Lautsprecheranlage

Beschallungsanlagen sind elektrische Anlagen, die Tonsignale aus Mikrofonen, elektronischen oder elektromechanischen Musikinstrumenten oder Aufzeichnungsgeräten verstärken und mittels Lautsprechern der menschlichen Wahrnehmung zugänglich machen. Dabei werden grundsätzlich zwei Arten unterschieden:

• Die PA-Anlage ist für die Veranstaltungstechnik wie Disco-, Live- oder Konzertbeschallung, häufig auch für den mobilen Einsatz ausgelegt, wobei PA hier für Public Address steht (nicht für Power Amplifier).
• Die ELA (Elektroakustische Anlage oder Elektrische Lautsprecheranlage) ist eine fest installierte Anlage für die flächendeckende Beschallung von Gebäuden, Sportanlagen und sonstigen Außenflächen; siehe Elektroakustische Anlage.

PA-Grundlagen

Die PA-Anlage, auch PA-System oder kurz PA genannt, dient der Wiedergabe und Verstärkung von Sprache oder Musik. Sie besteht aus Lautsprechern und Verstärkern. Oft werden auch das steuernde Mischpult und die zugehörigen Effektgeräte der PA zugerechnet.

Beschallungsanlagen werden überall dort eingesetzt, wo es nötig ist, große Flächen möglichst gleichmäßig zu beschallen.

Das PA-System ist ein Teilgebiet der Bühnentechnik sowie der Tontechnik.

Die Aufgabe einer PA-Anlage ist es, Sprach- oder Musikinformation an ein Publikum zu übertragen. Da Lautsprecher abhängig von der zu übertragenden Frequenz unterschiedliche Abstrahlcharakteristiken haben und Schall abhängig von der Frequenz verschieden gebrochen wird, sind PA-Systeme häufig in Basslautsprecher und Mittel/Hochtonlautsprecher geteilt. Zusätzlich besteht meistens die Möglichkeit, noch Subwoofer hinzuzufügen.

Wegen des hohen Aufwands für Transport und Aufbau wird die PA gerade bei kleinen bis mittelgroßen Auftritten oder Festivals häufig vom Veranstalter gestellt, der sich (ggf. auch mehrere Tage) im Voraus um den Aufbau am Veranstaltungsort kümmern kann, sofern er nicht ohnehin eine stationäre PA-Anlage bereit hält (etwa in Discotheken). Dimensionierung und Aufbau der PA sind dann an die Anforderungen des Veranstaltungsortes angepasst.
Bei größeren Shows und auf längeren Tourneen wird die PA dagegen meist von Auftrittsort zu Auftrittsort transportiert. In manchen Fällen werden sogar mehrere identische Anlagen verwendet, damit eine immer am nächsten Veranstaltungsort parallel bereits aufgebaut werden kann.

An das PA-System schließt die so genannte Backline an, die in der Regel von den auftretenden Künstlern selbst mitgebracht wird und auf deren individuelle Bedürfnisse abgestimmt ist. Im Unterschied zur PA kann die Backline zwischen den aufeinander folgenden Auftritten mehrerer Darbieter leicht getauscht werden.

Verwendung von PA-Lautsprechern

Kleine PA-Systeme, die etwa für Geburtstage, Hochzeiten, Vorlesungen, Bands und andere musikalische Zwecke benutzt werden, stellt man meistens aus ein bis drei Subwoofern und zwei bis vier Mittel-Hochton-Lautsprechern zusammen. Große PA-Systeme, die auf Konzerten, Theatervorstellungen oder in Discos und Zeltveranstaltungen zum Einsatz kommen, stellen sich meistens aus mindestens vier Subwoofern und sechs Mittel-Hochton-Lautsprechern zusammen. Die Anzahl der Lautsprecher ist prinzipiell offen, sodass auf großen Konzerten oftmals 40 und mehr Lautsprecher eingesetzt werden. Auf Bühnen werden die Lautsprecher häufig zu Türmen miteinander verbunden und mit Fluggeschirr an Traversen aufgehängt („geflogen“).

Mittlerweile hat es sich allerdings durchgesetzt, bei Großveranstaltungen sogenannte Line Arrays zu benutzen, da mit diesen Systemen auf Grund der Leistungsunterschiede bei Kugel- und Zylinderwellen in der Regel bessere Ergebnisse erzielt werden können.
Die beiden Lautsprecheranordnungen an den Bühnenseiten werden als linker und rechter PA-Wing (engl. Flügel) bezeichnet.

Monitore

Zusätzlich zur PA gibt es bei Musikveranstaltungen üblicherweise noch eine Monitor-Anlage, die es den Künstlern auf der Bühne ermöglicht, ihre eigenen Stimmen und Instrumente besser zu hören, da die Schallrichtung der PA in der Regel von der Bühne weg zeigt und daher auf der Bühne ohne Monitoring nur ein dumpfer Klang bzw. zeitverzögerte Reflexionen der Hallenrückwand oder entfernter Gebäude zu hören sind. Bei einer Entfernung der Reflexionswände von nur 50 m benötigen die Schallwellen für Hin- und Rückweg bereits knapp 1/3 Sekunde.

Monitor-Anlagen werden besonders in der Livemusik benötigt, da vor allem das Schlagzeug einem Sänger ohne Eigenbeschallung es nahezu unmöglich macht, Töne richtig zu treffen, wenn dieser sich nicht selbst hören kann. Durch die Bühnenlautsprecher erhalten die Interpreten einen ähnlichen Höreindruck wie das Publikum und können so das Zusammenspiel besser koordinieren.
Das Monitoring kann durch auf die Bühne gerichtete Lautsprecher (siehe Monitoring) oder durch Ohrhörer (In-Ear-Monitoring) realisiert sein. Letzteres wird mit zunehmender Entwicklung zur Kostensenkung in der Funktechnik immer häufiger eingesetzt, da sich somit Rückkopplungsprobleme deutlich mindern lassen.
Auch dem Sound in Richtung Zuhörer kann das In-Ear-Monitoring zugute kommen, da der Schall auf der Bühne deutlich leiser werden kann und sich nicht mehr so stark mit dem zum Publikum gerichteten PA-Schall vermischt. Dies kann einen deutlich klareren Sound zur Folge haben, vor allem in halligen und kleinen Räumen.

Betrieb einer PA-Anlage

Derart große Anlagen können nicht mit einem handelsüblichen Verstärker des Konsumbereichs betrieben werden, da PA-Anlagen oft eine Leistung von mehreren Kilowatt aufbringen müssen und zusätzlich besondere Anforderungen an die Zuverlässigkeit gestellt werden. Hierfür werden in der Regel mehrere Endstufen mit sehr hoher Leistung benutzt, die meistens die einzelnen Kanäle (meistens rechts / links, aber auch zusätzliche Kanäle beispielsweise einer Delayline) und Frequenzbereiche (Tief- / Mittel- / Hochtonbereich) separat ansteuern. Bei sogenannten Aktivboxen sind die Verstärker direkt in den Lautsprecherboxen verbaut.

Die komplette PA-Beschallungsanlage wird über ein Mischpult gesteuert, das mit den Endstufen verbunden wird. Das Mischpult bildet den Vorverstärker und besitzt neben Mikrofon- und Instrumenteneingängen meistens auch Anschlüsse für z. B. CD-Player oder andere Abspielgeräte sowie Anschlüsse für Effektgeräte, Regelverstärker und Equalizer, die alle die Aufgabe besitzen, die Musik und Sprache so zu verändern, dass der gewünschte Klang erreicht wird. Die meisten dieser Geräte werden in 19-Zoll-Einheiten hergestellt, die dann in die dafür vorgesehenen Racks (z. B. das Siderack) eingeschraubt werden können.

Verkabelung einer PA-Anlage

Der Signalweg fängt einerseits auf der Bühne bei den Instrumenten und den vorgesehenen Mikrofonen an: Hier werden, meistens mit XLR-Kabeln, die verschiedenen Signale in eine Stagebox und in ein zum Mischpult führendes Multicore oder - bei kleineren Anlagen - direkt über XLR-Kabel ins Mischpult geleitet. Die XLR-Kabel sind in der Regel symmetrisch geschaltet, damit sich eventuelle Einstrahlungen gegenseitig auslöschen. Zusätzlich zu den Bühnensignalen werden die weiter oben genannten Signalquellen (CD-Einspielungen usw.) an das Mischpult angeschlossen (teilweise mit Cinch-Kabeln); Regelverstärker werden meistens über Insert-Kabel (Stereo-Klinkenstecker auf 2x Mono-Klinkenstecker) in den Signalweg eingeschleift.

Das abgemischte Signal gelangt zu den Endstufen (per Multicore/XLR), die idealerweise (aufgrund des Ohmschen Widerstandes der Kabel) in der Nähe der Lautsprecher stehen oder in diesen eingebaut sind. Diese werden über Speakon-, EP5-, früher oft auch XLR-Kabel (die aber anders beschaltet sein müssen als XLR-Mikrofonkabel) mit den Endstufen verbunden.

Moderne Beschallungsanlagen übertragen Audio digital über Netzwerke (LAN, WAN), wobei zum Beispiel die Sprache direkt an der Sprechstelle digitalisiert und erst vor dem Verstärker wieder in analoge Signale umgewandelt wird. Dazwischen durchlaufen die Daten zum Beispiel einen DSP (Digitaler Signalprozessor) oder parametrischen Equalizer.

Besonderheiten

Ein besonderes Augenmerk liegt bei der Live-Beschallung auf der Rückkopplungsfreiheit des Systems.

Da sie oft den Ort wechseln und hohe Schalldrücke erzeugen müssen, sind Beschallungsanlagen anders konzipiert als HiFi-Anlagen. PA-Anlagen sind robuster und schwerer, da auch bei großen Lautstärken die Lautsprechergehäuse nicht mitschwingen dürfen. Bei Großveranstaltungen werden für Auf-/Abbau und Verladung (oft auch mitreisende) Arbeiter (sogenannte Roadies) eingesetzt. Darüber hinaus sind PA-Anlagen wesentlich komplizierter einzustellen als HiFi-Anlagen. Deshalb sind für die Verkabelung und den Soundcheck ein oder mehrere speziell ausgebildete Tontechniker zuständig.

Um in Räumen zeitige Reflexionen und Nachhall zu reduzieren, ist es wichtig, nur die Bereiche zu beschallen, in denen sich Publikum befindet. Dazu werden

• (meistens vertikal orientierte) Lautsprecherarrays
• (meistens horizontal orientierte) Lautsprechercluster
• Waveguides bzw. Hornlautsprecher
• Laufzeitverzögerte Stützlautsprecher

eingesetzt. Wichtig beim letzten Punkt ist die Beachtung von Haas-Effekt, Trading sowie Laufzeit- und Pegeldifferenz.

Weiterhin sind der maximal erreichbare Schallpegel (weshalb im PA-Bereich Lautsprecher mit höherem Wirkungsgrad meistens Hornlautsprecher verwendet werden), Betriebssicherheit auch bei permanenter Überlast, Handling beim Auf- und Abbau (Robustheit, Rundecken) von entscheidender Bedeutung.

Obwohl sich die Anforderungen von denen an eine HiFi-Anlage unterscheiden, erreichen einige PA-Systeme durchaus die Wiedergabequalität von Hifi- oder Studiosystemen (insbesondere PA-Anlagen für Opern, Konzertsäle und Filmtheater). Der Gesamtklang einer PA-Anlage ist aber wegen der Vielzahl der möglichen Einstellung nicht unerheblich von den Fähigkeiten des Bedieners und der genutzten Messtechnik abhängig. Zudem unterscheidet sich der Charakter von Live-Musik nicht zuletzt aufgrund der meistens höheren Dynamik von der Musikwiedergabe aus Konserven, daher sind z. B. die Anforderungen an den durch die PA verarbeitbaren Dynamikbereich höher.

Literatur

• Wolfgang Ahnert u. Anselm Goertz: Beschallungstechnik. In: Stefan Weinzierl (Hrsg.): Handbuch der Audiotechnik. Springer Verlag, Berlin, 2008, ISBN 978-3540343004
• R. Beckmann: Handbuch der PA-Technik, Grundlagen-Komponenten-Praxis. 2. Auflage, Elektor-Verlag, Aachen, 1990, ISBN 3-921608-66-X
• Fritz Kühne: Musikübertragungs-Anlagen, Planung, Aufbau und Wartung. 5. Auflage, Franzis Verlag, München, 1968
• Siegfried Wirsum: Praktische Beschallungstechnik, Gerätekonzepte, Installation, Optimierung. 1. Auflage, Franzis Verlag GmbH, München, 1991, ISBN 3-7723-5862-4
• Michael Ebner: Handbuch der PA Technik. 1. Auflage, Elektor-Verlag, Aachen, 2002, ISBN 3-89576-114-1