 W).

Panel-Takeaways:

• Verwenden Sie ein leichtes Panel – die Reduzierung der Panelmasse um 50 % erhöht die Empfindlichkeit um +6 dB.
• Machen Sie die Abmessungen des Panels in Länge und Breite asymmetrisch.
• Größere Panels neigen dazu, mehr Bass und eine gleichmäßigere Frequenzwiedergabe aufgrund einer höheren Modendichte zu haben, während kleinere Panels die hohen Frequenzen verstärken.
• Erforschen Sie den Klang verschiedener Materialien. Durch Klopfen auf ein Panel erhalten Sie einen Klangeindruck, da Ihr Finger wie ein „Fullrange“-Exciter wirkt.
• Leicht gedämpfte Materialien sind zu bevorzugen.

Wie und wo werden die Exciter und das Panel installiert?

Die Montage eines Exciters ist unkompliziert: Sie erfolgt in der Regel mit einem Klebering oder einer Montageplatte, die den Exciter fest auf der gewählten Oberfläche befestigt. Der Oberflächentyp spielt eine entscheidende Rolle für die Klangqualität. Überlegen Sie, wie Sie das Panel oder die Exciter befestigen möchten. Das Panel kann einfach aufgehängt, an einem Rahmen befestigt oder weich mit Schaumstoff auf einem Rahmen fixiert werden. Darüber hinaus kann der gesamte Exciter auch das Panel halten. Es gibt verschiedene Konstruktionsmöglichkeiten. Auch die Platzierung ist entscheidend – die Position des Exciters hat aufgrund der angeregten Modi einen starken Einfluss, siehe Abbildung 3, die zwei verschiedene Anregungspositionen vergleicht. Der Positionsunterschied ist besonders bei niedrigen Frequenzen relevant – bei hohen Frequenzen wird der Unterschied vernachlässigbar. In diesem Fall zeigt die Position x1=30 %, y1=50 % weniger Abweichungen im Frequenzgang, insbesondere zwischen 100 Hz und 200 Hz. Oft ist eine asymmetrische Positionierung in der Nähe der Mitte die beste Wahl.

Beispiel 3: Einfluss der Exciter Position

Abbildung 3: Vergleich zwischen zwei verschiedenen Anregungspositionen: x1=30%, y1=50% (blau) und x2=50%, y2=50% (gelb). Gemessen auf einem Mineralpanel mit einer Größe von 0,3 m², einem Verhältnis von 2 und festen Rändern. Gemessen aus einer Entfernung von 1 m bei einer Eingangsleistung von 2 V (1 W).

Fazit zur Konstruktion:

• Platzieren Sie Exciter außerhalb der Mitte; experimentieren Sie mit verschiedenen Positionen unter Verwendung eines Mikrofons und doppelseitigem Klebeband, um die flachste Frequenzkurve zu finden.
• Die Randbedingungen haben großen Einfluss auf das benötigte Panelmaterial. Berücksichtigen Sie, ob die Ränder fest oder frei sind.
• Bei freien Rändern verwenden Sie ein dickeres, leichtes Panel, um den kolbenartigen Bewegungen zu nutzen.
• Bei festen Rändern verwenden Sie ein größeres oder dünneres Panel, um die erste Eigenmode zu senken.

4. Welchen Verstärker sollte ich verwenden und wie verkable ich Exciter?

Um das volle Potenzial von Excitern auszuschöpfen, ist die richtige Kombination mit einem geeigneten Verstärker entscheidend. Die meisten Exciter sind mit Standard-Audioverstärkern kompatibel, aber es ist wichtig, die Belastbarkeit und Impedanzkompatibilität zu verstehen, um Schäden zu vermeiden und eine optimale Leistung zu gewährleisten. Es wird empfohlen, Verstärker zu verwenden, die zumindest eine Anpassung der Tief- und Hochfrequenzen ermöglichen. Die optimierte Lösung ist die Verwendung eines integrierten DSP (Digital Signal Processing) mit verschiedenen Filtertypen, der es ermöglicht, Peaks und Dips im Frequenzgang zu minimieren, Frequenzbereiche anzuheben oder Tief-/Hochfrequenzen zu verstärken. Um das Beste aus Ihrem Setup herauszuholen, sollte ein DSP Verstärker genutzt werden.

Wie verkable ich mehrere Exciter?

Eine effektive Verkabelung ist entscheidend für die Leistung der Exciter. Je nach gewünschter Impedanz und den Spezifikationen des Verstärkers können Exciter in einer Reihen- oder Parallelschaltung verbunden werden. Eine sorgfältige Verwaltung der Verkabelung gewährleistet, dass die Exciter effizient arbeiten, ohne den Verstärker zu überlasten, wodurch die Klangqualität und die Systemintegrität erhalten bleiben. Das Ziel sollte ein Bereich zwischen 4 Ohm und 8 Ohm sein, da dies die optimale Belastung für die meisten Verstärker darstellt. Wenn sowohl eine 4-Ohm- als auch eine 8-Ohm-Konfiguration möglich ist, ist die 4-Ohm-Konfiguration in den meisten Fällen die bessere Wahl.

5. Beginnen Sie Ihre eigene Reise zu unsichtbarem Klang

Exciter eröffnen unendliche Möglichkeiten, Klang in alltägliche Objekte zu integrieren. Ob Sie Lautsprecher in ein elegantes Heimdesign einfügen oder interaktiven Klang in öffentlichen Installationen schaffen möchten – Exciter sind Ihr Zugang zu unsichtbarem Audio.

Wenn Sie einen hochwertigen Exciter auswählen, diesen mit dem gut klingenden Panel kombinieren und mit der Platzierung experimentieren, können Sie ein beeindruckendes Soundsystem schaffen, das nicht nur leistungsstark, sondern auch unsichtbar ist. Fangen Sie noch heute an – verwandeln Sie Ihre Wände, Möbel oder sogar Ihr Auto in eine Klangquelle und entdecken Sie die Magie des unsichtbaren Klangs!

Einfache drei Schritte, um loszulegen!

• Schritt 1: Löten Sie die Exciter und platzieren Sie sie außerhalb der Mitte (Rechts: + Kanal, Links: - Kanal)
• Schritt 2: Verbinden Sie die Exciter mit dem Verstärker und fügen Sie den Stromanschluss hinzu (Rot: + Kanal, Schwarz: - Kanal)
• Schritt 3: Hängen Sie das Panel an einen Ständer und genießen Sie die Magie der Panel-Lautsprecher

Verwendete Komponenten im obigen Beispiel:

• Panels: 2x Acryl (z.B. Plexiglas) Panels 250mm x 350mm x 3mm
• Exciter: 2x Xcite Xtreme XT32-4 (1x pro Panel)
• Alternative Option: 4x Xcite Xtreme XT32-8 (2x pro Panel)
• Verstärker: Arylic A50+
• Kabel: 2x0,75mm2 Rot/Schwarz
• Netzteil: Huntkey 19V 4.74A 90W 

Autorenprofil: Ben Zenker

Xcited for years

Ben Zenker ist leitender Ingenieur bei Xcite. Seine Leidenschaft für Lautsprecher begann vor über 15 Jahren, als er gemeinsam mit seinem Vater handgefertigte Audiosysteme baute und damit eine lebenslange Suche nach perfektem Klang begann. Im Laufe seiner Karriere hat Ben zehn international Paper veröffentlicht und wertvolles Wissen im Bereich Panel-Lautsprecher beigetragen. Er strebt danach die physikalischen Grenzen auszureizen und findet kontinuierlich innovative Lösungen, um die Klangqualität von Lautsprechersystemen zu verbessern. Sein Engagement für die Erforschung neuer Technologien macht ihn zu einem unverzichtbaren Mitglied der Akustik-Community und inspiriert andere, traditionelle Audio-Lösungen neu zu überdenken und neue Möglichkeiten zu entdecken.