Serie Das kleine 1×1 des Subwoofers (Teil 1 2 3 4)

LFE-Kanal und Trennfrequenz: Was gibt der Subwoofer wirklich aus?

Der Subwoofer sorgt ja immer wieder für Verwirrung bei Heimkino-Einsteigern — sei es durch die vielen Einstellmöglichkeiten oder sich widersprechende Aussagen zur richtigen Aufstellung. Spätestens, wenn die Themen Trennfrequenz und LFE-Kanal hinzu kommen, wird es interessant.

Heimkino-Front mit Hauptlautsprechern und zwei Subwoofern

Zusammenfassung für schnelle Leser

Einmal mehr möchte ich hier also ein wenig Hintergrundwissen vermitteln und so für die nötigen Grundlagen sorgen. Ihr werdet sehen: es ist eigentlich gar nicht so kompliziert. Wie so oft rolle ich das Thema von hinten auf.

Der LFE-Kanal

Sowohl bei altbewährten 5.1-Tonformaten als auch bei neueren Formaten wie Dolby TrueHD oder Dolby Atmos gibt es eine Gemeinsamkeit: diverse Kanäle für die verschiedenen Lautsprecher und ein Kanal für den Subwoofer.

Während die Hauptkanäle in der Anzahl variieren, gibt es meistens genau einen Subwoofer-Kanal. Diesen nennt man den LFE-Kanal: Low Frequency Effects. Er umfasst ausschließlich Frequenzen zwischen 20 und 120 Hz (bei Dolby; bei DTS sind es maximal 80 Hz), was nicht viel mehr als ein tiefes Brummen sein kann. Die Hauptkanäle können das volle Frequenzspektrum von 20 bis 20.000 Hz beinhalten.

Dass der LFE-Kanal etwas besonderes ist, wird daher schon durch die gesonderte Schreibweise „.1“ ausgedrückt.

5 Balken für die Hauptkanäle, die sich von 20 Hz bis 20 kHz erstrecken. Der LFE-Kanal reicht nur von 20 bis 120 Hz.
Signalverteilung einer 5.1-Tonspur: der LFE-Kanal stellt eine deutliche Ausnahme dar.

Tiefe Frequenzen bis 120 Hz können also überall enthalten sein. Sie werden bei der Abmischung des Filmtons nur unterschiedlich verwendet:

  • In den Hauptkanälen werden tiefe Frequenzen zum Beispiel für brummige Stimmen oder Motorengeräusche benötigt. Diese können sich bei Bedarf auch im Raum bewegen, obwohl die Ortbarkeit der Töne unter 100 Hz nicht mehr möglich ist.
  • Der LFE-Kanal enthält, wie der Name schon sagt, nur Effekte. Das kann ein bedrohliches Grummeln sein, aber auch der richtige Rumms bei einer Explosion. Die Ortbarkeit ist auch hier nicht möglich, weshalb Ihr bei der Aufstellung des Subwoofers ziemlich frei seid.

Bis hierhin beschreibe ich das, was auf der Tonspur eines Films enthalten ist. Die Frage ist, was unser Heimkino-System daraus macht.

Die Verteilung der Kanäle

In einem idealen Heimkino-System würde jeder der beschriebenen Kanäle vollständig von einem eigenen Lautsprecher wiedergegeben werden: der LFE-Kanal von einem Subwoofer und die Hauptkanäle jeweils von einem entsprechend im Raum positionierten Lautsprecher.

Was in einem großen Kino vielleicht möglich wäre, lässt sich zuhause in der Praxis nicht umsetzen — aus drei Gründen:

  • Die meisten wohnraumtauglichen Lautsprecher können Frequenzen unterhalb 40 Hz nicht mehr ausreichend kräftig wiedergeben. Standlautsprecher haben hierbei noch gute Karten. Bei Regallautsprechern ist oft um die 60–80 Hz Schluss, während kompakte Brüllwürfel meist schon bei 100–150 Hz in die Knie gehen.
  • Selbst wenn alle Lautsprecher locker bis 20 Hz runter spielen könnten, wäre dafür ziemlich viel Leistung notwendig (tiefe Frequenzen benötigen mehr Leistung als hohe). Die meisten AV-Receiver liefern nicht genug Leistung, um alle Hauptkanäle bis 20 Hz hinunter zu bedienen.
  • Selbst wenn die Verstärkerleistung ausreichen würde, ist es keine gute Idee, die Hauptlautsprecher, die ja meist nahe den Raumecken stehen, mit allzu viel Bass zu belasten. Sie neigen dort zum Dröhnen. Der Bass wird unkontrollierbar und lässt sich nur schwer im Zaum halten.

Letzteres ist am Ende eine Kostenfrage — man müsste auf eine Vorstufe und entsprechend leistungsfähige Endstufe(n) setzen. Das Problem der zu kleinen Lautsprecher bleibt meist trotzdem bestehen. Außerdem müsste der Raum groß genug sein, um eine wandnahe Aufstellung vermeiden zu können.

Die Trennfrequenz als Lösung aller Probleme

Die Trennfrequenz löst das alles im Handumdrehen. Der AV-Receiver filtert alle Signalanteile aus den Hauptkanälen heraus, die unterhalb einer bestimmten Frequenz liegen, und führt sie stattdessen dem Subwoofer zu. Die am häufigsten empfohlene Trennfrequenz ist 80 Hz.

Diese Vorgehensweise löst gleich mehrere Probleme:

  • Der AV-Receiver bzw. Verstärker wird stark entlastet, weil sich nur noch der Subwoofer mit seinem separaten Verstärker um den Bass kümmern muss. So bleibt mehr Leistung für höhere Frequenzen übrig.
  • Die Lautsprecher müssen sich nicht mehr um allzu tiefe Frequenzen kümmern, die sie ohnehin viel zu leise oder gar nicht mehr wiedergeben würden. Es wird nichts mehr verschluckt.
  • Durch die regelbare Trennfrequenz bekommen wir ein Werkzeug an die Hand, die Trennung passend zu unserem System vorzunehmen.

Da die in der Raumakustik problematischen Bassanteile jetzt nur noch aus einer physikalischen Quelle stammen, wird es für uns leichter, Maßnahmen zur Verbesserung der Basswiedergabe zu ergreifen — allen voran die wirksamste Methode: eine Veränderung des Aufstellungsorts des Subwoofers.

Damit sich die Trennfrequenz auf einen der Hauptkanäle auswirkt, muss der Lautsprecher als klein/small konfiguriert sein. Gibt man hingegen groß/large an, wirkt sich die Trennfrequenz nicht auf diesen Lautsprecher aus und er erhält weiterhin das volle Frequenzspektrum seines Kanals. Diese Einstellung muss für jedes Lautsprecherpaar vorgenommen werden und ist eine der häufigsten Fehlerquellen von automatischen Einmesssystemen.

Die meisten AV-Receiver erlauben es, eine einzige Trennfrequenz zu wählen, die sich auf alle Lautsprecher auswirken, die als klein/small deklariert wurden. Die etwas hochpreisigeren Modelle erlauben die Auswahl verschiedener Trennfrequenzen für jeden Kanal bzw. jedes Lautsprecherpaar.

Wie hart ist die Trennfrequenz?

Eine häufige Fehlannahme ist es, der AV-Receiver würde exakt ab der angegebenen Trennfrequenz abwärts alle Klanganteile vollständig aus den Hauptkanälen entfernen und an den Subwoofer umleiten. So ein harter Übergang wäre aber deutlich hörbar.

Steigender bzw. sinkender Frequenzgang der Hauptkanäle bzw. des Subwoofers. Überschneidung der Linien auf Höhe der Trennfrequenz.

Stattdessen erfolgt die Trennung weich: Je weiter ein Ton unter der Trennfrequenz liegt, desto leiser wird er in den Hauptkanälen ausgegeben und desto lauter über den Subwoofer.

Die genaue Abnahme erfolgt in der Regel mit 12 dB pro Oktave. Eine Oktave ist die Verdoppelung bzw. Halbierung einer Frequenz. Liegt die Trennfrequenz also bei 80 Hz, wird ein 40-Hz-Ton um 12 dB leiser wiedergegeben und ein 20-Hz-Ton um 24 dB leiser. Zwischenschritte werden entsprechend umgerechnet.

Es ist also völlig normal, dass die Hauptlautsprecher auch unterhalb der Trennfrequenz noch etwas von sich geben. Der Subwoofer übernimmt erst nach und nach.

Was gibt der Subwoofer nun tatsächlich aus?

Um es also ganz konkret auf den Punkt zu bringen: Beim Subwoofer treffen Signale aus 1 + (0…n) Quellen ein.

  • (1) Der LFE-Kanal der Tonspur ist die Hauptquelle mit Signalen von 20–120 Hz.
  • (0…n) Die tieffrequenten Anteile der Hauptkanäle, die sich unterhalb der für den jeweiligen Kanal eingestellten Trennfrequenz befinden, sofern die Lautsprecher des Kanals auf „small“ eingestellt sind.

Die Bezeichnung „0…n“ habe ich hier als Versuch mathematischer Korrektheit gewählt, weil es eben tatsächlich von „Null bis Anzahl Lautsprecher“ Kanäle sein können, deren Tiefbass an den Subwoofer umgeleitet wird. „0“ wäre zutreffend, wenn alle Lautsprecher als „large“ laufen, was in den wenigsten Fällen ratsam ist. „n“ ist die Summe aller vorhandenen Lautsprecher, die als „small“ deklariert wurden. Bei 5.1 kann das maximal 5 sein, bei einem kompletten Dolby-Atmos-System mit 7.1.4 sind es bis zu 11 Kanäle. Bei echten Auro-3D-Systemen können es sogar noch mehr Kanäle sein.

Was passiert bei mehreren Subwoofern?

Die Frage liegt nahe, ob bei Verwendung mehrerer Subwoofer die tiefen Frequenzen der Hauptkanäle irgendwie unterschiedlich auf diese verteilt werden. So könnten ja alle Signale aus linken Kanälen auf einen linken Subwoofer wandern und alle Signale aus rechten Kanälen nach rechts.

Klingt erstmal nett, aber das gibt es in der Realität nicht. Der LFE-Kanal sowie alle Signale aus anderen Kanälen unterhalb der Trennfrequenz sind immer Mono. Auch wenn der AV-Receiver über 2 Subwoofer-Ausgänge verfügt, geben diese im Wesentlichen das selbe Signal aus. Unterschiede gibt es nur, wenn der AV-Receiver verschiedene Einstellungen bezüglich Lautstärke und Verzögerungszeit (Phasenangleichung) für die beiden Ausgänge zulässt, um asymmetrische Aufstellungen zu ermöglichen.

Was passiert, wenn kein Subwoofer vorhanden ist?

Bei Systemen ohne Subwoofer verbleiben die Bassanteile zunächst bei ihren jeweiligen Kanälen. Zusätzlich wird das LFE-Signal unter die Hauptkanäle gemischt, damit es nicht verloren geht. In der Regel werden dafür die beiden Front-Lautsprecher verwendet, weil diese meist etwas mehr Tiefbass liefern können.

Was darüber hinaus passiert, obliegt den Herstellern der AV-Receiver. Die Einstellung „large“/“small“ für die Lautsprecher wird eigentlich überflüssig, genau wie die Trennfrequenz, denn es gibt ja keinen Subwoofer, an den man den Tiefbass schicken könnte. Trotzdem ist es denkbar, dass derartige Einstellungen aktiv bleiben. So könnte zum Beispiel der Tiefbass aus den Surround-Kanälen entfernt und den Front-Lautsprechern zugeführt werden, wenn diese größer sind.

Wichtig bei Systemen ohne Subwoofer ist nur, dass im AV-Receiver korrekt angegeben ist, dass dieser fehlt. Denn sonst gehen wahrscheinlich Signalanteile verloren.

Extra Bass / LFE+Main

Einige AV-Receiver bieten nebenbei noch eine Funktion, die sich zum Beispiel „Extra-Bass“ oder „LFE+Main“ nennt. Was hier im Detail passiert, ist abhängig vom Hersteller und steht in der Bedienungsanleitung geschrieben. Üblicherweise ist es aber so, dass mit dieser Funktion die Signale der Hauptkanäle unterhalb der Trennfrequenz, die an den Subwoofer übergeben werden, trotzdem zusätzlich auf den Hauptlautsprechern verbleiben.

Dadurch werden die Hauptkanäle nicht künstlich beschnitten, sondern fallen ausschließlich durch die physikalischen Gegebenheiten der Lautsprecher irgendwann ab. Bei kleinen Satelliten wird man hier kaum einen Unterschied bemerken, bei großen Lautsprechern hingegen schon.

Trotzdem ist die Funktion mit Vorsicht zu genießen und sollte eigentlich deaktiviert bleiben. Durch den zusätzlichen Bass auf den Hauptkanälen gibt es in kritischen Frequenzbereichen zusätzliche Bassquellen im Raum. Das will man — wie oben schon beschrieben — lieber nicht haben.


Hast Du noch Fragen zu LFE-Kanal oder Trennfrequenz in Deinem Heimkino?
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Wie Ihr seht, kann es also schon ganz schön kompliziert werden mit dem Subwoofer und dem LFE-Kanal. Allerdings nehmen uns die heutigen AV-Receiver die meiste Arbeit ab und stellen beim automatischen Einmessen das meiste schon richtig für uns ein. Es schadet aber nicht, die Hintergründe zu verstehen, um selbst noch etwas optimieren zu können.

Kurz zusammengefasst

  • Der LFE-Kanal einer Tonspur enthält Signale von 20 bis maximal 120 Hz. Alle anderen Kanäle können Signale von 20 bis 20.000 Hz enthalten.
  • Die meisten Lautsprecher können die tiefsten Frequenzen der Hauptkanäle nicht mehr wiedergeben. AV-Receivern fehlt es zudem an Leistung und zu viele Bass-Quellen im Raum werfen neue Probleme auf.
  • Um diese Probleme zu lösen, werden alle Signalanteile der Hauptkanäle ab der eingestellten Trennfrequenz abwärts auf den Subwoofer umgeleitet. Voraussetzung ist, dass die Lautsprecher als „small“ deklariert sind.
  • Es ist normal, dass man trotzdem noch tiefere Töne aus den Lautsprechern hört, weil die Trennung weich erfolgt.
  • Der Subwoofer gibt also den kompletten LFE-Kanal der Tonspur wieder. Zusätzlich übernimmt er alle aus den Hauptkanälen herausgefilterten Signalanteile.

Über Bert Kößler

Leidenschaftlicher Filmvorführer, Popcorn-Koch, Kartenabreißer, Platzanweiser, Programmchef, Projektionist, Reinigungsfachkraft und Kabelmann in einer Person. Neigt zu ausgeprägtem Fanatismus, wenn es um die Steuerung und Automatisierung des Heimkinos geht. Konnte sich zwischen zwei Filmen dazu motivieren, Heimkino Praxis als Ventil für gelegentliche Schreibanfälle zu gründen.

14 Gedanken zu „LFE-Kanal und Trennfrequenz: Was gibt der Subwoofer wirklich aus?

  1. Hören nicht – aber DEUTLICH spüren!

    Und es gibt einige Sub‘s, die diese Frequenzen sehr gut zur Geltung bringen. So auch meine beiden SVS PB 16 Ultra…

  2. Danke für den Aufschlußreichen Beitrag, hat mir sehr geholfen. Ich hätte da aber noch eine Frage bzgl. meines Systems. Wenn ich den Sub aus dem System werfe und natürlich auch dem Receiver angebe dass er weg ist, werden dann alle LFE Inhalte auf die als Large deklarierten LS gegeben oder gehen die dann verloren?
    Beispiel man hat jetzt nur die Fronts als Large und der Rest ist klein.
    Danke schon mal im voraus !!!!

    1. Hi Patrick,

      ich könnte da jetzt nichts antworten, was nicht oben im Text schon stehen würde. Kurz und knapp: Es geht nichts verloren — so lange Du wenigstens ein Paar Lautsprecher als „large“ betreibst, die auch fähig sind, einigermaßen Tiefbass zu liefern.

  3. Hallo.
    Erstmal Danke für deine sehr informative Seite.
    Immer wieder gibts was neues zu lernen.

    Zu diesem Thema hab ich mal folgende Frage:
    Mein AVR (onkyo tx-nr 616) bietet nicht nur die Möglichkeit die trennfrequenzen pro Lautsprecher anzupassen, sondern auch noch eine weitere LFE Einstellung.
    Kannst du mir erklären wofür das noch gut is?

    Danke schon mal.

        1. Dann ist das im Grunde die umgekehrte Variante der sonst üblichen Trennfrequenz. Ein Tiefpassfilter lässt, wie der Name schon sagt, die Tiefen passieren. Also die tiefen Töne gehen durch, die höheren ab der eingestellten Frequenz werden abgeschnitten. Damit kannst du den LFE-Kanal nach oben beschneiden. Es ist anzunehmen bzw. zu hoffen, dass die abgeschnittenen Anteile auf die Hauptlautsprecher übertragen werden (ohne Gewähr, müsste man jetzt genauer nachlesen). Wie auch immer, die Einstellung sollte bei mindestens 120 Hz stehen, da dass die maximale Frequenz im LFE-Kanal bei Dolby ist.

          1. Danke für die Erklärung.

            Is das nicht irgendwie sinnlos beide Möglichkeiten anzubieten?
            Ich kann den Tiefpassfilter auch aus schalten.
            Es sollten ja eh keine Signale über 120hz an den sub kommen oder?

          2. In den meisten Fällen ist es wohl besser, ihn auszuschalten.

            Sinnvoll kann das sein, wenn es im Bereich von z. B. 100 Hz eine starke Überhöhungen durch den Raum gibt. So kann man dem ein bisschen entgegen wirken.

            Ein anderes Beispiel wäre, wenn man gar keinen Subwoofer anschließt, sondern stattdessen Körperschallwandler betreibt. Die will man üblicherweise nur unter 50 Hz spielen lassen.

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