Aktive Frequenzweiche mit EqAPO

Aktive Frequenzweiche mit EqAPO via HDMI zum AV Receiver.

Ziel war es eine aktive Frequenzweiche mit EqAPO zu realisieren, inklusive Kompensation der Raummoden und Frequenzganglinearisierung. Die Übertragung sollte vom Laptop rein digital via HDMI zum AV Receiver erfolgen.

1. Einleitung und Systemvorbereitungen

Vorbemerkung: Die Umsetzung ist ein komplexes, anspruchvolles und unter Umständen zeitaufwendiges Projekt. Es sollte nur von Leuten angegangen werden die mittlerweile gut mit Carma 4, REW, EqAPO und ihrem Receiver umgehen können sowie etwas Filtertheorie verstehen und Windows Erfahrung haben . Anfänger werden auf jeden Fall scheitern. Insbesondere nehme ich keine Verantwortung für durch Vollbereichs-Sweeps zerstörte Hochtöner. Ich habe die Weiche jetzt zwar an einem Tag realisiert, aber die Vorarbeit hat sich über Wochen erstreckt. Auch ich habe meine Lernphase hinter mir.

Desweiteren soll dieses, naja ich nenne es einmal Tutorial, nur als Wegweiser dienen und zeigen daß es möglich ist das umzusetzen.
Der Weg wird aber für jeden User ein anderer sein, wegen verschiedener Windows Versionen, Receivern, HDMI Treiber und allem Möglichen was mir gerade nicht einfällt.
Das heißt den Weg zum Ziel muß jeder selber finden und der Setup gilt zunächst mal nur für meine Konstellation.

EqAPO wird von Einigen hier im Forum mittlerweile als Frequengangkorrektur mit Peakfiltern eingesetzt. Die Frequenzgangkorrekturdaten kann man sich z.B. mit REW automatisch ermitteln lassen. In EqAPO kann man aber auch Hoch-und Tiefpässe erzeugen und ein Mehrkanalsystem aufsetzen. Wie man das rein grundsätzlich macht findet man in der Equalizer Apo Wiki im Internet.
In seiner rudimentärsten Form sieht ein solches Filter in EqAPO folgendermaßen aus:

Filter Settings file Notes: Equaliser: Generic # Midwoofer Channel: 1 Filter 1: ON LPQ Fc 2000 Hz Q 0.577 Channel: 2 Filter 1: ON LPQ Fc 2000 Hz Q 0.577 # Tweeter Channel: 5 Filter 1: ON HPQ Fc 2000 Hz Q 0.577 Channel: 6 Filter 1: ON HPQ Fc 2000 Hz Q 0.577 # Subwoofer Channel: 4

Dies ist der Setup für ein Paar Zweikanalsatelitten plus Subwoofer in seiner einfachsten Form, wobei hier das Bassmanagement vom AV Receiver vorgenommen wird.

Ein Hauptproblem ist, daß EqAPO für jeden Kanal ein Signal erwartet, hier also ein Fünfkanaliges ( natürlich unkodiert ) und Musik nur als Stereo vorliegt. Mit einem 5.1 Upmix kann man das erreichen. Leider gibt es das für Win7 nicht windowsweit.
Aber einige Musicplayer haben das als Option. Ich verwende MusicBee und kann damit ein 5.1 Musiksignal an EqAPO übergeben.

Für die Lautsprechermeßtechnik ist dieses Problem aber nicht so einfach zu lösen. Ich konnte z.B. REW nicht dazu bringen ein 5.1 Signal auszusenden ( EqAPO funktioniert nicht mit Asio4All ).
Um den Gesamtfrequenzgang des Lautsprechersystems zu erfassen ist ein solches Signal aber notwendig.

Hier kommt Carma 4 ins Spiel. Es gibt einen Trick wie man mit Carma 4 eine solche Messung vornehmen kann. Carma 4 erlaubt die Messung mit externen Signalen und stellt solche Signale auf der Audionet Webseite zur Verfügung. Ein solches Signal ( Dual-Mono, 48khz ) habe ich in den Musicplayer integriert und kann es somit als 5.1 abspielen. Deshalb wird für alle Messungen Carma 4 eingesetzt. ( Hinweis: Auf keinen Fall hier die DTS oder Dolby kodierten Testsignale einsetzen )

Als nächster Schritt muß unter Windows unter Soundeigenschaften die HDMI Schnittstelle konfiguriert werden. HDMI wird meistens von der Grafikkarte bereitgestellt. Meine Soundkarte ist komplett abgeschaltet. Zum Messen aktiviere ich ausschließlich das Mikrofon.
HDMI also als 5.1 konfigurieren. Bei mir werden die seitlichen Lautsprecher ( SL und SR ) als Hochtonkanäle eingesetzt.

Als Nächstes muß der AV Receiver vorbereitet werden. Ich habe meinen Denon AVR 4310 unter Surround Mode auf „Multichannel Direct“ gesetzt.
Die Signalkette sieht nun folgendermaßen aus:
MusciBee → EqAPO → HDMI → AV Receiver Multichannel Input

Es sollte angemerkt werden daß es eine Weile dauern kann bis das funktional aufgesetzt ist.
So einfach wie es sich hier liest ist es in der Praxis nicht und Geduld ist gefragt.


2. Filter in EqAPO

Ich habe im Internet nirgendwo etwas gefunden, daß jemand Hoch- und Tiefpassfilter mit EqAPO in der Praxis ausprobiert und beschrieben hat. Deshalb soll hier in einzelnen Schritten gezeigt werden daß das funktioniert. Die Messungen wurden mit einem Kirchner Mikrofon in ungefähr 3 Metern Entfernung von den Boxen im Sweet Spot aufgenommen.

Filtern und Messen begonnen habe ich mit meinem Bass-Mitteltöner ( Midwoofer ).
Im Einsatz ist hier ein Scan Speak 15W/8531 8 ( wie in meinem Avatar zu sehen ).
Man sieht hier den ungefilterten Midwoofer ( weiß ), ein Besselfilter 1. Ordnung und ein Butterworth Filter 1. Ordnung. Die Grenzfrequenz ist 2khz.
Filter 1. Ordnung:
Filter 1: ON LPQ Fc 2000 Hz Q 0.577
Bild1



Filter 2. Ordnung

Es wurde an anderer Stelle behauptet daß Filterkaskadierung in EqAPO eventuell nicht funktioniert.
Ich habe es einfach ausprobiert und das Ergebnis entspricht den Erwartungen.
Besselfilter 1. Ordnung vs Besselfilter 2. Ordnung

Filter 1: ON LPQ Fc 2000 Hz Q 0.577
Filter 1: ON LPQ Fc 2000 Hz Q 0.577
Bild 2




Midwoofer + Tweeter ( Einzelfrequenzgänge und Gesamtfrequenzgang )
Als Tweeter kommt ein Breitbandlautsprecher von Vifa zum Einsatz: 10BG120-6.
# Midwoofer
Channel: 1
Filter 1: ON LPQ Fc 2000 Hz Q 0.577
Filter 1: ON LPQ Fc 2000 Hz Q 0.577

Channel: 2
Filter 1: ON LPQ Fc 2000 Hz Q 0.577
Filter 1: ON LPQ Fc 2000 Hz Q 0.577

# Tweeter
Channel: 5
Filter 1: ON HPQ Fc 2000 Hz Q 0.577
Filter 1: ON HPQ Fc 2000 Hz Q 0.577

Channel: 6
Filter 1: ON HPQ Fc 2000 Hz Q 0.577
Filter 1: ON HPQ Fc 2000 Hz Q 0.577

Bild 3



Subwoofer + Frontlautsprecher
Ein komplettes Bassmanagement manuell aufzusetzen ist sehr viel schwieriger als den Übergang zwischen Mittel- und Hochtöner zu realisieren, auch weil der Bassbereich vom AV Receiver gemanaged wird. Ein erster Versuch den Subwoofer manuell über den Centerkanal aufzusetzen funktioniert zwar rein grundsätzlich, mit den Ergebnissen der Filterung war ich aber im Moment nicht zufrieden. Deshalb habe ich das Bassmanagement wieder dem AV Receiver übergeben und ihm gesagt daß er das bei 80Hz machen soll.
Ich habe dann doch in das Bassmanagement eingegriffen und den Midwoofer hochpassgefiltert ( 50Hz ) um den besten Frequenzgang zu erzielen und den Midwoofer vor allzu tiefen Frequenzen zu schützen:

Filter Settings file Notes: Equaliser: Generic Preamp: 0dB # Midwoofer Channel: 1 Filter 1: ON LPQ Fc 2000 Hz Q 0.577 Filter 1: ON LPQ Fc 2000 Hz Q 0.577 Filter 1: ON HPQ Fc 50 Hz Q 0.577 Filter 1: ON HPQ Fc 50 Hz Q 0.577 Channel: 2 Filter 1: ON LPQ Fc 2000 Hz Q 0.577 Filter 1: ON LPQ Fc 2000 Hz Q 0.577 Filter 1: ON HPQ Fc 50 Hz Q 0.577 Filter 1: ON HPQ Fc 50 Hz Q 0.577 # Tweeter Channel: 5 Filter 1: ON HPQ Fc 2000 Hz Q 0.577 Filter 1: ON HPQ Fc 2000 Hz Q 0.577 Channel: 6 Filter 1: ON HPQ Fc 2000 Hz Q 0.577 Filter 1: ON HPQ Fc 2000 Hz Q 0.577 # Subwoofer Channel: 4 Preamp: -20dB

Frontlautsprecher mit und ohne Subwoofer
Als Subwoofer kommen zwei Ripole übereinander stehend,mit insgesamt 4* 30cm Chassis zum Einsatz, die bis 20Hz herunter übertragen können. Hier sehr schön zusehen wieviel Energie die Ripole im Bassbereich zur Verfügung stellen.
Bild 4




Nun fehlt nur noch das Equalizing.
Da man mit REW den Gesamtfrequenzgang nicht messen kann, habe ich mich wieder eines Tricks bedient. Man kann in Carma 4 den Gesamtfrequenzgang als FRD Datei exportieren und in REW importieren:
Frequency Response in REW:
Bild 5



In den Auto EQ Vorgaben in REW habe ich einen Frequenzgang mit 30Hz unterer Grenzfrequenz und leichter Bassbetonung vorgegeben. Ab 1khz wird der Hochtonbereich etwas zurückgenommen.
Bild 6



Das Schöne in REW ist daß es das Equalizing automatisch ausführt:
Bild 7



Die Filter werden als .txt exportiert und in die Filter Settings eingefügt.
Hier der endgültige EqAPO File:

Filter Settings file Notes: Equaliser: Generic Preamp: 0dB Include: EQ active crossover.txt # Midwoofer Channel: 1 Filter 1: ON LPQ Fc 2000 Hz Q 0.577 Filter 1: ON LPQ Fc 2000 Hz Q 0.577 Filter 1: ON HPQ Fc 50 Hz Q 0.577 Filter 1: ON HPQ Fc 50 Hz Q 0.577 Channel: 2 Filter 1: ON LPQ Fc 2000 Hz Q 0.577 Filter 1: ON LPQ Fc 2000 Hz Q 0.577 Filter 1: ON HPQ Fc 50 Hz Q 0.577 Filter 1: ON HPQ Fc 50 Hz Q 0.577 # Tweeter Channel: 5 Filter 1: ON HPQ Fc 2000 Hz Q 0.577 Filter 1: ON HPQ Fc 2000 Hz Q 0.577 Channel: 6 Filter 1: ON HPQ Fc 2000 Hz Q 0.577 Filter 1: ON HPQ Fc 2000 Hz Q 0.577 # Subwoofer Channel: 4 Preamp: -20dB

Um den finalen Gesamtfrequenzgang zu messen muß ich wieder zu Carama 4 wechseln:
Bild 8



Und dazu noch das kumulative Zerfallspektrum:
Bild 9



Ende der Vorstellung. Der Sound ist exzellent und ich kann jetzt wieder andere Hobbies pflegen.

Wegen der Vielzahl der Details kann ich nur sehr begrenzt auf Fragen eingehen.
Ich verdiene kein Geld damit und habe einen Job.
Auf Grundlagen und Begriffe und Handhabung der Meßprogramme kann ich in diesem Zusammenhang gar nicht antworten, dazu gibt es Google und Handbücher und eventuell andere Threads.