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HiFi-Lexikon: Resonanz

Eine Resonanz ist das Mitschwingen eines Systems in seiner Eigenfrequenz, nachdem es periodisch angeregt wurde. Im Bereich dieser Eigenfrequenz kann es dabei zu einem Vielfachen der Amplitude der ursprünglich anregenden Schwingung kommen, im Extremfall führt dies zur Resonanzkatastrophe, bei der das System zerstört wird. Ein bekanntes Beispiel ist die Brücke, die durch im Gleichschritt marschierende Soldaten zerstört wird. Die Eigenfrequenz eines Systems bestimmt sich durch seine Bauart, seine Form und das Material, aus dem es besteht.

Bei vielen Musikinstrumenten werden Resonanzkörper zur Verstärkung von Tönen genutzt, in der HiFi-Technik sind Resonanzen hingegen unerwünscht. Beispielsweise wird von vielen Lautsprecherentwicklern versucht, ein möglichst „schalltotes“ Gehäuse zu bauen, da Gehäuseresonanzen unerwünschte und unkontrollierte Schallabsonderung zur Folge haben.

Aber auch bei der Treiber-Entwicklung bzw. der Auswahl ist die Resonanzfrequenz der einzelnen Chassis ein sehr wichtiger Parameter. Der Wandler erreicht hier, bei konstanter Anregung, seinen maximalen Hub und gleichzeitig ist dies der Ort des Impedanzmaximums sowie (logischerweise) der Bereich, der das Ausschwingverhalten in großem Maße beeinflusst.

Der eigentliche Arbeitsbereich des Lautsprechers ist in der Regel oberhalb der Resonanzfrequenz angesiedelt. Dies liegt darin begründet, dass die für die akustische Leistung eines Lautsprechers maßgeblichen Einflussgrößen Strahlungswiderstand (Z) und Membrangeschwindigkeit (V) einerseits in einem proportionalen Verhältnis* zur akustischen Leistung stehen, andererseits aber oberhalb der Resonanzfrequenz (V nimmt proportional mit der Frequenz ab, Z steigt mit zunehmender Frequenz) zueinander genau umgekehrt proportional verlaufen (und unterhalb eben nicht). Dies hat zur Folge, dass ein mit steigender Frequenz zunehmendes Z und gleichzeitig abnehmendes V sich durch ihre Größenveränderung wechselseitig kompensieren: Die akustische Leistung zeigt sich somit (weitestgehend) unabhängig von der Frequenz, was eine Voraussetzung für einen sauberen Frequenzgang ist.

Auch Raumresonanzen können den Musikgenuss signifikanten verschlechtern (siehe auch Stehende Welle / Moden)

*Diese Proportionalität gilt allerdings aber auch nur bis zu einer bestimmten Frequenz, die aber signifikant oberhalb der Resonanzfrequenz angesiedelt ist.


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