Maximalfolgen-Diffusoren

Maximalfolgen-Diffusoren (MLS)

Maximalfolgen-Diffusoren, oft auch als MLS-Diffusoren bezeichnet, nutzen mathematische Prinzipien der Zahlentheorie, um Schallwellen gleichmäßig im Raum zu verteilen. Die Grundlage bildet eine spezielle Abfolge der Zahlen $+1$ und $-1$ , die als Maximalfolge bekannt ist.

Das mathematische Geheimnis: Weißes Spektrum

Was diese Folgen für die Akustik so wertvoll macht, ist die Eigenschaft ihrer Fourier-Transformation: Sie besitzen ein weißes Spektrum.

Audiotechnik: Ein entsprechendes Signal klingt wie weißes Rauschen.
Architektur-Akustik: Eine nach diesem Muster gebaute Oberfläche streut auftreffenden Schall nahezu perfekt gleichmäßig in alle Richtungen.

Aufbau und Konstruktion

Ein klassischer MLS-Diffusor besteht aus einer Abfolge von Vertiefungen und Erhöhungen (zwei verschiedene Tiefen).

Trennplatten: Zwischen unterschiedlich tiefen Streifen sollten dünne, feste Trennwände eingebaut werden. Diese verhindern Druckausgleichsbewegungen und verbessern die Streuung bei schrägem Schalleinfall.
Die optimale Tiefe: Die maximale Streuwirkung wird bei der Frequenz erzielt, deren Viertelwellenlänge ( $λ/4$ ) genau der Tiefe der Vertiefungen entspricht.
Streifenbreite: Damit die Streuung präzise funktioniert, sollte die Breite eines einzelnen Streifens maximal eine halbe Wellenlänge ( $λ/2$ ) betragen.

Vor- und Nachteile

Obwohl MLS-Diffusoren theoretisch eine perfekte Streuung liefern, haben sie in der Praxis eine Einschränkung:

Bandbreite: MLS-Diffusoren sind relativ schmalbandig. Ihre effektive Wirkung erstreckt sich meist nur über etwa eine Oktave. Aus diesem Grund werden sie heute oft durch breitbandigere Designs (wie QRD-Diffusoren) ergänzt oder ersetzt.

Von der Linie zur Fläche: 2D-Diffusoren

Während ein streifenförmiger Diffusor Schall nur in einer Ebene senkrecht zu den Streifen streut, ermöglichen zweidimensionale Diffusoren eine halbkugelförmige Streuung.

Hierfür werden zwei unabhängige Maximalfolgen mathematisch multipliziert. Das Ergebnis ist ein schachbrettartiges Muster aus quadratischen Feldern mit zwei verschiedenen Höhen, das den Schall sowohl horizontal als auch vertikal effektiv verteilt.