Maximalfolgen-Diffusoren

Eindimensionaler Maximalfolgen-Diffusor

Eindimensionaler Maximalfolgen-Diffusor, gebildet aus einer Folge der Länge N = 7

Zweidimensionaler Maximalfolgen-Diffusor

Zweidimensionaler Maximalfolgen-Diffusor, gebildet aus zwei Folgen der Länge N = 7

Die Konstruktion von Maximalfolgen-Diffusoren beruht, wie der Name schon sagt, auf den aus der Zahlentheorie bekannten Maximalfolgen. Dies sind Abfolgen der Zahlen +1 und -1, die sich nach einer bestimmten Länge N periodisch wiederholen. Alle Maximalfolgen haben eine Eigenschaft, die sie für die Messtechnik und für den Bau von Diffusoren sehr interessant macht: ihre Fourier-Transformation hat ein weißes Spektrum. Bildet man aus einer Maximalfolge ein Messsignal, so klingt es folglich wie weißes Rauschen. Baut man aus ihr eine Wandoberfläche mit Streifen von zweierlei Tiefen, so wird einfallender Schall gleichmäßig in alle Raumrichtungen gestreut. Dies scheint zunächst wenig einleuchtend, aber die Streueigenschaften eines Diffusors lassen sich durch eine Formel beschreiben, die der Fourier-Transformation recht ähnlich ist. Deshalb sind beide Phänomene eng miteinander verwandt. Dieser Gedanke wurde zuerst von Schroeder in Form des Maximalfolgen-Diffusors aufgegriffen.

Die Maximalfolgen-Diffusoren bestehen demnach aus einzelnen Streifen mit zwei unterschiedlichen Tiefen. Zwischen zwei tiefen Streifen sollten sich idealerweise dünne senkrechte Trennwände befinden. Sie verbessern die Streuwirkung bei schrägem Schalleinfall. Die beste Streuwirkung tritt bei jener Frequenz auf, deren viertel Wellenlänge der Streifentiefe entspricht. Die Breite der Streifen sollte kleiner oder gleich der halben Wellenlänge sein.

Leider sind die Maximalfolgen-Diffusoren recht schmalbandig und finden deshalb nur selten Verwendung. Die Bandbreite beträgt etwa eine Oktave.

Wird eine Wandstruktur streifenförmig aufgebaut, so hat sie nur in der Richtung senkrecht zu den Streifen streuende Wirkung. Eine elegante Möglichkeit, Streuung in zwei Richtungen zu erzeugen, ist der Bau zweidimensionaler Diffusoren. Dazu werden zwei unabhängige Maximalfolgen miteinander multipliziert, so dass ein Muster aus einzelnen quadratischen Feldern entsteht.