Quadratic-Residue-Diffusoren (QRD)
Quadratic-Residue-Diffusoren (QRD)
Der Quadratic-Residue-Diffusor, oft auch als Schroeder-Diffusor bezeichnet, gehört zur Gruppe der pseudostochastischen Diffusoren. Sein Ziel ist es, auftreffende Schallwellen kontrolliert zu zerstreuen, um Flatterechos zu vermeiden und ein lebendiges, aber kontrolliertes Klangbild im Raum zu schaffen.
Aufbau und Funktionsweise
Ein QRD besteht aus einer Reihe von parallelen Kammern (Streifen) mit unterschiedlichen Tiefen. Diese Kammern sind durch dünne Trennwände präzise voneinander isoliert. Für eine optimale Wirkung muss die gesamte Struktur aus schallhartem Material wie Holz, Metall oder Stein gefertigt sein.
Eindimensionale QRDs:
Diese streuen den Schall primär in einer Ebene, die senkrecht zum Verlauf der einzelnen Streifen liegt.
Zweidimensionale QRDs:
Diese bestehen aus einer Anordnung einzelner Felder (z. B. 49 Felder bei Primzahl 7) und streuen Schall, der aus beliebigen Richtungen einfällt.
Die mathematische Basis
Die Tiefenverhältnisse eines QRDs basieren auf einer Quadratic-Residue-Folge, die mithilfe einer Primzahl berechnet wird. Diese Primzahl definiert die Periodenlänge und die Anzahl der Streifen. In der Praxis werden meist die Primzahlen 7, 11 oder 13 verwendet.
Je tiefer die Schächte dimensioniert sind, desto niedriger ist die Grenzfrequenz, bei der der Schall noch diffus reflektiert wird.
Planung der Bautiefe
Für die akustische Wirksamkeit ist die Wellenlänge entscheidend:
- Man benötigt eine Bautiefe von etwa der halben Wellenlänge (λ/2) der gewünschten unteren Grenzfrequenz.
- Je mehr Streifen (höhere Primzahl) eingesetzt werden, desto größer wird der wirksame Frequenzbereich des Diffusors.
Alternative: Primitive-Root-Diffusoren (PRD)
Verwandt mit dem QRD sind die Primitive-Root-Diffusoren. Sie nutzen eine Primitive-Root-Folge für die Streifentiefen. Ihr besonderes Merkmal ist die gleichmäßig diffuse Streuung bei gleichzeitig reduzierter Reflexion in die direkte geometrische Spiegelrichtung.