DAS HERZSTÜCK UNSERER PRODUKTE: DER SCHALLWANDLER
Das Streben nach Innovation und die kontinuierliche Weiterentwicklung von Technologien zeichnen unsere Produkte seit nun mehr 100 Jahren aus. Das war bereits zu Zeiten des Firmengründers Eugen Beyer der Fall und das ist es auch heute noch. Es gibt nichts, was man nicht besser machen kann. Die beste Audioqualität aus unseren Produkten herauszuholen, ist unser höchster Anspruch. Daran arbeiten wir jeden Tag.
Das Herzstück unserer Produkte und somit hauptverantwortlich für deren Audioqualität ist dabei der Schallwandler, auch Treiber genannt. Daher wird es heute etwas technischer, denn wir tauchen tiefer ein in die Welt unserer Schallwandler und zeigen euch, wie unsere Technologien die Audioqualität von beyerdynamic Produkten seit Jahrzehnten definieren.
INHALTSVERZEICHNIS
Was macht ein Schallwandler?
Elektrische Spannung, Schallwellen und Schallerzeugung – Begriffe, die viele an den Physikunterricht erinnern. Für Musikliebhaber haben sie aber noch eine ganz andere Bedeutung: Wer zum Beispiel verstehen möchte, wie man Musik über Kopfhörer genießen kann, stößt früher oder später auf den Begriff Schallwandler. Das Bauteil ist in Kopfhörern, Lautsprechern, aber auch Mikrofonen entscheidend für die Audioübertragung.
Was steckt hinter einem Schallwandler?
Die Physik, die hinter jedem Hörgenuss steckt, kurz und knapp erklärt: Bei einem Kopfhörer wandelt der Schallwandler elektrische Signale (elektrische Spannung) in mechanische Bewegung um, die dann in akustische Signale (Schallwellen) umgewandelt wird. Das funktioniert auch umgekehrt: Bei einem Mikrofon zum Beispiel werden akustische Signale in elektrische Signale umgewandelt. Der wichtigste Bestandteil dabei ist die Membran. Durch Wechselstrom wird diese in Schwingung gesetzt und ein sogenannter Wandler überträgt die Audiosignale in elektrische Impulse.
Arten von Schallwandlern
Im Laufe der Jahre hat sich die Technologie stetig weiterentwickelt und mittlerweile gibt es verschiedene Arten von Schallwandlern, die unterschiedliche Einsatzgebiete haben und sich durch ihren Aufbau unterscheiden.
Insgesamt gibt es elektrodynamische, magneto- oder elektrostatische und Balanced-Armateure-Schallwandler. Wie diese sich im Detail unterscheiden, haben wir bereits in unserem Blogbeitrag Schallwandler im Überblick ausführlicher erklärt.
Das elektrodynamische Prinzip ist am weitesten verbreitet und bietet eine hohe Wiedergabequalität. In unseren High-End-Kopfhörern ist ein besonderer Schallwandler nach elektrodynamischem Prinzip verbaut – der von uns in Deutschland entwickelte und hergestellte Tesla-Schallwandler. Was es damit auf sich hat, erklären wir dir jetzt.
Die magische Zahl für Schallwandler: 1 Tesla
1 Tesla ist die magische Zahl für Schallwandler. Mit Tesla misst man die Stärke eines Magnetfeldes, das auf einen stromdurchflossenen Leiter einwirkt. 1 Tesla ist die Schwelle im Magnetfeld der Schallerzeugung und Werte über 1 Tesla gelten im Kopfhörerbau als schwer erreichbar. Das Erreichen eines Wertes über 1 Tesla hat allerdings immense Vorteile: Die Schwingspulen können dann filigraner ausfallen und damit schneller reagieren. Der erzeugte Schall gewinnt dadurch an Präzision und Detailreichtum. Gleichzeitig steigt die Energieausnutzung, der Hörer kann mit weniger Energieaufwand lauter spielen.
Benannt wurde die Maßeinheit nach dem Elektroingenieur Nikola Tesla im Jahr 1960. Angetrieben durch den Wunsch, scheinbar unlösbare Probleme zu lösen, fing Tesla bereits sehr früh an, mit kabelloser Energieübertragung zu experimentieren. Und: Bis heute regt er den Erfindergeist unsere Entwickler an, um Audio-Technologien immer weiter zu revolutionieren. So war Tesla auch Inspiration für den Tesla-Schallwandler mit Tesla-Technologie, der nach dem elektrodynamischen Prinzip arbeitet.
DT-Schallwandler
Bedeutende Schallwandler bei beyerdynamic, die besondere Erwähnung verdient haben, sind unsere DT-Schallwandler, die in unseren PRO-Klassikern wie DT 770 PRO, DT 880 PRO oder DT 990 PRO aber auch in unseren Edition-Hörern zum Einsatz kommen. Die dynamischen Kunststoff-Schallwandler weisen eine magnetische Flussdichte von 0.6 Tesla auf.
Bei unseren DT-Schallwandlern ist grundsätzlich zwischen zwei- und dreiteiligen Spulensystemen zu unterscheiden. Unser DT 990 PRO (80 Ohm) besitzt beispielsweise ein zweiteiliges System und reagiert etwas langsamer, weshalb auch hier eine leichte Höhendämpfung festzustellen ist. Die 250-Ohm-Variante dieses Modells hingegen hat ein dreiteiliges Spulensystem, was für eine etwas schnellere Performance sorgt. Die hohen Frequenzen können also bei diesem Modell impulsgetreuer wiedergegeben werden – die Höhen klingen präsenter. Weitere Details zum Aufbau des Treibers und seiner Auswirkung auf den Klang findest du im Blogbeitrag „Was sagt die Impedanz bei Kopfhörern aus?“.
Die filigrane Spule eines 600-Ohm-Systems reduziert die bewegte Masse noch deutlicher im Vergleich zu den restlichen Varianten und ermöglich somit eine noch bessere Impulstreue.
Produkte mit DT-Schallwandler:
Auf dem Weg zu 1 Tesla: Tesla-Technologie
Jede Technologie hat ihre physikalischen Grenzen. Die Automobilindustrie kämpft mit der Reichweite von Elektrofahrzeugen, die Hersteller von Solarzellen um mehr Wirkungsgrad bei der Stromerzeugung. Das Ziel ist, der magischen Grenze von 1 Tesla so nah wie möglich zu kommen. Benannt nach dem Wegbereiter des Wechselstroms, Nikola Tesla, stellt unser eigens entwickelter Tesla-Treiber nun seit mehr als 15 Jahren die Referenz für Klang der Meisterklasse dar.
Das Klangerlebnis immer besser zu machen, begleitet uns seit jeher und treibt unsere Entwicklungsarbeit an. In den 2000er Jahren öffnete sich ein Markt für High-End-Kopfhörer, auf den wir 2009 mit der ersten Generation unseres audiophilen High-End-Kopfhörers T1 reagierten. Um mit diesem Kopfhörermodell High-End-Klang zu schaffen, arbeiteten wir besonders hart daran, die magische Grenze von 1 Tesla zu erreichen.
Tesla-Schallwandler
Unsere Leidenschaft und unser Entwicklungsgeist zahlten sich aus. Das von uns entwickelte Vollmetallsystem Tesla besteht aus einem Neodym-Ringmagnet mit optimiertem Magnetfeldverlauf. Dieser sorgt dafür, dass im Inneren des Schallwandlers ein Magnetfeld mit einer magnetischen Flussdichte von ca. 1,2 Tesla entsteht.
Eingesetzt wird der elektrodynamische Schallwandler in unseren High-End-Kopfhörern, beispielsweise im T1 und T5. Um einen möglichst räumlichen Klang zu erzeugen, sind die Schwallwandler ab der dritten Generation der High-End-Kopfhörer T1 und T5 nun schräg angeordnet. So entsteht für den Hörer der Eindruck, dass die Musik von „vorn“ auf der Bühne kommt und einem Konzerterlebnis gleichkommt. Dabei behält das Musikstück der Wahl bei der Wiedergabe seine musikalischen Details und kommt so nah wie möglich an die Originalaufnahme heran. Dieser transparente, räumliche und verzerrungsfreie Klang macht unseren Tesla-Treiber aus.
Das Besondere an unserem Tesla-Treiber
Beim Tesla-Schallwandler müssen nur wenige Bauteile eingesetzt werden, wodurch sich nur geringe Toleranzen ergeben. Das starke Magnetfeld konzentriert sich im Luftspalt im Inneren des Kopfhörers, wodurch das äußere Streufeld extrem gering ist und Verluste minimiert werden. Um exakt definierte Strömungsbedingungen für die bewegten Luftmassen im Schallwandler zu schaffen, wird statt eines Standard-Vlies‘ ein Präzisionsgewebe eingesetzt. Dadurch werden der Frequenz- und Phasengang optimiert. Ein Vollmetallgehäuse schirmt die Schwingspule des Tesla-Schallwandlers gegenüber elektromagnetischen Feldern ab. Im Zusammenspiel erreichen die einzelnen Bauteile den Wert von 1,2 Tesla. Also ein Wert, der leicht über der magischen Grenze von 1 Tesla liegt.
Mit dem Tesla-Treiber haben wir es also 2009 erstmals geschafft, die magische Grenze von 1 Tesla zu überschreiten und High-End-Klang der Extraklasse zu erschaffen. In den nachfolgenden Jahren wurde unser Tesla-Treiber weiterentwickelt und daran gearbeitet, High-End-Klang auch in kleineren Kopfhörermodellen zum Einsatz bringen zu können.
Miniaturisierte Tesla-Wandler
Geschafft haben wir das mit der Entwicklung unseres miniaturisierten Tesla-Treibers, der im Gegensatz zu dem in unseren High-End-Modellen verbauten 45 Millimeter großen Treiber nur 11 Millimeter groß ist. Der miniaturisierte Tesla-Schallwandler wurde speziell dafür entwickelt, um auch in seiner kompakten Bauweise vollen Hi-Fi-Genuss zu ermöglichen.
Der 11 Millimeter große dynamische Ein-Wege-Treiber zeigt eindrucksvoll, wie die akustische Expertise, Ingenieurs- und Handwerkskunst von beyerdynamic miteinander verschmelzen.
Die Öffentlichkeit konnte sich im Mai 2017 von dieser Innovationskraft überzeugen, als wir unseren ersten drahtlosen In-Ear-Kopfhörer für Audiophile mit Bluetooth®, APTX™ HD und Tesla-Technologie auf der High End-Messe in München präsentierten, unsere XELENTO In-Ears.
Ein einzigartiges audiophile Klangerlebnis dank herausragender Entwicklungsarbeit
Ringmagnete – 16-mal kleiner als im Referenz-Kopfhörer T1 – und ultrafeine Schwingspulen schafften eine Impulstreue, die unter In-Ear-Modellen ihresgleichen suchte. Der ausgedehnte Frequenzgang machte jedes Klangdetail hörbar und ein kräftiger, präziser Bass rundete das Klangbild ab, ohne sich in den Vordergrund zu spielen. Der XELENTO wireless der ersten Generation markierte das bis dato technisch Machbare in seiner Klasse – höchste Innovations- und Entwicklungskunst Made in Heilbronn.
Das Klangerlebnis immer besser machen
Für die zweite Generation der XELENTO In-Ears, die wir 2020 präsentierten, stellte sich unser Entwicklungsteam der Herausforderung, den Schallwandler nochmal zu verbessern und den Klang des In-Ears zu perfektionieren. Ein noch filigranerer Klang und mehr Leichtigkeit sollten dem XELENTO der zweiten Generation ein klangliches Upgrade verleihen und das Klangbild des Hörers noch besser machen.
Produkte mit Tesla-Technologie:
STELLAR.45-Treiber
Das, was unsere Ingenieure und Akustiker mit dem Teslasystem für unsere High-End-Kopfhörer geschaffen haben, wollte man auch für das Studiosegment schaffen. Deshalb arbeitete man an einem neuen Treiber, der die Ursprünge unseres klassischen DT-Treibers mit der innovativen Tesla-Technologie kombinierte. Heraus kam ein Schallwandler, der elektrische Signale ähnlich effizient in Schallsignale umwandelt wie unsere Tesla-Schallwandler und knapp an der Tesla-Grenze kratzt.
Bei der Entwicklung des STELLAR.45-Treibers haben unsere Ingenieure das Augenmerk neben der Klang-Performance besonders auf eine hohe Effizienz des Schallwandlers gelegt – also die Eigenschaft des Wandlers, elektrische Signale möglichst verlustarm in Schall umzuwandeln. Mit einer hohen Effizienz wird sichergestellt, dass der Lautsprecher im Kopfhörer nicht nur an stationären Wiedergabegeräten wie Digital Audio Workstations oder Kopfhörerverstärkern, sondern eben auch an mobilen Geräten mit begrenzter Ausgangsleistung performant spielt. Um die Impedanz deines Kopfhörers musst du dir mit dem STELLAR.45-Treiber keine Gedanken machen, der Treiber garantiert stets eine gute Performance. Mithilfe verschiedener technischer Maßnahmen konnten wir einen Treiber entwickeln, der in Sachen Wirkungsgrad unseren DT-Treibern, die in unseren PRO-Klassikern verbaut sind, deutlich überlegen ist.
Darüber hinaus haben wir intensiv am Schwingspulen-Design des Schallwandlers getüftelt. Technisch hervorzuheben ist, dass ein CCA-Draht für die Spule verwendet wurde, der einen geringen Leistungswiderstand und eine geringe Masse für die Impulstreue ermöglicht. Dank des Drahtes konnten wir eine vergleichsweise lange und dennoch sehr leichte Schwingspule herstellen. In Kombination mit unserer neuartigen Membranstruktur haben wir einen Lautsprecher geschaffen, der auch bei hohen Pegeln das akustische Signal mit geringstmöglichen Verzerrungen wiedergibt. Diese spezielle Struktur verhindert zudem das unkontrollierte Stauchen und Einknicken der Membran bei hohen Auslenkungen. Die daraus resultierende resonanzfreie Hochtonwiedergabe eignet sich für offene und geschlossene Kopfhörer gleichermaßen.
Den komplexen Herstellungsprozess des STELLAR.45 Treibers in Heilbronn haben wir zudem automatisiert. Dadurch erreichen wir eine außergewöhnlich hohe Qualität und Konsistenz. Mehr Informationen zu unserem STELLAR.45 Treiber findest du im Blogbeitrag „Der neue beyerdynamic Treiber unserer PRO X Kopfhörer“
Produkte mit STELLAR.45 Treiber:
Wir streben seit nunmehr 100 Jahren nach unverfälschtem Klang. Unsere Schallwandler sind dabei das Herzstück unserer Produkte. Durch unsere hohe Entwicklungs- und Ingenieurskunst Made in Germany ist es uns möglich, hochwertige Audioprodukte zu erschaffen, die unsere Kunden auf der ganzen Welt begeistern. Und daran arbeiten wir jeden Tag. Seid also gespannt, wie sich unsere Technologien weiterentwickeln und welche Meilensteine wir in der Zukunft erreichen werden.
Weitere spannende Beiträge für dich:
