Bericht HifiAkademie

Manger Zerobox 109
mit Reith-DSP Modul
Klassischer weise besitzt die 109 eine Passivweiche. Diese hat
jedoch gegenüber einer aktiven Weiche entscheidende Nachteile. In
den vergangenen Jahren habe ich mehrere Ansätze umgesetzt.
Angefangen habe ich mit der passiven Manger-Weiche. Das System
wurde dann aktiviert mit der Thel SAW30 und später mit einer
universal Frequenzweiche der Firma Ulrich Böhmke.
Diese Lösungen haben alle ihre Vor.- und Nachteile. Die SAW 30
arbeitet mit unveränderbarer Flankensteilheit von 24dB/Okt. und
Güte. Korrekturen im Übernahmebrereich sind dadurch nicht möglich.
Typisch für eine 24dB Filter ist zudem eine „verbogene“
Sprungantwort. Mit der Universalweiche von Böhmke gelang sowohl
messtechnisch als auch akustisch ein deutlich besseres Ergebnis.
Allerdings glühte der Lötkolben dabei wochenlang.
Über die Bewertung der Sprungantwort kann man geteilter Meinung
sein. Ich folge jedenfalls der Philosophie des Manger-Wandlers, d.h.
einen ausgeglichenen Frequenzgang bei korrekter Sprungantwort.
Nach langen Versuchen mit verschiedenen Ansätzen stieß ich auf
eine sehr interessante Alternative.
Das DSP-Modul der Firma HifiAkademie bietet mit der digitalen
Signal Aufbereitung ungeahnte Möglichkeiten welche mit klassischen
Weichen nicht oder nur mit erheblichem Aufwand zu realisieren
wären.
Umsetzung
Grundlage meiner ersten Versuche mit dem DSP stellte die
Passive Weiche der 109 dar.
Übernahmefrequenz ca. 150 Hz. Hochpass setzt bei 380 Hz
6db/Okt ein. Der Bass wird mit 18dB/Okt getrennt, zusätzlich
wurde der Frequenzbereiche um 1500Hz und 3500Hz
geglättet.
Alle Messungen wurden mit installiertem Holoprofiel
durchgeführt.
MSW 6dB/Okt, Bass 18dB/Okt
Trennfrequenz ca. 150Hz
MSW 6dB/Okt, Bass 18dB/Okt
Trennfrequenz ca. 150Hz
Entzerrung
Prinzipbedingt verträgt der Biegewellenwandler keine tiefe Frequenzen. Sowohl die Belastbarkeit als
auch die klanglichen Eigenschaften profitieren erheblich von einer wirksamen Filterung tiefer
Frequenzen. Um den MSW zu entlasten, wurde In der nächsten Entwicklungen versucht, den
Hochpass bis auf 500Hz 6dB/Okt zu heben. Durch das ungünstige Verhalten des MSW im
Übernahmebereich ergibt sich aber nur eine geringe Erhöhung der akustischen Trennfrequenz.
Oberhalb von 500Hz lassen sich keine sinnvollen Filter mehr mit 6db/Okt konstruieren. Ohne weitere
Maßnahmen gelingt es nicht die Trennfrequenz signifikant zu erhöhen.
An der Konstruktion mit 6dB/Okt wurde unter Berücksichtigung einer korrekten Sprungantwort weiter
festgehalten.
Der MSW hat im Übernahmebereich
ausgeprägte Überhöhungen. Dabei zeigt
der MSW von 300Hz nach 100Hz eine
ansteigende Charakteristik. Dieser
Amplitudenverlauf lässt eine effektive
Filterung mit 6db Flanke nicht zu. Ziel
war daher den MSW in diesem Bereich
zu entzerren. Die Konstruktion des Filters
stellte sich ab diesem Punkt deutlich
einfacher dar.
MSW ohne Entzerrung
MSW mit Entzerrung
Sprungantwort:
MSW mit Entzerrung
Anmerkung:
Die Pegelabsenkung von -6db des MSW dient zur
Anpassung meiner unterschiedlichen Endstufen.
Filter
Der MSW wird bei 300Hz mit 6dB/Okt abgetrennt. Um die geforderte Filtercharakteristik zu
erreichen setzt zusätzlich bei 150Hz ein Hochpass mit 6dB/Okt ein. Dadurch verhalten sich
beide Zweige bis zur Trennfrequenz wie ein 6dB Filter.
Akustisch ergibt sich eine Trennfrequenz von 330Hz, bei nahezu spiegelbildlicher Flanke. Im
Übernahmebereich addieren sich beider Zweige folgerichtig um exakt 6dB. Das Ergebnis
zeigt einen ausgeglichenen Frequenzgang bei korrekter Impulsantwort.
MSW 300 SE 2.4.4
MSW 300 SE 2.4.4
MSW 300 SE 2.4.4
Messtechnisch gibt es an diesem Filter wenig zu verbessern. Aber das ist leider nur die
halbe Wahrheit.
Der zu Anfang beschriebene Grundsatz das Filter zeitrichtig auszulegen, bestätigt sich
immer wieder bei den Hörenpoben. Die 109 gewinnt zudem erheblich an Präsenz,
Dynamik und Abbildungsschärfe, bei einfachen Filtern mit 6dB/Okt. Unregelmäßigkeiten
(+-3dB) im Frequenzgang können/sollten unberücksichtigt bleiben, da eine Korrektur nur in
sehr seltenen Fällen positive klangliche Folgen haben. Aus meiner Erfahrung führt eine
übertriebene Linearisierung niemals zu einer Klangverbesserung.
Zudem beeinflussen die eingesetzten Equalizer das Laufzeitverhalten unnötig.
Durch die Entzerrung des MSW im Bereich seiner Grenzfrequenz ist eine Anbindung bei
ca. 250Hz möglich. Eine Dämpfung von -15dB bei 100Hz ist ausreichen, um den MSW
auch mit höheren Pegel zu betreiben. Bei dieser Trennfrequenz sind alle gestellten
Bedingungen erfüllt. Der schmalbandige Einbruch bei 314Hz bleibt unberücksichtigt und
die Entzerrung des MSW wurde auf ein Minimum reduziert.
MSW 200 SE 1.2.0
MSW 200 SE 1.2.0
Die Impulsantwort könnte sich wohl kaum besser darstellen.
MSW 200 SE 1.2.0
Manger/Reith - DSP
Ergebnis der Zusammenarbeit zwischen Firma Manger und HifiAkademie
Auch bei diesem Vorschlag steht die Entlastung des MSW im Vordergrund. Diese
Maßnahme bringt grundsätzlich eine deutliche klangliche Verbesserung. Bei einem Filter
mit 24db/Okt erkauft man sich diesen Vorteil allerdings mit einer „verbogenen“
Sprungantwort. Eine Korrektur bei 700Hz war bei meinen Messungen nicht nötig. Auch die
Entzerrung bei 1000Hz -1400Hz wurde anders ausgelegt. Ich vermute das unterschiede in
diesem Frequenzbereich auf das Holoprofiel zurückzuführen sind.
Diese Datei erhält man auf Anfrage bei der Firma Manger. Kontakt
Manger Filter für DSP-Modul
Manger Filter für DSP-Modul
Vergleich
Wie die Frequenzgänge vermuten lassen, klingen beide Netzwerke tonal sehr ähnlich.
Aber dennoch scheint die Impulsantwort einen Hinweis darauf zu geben warum ich die 6dB
Filterung favorisiere.
Direkter Vergleich
Rot Menke MSW 200 SE 1.2.0
Blau: Manger (Offset -20dB)
Differrenz
Fazit
MSW ohne Filter/Entzerrung
MSW Filter SE 2.4.4 330Hz
MSW Filter SE 1.2.0 250Hz
MSW Filter Manger
Der MSW wird mit 24db/Okt. sehr wirksam entlastet. Sowohl der modifizierte 6dB Hochpass als
auch der reine 6dB Hochpass trennen den MSW aber immer noch ausreichend von tiefen
Frequenzen ab.
Die 6dB Trennung (MSW SE 1.2.0) hat jedoch meiner Meinung nach klanglich klare Vorteile.
An dieser Stelle verzichte ich auf eine bedeutungsschwangere Klangbeschreibung.
Was mir auffiel:
Hörprobe - Till Brönner, RIO, (Trompete) - Lufträusche sind deutlicher am Instrument.
Hörprobe - Till Brönner, RIO, (Stimme) - Kurze Laute wie S, T, K usw. sind deutlich fokussierter.
Insgesamt sind klangliche Ereignisse schärfer umrissen und die räumliche Einordnung ist präziser.
Stimmen gewinnen an Präsenz und Körper.
Das oben erzielte Ergebnis war im Vergleich zu konventionellen Aktivweichen sehr komfortabel zu
erreichen. Dank der leicht zu bedienenden Software lassen sind auch komplexe Filternetzwerke
extrem einfach realisieren. Sehr hilfreich ist auch die Möglichkeit Änderungen mit einem Klick direkt
zu vergleichen. Dabei klingt das DSP sehr neutral und in keiner weise “digital“.
Da ich mich schon sehr lange mit dem Thema Lautsprecherbau auseinandersetze weiß ich, dass
sehr viel mehr Faktoren den Klang beeinflussen als nur eine vermeintlich optimale Weiche. Es ist
also sehr gut möglich, dass man in einem andern Hörumfeld zu einer anderen klanglichen
Einschätzung kommt. Beide Ansätze lassen sich aber ohne großen Aufwand vergleichen.
Möglich Modifikation MSW 200 SE 1.2.0:
Die Reduzierung der Güte im Tieftonzweig bei 220Hz führt zu einer schlankeren Abstimmung und
kann an die Raumakustik bzw. Hörgewohnheiten angepasst werden.
Alle Filter befindet sich im Downloadbereich
Ich würde mich sehr über eine Meinung von Ihnen freuen.
Mit freundlichen Grüßen
Clemens Menke
Aufbau
Die Dsp-Module haben ihr neues Zuhause im Gehäus einer Arcam Delta BlackBox gefunden.
Auf der linken Seite war dafür noch ausreichen Platz vorhanden. Ein 12Volt Kleinnetzteil speist
eine Platine mit Einschaltverzögerung. Diese schaltet die Mute Spannung von +5 Volt am
DSP-Modul über einen 100kOhm Wiederstand. Die +- 5 Volt für die DSP-Module kommen aus
einer stabilisierten und geregelten Spannungsquelle SPR-2 der Firma Thel. Die
Programmierschnittstellen wurde zur besseren Erreichbarkeit über zwei mini-DIN Buchsen
nach außen geführt. BILDER
Stückliste:
2 ST
1 ST
1 ST
2 ST
1 ST
1 ST
1 ST
1 ST
DSP-Modul HifiAkademie
PC-Interface HifiAkademie
Conrad 734217
MINI-DIN-STECKER VERGOLDET 4 POLIG
Conrad 734195
MINI-DIN-EINBAUBUCHSE 4 POLIG
Conrad 195901
VERZÖGERUNGS-EIN-/AUSSCHALTER - BAU
Conrad 190849
NETZTEILMODUL 12V/25MA FG (sollte höher ausgelegt werden ca.400mA)
Thel SPR-2
Spannungsregler
Thel NT-LN 50.9-3 Netztrafo
Hardware/Software:
MacBook Unibody 2,4 GHz, MacOS 10.6.2
FuzzMeasure Pro 3.2 http://supermegaultragroovy.com/
VirtualBox ORACLE früher Sun Microsystems www.virtualbox.org/
Windows 2000
Anmerkung:
Unter Parallels Desktop Vers. 3 ist es mir nicht gelungen das USB-Modul anzusprechen.
Mit der virtuellen Maschine von ORACLE gelang die Anbindung sofort. Zudem ist VirtualBox
frei verfügbar.
Messtechnik:
Monacor MPA-102 Mikrofonvorverstärker (kalibriert)
Monacor Messmikrofon ECM-40 (kalibriert)
Elektronik:
Vincent SP-997 Mono Endstufen
Vincent SP-993 Stereo Endstufe
Arcam Delta 170 CD Laufwerk
Arcam Delta 110 Vorverstärker
Arcam Delta BlackBox 3 DA-Wandler
MacMini: Plex MediaCenter.
iTunes - Archivierung verlustfrei (.aiff).
M2Tech HiFace Highest quality digital audio USB-Interface up to 192kHz/24bit
D-A Wandlung über BlackBox 3