Wie alles begann
Angefangen hatte alles mit der Elip 2, die ich damals für meine erste eigene Wohnung blind bestellte. Der hohe, schmale Lautsprecher sah nicht nur klasse aus, nein er half auch dabei zu verstehen, was guten Klang ausmacht. Ich fuchste mich in das Thema Lautsprecherselbstbau ein und versorgte die Bekannten im Umkreis mit Udos Kreationen. Schnell liebäugelte ich mit der Eton Reihe, hatte letztere aber noch nie zu Gehör bekommen. Also nutzte ich 2016 die Gelegenheit zu meinem ersten Besuch bei Udo. Nun ja, was soll ich sagen: im Februar 2017 hielt die Linie 54 Einzug in unser Wohnzimmer. Vielen Dank an dieser Stelle noch einmal an Udo, für seine großartige Unterstützung beim Gehäusebau!

Wenig später ersetzte ich den Yamaha A-S700 Verstärker durch einen NAD 320BEE, der wiederum einer Kombination aus Cambridge Audio DAC und einem selbstgebauten Chipamp weichen musste. Mit dieser Kette, befeuert von einem Raspberry Pi mit optischem Digitalausgang (Hifiberry Digi) lief die Linie quasi seither zu meiner vollsten Zufriedenheit. Mit gerade einmal 2x40W maximaler Ausgangsleistung wusste selbst der kleine Verstärker die Lautsprecher völlig ausreichend zu befeuern und der D/A-Wandler stellte ein ansprechendes analoges Eingangssignal zur Verfügung. Geleitet von der Probehören-Landkarte fanden auch bald einige Hörer den Weg auf meine Couch und verließen diese meist mit einem breiten Grinsen auf dem Gesicht.

Man kann sagen, dass ich vollends zufrieden war. Aber wie das immer so ist: Das neue ist des alten Feind. Und so las ich den Beitrag über die Aktivierung der Duetta Top mit den neuen Hypex Modulen mit großem Interesse. Mehr noch, ich durchforstete das Netz zu mehr Informationen über verbaute Endstufen, Signalprozessoren und D/A-Wandlern. Das Thema hatte mich spätestens mit meinem oben beschriebenen Cambridge DAC gepackt, da ich wirklich überrascht war, wie groß der Einfluss eines Digital/,Analog-Konverters auf das Gesamtergebnis ist. Der Gedanke, mein System an das technisch Machbare in Sachen Signaltreue heranzuführen, reizte mich ungemein, zumal ich eigentlich nur von digitalen Ton- oder Datenträgern höre. Meine Recherche offenbarte schnell, um was für einen technologischen Leckerbissen es sich bei den Hypex Modulen handelte.

Das Studium der Datenblätter, Anleitungen und Foren machte mich weiter zuversichtlich und ich begann, weit vor meinem letzten Besuch bei Udo, das Projekt zu planen. Bevor ich es aber in die Tat umsetzte, musste ich mir das Ganze erst einmal zu Gemüte führen. Also fuhr ich ausgerechnet am heißesten Tag des Jahres nach Bochum.

Die Hitze konnte mich nicht abhalten und der Zufall wollte es, dass just an diesem Nachmittag keine weiteren Gäste mit mir die Couch teilten. Ich konnte also ganz ungeniert mit Udo über Gott und die Welt klönen und das ein oder andere Liedchen vom Tablet abspielen. Man muss dazu sagen, dass Udo zu diesem Zeitpunkt die Linie noch analog mit den Hypex Modulen betrieben hat. Auf die abschließende Frage, ob ich zwei FA123 Module mitnehmen möchte, erhielt Udo ein sehr deutliches „JA!“ und so konnte ich schon am nächsten Tag mit dem Umbau meiner passiven Version starten. Man bekommt die Module mit bereits aufgespielter Programmierung. Vor Ort erklärte mir Udo noch detailliert, wie man die Module konfiguriert und ich erhielt Einblick in die Geheimnisse des Frequenzganges. Bisher habe ich daran allerdings nicht herumgefummelt 😉 Nur so viel: Die Aktivierung bildet mit Sicherheit die schnellste und umfassendste Möglichkeit Einfluss auf die Charakteristik eines Lautsprechers zu nehmen. Nichts desto trotz setzt es viel Erfahrung und Einarbeitung in diese komplexe Materie voraus.

Der Umbau
Zu Hause angekommen begann alles damit, die Chassis aus dem Gehäuse zu schrauben und die Dämmwolle zu entfernen. Im Gegensatz zur passiven Version müssen die Chassis nicht zum Teil verpolt angeschlossen werden, sondern es wird alles Plus an Plus und Minus an Minus verklemmt. Die Polarität der Chassis ist bereits im DSP-Filter eingestellt.

Natürlich muss auch die alte Weiche raus. Physisch könnte sie zwar auch im Gehäuse verbleiben, mindestens muss sie aber vollständig aus dem Stromkreis herausgetrennt werden. Ich wollte es ordentlich machen, also habe ich mich dazu entschieden die Weiche komplett zu entfernen. Dies gestaltete sich schwieriger als gedacht, da ich die Bretter, auf denen die Bauteile geklebt waren, mit Montagekleber in die Gehäuse geklebt habe. Ich empfehle an dieser Stelle jedem, entweder gleich die Weiche extern zu betreiben, oder bei interner Montage breite Klettbandstreifen zur Fixierung im Gehäuse zu verwenden. Ich musste die Bauteile quasi mit Gewalt herausreißen 🙁 Zum Glück sind sie dabei nicht kaputt gegangen. Schön ist es allerdings trotzdem nicht.

Als die passiven Bauteile draußen waren, ging es daran, die nötigen zusätzlichen Anschlüsse ins Gehäuse zu bohren. Dies war schnell erledigt, genau wie die Montage der Terminals. Ich entschied mich dafür, die vorhandenen Anschlüsse um zwei Paare zu erweitern. Bei dieser Gelegenheit wurden komplett alle Kabel neu und sauber zu verlegt. Wenn man schon einmal dabei ist, kann man es auch ordentlich machen.

Als nächstes wurde die Dämmwolle wieder in die Gehäuse gestopft und die Chassis nach dem Löten verschraubt. Natürlich stellte sich heraus, dass einige Gewinde im MDF durchgenudelt waren und einer Instandsetzung bedurften. Dies bewerkstelligte ich nach einem Tipp von Udo mit zwei Streichhölzern, die ich zusammen mit etwas Leim einfach in die vorhandenen Bohrungen drückte. Nach kurzer Wartezeit schraubte ich die Chassis fest und siehe da: Die Schrauben griffen wieder! Sehr gut.

Das liest sich hier jetzt alles ziemlich easy, in Wirklichkeit hat der gesamte Umbau mindestens 6 Stunden gedauert 😀 Als der erste Lautsprecher stand, habe ich natürlich sofort testweise ein Modul angeschlossen und es funktionierte alles direkt! Man muss aber auch ehrlicherweise sagen, dass man mit der Verkabelung der Aktivmodule viel weniger falsch machen kann, als mit dem Verlöten einer passiven Weiche. Sind die Chassis richtig angeschlossen und das Gehäuse richtig verleimt, regelt den Rest das Aktivmodul.

Konfiguration
Ich habe ich mich für die rein digitale Versorgung der Module entschlossen.. Das hat zum Einen damit zu tun, dass man dann nur ein Koaxialkabel benötigt um die beiden Module zu verbinden. Zum Anderen hatte ich ja bereits erwähnt, dass ich nur digitale Medien nutze. Zusammen mit dem optionalen Remote Kit, das ich übrigens jedem wärmstens ans Herz legen kann, lassen sich die Module bequem bedienen. Der Signalprozessor kümmert sich dann neben der Aufteilung der Frequenzen auf die jeweiligen Zweige auch um eine verlustfreie Lautstärkeregelung. Ein Vorverstärker mit seiner Kanalwahl wird dadurch überflüssig, dass ich meine Eingänge mit einem einfachen Toslink-Switch umschalte. So ist nur ein optisches Kabel am Hypex Master-Modul angeschlossen. Hierbei ist zu beachten, dass das Modul mit angeschlossenem Infrarotempfänger als Master und das andere als Slave konfiguriert wird. Das ist jeweils nur ein Haken in der Konfiguration.

Device Settings Master

Mit der Fernbedienung ist es dann auch bequem möglich, zwischen Eingängen und Presets umzuschalten. So lässt sich auch ein analog/ digitaler Mischbetrieb realisieren. Hierbei ist es wichtig zu wissen, dass analoge Quellen an beiden Modulen angeschlossen werden müssen. Bei digitalen Eingängen reicht es, wenn der Master ein Signal bekommt. Er schickt dann das digitale Signal für die andere Seite über das S/PDIF-Kabel, welches beide Module verbindet. Links und Rechts konfiguriert man ebenfalls über die Software in das jeweilige Modul hinein.

Als ich versucht habe, endlich beide Lautsprecher in Betrieb zu nehmen, bin ich darüber gestolpert, dass der Master erst eingeschaltet werden darf, wenn der Slave auch angeschlossen ist. Läuft der Master schon und klemme ich dann den Slave an, kommt aus letzterem kein Ton. Man merke also: Alles verkabeln und dann Master und Slave einschalten. Die Fehlersuche gestaltete sich deutlich schwieriger, als diese drei Zeilen vermuten lassen. Im Zweifel hilft es, alles anzuschließen und das System danach mit der Fernbedienung noch einmal aus und wieder anzuschalten.

Weitere Erkenntnisse
In der Grundkonfiguration stehen die Module auf maximaler Verstärkung(!). Schließt man da jetzt ein digitales Signal ohne Vorverstärker an, fliegt die Bude auseinander. Also: Vor Inbetriebnahme in der Konfiguration die Startlautstärke verringern. -40 dB, oder so. Siehe Screenshot oben.

Zur Verbindung der Module unbedingt ein hochwertiges 75 Ohm Koaxialkabel verwenden. Die maximale Länge ist mit 20 Metern angegeben. Ich habe mir selbst eines konfektioniert, dazu gibt es reichlich Anleitungen im Netz.

Man muss jedem Preset in der Konfiguration die jeweiligen Grundeinstellungen mitgeben. Beim Slave muss der Eingang immer auf S/PDIF stehen, damit vom Master digitaler Ton rüber kommt. Deshalb ist auch der Haken bei Locked gesetzt. Werden auch analoge Quellen verwendet, sollte der Haken nicht gesetzt werden.

Hypex Filter Design Startbild Master

Disclaimer: Der folgende Abschnitt richtet sich an die Nerds unter uns, die alles genau wissen wollen. Für diejenigen ohne tieferes Interesse in digitaler Signalverarbeitung sei gesagt: Die DAC Filter Settings können getrost so eingestellt bleiben, wie es auf dem Schaubild 1 zu sehen ist 🙂

Hypex Filter Design Startbild Slave

DAC Filter Settings
In den Device Settings gibt es noch eine etwas kryptische Einstellung: Die DAC Filter Settings. Schaut man in die Anleitung zum Hypex Modul wird man auf das Datenblatt des Wandler-ICs verwiesen. Das Dokument ist mit seinen 88 Seiten ein kleines Buch und lässt erahnen, um was für ein komplexes Bauteil es sich hier handelt.

Filter Type
Wie der Name schon sagt, geht es bei dieser Einstellung darum den Filter des DAC auszuwählen. Genauer: das Ausgangssignal soll um unerwünschte Hochfrequenzanteile reduziert werden, die in der Theorie zu Fehlern in der Reproduktion des analogen Signals führen (Aliasing). Jeder Filtertyp bringt gewisse Charakteristika mit, die sich auf das Ausgangssignal auswirken. Wann der Filter einsetzt, richtet sich nach der Sampling-Frequenz (Abtastfrequenz). Der Signalprozessor arbeitet intern mit dem etwas exotischen Takt von 93,75 kHz. Alle Eingangssignale werden auf diese Abtastfrequenz gebracht. Der DAC arbeitet dann nur noch in diesem Bereich. Ziel des Filters ist es, alle Frequenzen über der Hälfte dieser Abtastfrequenz (der sogenannten Nyquist-Frequenz) effektiv zu reduzieren und im Idealfall komplett zu eliminieren (Schaubild 5). Je höher die Abtastfrequenz gewählt wird, desto geringer sind theoretisch die Auswirkungen einer Filterung im hörbaren Spektrum (20 Hz -20 kHz).

Grob zusammengefasst lässt sich sagen, dass die Sharp Roll-off Varianten steiler filtern, also ungewollte Frequenzen stärker unterdrücken. Dies wird mit unter Laborbedingungen messbarem, längerem Vor- bzw. Nachschwingen in der Impulsantwort erkauft (ß=0, Schaubild 6). Sie erzeugen das „mathematisch“ korrekteste Ausgangssignal.

SlowRoll-Off Filter dämpfen das Signal weniger steil, schwingen bei einem Impuls dafür aber deutlich weniger nach (ß=1, Schaubild 6). Technisch reproduziert ein Sharp Roll-Off Filter das Analoge Signal am Exaktesten. Man sollte sich außerdem bewusst machen, dass Verzerrungen durch die Filter ausschließlich bei Frequenzen in der Nähe der jeweiligen Nyquist-Frequenz auftauchen. Dies relativiert den Einfluss von Vor- und Nachschwingen, vor allem bei höheren Sampling-Raten, signifikant. Die oft verwendeten Rechtecksignale zur Veranschaulichung von unterschiedlichen Filtern sind nicht praxisrelevant (außer man hört sich gerne Rechteckschwingungen an…).

Vergleich Sharp und Slow Roll-Off, Quelle: Wikipedia, gemeinfrei

Verschiedene Filter und ihre Impulsantwort (Quelle: Wikipedia, Krishnavedala)

Gruppenlaufzeitverzögerung (Quelle: Wikipedia, wdwd)

Der Zusatz Short Delay bezieht sich auf die Gruppenlaufzeit der einzelnen Frequenzen des Ausgangssignals. Man kann sich das so vorstellen, dass das Signal beim Durchlaufen des Filters um eine bestimmte Zeit verzögert wird. Dies hängt von der Komplexität des Filters ab. Zusätzlich kommt hinzu, dass bei manchen Filtern die Durchlaufzeit noch abhängig von der jeweiligen Frequenz des Signals ist. Dies führt dann zu Verzerrungen. Typischerweise besitzen steile Filter eine höhere Gruppenlaufzeitverzögerung als flache Filter. Short Delay Sharp Roll-Off bedeutet also, ein steiler Filter mit geringer Gruppenlaufzeitverzögerung.

Im Bereich von 4 kHz kann der Mensch eine Laufzeitverschiebung von 1,5 ms wahrnehmen. Die kürzeste Verzögerung bietet der Short Delay Slow Roll-Off Filter. Hier wird im Datenblatt eine Verzögerung von 4,8 1/fs, bei 1/fs = 96 kHz, angegeben. Was bedeutet das jetzt für uns? Wenn f = 1/T ist, dann ist 1/f die Periodendauer T. Bei 96 kHz liegt diese Periodendauer bei 1,042×10^-5 s. Oder 0,01042 ms. Multipliziert mit der angegebenen Laufzeitverzögerung aus dem Datenblatt kommen wir hier bei 0,05 ms raus. Also weit unter der Hörschwelle. Selbst beim „schlechtesten“ Filter mit einer Verzögerung von 26,8 x 1/fs ergeben sich lediglich 0,28 ms. Also auch nicht wahrnehmbar. Bei den Filtern Sharp Roll-Off und Slow Roll-off handelt es sich um lineare Filter. Das heißt die Laufzeitverzögerung wirkt sich auf alle Frequenzen im Signal gleichmäßig aus. Diese Filter verzerren nicht.

Beim Slow Delay Sharp Roll-Off Filter handelt es sich um einen sogenannten „Minimum Phase Filter“. Hier wird ein Spagat aus reduziertem Vorschwingen, steiler Filterung und einer kleinen Gruppenlaufzeitverzögerung versucht. Dies wird wiederum mit einem nicht linearen Filterverhalten erkauft. Das Ausgangssignal wird also durch den Filter (minimal) verzerrt. Gleiches gilt für die Short Delay Slow Roll-Off Variante. Hier kommen in der Theorie noch Aliasing-Fehler hinzu.

Wichtig ist, im Hinterkopf zu behalten, dass wir uns hier in den Tiefen der hochkomplexen Signalverarbeitung digitaler Filter befinden. Es ist stark anzuzweifeln, dass jemand bei der Bandbreite und Dynamik eines Musiksignals objektiv in der Lage ist, einen Unterschied zwischen diesen Einstellungen zu hören. Die meisten DACs bieten nicht einmal die Möglichkeit Einfluss auf den verwendeten Filter zu nehmen. Wichtig ist, dass überhaupt ein Filter vorhanden ist, sonst treten tatsächlich massiv Störungen auf. Der Rest ist im Labor messbar. Ob es einen Unterschied beim Hören macht? Ich zumindest höre da keinen und bin beim einfachen Sharp Roll-Off Filter geblieben. Zum Herumspielen lädt es natürlich trotzdem ein 🙂

Sound Quality
Der Parameter Sound Quality nimmt anscheinend Bezug auf die Stromstärke des internen analogen Stromkreises. Leider liefert der Hersteller des DAC so gut wie keine Informationen, welche Auswirkungen dies auf das Ausgangssignal hat. Im Datenblatt wird außerdem darauf hingewiesen, dass der D/A-Wandler nur im Modus 1 die garantierten Parameter, wie z.B. den Signal-Rausch Abstand, einhalten kann. Ich empfehle daher, die Einstellung nicht zu verändern und auf 1 zu belassen.

FIR filter mode
Hierbei handelt es sich um einen Rauschunterdrückungsfilter, der den Effekt von hochfrequenten Einstreuungen z.B. von Schaltnetzteilen reduzieren soll. Es gibt verschiedene Filtertypen die man im Datenblatt nachschlagen kann. Um den passenden auswählen zu können, müsste man aber über ein Labor mit Hochfrequenzmesstechnik und den genauen Aufbau des Hypex Netzteils verfügen. Der standardmäßig verwendete Mode 0 filtert recht breitbandig und ist daher auch gut geeignet. Tatsächlich ist mit diesem Filter das mit dem Ohr auf dem Hochtöner gerade so hörbare Rauschen bei pausierter Wiedergabe am leisesten.

Hardware
Meine Entscheidung, die Hypex Module extern zu betreiben, brachte mich dazu, mir Gedanken über deren Verpackung zu machen. Anfangs hatte ich überlegt, einfache Holzgehäuse anzufertigen, dies aber schnell über den Haufen geworfen. Es sollte eine schöne Metallrückplatte her, in die passende Anschlüsse eingebaut sind. Mithilfe der von Hypex zur Verfügung gestellten 3D-Modelle konnte ich schon im Vorhinein ein passendes Modell einer Rückplatte anfertigen und zum Lasern und Beschichten bei einem Anbieter aus dem Internet in Auftrag geben. Während die Rückplatte in der Fertigung war, machte ich mich auf die Suche nach einer geeigneten Verbindungsmöglichkeit zwischen Front- und Rückseite. Dabei stieß ich auf preisgünstige Aluminiumprofile mit M3 Gewinde, von denen ich gleich 20 Stück bestellte. Ob das Ganze der Weisheit letzter Schluss ist, wird sich noch zeigen. Ich denke aber, dass ich mir noch etwas einfallen lassen muss, um die Elektronik der Module wenigstens etwas vor Staub zu schützen.

Bei den Anschlüssen habe ich mich für bewährte Bühnentechnik in Form von speakOn Buchsen und Steckern entschieden. Zusammen mit einem selbst konfektionierten Kabel mit Bananensteckern für den Anschluss am Lautsprecher kommt für mich so eine ansprechende Verbindung zu Stande. Für das Infrarotmodul ließ ich mir von einem Kumpel (Vielen Dank an dieser Stelle an Bernd) ein Gehäuse aus dem 3D-Drucker anfertigen.

Dieses unscheinbare Kästchen fügt sich gut in den Bestand im HiFi-Regal ein und sieht auch noch richtig schick aus. Ich habe noch vor, den bisherigen Anschluss durch eine 5-pPolige XLR-Buchse mit entsprechendem Stecker zu ersetzen. Dafür ist auch die vierte Aussparung an den Rückplatten der Hypex Module gedacht.

Zusammenfassung
Die Module stehen jetzt jeweils hinter den Lausprechern und fallen kaum auf. Die Verkabelung gefällt mir persönlich sehr gut. Verstärker und D/A-Wandler sind verschwunden und nur noch der CD-Spieler steht einsam im Regal. Das Raspberry Pi, über WLAN verbunden mit NAS, Spotify und optisch mit dem Hypex Master, dient als Musikzuspieler. Der HTPC kümmert sich um Filmton. Beide Module sind in den DAC Filter Settings mit einem Sharp Roll-Off und -40 dB Startlautstärke konfiguriert. Der Eingang des Slave steht auf S/PDIF und ist locked.

Klangbeschreibung
Kommen wir zum spannendsten Teil: Ich muss sagen, meine Erwartungen an den Klangunterschied waren gar nicht so groß. Mir ging es vor allem darum, das technisch Machbare umzusetzen und einen möglichst langen, digitalen Signalweg zu realisieren und alle Grenzen einer passiven Weiche zu überwinden. Gespannt war ich natürlich trotzdem. Zusammen mit einem guten Freund und einer Flasche Wein setzten wir uns bei mir auf die Couch und gingen die Titel durch, welche uns schon in der Vergangenheit als Basis zum Vergleich und Analysieren von meiner Linie 54, sowie seinen Lautsprechern diente. Unser Fazit ist, dass die Unterschiede vor allem im Detail liegen, bei genauem Hören aber durchaus deutlich hörbar sind.

Die aktive Linie 54 löst noch einmal höher auf, Instrumente sind besser differenzierbar. Anschläge von Saiten, wie z.B. bei Nils Lofgrens “Keith Don’t Go”, kommen sehr präzise herüber. Bei Ulla Meineckes “Die Tänzerin” fiel uns besonders das lange Echo ihrer Stimme auf. Das gab es so vorher nicht in meinem Wohnzimmer.

Stimmen sind im Raum etwas nach vorne gerückt, gut wahrzunehmen bei Joe Cockers “First We Take Manhattan”. Allgemein kann man mit der aktiven Version sehr gut heraushören, ob Schlagzeug-Becken gut aufgenommen wurden bzw. vielleicht die Kompression ihre Spuren in einer Aufnahme hinterlassen hat. Auch wirkt der Bass straffer und direkter. Dies schreibe ich aber dem Hochpass-Filter im Tiefbassbereich zu, den Udo eingebaut hat (Subsonic-Filter). Er kappt den Frequenzgang ab 30 Hz recht effektiv und unterdrückt so merklich ein, bei mir im Raum vorher sehr präsentes, Dröhnen in diesem Bereich. Das schöne an der aktiven Version: Wenn einem das nicht gefällt, ist der Subsonic-Filter mit einem Klick deaktiviert. Das geht sogar im laufenden Betrieb.

Die zuvor oft gelobte Räumlichkeit ihrer passiven Schwester bringt die aktive Version genauso mit, gewinnt aber noch einmal durch die gesteigerte Auflösung (Anspieltipp: Yosi Horikawa Bubbles). Mein persönliches Fazit: Die Aktivierung legt noch einmal eine Schippe drauf und bietet dem anspruchsvollen Hörer großartige Feinzeichnung, wenn die Aufnahmen es denn hergeben.

Das System besticht durch seine weitreichende Konfigurierbarkeit und bietet quasi endlose Möglichkeiten zum Ausprobieren. Hört man vor allem von digitalen Quellen und kann man auf die große Vor- und Endverstärker-Hafenrundfahrt verzichten, empfehle ich uneingeschränkt eine Aktivierung.

Ausblick
Als nächstes habe ich mir vorgenommen, mit dem Filter Designer herumzuspielen und mir ein eigenes Preset auf Udos Basis zu basteln. Mit der Fernbedienung kann man dann hin und her schalten und vielleicht sammle ich so noch mehr Erkenntnisse über meine eigenen Hörvorlieben. Oder ich verbastele es total, aber dann spiele ich einfach das originale Preset wieder ein 😉

Ja und zu guter Letzt möchte ich die alten passiven Weichen wieder zum Leben erwecken, um mal einen richtigen A/B-Vergleich zu machen. Dazu muss ich mich aber echt noch motivieren, gefällt mir das, was ich gerade höre, doch einfach sehr gut.

HaZu

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