Wann lohnen sich Line-Arrays ?

    Ich werde in letzter Zeit öfter gefragt, ob ich mich denn nicht (auch) mal mit der Thematik "Line-Arrays" befassen will.

    Nun ... da ich mich seit "einiger Zeit" wirklich damit beschäftige, will ich mal einige Anmerkungen zum (vertikalem) Richtverhalten von Line-Arrays machen:

    Im Gegensatz zu einem sphärischem Strahler nimmt bei einem (theoretisch unendlich langen und "idealen") Array die abgestrahlte Wellenfront bekanntlich ja eine zylindrische Form an. Da sich die Fläche linear mit dem Abstand vergrössert, fällt der Schalldruck bei jeder Verdopplung des Abstandes nur um 3 dB.
    ... soweit zur Theorie und dem Wunschdenken.

    In der Praxis ist die Länge eines Arrays immer endlich.
    Auf die Problematik, auch bei sehr hohen Frequenzen einen wirklich idealen Linienstrahler zu realisieren (Stichwort: Wellenformer), gehe ich hier (erst) mal nicht ein ...

    Ist die Länge eines Arrays im Verhältnis zur abgestrahlten Wellenlänge zu "kurz", wird die Abstrahlung kugelförmig (also "sphärisch" ...) und der Schalldruckabfall pro Abstandsverdopplung beträgt dann schließlich 6 dB.
    Auch bei größeren Abständen wird die Wellenfront - bei endlich langen Arrays - immer irgendwann für alle Frequenzen kugelförmig.

    Strahlt ein endlich langes Array den kompletten Frequenzbereich ab, tritt der oben beschriebene Effekt bei tiefen Frequenzen (größere Wellenlänge ...) erheblich früher als bei hohen Frequenzen ein.

    Um bei gleicher Distanz etwa identische Krümmungen der Wellenfronten (und damit "vergleichbare" Reichweiten) im gesamten Übertragungsbereich zu bekommen, müßte die Länge des Arrays zu hohen Frequenzen - am Besten kontinuierlich - abnehmen (... und zu tiefen Frequenzen hin zunehmen).

    Da "kontinuierlich" wohl in der Praxis nicht zu realisieren ist, müßte man (... meine Einschätzung ...) wenigstens drei verschiedene Systeme einsetzen.

    System Nr. 1: gesamten Frequenzbereich ab 150 ... 200 Hz *
    System Nr. 2: Bereich von 150 ... 200 Hz * mit flachem Pegelabfall ab etwa 3 kHz
    System Nr. 3: Bereich von 150 ... 200 Hz * mit flachem Pegelabfall ab etwa 800 Hz

    * im Array mit entsprechender Schallführung - also nicht eine einzelne "Kiste" ... - für den Bereich unter 150 Hz würde ich "Bassarrays" vorsehen.

    Einige Systeme Nr. 1 müßten dann in die Mitte des Arrays plaziert - Systeme Nr. 2 weiter außen - und ganz außen kommen dann die mit der Nr. 3.

    Ohne diese Maßnahme läßt sich das Übertragungsverhalten nur in einem begrenzten Hörbereich optimieren. Entfernt man sich dagegen von den LS, überwiegen die hohen Frequenzen, weil tiefere Frequenzen zunehmend immer weniger zylindrisch abgestrahlt werden.

    Sollten meine Anmerkungen bereits zum Allgemeinwissen gehören, bitte ich diesen Beitrag zu entschuldigen.

    Viele Grüsse sendet

    Als User solcher Systeme handel ich das eigentlich fast immer nach folgenden Kriterien ab.

    Ein LA sollte nach Laenge verkauft werden nicht nach Anzahl der verwendeten Komponenten.
    Daraus ergibt sich oft schon das viele Arrays eigentlich erst richtig arbeiten wenn man genuegend Platz hat!

    Wann lohnt sich ein LA.
    Na ja wenn die zu beschallende Produktion ne gewisse groesse hat und bereit ist den erhoehten Mietpreis zu zahlen.
    Man muss dann berechnen wieviel Menpower, Truckspace und Amping man einspart!
    Ab einer gewissen Groesse faengt man dann an Plus zu machen. Ne grosse Arena Tour kann schnell zwei Leute und einen oder zwei Trucks einsparen!
    Der sogenannte Audiophile Vorteil ist dabei aber nur ein angenehmer Nebeneffekt.
    Dieser schlaegt aber schnell auch ins negative wenn man auch kleine Hallen spielt und vieleicht nicht fliegen kann.
    Dann klingt es deutlich schlechter.
    Auch muss man sich darueber im klaren sein das ein amtlicher System tech teuer ist. Der hat ja auch eine Schulung gemacht und kommt im richtigen Leben mit Lasern, Laptop, inclinometern unddiversen tools zur Arbeit! Das alles kosted.
    Nein LAs sind keine Wunderwaffe und sind keine Zauberei, sondern vielmehr bringen eigentlich nur was von Ihnen erwarted wird wenn man Seine Hausaufgaben macht.
    Hatte am WE wieder 2 Gigs in 2000 er Clubs mit 16 stacks Alpha Groundstack und muss sagen es gibt kein LA was das besser und schneller gemacht haette!
    Wenn ich allerdings ne grosse Arena beschallen soll ist das eher ein Graus mit konventioneller Beschallung.
    Schade finde ich das viele Verkaeufer ihren Kunden einreden das man alles damit machen kann! Quatsch.
    Wer was kaufen will sollte unbedingt erstmal ueberlegen ob man wirklich die Jobs dafuer hat. Wenn nicht ist manchmal mieten einfach besser und billiger.
    Natuerlich ist es auch bloedsinn eine Produktion zu planen und alles Geld ins LA zu pumpen und dann nicht mehr genug Geld ueber zu haben fuer richtige Pulte und teures Personal. Ich glaube nach wie vor das ein guter Mischer einen groesseren Einfluss auf ein Konzert hat als irgentein LS system.
    Fazit ist:
    LA nur wenn der Gig so gross ist das man Geld sparen kann, Sonst lieber spaerisch!

    Muss ich doch mal meinen unqual. Senf dazu geben...

    wenn es richtig groß ist macht das Sinn. Ich war bei ACDC auf dem Lausitzring und das war groß!!! Die beiden Soundsysteme erinnerten an einen Burgturm ev. 30m hoch und einige m Radius mit der typischen LA Wölbung. Nach unser Schätzung ein paar hundert Einzelsysteme pro Turm.

    Der Sound war einfach überwältigend! Absolut das besste, was ich bis dahin gehört habe! Super laut, fühlbar und trotzdem absolut kein Ohrenklingeln danach!

    An der richtigen Stelle können LA sicher Wunder wirken....


    MfG
    Peter

    Das Verhalten eines geraden Line-Arrays endlicher Länge hat Manfred hier ganz richtig beschrieben. Da der Übergang vom Nahfeld (mit -3dB) zum Fernfeld (mit -6dB) mit steigender Frequenz und/oder steigender Länge zunimmt, wird bei einem geraden Line-Array der Frequenzgang mit zunehmender Entfernung immer höhenlastiger. ( d = ((h^2)*f)/680 )

    Bei einigen Zeilenlautsprechern hat man versucht diesen Umstand zu kompensieren, in dem man den äußeren Lautsprechern ein entsprechendes Tiefpassfilter verpasst hat. Dadurch bringt man den Übergang vom Nah- zum Fernfeld für alle Frequenzen auf die gleiche Entfernung und der Frequenzgang egalisiert sich folglich.

    Man schraubt dabei also an dem h in obiger Formel. Für weit entfernte Punkte ist der Frequenzgang damit wieder flat. Anders ist es jedoch für Punkte nahe dem Array - also außerhalb der Hauptabstrahlachse. Hier macht einem die vertikale Abstrahlcharakteristik eines geraden Line-Arrays einen Strich durch die Rechnung. Die Formel für den vertikalen Öffnungswinkel ist recht kompliziert, aber wir finden hier wieder die Länge der Linie h und die Frequenz f. Allerdings diesmal im Nenner und h ist nicht quadratisch! Das bedeutet, dass wenn ich das richtige h für die zu erst genannte Formel gefunden habe, sich die Formel für den Öffnungswinkel noch gar nicht stark genug verändert hat. Ich habe aber nur das eine h an dem ich schrauben kann. Daher ist der Frequenzgang außerhalb der Hauptabstrahlachse (also nahe bzw. fast unter dem Array) immer noch zu tiefenlastig.

    Beim modernen Line-Array heißt das Zauberwort Curving. Für weit entfernte Punkte verkürze ich die Linie im Hochtonbereich gewissermaßen auch. Durch das Neigen der unteren Elemente wirken selbige im Wesentlichen nur tieffrequent, da die Direktivität des einzelnen Line-Array-Elements im Tieftonbereich gering (Ausrichtung also weitgehend egal) im Hochtonbereich aber sehr ausgeprägt ist. Die Hochtöner der unteren Elemente nimmt man an weit entfernten Punkten also quasi nicht wahr, da sie gen Boden ballern.
    Durch ein sorgsames progressives Curving (d.h. mit nach unten immer größer werdenden Winkeln) verkürzt man gewissermaßen die wirksame Länge der Line für jeden Zuhörerort so, dass für alle Frequenzen der Übergang vom Nah- zum Fernfeld jeweils den gleichen Wert hat. (1. Problem bekämpft)
    Zudem bekommt man so durch die Ausrichtung der unteren Elemente auf die vorderen Zuhörer mehr Höhenenergie dort hin, wo es ja vorher zu tifenlastig war. (2. Problem bekämpft)


    (Genau hiermit beschäftigte sich auch mein Vortrag auf dem letzten CAVIS: http://www.paforum.de/downloads/linearray.pdf)

    Hallo volker,

    die bisherigen Ausführungen zeigen eigentlich deutlich, daß diese Technologie nicht einfach zu handhaben ist.

    Was mich momentan an dieser Thematik interessiert, ist die (Abwärts-) Skalierfähigkeit - oder: wie weit man die Sachen "nach unten" schrauben kann (Stickwort: Sprachbeschallung), wobei ich mir Gedanken über das Handling (... ohne tiefgehende Kenntnisse wellentheoretischer Akustik bei den Usern) mache.

    Es gibt ja einige denkbare Anwendungen, wo man sich dadurch schon mal eine - wenigstens teilweise - dezentrale Beschallung ersparen könnte. Ich werde mich mit dem Thema mal weiter beschäftigen ...

    Viele Grüsse sendet

    Nun, eigentlich kann man ein Line-Array bis auf ein Element herunter skalieren. Ein einziges Element ist beispielsweise ein hervoragendes Near Fill. 10° Öffnungswinkel reichen da ja völlig aus. So gemacht wurde es z. B. auf dem letzten Rock im Park - auf S. 64 des Production Partner 10/03 kann man das so gerade erkennen.

    Man kann sich überlegen, ab wievielen Elementen ein Line-Array - abgesehen von Spezialfällen - Sinn macht. Also mit 4 Elementen die je 10° machen kann man schon ganz gut arbeiten. 40° ist auch der kleinste vertikale Winkel den herkömmliche Lautsprecher so haben - weniger macht Stand Alone keinen Sinn.

    Ein herkömmlicher Lautsprecher hat aber den Nachteil, dass quasi die Hälfte an Energie ("die obere Hälfte des Balloons") gar nicht genutzt wird und obendrein noch im Raum rumgeistert und mir mein Diffusfeld um 3 dB erhöht.

    Mit 4 Line-Array-Elementen kann ich schon recht effektiv eine unsymmetrische vertikale Abstrahlung hinbekommen, wodurch ich besagte Nachteile nicht habe und eine gleichmäßige Pegelverteilung hinbekomme.

    Na ja, die 10° sind natürlich nur in einer schmalen Region im Hochtonbereich zu finden; darunter weitet sich der vertikale Abstrahlwinkel kontinuierlich auf (bis er im Tieftonbereich schließlich so gut wie kugelförmig ist).

    Im Tieftonbereich haben wir also nahezu keine Richtwirkung (ist aber auch nicht schlimm, da hier auf Grund der großen Wellenlänge noch alles koppelt - wodurch dann je nach Länge eine Richtwirkung erzielt wird) und mit steigender Frequenz sollte sich der vertikale Öffnungswinkel stetig immer weiter einschnüren. Die Isobaren (Abstrahlwinkel über der Frequenz) ähneln dann in etwa einer abklingenden e-Funktion. Im Hochtonbereich wird dann eigentlich das Gleiche gemacht wie beim konventionellen Cluster (eben nur in vertikaler Richtung und damit wesentlich unkritischer - und in der Ebene, wo unterschiedliche Pegelverteilungen auch viel nötiger sind), also ein Hochtöner für einen bestimmten Raumwinkel. Für die weiter entfernten Punkte im Zuhörerbereich wirken zwar zunehmend mehrere Hochtöner, allerdings ist der Weglängenunterschied selbiger so klein, dass es keine destruktiven Interferenzen gibt.