Definition
Aktive Absorber sind schallabsorbierende Systeme, bei denen die Schallreduktion nicht ausschließlich durch passive Materialeigenschaften erfolgt, sondern durch den gezielten Einsatz elektroakustischer Komponenten. Sie nutzen Mikrofone, Signalverarbeitung und Lautsprecher, um dem einfallenden Schall ein phasengedrehtes Gegenschallsignal entgegenzusetzen oder die akustische Impedanz einer Oberfläche aktiv zu beeinflussen.
Aktive Absorber werden vor allem dort eingesetzt, wo passive Absorber aufgrund großer Wellenlängen oder baulicher Einschränkungen nur eingeschränkt wirksam sind.
Wirkprinzip
Das Grundprinzip aktiver Absorber beruht auf der aktiven Kontrolle des Schallfeldes. Dabei werden folgende Schritte durchlaufen:
- Erfassung des Schallsignals mit einem Mikrofon
- Verarbeitung des Signals (z. B. Phasendrehung, Filterung, Verstärkung)
- Abstrahlung eines kontrollierten Schallsignals über einen Lautsprecher
Ziel ist es, den Schalldruck oder die Schallschnelle in einem definierten Bereich zu reduzieren.
Je nach System wird dabei entweder:
- destruktive Interferenz erzeugt
- oder die akustische Randbedingung aktiv verändert (aktive Impedanz)
Bauformen aktiver Absorber
Aktive Gegenschallabsorber
Diese Systeme erzeugen ein Schallsignal, das dem einfallenden Schall entgegengesetzt phasenverschoben ist.
Im Idealfall kommt es zur Auslöschung des Schallsignals an einem definierten Ort oder in einem begrenzten Volumen.
Diese Bauform ist:
- stark positionsabhängig
- besonders wirksam bei tiefen Frequenzen
- empfindlich gegenüber Änderungen des Schallfeldes
Aktive Impedanzabsorber
Bei aktiven Impedanzabsorbern wird eine Oberfläche so angesteuert, dass sie sich für den Schall wie ein idealer Absorber verhält.
Durch Regelung des Lautsprechers wird eine gewünschte akustische Impedanz eingestellt, sodass reflektierter Schall minimiert wird.
Diese Systeme sind:
- weniger punktuell wirksam
- besser in Flächen integrierbar
- konzeptionell näher an passiven Absorbern
Frequenzabhängigkeit
Aktive Absorber sind besonders effektiv im Tieffrequenzbereich, da dort:
- passive Absorber sehr große Abmessungen benötigen
- Resonanzabsorber schmalbandig wirken
Typischerweise liegt der wirksame Frequenzbereich:
- unterhalb von etwa 200–300 Hz
- abhängig von Regelung, Sensorik und Aktorik
Mit steigender Frequenz nimmt der Regelungsaufwand stark zu, sodass aktive Absorber dort meist nicht eingesetzt werden.
Modellierung und Regelung
Die Beschreibung aktiver Absorber erfolgt häufig mithilfe:
- elektroakustischer Ersatzschaltbilder
- Regelungstechnik (z. B. Rückkopplungs- oder Vorwärtsregelung)
Im Gegensatz zu passiven Absorbern ist die Stabilität des Systems ein zentrales Kriterium.
Phasenfehler, Verzögerungen und Nichtlinearitäten können die Wirksamkeit begrenzen oder zu Instabilitäten führen.
Anwendung in der Raumakustik
Aktive Absorber werden eingesetzt zur:
- gezielten Dämpfung tieffrequenter Raummoden
- Reduktion von Störgeräuschen im Tieftonbereich
- Ergänzung passiver Absorptionsmaßnahmen
Typische Einsatzbereiche sind:
- Tonstudios und Regieräume
- Prüf- und Laborräume
- technische Anlagenräume
- Forschung und Entwicklung
Aufgrund ihres technischen Aufwands werden aktive Absorber meist punktuell oder ergänzend eingesetzt.
Verweise auf verwandte Artikel
- Schallabsorption
- Resonanzabsorber
- Poröse Absorber
- Raumakustik
- Stehende Wellen
Zusammenfassung
Aktive Absorber nutzen elektroakustische Systeme zur gezielten Beeinflussung des Schallfeldes und ermöglichen insbesondere im Tieffrequenzbereich eine effektive Schallabsorption bei vergleichsweise geringem Platzbedarf. Sie ergänzen passive Absorberkonzepte, erfordern jedoch eine aufwändige Sensorik, Signalverarbeitung und Regelung. Aufgrund ihrer Komplexität werden aktive Absorber vor allem für spezielle akustische Problemstellungen eingesetzt.
Quellen
Heinrich Kuttruff, Raumakustik, S. Hirzel Verlag, 2018
Leo L. Beranek, Acoustics, Acoustical Society of America, 1996
F. Alton Everest, Ken C. Pohlmann, Master Handbook of Acoustics, McGraw-Hill, 2015
Thomas D. Rossing (Hrsg.), Springer Handbook of Acoustics, Springer, 2014
