Messungen - Wie stellt man den DCX2496 optimal ein?


Die beste digitale Frequenzweiche ist nur gut, wenn sie optimal eingemessen ist. Ich hatte nicht erwartet, dass es so aufwändig sein würde, den DCX2496 optimal zu konfigurieren. Es kostete mich etliche Tage Arbeit und einiges Nachdenken, bis ich die optimale Einstellung gefunden hatte. Jedem der es versuchen möchte sei hier gesagt, dass es ohne die Zuhilfenahme eines Messmikrofons und entsprechender Analysesoftware nicht gehen wird! Auch Kenntnisse über Raumakustik und Lautsprechermesstechnik sollten vorhanden sein wenn man bei der Einmessung des DCX2496 Erfolg haben möchte. Ich selbst habe viel aus dem Buch von J. D'Appolito ("Lautsprecher-Messtechnik" Elektor-Verlag 1999 ISBN 3-89576-090-0) gelernt.
Meine im folgenden geschilderten drei Versuche können möglicherweise helfen, selbst ein gutes Ergebnis beim Einmessen des DCX2496 zu bekommen.

1.Versuch:
Zu Beginn der Arbeiten an der Konfiguration des DCX2496 stellte ich ein Linkwitz-Riley Filter mit 48db Flankensteilheit mit Übergabepunkten bei 120Hz und 5kHz ein. Der Hörtest war absolut vernichtend. Ich hatte schon lange keine so schlechten Boxen mehr gehört!!

2.Versuch
Nach diesem ersten Schock ging ich das Ganze vorsichtiger an. Ich besorgte mir aus dem Internet ein Freewareprogramm (TMS-1 von DazyWeb Laboratories), das über die Soundkarte einen Sinus-Sweep erzeugen kann und die Messwerte anschließend über der Frequenz aufträgt. Zum Einsatz kam meine Soundkarte Audiophile 2496 (ca. 200Euro). Durch Loop-Messung in 24/96 Auflösung sah ich, dass die Karte bis 22kHz einen absolut graden Frequenzgang hat, sich also optimal für Audio-Messungen eignet. Jenseits der 22kHz ist sie leider begrenzt, auch im 24/96-Modus.
Ziel meines 2.Versuchs war es, die Charakteristik der in die Vulkan-Boxen eingebauten Frequenzweiche zu ermitteln. Ich verband dazu nacheinander die beiden Zuleitungen eines jeden Lautsprecherchassis mit den beiden Eingängen der Soundkarte (Differenzmessung). Die Messergebnisse schrieb ich in eine Datei und erzeugte daraus ein EXCEL-Sheet (dicke Linien).

Frequenzweiche Quadral und Nachbildung durch Behringer DCX2496

Überraschend ist, dass sich die Maximalamplituden an den Chassis unterscheiden und der Übergang vom Mittel- auf den Hochtöner alles andere als symmetrisch ist (Sperrkreis im Mitteltöner). Der Mitteltöner wird dadurch gezwungen, auf keinen Fall Hochtonanteile abzustrahlen. Das gemessene Verhalten versuchte ich mit dem DCX2496 nachzubauen, was auch ganz gut gelang (dünne Linien).
Im Hörvergleich, passive Originalfrequenzweiche gegen aktive DCX2496 Lösung, erhielt ich praktisch das selbe Klangbild. Entscheidender Unterschied war der wesentlich straffere Bass und die glänzenderen Höhen, was ich auf die direkte Kopplung Verstärker->Chassis ohne dämpfende passive Elemente zurückführe.

3.Versuch
zur Verbesserung des Klangs der Boxen (ich wollte endlich mehr Raum hören!) besorgte ich mir ein Messmikrofon von Behringer (ECM8000) und ein Mischpult zur Erzeugung der 48V Phantomspannung für das Mikro. Dazu die Demoversion des  Programms HobbyBox V5.1, ein MLS-Messprogramm. Vorteil des Programms ist die MLS-Technik, die durch Verkürzung der Impulsantwort Messungen im quasi schalltoten Raum zulässt (zumindest im Hochtonbereich). Außerdem ist die Demo-Version voll funktionsfähig und nur die Anzahl der Programmstarts auf 20 begrenzt was mir genügte.
Zunächst wurde das Programm kalibriert und damit auch die Nichtlinearitäten des Mischpults und der Soundkarte eliminiert. Anschließend der Frequenzgang des Mikrofons eingegeben, damit er bei der Messung berücksichtigt werden kann. Das Mikrofon wurde anschließend an der Hörposition fixiert.
Beim Festlegen der Übernahmefrequenzen orientierte ich mich an den im 1.Versuch ermittelten Werten von 180Hz und 5kHz. Bei der Einstellung der Lautstärke an den ebenfalls im 1.Versuch ermittelten Werten. Der DCX2496 wurde bei den Messungen von der Soundkarte aus über SPDIF digital eingespeist.

Grundeinstellungen AES-Eingang Routing für Digital Input Übernahmefrequenzen und Flankensteilheit

Betrachtet wurde zunächst der Mittel- und Hochtonbereich da eine Übernahmefrequenz von 5kHz zwischen Mitteltöner und Hochtöner sehr kritisch ist (Frauenstimmen). Nach Anpassungen der Lautstärke ergaben sich bereits ziemlich brauchbare Ergebnisse. Es ist zu beachten, dass diese Ergebnisse durch Begrenzung der FFT auf 512 identisch mit Messungen im schalltoten Raum sind. Raumeinflüsse sind in den Messungen nicht enthalten. Nachteil der kurzen FFT ist, dass tiefe Frequenzen bei der Messung nicht mit erfasst werden. Das ist die Ursache für den Abfall der Kurven unter 600Hz.

Links ohne/mit Korrektur FFT-512 Rechts ohne/mit Korrektur FFT-512

Durch den Einsatz von einigen wenigen parametrischen Filtern ließen sich die Ergebnisse noch sichtbar verbessern. Beim linken Kanal wurden die Peaks bei 1,7kHz und 4kHz heruntergedrückt, im rechten Kanal die Absenkung bei 1,25kHz angehoben.

Absenkung der beiden Peaks Links Anhebung der Absenkung bei 1.25KHz Rechts

Zur Kompensation des leichten Höhenabfalls jenseits von 15kHz wurden bei beiden Kanälen die Höhen in diesem Bereich angehoben. Der Höhenabfall resultiert vermutlich vom TH400 Bändchen. Nicht umsonst wurde bei der Quadral Titan das TH800 Bändchen als Hochtöner eingebaut. Bemerkenswert war das Verhalten der minimalen Phase (Gruppenlaufzeit). Je linearer die Frequenz wurde umso linearer auch die Gruppenlaufzeit!

Höhenanhebung Links Höhenanhebung Rechts

Das erzielte Ergebnis kann sich nicht nur optisch sehen lassen. Der Klang war in den Höhen wesentlich geschmeidiger und brillanter geworden. 

Was mich noch ungemein störte war das teilweise laute Dröhnen bei gewissen tiefen Frequenzen (die Vulkan-Boxen gehen bis 20Hz). Aus optischen Gründen bin ich gezwungen die Boxen wandnah aufzustellen. Die rechte Box steht zudem in einer Ecke des Raumes, die linke nicht, was zu unterschiedlicher Verstärkung der tiefen Frequenzen führt.

Gesamtansicht, rechts im Bild das Rack mit der Elektronik

Zunächst machte ich Messungen mit einer 16368 langen FFT. 

Links ohne/mit Korrektur FFT-16368 Rechts ohne/mit Korrektur FFT-61368

Wie zu erwarten sind die Mitten und Höhen durch die Raumreflexionen wesentlich ruppiger geworden wenngleich man die Effekte der Begradigung der Höhen auch hier noch gut sehen kann. Der Tieftonbereich ist wegen der vielen Raum-Moden meines komplexen Hörraumes (unterschiedlich hohe Decken, Treppenhaus) sehr unausgewogen. Durch den Einsatz mehrerer parametrischer Equalizer begradigte ich ihn radikal. Das Ergebnis war vollkommen inakzeptabel. So beschloss ich zunächst herauszufinden wo genau die Raumresonanzen liegen und diese dann vorsichtig und für beide Kanäle gleich zu dämpfen. Dazu benutze ich wieder den Sinus-Sweep, diesmal mit Messmikrofon. Die größten Resonanzen fand ich bei 151Hz und 58Hz. Für diese beiden Frequenzen setzte ich je einen parametrischen Equalizer ein, dessen Dämpfung ich nach Gehör abglich. 

Digital Room Correction Links Digital Room Correction Rechts

Diese Methode ist zwar sehr subjektiv aber sie stellte mich akustisch vollkommen zufrieden. Bei den oben gezeigten Ergebnissen sieht man deutlich, dass durch dieses Vorgehen die höchsten Amplitudenspitzen erfolgreich gekappt wurden. Damit ergibt sich die folgende Übertragungsfunktion im DCX2496.

Gesamtansicht der Korrekturen Links/Rechts

Um einen AB-Vergleich zwischen der aktivierten Box und der Originalfrequenzweiche machen zu können schaffte ich mir eine Möglichkeit um mittels Relais zwischen beiden Konfigurationen knackfrei umschalten zu können. Das Ergebnis fiel überraschend deutlich zugunsten des DCX2496 aus. Instrumente waren deutlich klarer positioniert, die Höhen geschmeidiger und brillanter und der Bass straff ohne jedes Dröhnen. Es war wie wenn ich die Boxen gegen weit teurere getauscht hätte.

Zum Abgleich der Lautstärke führte ich noch eine links/rechts Vergleichsmessung durch. Man kann gut sehen, wie sich im Bassbereich Überhöhungen auf der einen Seite gut mit Absenkungen auf der anderen Seite kompensieren.

Vergleich links/rechts mit Korrektur FFT-512 Vergleich links/rechts mit Korrektur FFT-16368

Zuletzt benutzte ich das Messmikrofon zum Einmessen der Lautsprecherverzögerungen. Der DCX2496 besitzt hierfür eine Automatik und so sind die Einstellungen in weniger als einer Minute durchgeführt.

Laufzeitkorrektur der Cassis

Im anschließenden Hörvergleich (wieder AB) ging die Sonne vollends auf und Gänsehaut stellte sich ein. Der Raum um mich herum erweiterte sich um mehrere Meter und Sänger standen auf einmal absolut losgelöst von den Boxen vor mir. Das war DAS Aha-Erlebnis. Korrekte Phasenbeziehungen der Signale zwischen den Chassis sind also der Schlüssel für eine plastische Raumdarstellung. Alleine wegen dieses Features hat sich der Kauf des DCX2496 schon gelohnt. Genau das ist es, was man mit analogen Filtern nicht erreichen kann und genau das ist der riesige Vorteil einer digitalen Lösung. Dies scheint mir auch der Punkt zu sein, an dem Boxenhersteller lange arbeiten müssen um mit passiven Frequenzweichen und entsprechendem Versatz der Chassis akzeptable Ergebnisse zu bekommen. 

 

Fazit
Ohne Verständnis für Raumakustik, Lautsprechermesstechnik und dem passenden  Messequipment kann der DCX2496 auf keinen Fall optimal eingestellt werden. Eine freihändige Einstellung (nach Gehör) führt zu grottenschlechten Ergebnissen. Bei richtiger Einstellung führt der Einsatz des DCX2496 jedoch zu phänomenalen Klangergebnissen. In meinem Fall konnten die alten Vulkan Boxen durch den DCX2496 enorm aufgewertet werden. Für das Geld der eingesetzten USHER R-6 und des DCX2496 hätte ich nie Boxen mit so phantastischen Eigenschaften bekommen.