Frequenzweiche

Frequenzweiche bezeichnet eine elektronische Schaltung, die das Audiosignal in mehrere Frequenzbereiche aufteilt und jeden Bereich an den passenden Lautsprecher-Treiber weiterleitet, typischerweise Tief-, Mittel- und Hochton. Ziel ist es, die Leistungsfähigkeit der einzelnen Treiber zu optimieren und Klirren zu reduzieren, indem jeder Treiber in seinem effektiven Frequenzbereich arbeitet. Frequenzweichen finden sich in passiven Lautsprechergehäusen, Car-Audio-Systemen und Heimkinosystemen; sie können auch aktiv vor den Verstärkern eingesetzt werden.

Bei passiven Frequenzweichen erfolgt die Aufteilung durch Bausteine wie Induktoren, Kondensatoren und Widerstände. Die Netzwerke bilden Hochpass- oder Tiefpassfilter mit bestimmten Steilheiten (Slope), üblicherweise 6, 12 oder 24 dB pro Oktave. Typische Anordnungen sind 2-Wege- oder 3-Wege-Systeme, teilweise mit Linkwitz-Riley- oder Butterworth-Charakteristik, sodass sich die Ausgänge bei bestimmten Frequenzen gegenseitig ergänzen. Wichtige Designherausforderungen sind Impedanzanpassung, Phasenverhalten und die Summenbilanz, damit die Gesamtwellenform dem Eingangssignal möglichst nahekommt.

Aktive Frequenzweichen trennen das Signal bereits vor der Endstufe; jedes Band wird separat verstärkt. Typisch kommen mehrere Verstärkerkanäle oder digitale Signalprozessoren (DSP) zum Einsatz. Vorteile sind präzise Grenzfrequenzen, wahlweise einstellbare Steilheiten, geringere Verluste durch Lautsprecherlast und einfachere Einstellung im Raum oder Fahrzeug. Bi- oder Tri-Amping bedeutet, dass mehrere Endstufen je Band verwendet werden. Moderne Systeme nutzen oft DSP-basierte Crossovers, die zusätzlich Phasen- und Delay-Korrektur ermöglichen.

Anwendungen finden sich in Lautsprecherbau, Auto- und Heimkino-Systemen. Zur Bewertung dienen Messungen von Frequenzgang, Impulsantwort und Gruppenlaufzeit; eine sorgfältige Kalibrierung ist wichtig, damit die Summe der Teilbänder dem Originalsignal entspricht.