Mehrerer Subwoofer mit miniDSP

In diesem App-Hinweis zeigen wir Ihnen, wie Sie ein Multisub-Setup (d.h. mehrere Subwoofer) mit einem miniDSP abstimmen können.

1. Warum mehrere Subwoofer verwenden?
2. Auswahl des DSPs
3. Verbindung herstellen
4. Das Verfahren
5. Baseline eines einzelnen Subwoofers
6. Verfahren A
7. Verfahren B
8. Verfahren C

1. Warum mehrere Subwoofer verwenden?

Der Hauptgrund für den Einsatz mehrerer Subwoofer ist die Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Basswiedergabe über den gesamten Hörbereich. Während der EQ die Reaktion korrigieren kann, um an einer Stelle im Raum flach zu sein, kann er räumliche Abweichungen nicht korrigieren. Wenn beispielsweise der Pegel von 40 Hz in einem Sitz 10 dB vom Pegel im nächsten Sitz abweicht, beträgt die Differenz zwischen den beiden Sitzen immer 10 dB, unabhängig davon, wie viel EQ angewendet wird. Die einzige Lösung besteht darin, eine bessere Position für den (einzelnen) Subwoofer zu finden oder mehrere Subwoofer zu verwenden.

Mehrere Subwoofer können auch bei anderen Problemen helfen. Beispielsweise kann eine persistente Null in der Antwort durch die Verwendung mehrerer Subwoofer ausgefüllt werden. (Eine Null ist nicht nur ein Bereich mit geringer Leistung, sondern auch ein Bereich mit Null-Ausgang. Keine Menge an EQ kann eine Null richtig korrigieren.) Da sich echte Hörräume darauf beschränken, wo Subwoofer platziert werden können (aufgrund von Möbeln, Türen und Ästhetik), ist es möglicherweise nicht möglich, einen einzelnen Subwoofer in der optimalen Position zu platzieren. Die Verwendung von mehr als einem Subwoofer bietet einen größeren Freiheitsgrad bei der Aufstellung des Subwoofers.

Sogar zwei Subwoofer können eine Verbesserung gegenüber einem einzelnen liefern (siehe Grafiken unten), aber drei oder vier werden im Allgemeinen als optimal angesehen.

Die Verwendung mehrerer Subwoofer ist kein Grund, minderwertige Subwoofer zu verwenden! Geringe Verzerrung, ausreichende Frequenzerweiterung und -ausgabe, minimale Gehäusevibrationen und Eigenrauschen des Treibers, hochwertige Elektronik (wenn sie mit Strom versorgt wird) und niedriges Portgeräusch (wenn sie portiert wird) sind notwendige Attribute für gute Ergebnisse, unabhängig von der Anzahl der verwendeten Subwoofer.

Wahl des DSP
Wir gehen in diesem App-Hinweis davon aus, dass die Subwoofer für das Heimkino verwendet werden und zwei bis vier Subwoofer vom Subwooferausgang des AVR ansteuern. Wenn Sie einen dedizierten DSP für die Subwoofer-Abstimmung kaufen, sind die miniDSP-Geräte mit vier Ausgängen ideal. Sie sind in Tabelle 1 zusammengefasst.

(*1) Dies ist ein Vorschlag für die optimale "Passform" für jede Einheit. Die beste Übereinstimmung hängt von den Spezifikationen der Eingangsempfindlichkeit Ihrer eigenen Verstärker/Subs ab.

Während dieser App-Hinweis für den Fall geschrieben wurde, dass eine Einheit mit vier Ausgängen für das Subwoofermanagement vorgesehen ist, kann in dieser Anwendung jedes miniDSP-Produkt mit genügend Ausgängen verwendet werden. Geräte mit einer höheren Anzahl von Ausgängen können für Anwendungen mit mehr Subwoofern, kombinierten aktiven Crossover/Multisub-Systemen und Multiroom-Installationen geeignet sein. Sehen Sie sich das gesamte Sortiment an. Im Zweifelsfall oder bei Fragen wenden Sie sich bitte an unseren technischen Support.

3. Verbindung herstellen

Ein exemplarisches Setup ist in Abbildung 1 unten dargestellt. Der Subwooferausgang des AVR (oder AVP) wird an den miniDSP-Eingang angeschlossen, und bis zu vier aktive Subwoofer werden an die miniDSP-Ausgänge angeschlossen.

Abbildung 1. Typisches Multisub-Setup mit aktiven Subwoofern

Abbildung 2 zeigt eine weitere Option, bei der "pro"-Amps verwendet werden, um höhere Leistungsstufen zu erreichen (d.h. die Subwoofer selbst haben keine eingebaute Verstärkung).

Abbildung 2. Multisub-Setup mit passiven Subwoofern und externer Verstärkung

Entweder das oben genannte oder eine Kombination ist eine gute Wahl. Wenn Sie ein einfaches System haben und keinen vollwertigen AVR benötigen, können Sie anstelle des AVR einen miniDSP nanoAVR HDA verwenden.

Für einen miniDSP 2x4 Balanced ist das 4Way Advanced die beste Wahl des Plugins. Für einen miniDSP 2x4 HD verwenden Sie das 2x4 HD1 Plugin und stellen Sie die Routingmatrix so ein:

Mehrere Subwoofer können lange Audiokabel und elektrische Geräte bedeuten, die an verschiedene Steckdosen angeschlossen sind. Diese Situation ist ein Hauptgrund für Probleme mit Lärm und Brummen. Während die Geräuschdämpfung in der Regel kein Problem in einer häuslichen Umgebung ist, können ausgewogene Verkabelungen und Anschlüsse die Wahrscheinlichkeit von Problemen verringern. Wahrscheinlicher sind Erdschleifenprobleme. Ein langes elektrisches Kabel so zu verlegen, dass ein "weit entfernter" Subwoofer an dieselbe Steckdose angeschlossen wird wie die andere Elektronik, ist vielleicht besser, als diesen Subwoofer einfach an die nächstgelegene Steckdose anzuschließen. Der Schirm eines symmetrischen Kabels kann an einem Ende abgetrennt werden (z.B. Trennen von "S" am miniDSP Symmetrischen Ende des Kabels). In extremen Fällen können Audioisolationstransformatoren erforderlich sein.

Warnung: Trennen Sie niemals die Sicherheitsmarkierung von Geräten und verwenden Sie niemals "Cheater-Stecker". Dies ist äußerst gefährlich und kann zu Verletzungen oder zum Tod führen. Wenn Sie auf ein Erdschleifenproblem stoßen, gehen Sie es sicher an!

4. Die Vorgehensweise

Die Reaktion der Subwoofer in Räumen ist unvorhersehbar, und es gibt verschiedene Ansätze, um die beste Reaktion bei der Verwendung mehrerer Subwoofer zu erzielen. Akustische Messungen sind ein wesentlicher Bestandteil dieser Aufgabe. In diesem App-Hinweis werden wir drei Methoden in der Reihenfolge der zunehmenden Schwierigkeit beschreiben und Beispiele für Messungen in unserem Prüfraum geben.

Das Gesamtverfahren ist:

1. Führen Sie mehrere Messungen des Subwoofers oder der Subwoofer um den Hörbereich herum durch.
2. Ändern Sie Parameter wie Verzögerung und Verstärkung, um räumliche Abweichungen zu reduzieren. (Sie können auch versuchen, die Position des Subwoofers zu ändern.)
3. Führen Sie einen globalen EQ durch, um die Glätte zu verbessern.

Beachten Sie den allgemeinen Ansatz: mehrere Substrate zur Reduzierung räumlicher Variationen, globaler EQ zur Verbesserung der Glätte. Wir werden drei Messstellen verwenden - eine in der Mitte des Hörbereichs und zwei an verschiedenen Stellen. Sie können mehr Messstellen verwenden, aber irgendwann wird es einfacher sein, auf die Verwendung des Multi-Sub Optimizers (Methode C) umzusteigen.

5. Basislinie für einen einzelnen Subwoofer

Wir empfehlen, eine Baseline mit einem einzelnen Subwoofer zu erstellen. Dadurch wird sichergestellt, dass Ihr miniDSP mit dem Rest Ihrer Ausrüstung ordnungsgemäß funktioniert und Sie in der Lage sind, Messungen durchzuführen und REW Auto-EQ auszuführen. Es wird auch eine nützliche Vergleichsbasis bieten, um die mit zusätzlichen Subwoofern erzielte Verbesserung zu bewerten.

Wenn Sie Messungen zur Optimierung durchführen, stellen Sie sicher, dass die gesamte Filterung ausgeschaltet ist. Da AVRs oft einen Tiefpassfilter auf dem LFE-Kanal haben, ist es am besten, das Testsignal direkt in den miniDSP zu senden. In Abbildung 3 verwendet der Computer mit REW den USB-Eingang einer 2x4 HD für das Testsignal. Wenn Sie eine miniDSP 2x4 Balanced verwenden, trennen Sie den AVR vom miniDSP-Eingang und verbinden Sie stattdessen den Ausgang Ihrer Soundkarte.

Abbildung 3. Beispiel Messaufbau (2x4 HD)

Wählen Sie einen der Subwoofer, der als Baseline verwendet werden soll. Schalten Sie im Plugin die anderen Subwoofer stumm und führen Sie dann eine Reihe von Messungen im Hörbereich durch. Grafik 1 zeigt die Messungen, die wir für einen Subwoofer in der Mitte der Vorderwand erhalten haben. Dies ist die beste Location, die wir für einen einzelnen Subwoofer in diesem Raum gefunden haben.

Grafik 1. Unkorrigierte Reaktion eines einzelnen Subwoofers, gemessen an drei Stellen

Wir müssen nun den globalen EQ mit dem Room EQ Wizard anwenden:

1. Verwenden Sie REW, um einen Mittelwert der drei Messungen zu ermitteln. (Verwenden Sie die Registerkarte All SPL, um die Messungen auszuwählen, und klicken Sie dann auf die Schaltfläche Average the Responses.)
2. Verwenden Sie REW Auto-EQ, um einen Korrekturfilter für die Durchschnittsantwort zu berechnen. Lesen Sie die App Note Auto EQ mit Room EQ Wizard und stellen Sie sicher, dass Sie die richtige Sample-Rate-Einstellung und Anzahl der EQ-Bänder für Ihre Hardware/Plugin verwenden.
3. Laden Sie den Korrekturfilter in den PEQ-Block des Input 1.
4. Messen Sie erneut an den drei Stellen, um die endgültige Antwort zu erhalten.

(Zur besseren Vergleichbarkeit verwenden wir in allen Beispielen eine völlig flache Sollkurve. Sie können eine Zielkurve mit Tiefbassanhebung einrichten, wenn Sie möchten, oder zusätzlichen PEQ nach der Anwendung des globalen EQ verwenden.)

Grafik 2 zeigt unsere Messungen an den drei Standorten nach Anwendung des globalen EQ. Das ist also unsere Grundlinie! Mal sehen, welche Verbesserungen wir mit mehr Subs erzielen können.

Grafik 2. Korrigierte Reaktion eines einzelnen Subwoofers, gemessen an drei Stellen

6. Methode A

Das Verfahren A verwendet zwei oder vier identische Subwoofer, die symmetrisch im Raum angeordnet sind. Es basiert auf Recherchen bei Harman International (PDF-Download). Die besten Standorte für den Subwoofer waren, wie in Abbildung 4 dargestellt.

Abbildung 4. Symmetrische Layouts für mehrere Subwoofer

Um die Methode A zu testen, haben wir zwei identische versiegelte Substrate in unserem Testraum gemäß Layout 1 platziert: Grafik 3 zeigt das Ergebnis, nachdem wir an drei Stellen gemessen, den globalen EQ auf den Durchschnitt angewendet und dann an den gleichen drei Stellen neu gemessen haben. Die räumliche Variation ist geringer als bei einem einzelnen Subwoofer (Grafik 2), außer vielleicht im Bereich von 90 bis 105 Hz, und es gibt weniger Kerben.

Grafik 3. Korrigiertes Ansprechverhalten von zwei Subwoofern (Layout 1), gemessen an drei Positionen.

Du wirst vielleicht feststellen, dass du die Subwoofer "optimieren" kannst, um die Antwort zu verbessern. In unserem Fall fanden wir heraus, dass das Hinzufügen von 2 ms Delay zum vorderen Subwoofer einige Kerben im Frequenzgang eliminiert und die räumlichen Variationen oberhalb von 80 Hz reduziert. Insgesamt ist dies im Vergleich zu Grafik 2 definitiv eine Verbesserung!

7. Verfahren B

Methode A ist nicht immer durchführbar: Reale Räume sind oft nicht rechteckig und die benötigten Standorte sind aus praktischen Gründen (Möbel, Geräte, Türen/Gänge, etc.) nicht immer verfügbar. Die Methode B basiert stark auf der Technik, die von Dr. Earl Geddes in zwei Kurzpapieren beschrieben wurde (aber nicht dasselbe ist). Es werden drei oder mehr Subwoofer mit asymmetrischer oder "zufälliger" Anordnung verwendet. Abbildung 5 zeigt einige exemplarische Layouts mit drei Subs (Geddes empfiehlt auch, einen Subs nach Möglichkeit näher an die Decke zu heben).

Hinweis: Im Rahmen des Optimierungsprozesses wird die Verzögerung einzelner Teilbereiche geändert. Wenn Sie es vorziehen, die Delays so zu initialisieren, dass sie der Entfernung jedes Subwoofers von der Haupthörposition entsprechen, schadet das nicht.

Abbildung 5. Beispielhafte asymmetrische Layouts für mehrere Subwoofer.

Um die Methode B zu testen, verwendeten wir Layout 4 in unserem Testraum mit drei versiegelten Subwoofern (ähnlich, aber nicht alle identisch). Vor dem Start haben wir alle drei Subwoofer an drei Stellen gemessen, ohne dass eine Anpassung (Delay, Gain, EQ) auf einen von ihnen vorgenommen wurde. Dies ist in Grafik 4 dargestellt. Während die räumliche Variation bis zu 50 Hz sehr gering ist, ist sie über 50 Hz recht hoch. Außerdem sind alle Messstellen ziemlich "notchy" und dies wird schwierig zu korrigieren sein.

Grafik 4. Verhalten aller drei Subwoofer (Layout 4) ohne Optimierung, gemessen an drei Standorten.

Also lasst uns sehen, was wir verbessern können! Das Verfahren B geht wie folgt vor:

1. Schalten Sie alle Subwoofer außer S1 stumm und führen Sie eine Reihe von Messungen durch.
2. Schalten Sie S2 stumm (lassen Sie S1 stumm) und führen Sie die Messungen erneut durch. Wenn das Ergebnis besser als Schritt 1 ist, fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort. Andernfalls verwenden Sie das Plugin, um die Verstärkung und die Verzögerung (*) von S2 zu ändern und zu wiederholen.
3. S3 aufheben (S1 und S2 ebenfalls aufheben) und die Messungen durchführen. Wenn das Ergebnis besser ist als Schritt 2, fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort. Andernfalls verwenden Sie das Plugin, um die Verstärkung und die Verzögerung (*) von S3 zu ändern und zu wiederholen.
4. Wenn Sie vier Subwoofer verwenden, tun Sie dasselbe für S4.
5. Wenden Sie den globalen EQ auf den Mittelwert des letzten Messsatzes an. Dann messen Sie neu. Grafik 5 zeigt unser Endergebnis.

() Du kannst auch versuchen, den Sub zu invertieren. Wenn Sie bei keinem Schritt in der Lage sind, ein besseres Ergebnis als bisher zu erzielen, müssen Sie möglicherweise versuchen, dieses Sub zu bewegen. Sie können diese Methode etwas schneller machen, indem Sie Parametereinstellungen vermeiden, die zu Einschnitten in der Reaktion an der zentralen Messstelle führen.*

Grafik 5. Optimiertes und korrigiertes Ansprechverhalten aller drei Subwoofer (Layout 4), gemessen an drei Standorten.

Dies ist offensichtlich eine große Verbesserung der räumlichen Variation im Vergleich zur Verwendung mehrerer Substrate ohne diese Methode (Grafik 4). Es gibt auch keine signifikanten Kerben bis fast 100 Hz. Im Vergleich zu Methode A (Grafik 3) gibt es mehr Variationen im Bereich von 20 bis 40 Hz und weniger über 50 Hz. Wir führen die Messungen für jeden weiteren Subwoofer nur noch selten durch, so dass es möglich ist, dass mehr Zeit für unterschiedliche Subparameter und Messungen zu noch besseren Ergebnissen führen würde.

8. Methode C

Das Verfahren C verwendet das Programm Multi-Sub Optimizer (MSO). Diese fantastische Software führt einen Optimierungsalgorithmus für mehrere Messungen Ihrer Subwoofer aus, um die bestmögliche Reaktion im gesamten Hörbereich zu erzeugen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Vorgehensweise für die Verwendung von MSO wie folgt ist:

1. Führen Sie eine Messung jedes Subwoofers an jeder Messstelle durch. In unserem Beispiel mit drei Subwoofern und drei Messstellen, also neun Messungen. Diese Messungen müssen mit einer Zeitreferenz durchgeführt werden.
2. Laden Sie die Messungen in das MSO. Dies erfordert einige Einstellungen und Konfigurationen - zum Beispiel, um MSO mitzuteilen, dass Sie drei Subwoofer haben, die korrekten Messungen jedem Subwoofer zuzuordnen, und so weiter.
3. Führen Sie den Optimierungsalgorithmus aus, um räumliche Abweichungen zu minimieren. MSO generiert Verstärkungs-, Delay- und PEQ-Einstellungen für jeden Subwoofer.
4. Laden Sie die von MSO generierten Einstellungen in die jeweiligen Output des miniDSP-Plugins.
5. Führen Sie die Messungen erneut durch, um Ihre Ergebnisse zu überprüfen.
6. Optional können Sie den globalen EQ anwenden, um die flachste Reaktion zu erhalten oder eine Zielkurve anzuwenden.

Wir haben eine detaillierte Schritt-für-Schritt-Anleitung für den DDRC-88A in der Application Note Optimierung mehrerer Subwoofer mit dem DDRC-88BM und dem Multi-Sub Optimizer erstellt. Mit Ausnahme der Plugin-Konfiguration in den Schritten 2 und 3 gelten die Anweisungen auch für den miniDSP 2x4 HD / Balanced. Nehmen Sie sich Zeit und folgen Sie allen Schritten sorgfältig. Stellen Sie sicher, dass Sie die richtige Abtastrate und Anzahl der für Ihre Hardware/Plugin verfügbaren PEQs einstellen.

Um die Methode C zu testen, verwendeten wir Layout 4 mit den gleichen drei Subwoofern, die wir für die Methode B verwendet haben. Grafik 6 zeigt unser Endergebnis. Die räumliche Variation ist sehr gering und liegt weit über 100 Hz.

Grafik 6. Ansprechverhalten aller drei Subwoofer (Layout 4) optimiert mit MSO, gemessen an drei Stellen.

Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass die hier gezeigten Grafiken nicht unbedingt repräsentativ für die Ergebnisse sind, die Sie in Ihrem Raum erhalten. Wie bereits erwähnt, sind Subwoofer in Räumen unberechenbar, und der einzige Weg, um zu wissen, welche Methode für Sie die beste ist, ist, sie auszuprobieren.

Schließlich, wenn Sie das Bassmanagement verwenden, können Sie es nun einrichten. Dazu leiten Sie Ihr Messsignal durch den AVR und nicht direkt durch den miniDSP. Bei einem Multisub-System kann das Konzept des "Abstandes zum Subwoofer" etwas bedeutungslos sein, so dass Sie vielleicht feststellen müssen, dass Sie mit dem Delay auf dem Subwooferkanal experimentieren müssen, um ein möglichst sanftes Ansprechverhalten über den Frequenzweichenbereich zu erhalten.

Das war's für diese App-Notiz! Viel Spaß, und bitte teilen Sie uns Ihre Multisub- und miniDSP-Ergebnisse in unserem Forum mit.