Zeitgemäßer DSP-Controller mit FIR

  • Hallo,


    ich bin derzeit auf der Suche nach einem zeitgemäßen PA-Controller. Folgende Eckdaten sollte er können:


    - Die ganze Reihe der normalen DSP-Funktionen (PEQ EQ mit Shelfing-Filtern , XOver, short Delay, long Delay, freies Routing, Compressor, Limiter, ....)

    - Ethernet-tauglich (idealerweise Bedienung per iPad und Windows möglich)

    - Min. 96 KHz / 24bit

    - Linear Phase Cross Over (FIR)

    - AES/EBU Inputs und Outputs

    - FIR-EQ


    Und für meine Anwendung wichtig:

    - Frei programmierbare FIR-Filterkoeffizienten

    - 4x XLR-In / 8x XLR-Out


    Nach meiner bisherigen Recherche tut man sich mit den FIR-Filtern noch etwas schwer. Frei programmierbare FIR-Filter habe ich leider in keiner Preiskategorie entdecken können. Es gibt zwar Systemcontroller die das können, allerdings sind hier die Filter "hardcoded" und nicht durch den Benutzer veränderbar.


    Über einen Hinweis auf ein vorhandenes oder in angekündigtes Produkt würde ich mich sehr freuen.


    Viele Grüße

  • Hi,


    schau dich mal bei den Produkten von MiniDSP um: https://www.minidsp.com/

    Die OpenDRC Serie erlaubt definitiv das setzen eigener FIR-Taps, bei den anderen Produkten bin ich mir nicht ganz sicher.

    Über ein Dongle namens WI-DG könnte man so eine Box jedenfalls auch am Netzwerk betreiben bzw. über dieses Konfigurieren. Die Software ist recht einfach.


    Beste Grüße

  • Welche entsprechen denn nicht Deinen Vorstellungen?


    Auf Anhieb fallen mir Xilica (XD-Serie?), Four Audio und EM Acoustics ein.

    Schau da mal nach, falls nicht bereits bekannt.


    Die Xilica XD-Serie und auch die Lake LMs können meiner bisherigen Recherche nach keine vollvariable FIR-Filterung.


    Die EM Acoustics DSC48 scheint baugleich mit der NOVA HDC48 zu sein und die können zwar Linear Phase Cross Overs und Linear Phase EQ aber scheinbar ebenfalls keine vollvariable FIR-Filterung


    Die Four Audio HD2 scheint vollvariable FIR-Filter zu können - allerdings (leider) keine Apps fürs Apple Tablet. Da wir inzwischen tatsächlich auf fast jeder Veranstaltung ein (halbweg) redundantes WLAN-Netzwerk aufbauen, um den Tonmenschen nicht mehr an das FOH ketten zu müssen, wäre das tatsächlich recht wichtig.


    Der MiniDSP HD kann zwar vollvariable FIR-Filterung allerdings ist die Kiste bedingt durch Chinch oder Phoenix-Stecker eher weniger praxistauglich. Auch fehlt ein Display oder die Möglichkeit direkt am Gerät mal korrigieren zu können. Zum Basteln ist die Kiste super, für die Praxis eher nicht.

  • Dass es wenige Controller mit frei ladbaren User-Koeffizienten gibt hat recht naheliegende Gründe: Zum einen bedarf es zur korrekten Erstellung der Koeffizienten deutlich tieferer Fachkenntnisse als der Otto-Normal-Verleiher besitzt. Außerdem bedarf es umfangreicherer Messausrüstung als üblich, da FIR Entzerrung nur dann sinnvoll ist, wenn man das Abstrahlverhalten des Systems in 3D Messen kann. Mit falsch verwendeten FIR Filtern kann man schnell viel mehr kaputt machen als hinzugewinnen. Das Risiko für die Hersteller, dass ihre Systeme dann schlechter performen als mit Werkspresets, ist unkalkulierbar und unnötig hoch.


    Der praktische Nutzen der FIR Filter hält sich in Grenzen, da die Phasenlage allein nicht hörbar ist. Lediglich Phasenfehler zwischen den einzelnen Wegen oder zwischen in unmittelbarer Nähe von einander betriebenen Lautsprechern wird als frequenz- und positionsabhängige Pegelwelligkeit hörbar. Für Line-Arrays macht linearphasige Entzerrung daher Sinn, wenn z.B. einzelne Zonen eines Arrays unterschiedlich entzerrt werden sollen ohne die Phasenlage des Arrays als Ganzes zu zerstören. Für eine einzelne Box allerdings kann man mit klassischen IIR Filtern und Delays bereits alles nötige erledigen wenn man weiß was man tut. Konstruktive Schwächen einer Box bekommt man allerdings damit ebensowenig behoben wie mit FIR Filtern.

  • Zitat

    Dass es wenige Controller mit frei ladbaren User-Koeffizienten gibt hat recht naheliegende Gründe: Zum einen bedarf es zur korrekten Erstellung der Koeffizienten deutlich tieferer Fachkenntnisse als der Otto-Normal-Verleiher besitzt. Außerdem bedarf es umfangreicherer Messausrüstung als üblich, da FIR Entzerrung nur dann sinnvoll ist, wenn man das Abstrahlverhalten des Systems in 3D Messen kann. Mit falsch verwendeten FIR Filtern kann man schnell viel mehr kaputt machen als hinzugewinnen. Das Risiko für die Hersteller, dass ihre Systeme dann schlechter performen als mit Werkspresets, ist unkalkulierbar und unnötig hoch.


    Der praktische Nutzen der FIR Filter hält sich in Grenzen, da die Phasenlage allein nicht hörbar ist. Lediglich Phasenfehler zwischen den einzelnen Wegen oder zwischen in unmittelbarer Nähe von einander betriebenen Lautsprechern wird als frequenz- und positionsabhängige Pegelwelligkeit hörbar. Für Line-Arrays macht linearphasige Entzerrung daher Sinn, wenn z.B. einzelne Zonen eines Arrays unterschiedlich entzerrt werden sollen ohne die Phasenlage des Arrays als Ganzes zu zerstören. Für eine einzelne Box allerdings kann man mit klassischen IIR Filtern und Delays bereits alles nötige erledigen wenn man weiß was man tut. Konstruktive Schwächen einer Box bekommt man allerdings damit ebensowenig behoben wie mit FIR Filtern.

    In deinem ersten Absatz stimme ich Dir sicherlich zum Großteil zu. Allerdings habe ich eine andere Herangehensweise: Ich betrachte den Lautsprecher als Ganzes als System mit einem Eingangssignal, einem nichtlinearphasigem Antwortverhalten und einem dementsprechend "verzerrten" Ausgang. Ein normaler Lautsprecher hat mehrere 360° Phasenverschiebung bedingt durch das akustische Verhalten des Lautsprechers an sich und die Frequenzweiche. Wie "zermatscht" das Antwortsignal aussieht zeigt die Antwort auf einen Dirac-Impuls. Dieses Problem ist mir FIR-Filtern mit dem primären Nachteil einer geringen Systemlatenz lösbar. Ob man den Unterschied zwischen einem konventionellen Lautsprecher und einem in weiten Teilen phasenlinearen Lautsprecher hören kann, versuche ich gerade in Form eines Eigenentwicklungsprojektes herauszufinden (kann ich vielleicht irgendwann mal hier vorstellen). Mir geht es hierbei um weit mehr als um irgendwelche Auslöschungen, die aufgrund falscher Phasenlage zwischen Hochtöner und Tieföner passieren. Du sagst die Phasenlage kann man nicht hören: Stimmt. Aber den Phasengang? Da bin ich mir nicht sicher. Ein linearer Frequenzgang scheint mir im Lautsprecher nicht das einzige Qualitätsmerkmal zu sein.


    Würdest du bitte erläutern warum man für eine korrekte FIR-Filterung den Lautsprecher dreidimensional vermessen soll? Ich würde hierbei zunächst einmal vermuten, dass ein phasen- und frequenzlinearer Verlauf "On Axis" im Bode-Diagramm auch für "Off Axis" Messungen den besten Kompromiss ergibt.

  • Zur Hörbarkeit der Phase wurden bereits mehrere wissenschaftliche Untersuchungen mit Doppel-Blind-Tests unter Laborbedingungen durchgeführt (u.a. an der RTWH Aachen). Die Ergebnisse daraus haben in der Folge zum abklingen der "FIR Euphorie" der 2000er Jahre geführt...


    Deutlich einfacher als mit einem Selbstbauprojekt kann man den Einfluss der Phase selbst untersuchen. Man braucht nur ein VST-kompatibles Audioprogramm (Wavelab, Cubase, Fruity Loops, Ableton, whatever...) und gute Kopfhörer. Dort läd man sich ein VST Plugin das All-Pass Filter bietet, und verschiebt mal wild die Phase... Man wird feststellen, dass auch bei mehreren, gleichmäßigen (wie bei Mehrwegelautsprechern üblichen) Phasendrehungen kein Unterschied zum Originalsignal zu hören ist.


    "Phasendrehung" ist dem Wortsinn nach auch eigentlich nicht korrekt und irreführend, da die Phase ja nicht wirklich gedreht (im Sinne von verpolt) wird. Tatsächlich hat die Phase einen kontinuierlichen Verlauf, und nur der Graph wird zur besseren Lesbarkeit bei +/-180° umgebrochen.


    Schaut man sich die Natur an wird man feststellen, dass es praktisch kein natürliches Schallereignis "ohne Phase" gibt , da kein schallemittierendes Objekt über alle Frequenzen hinweg gleichzeitig und gleich schnell einschwingt. Relevant für unser Gehör ist daher weniger der Phasenverlauf, als die "richtige Reihenfolge" der Einschwingvorgänge, was man anhand der Impuls- bzw. Sprungantwort ablesen kann. Anhand der ersten paar Millisekunden eines Schallereignisses können wir bereits ein bestimmtes Geräusch identifizieren (siehe: Untersuchungen zur LA Synthese von Roland). Außerdem ist unser Gehör empfindlich auf Amplitudenschwankungen und den zeitlichen Versatz zwischen linkem und rechtem Ohr. Auch hier befinden sich Informationen die ggf. überlebenswichtig sein können. ;)


    Zu Deiner Frage warum 3D messen: Kein in einem praxisrelevanten Gehäuse montierter Lautsprecher (und ebenso kein noch so gutes Hochtonhorn) hat off-axis ein ideal gleichmäßig abfallendes Spektrum. Erst recht nicht, wenn mehrere Quellen oder konstruktive Elemente (Reflexports, Gitterstützen, etc.) miteinander interagieren. Entzerrt man einen Lautsprecher feingliedrig mit einem FIR Filter basierend auf einer on-axis Messung ist die Gefahr recht groß, dass man Pegelüberhöhungen off-axis stark betont, oder zumindest nicht bedämpft, da sie on-axis nicht "sichtbar" waren.


    Anm: Schon für die Erstellung "konventioneller" IIR Presets ist es sehr von Vorteil wenn man die räumlichen Messdaten der einzelnen Wege zur Hand hat...

  • Zur Hörbarkeit der Phase wurden bereits mehrere wissenschaftliche Untersuchungen mit Doppel-Blind-Tests unter Laborbedingungen durchgeführt (u.a. an der RTWH Aachen). Die Ergebnisse daraus haben in der Folge zum abklingen der "FIR Euphorie" der 2000er Jahre geführt...

    Hast Du hier zufällig eine Quelle zum Nachlesen?


    Zu dem "nichthörbaren Phasengang" mal folgendes Gedankenexperiment: Ich nehme mir ein Musikstück von CD, spiele es über einen nichtlinearphasigen (aber komplett frequenzlinearen) Lautsprecher und zeichne die Ausgabe mit einem Mikrofon auf, speichere es und spiele es wieder über die Anlage ab und zeichne auf und speichere ab und so weiter. Wie oft kann ich das machen bis der Phasengang des Lautsprechers (und des Mikrofons) das Signal hörbar verfälschen?


    Aktuell kann man doch bei recht vielen Herstellern die zunehmende Bewerbung von FIR-Filtern beobachten. Was meinst du, warum macht man das?


    Dieses angsprochene "Selbstbauprojekt" hat für mich einen tieferen Sinn: Mein (rein subjektiver) Eindruck ist, dass Lautsprecher in den letzten 20 Jahren klanglich nicht wirklich besser geworden sind. Sie sind lauter, leichter, kompakter und funktionaler geworden - definitiv. Aber klanglich besser? - Natürlich darf man damaligen Schrott nicht mit heutigen Edelkisten vergleichen. Aber Edelkisten gab es auch schon vor 20 Jahren und die klingen heute nicht schlechter als damals.


    Sinn und Zweck meines Projektes ist es aus einem möglichst günstigen (aber noch halbwegs brauchbaren) Lautsprecher (Omnitronic PAS 212+) mal technisch das herauszukitzeln was geht und jeden Zwischenschritt mess- und hörtechnisch zur Vergleichen. Die FIR Filterung ist hierbei sicherlich der letzte Schritt in der Reihe.

  • Der Vorteil von FIR ist, dass man die Resonanzen reduzieren kann, da man den Lautsprecher mit seiner inversen Impulsantwort füttern kann. Das sollte schon zu einer hörbaren Verbesserung führen.

    Es ist schon beeindruckend wenn man mit dem Mikrofon vorm Lautsprecher tatsächlich wieder so etwas ähnliches wie einen Rechteckpuls aufnehmen kann, wenn man einen reinschickt.

  • nur noch eine kleine anmerkung:

    ich benutze keine FIR controller - und bin dennoch sehr zufrieden, was das ergebnis betrifft. auch meine kunden (vornehmlich musiker mit geübten ohren) erwähnen immer wieder, wie gut sie meine anlagen finden.

    in sofern sehe ich hinsichtlich dieser filtertechnik tatsächlich keine zwingende erfordernis.


    möglicherweise wäre es aber durchaus mal spannend, meine lautsprecher auch mal mit einem FIR-controller zu befeuern. vielleicht wollen dann meine kunden überhaupt nie mehr etwas anderes hören und machen mit mir exclusiv-verträge... ;-)

  • nur noch eine kleine anmerkung:

    ich benutze keine FIR controller - und bin dennoch sehr zufrieden, was das ergebnis betrifft. auch meine kunden (vornehmlich musiker mit geübten ohren) erwähnen immer wieder, wie gut sie meine anlagen finden.

    in sofern sehe ich hinsichtlich dieser filtertechnik tatsächlich keine zwingende erfordernis.


    möglicherweise wäre es aber durchaus mal spannend, meine lautsprecher auch mal mit einem FIR-controller zu befeuern. vielleicht wollen dann meine kunden überhaupt nie mehr etwas anderes hören und machen mit mir exclusiv-verträge... ;-)

    Ich sehe eine große Anwendung für FIR:

    Klangliche Bearbeitung einzelner Lautsprecher bzw. Treiber innerhalb eines Arrays, im Speziellen Line-Arrays.
    Dort kann FIR-Technik ihre Stärken ausspielen, denn mit IIR richtet man unweigerlich großen Schaden an, wenn man eben dieses tut. Mit FIR-Filtern kann man skalpell-artig eingreifen, um die Konstistenz des Frequenzgangs über eine noch größere Hörfläche zu gewährleisten, als man dies ohne diese Eingriffe, nur mit dem Array-Design und der Array-Winkelung erreichen könnte.
    Da sich diese Eingriffe hauptsächlich im Höhen- und Hochmitten-Bereich abspielen, kann die Latenz auch klein gehalten werden.