Rick - Freitag 5 Mai 2020

Aktivlautsprecher-Design mit Hypex Fusion Einbauverstärkern

Hypex Ncore®, UcD, SMPS oder DSP sind vielen Lautsprecher-Enthusiasten ein Begriff. Um die Produkte der Marke noch besser kennen zu lernen, möchten wir Ihnen gerne in ein paar Schritten zeigen, was auf dem Gebiet des Aktivlautsprecher-Designs möglich ist und worin die Vorteile gegenüber einem Passivdesign bestehen. Was benötigen Sie zum Beispiel für DIY 3-Wege Aktiv-Lautsprecher? Welche Möglichkeiten haben Sie und welche Schritte müssen Sie befolgen, um ein gutes Ergebnis zu erzielen? Lesen Sie schnell weiter; gut begonnen, halb gewonnen!

Vorteile der Hypex Fusion Einbauverstärker:

Impedanzabweichungen & Sensitivität der Driver lassen sich einfach ausgleichen
Ausreichende Leistung + viele digitale/analoge Anschlüsse
Plug and Play + Live Ausrichtung
Frequenzweichenwerte einfach einstellbar
Eingebauter DSP
die weltweit besten Klasse D Verstärker

Hypex Fusion

Hypex bietet verschiedene Produktreihen an, hierunter die Fusionserie. Das Design der Einbauverstärker basiert auf der Ncore® Technik von Hypex. Diese Technologie kombiniert die Stabilität von UcD mit einer verbesserten Lastunabhängigkeit, einer geringeren Verzerrung, und einem geringeren Ausgangswiderstand. Viele sehen die Hypex Ncore® Klasse D Verstärker best klingenden Klasse D Verstärker auf dem Markt an. Im Jahre 2020 klingen diese auch nicht länger ‚zu scharf‘, ‚direkt‘ oder ‚neutral‘, so wie oft bemängelt. Besser noch, sie können mittlerweile gut mit dem Klang eines traditionellen Klasse A/B Verstärker mithalten. Die Fusion Verstärker ermöglichen es jedem DIY’er, seine Studios oder Home Audio-Anwendungen mit einen high-end Einbauverstärker auszustatten.

Designziele

Ziel: ein leistungsstarkes 3-Wege Aktivlautsprecher-System in einem kompakten Gehäuse
Als Basis fungiert der stärkste Einbauverstärker der Fusion Reihe, der Hypex Fusion FA503. Jedoch ist es auch mit einem Hypex Fusion FA123 oder FA253 möglich, ein 3-Wege-Setup (mit geringerer Leistung) zu bauen.

Schritt 1- Wählen Sie den richtigen Hypex 3-Wege Einbauverstärker

Die Hypex Fusion Verstärker können die Basis für einen leistungsstarken Subwoofer, ein 2-Wege (Studio oder Monitor-Lautsprecher) oder ein 3-Wege Aktivlautsprecherdesign bilden. Der 3-kanalige Einbauverstärker ist der einzige seiner Art und hat den Vorteil, über einen extra Hochtöner-Kanal zu verfügen. Vermeiden Sie eine komplizierte passive Frequenzweiche und verwenden Sie stattdessen Digital Signal Processing (DSP) für das Einstellen. Sollten Sie aus dem Nichts starten, haben Sie die freie Wahl zwischen dem FA123, dem FA253 oder dem FA503.

Starten Sie ohne Plan und habe Sie sich noch nicht für bestimmte Driver entschieden? Stellen Sie dann sicher, dass sie die richtigen Driver für Ihr Design wählen. Kling einleuchtend, aber worauf muss man eigentlich achten?

Grob gesagt gibt es ein paar Aspekte, die bei der Wahl des richtigen Drivers zu beachten sind. Der Einfachheit halber, können Sie ein bestehendes Design aus dem Internet nachbauen. Sollten Sie ganz von vorne beginnen, ist es wichtig zu wissen, welche Spezifikationen maβgeblich sind. Impedanz (Ohm), Sensibilität (dB) und Belastbarkeit (Watt) der Driver sind wichtige Eigenschaften.

Sollten Impedanz oder Sensibilität abweichen, lassen sich diese Abweichungen einfach mit dem DSP auf ein Minimum begrenzen. Die hohe Leistung und der Impedanz-Spielraum (2-8 Ohm) der Verstärkerkanäle ermöglichen es, ungeachtet der Abweichungen die Driver ohne Verluste anzutreiben. Dies ist sehr praktisch, denn so können Sie einfach die Driver wechseln und sind in Ihrer Wahl nicht eingeschränkt.

Sie haben Passiv-Lautsprecher? Machen Sie diese mit Hilfe eines Fusion Verstärkers einfach zu Aktiv-Lautsprechern. Achten Sie hierbei auf die Impedanz Ihrer Driver und entfernen Sie eventuell vorhandene Passiv-Filter.

Schritt 2- Design und Wahl des Gehäuses

Nachdem Sie Verstärker und Driver gewählt haben, folgt der nächste Schritt: Das Design des Gehäuses. Hierbei müssen Sie die getrennte Kammer für den Einbauverstärker berücksichtigen, denn der Einbauverstärker darf die Kammer der Driver nicht berühren. Deshalb ist eine geschlossene Kammer im Gehäuse oder eine offene auf dem Gehäuse anzuraten. Die genauen Maβe und detaillierte 3D Zeichnungen finden Sie hier:

FA123 3D

FA253 3D

FA503 3D

Sehr praktisch, denn Sie können diese direkt in CAD Programme wie SolidWorks, Autodesk Fusion 360 oder Google SketchUp importieren.

Das letztendliche Volumen des Gehäuses, und die Wahl eines offenen oder geschlossenen Gehäuses ist entscheidend für die Klangqualität. Informieren Sie sich deshalb vorher gut! Spezielle Design- und Rechenprogramme, wie zum Beispiel WinISD können Ihnen hierbei helfen.

Generell ist ein geschlossenes Design einfacher und bietet mehr Spielraum bei der Basswiergabe. Sie erhalten daher mit einem recht einfachen Design eine gute Basswidergabe. Möchten Sie die Latte höher legen und ein geportetes Design wählen, so ist die Länge und Gröβe des Ports bei einem Bassrefelx-Design maβgeblich. Verhindern Sie zudem ungewollte Resonanzen im Gehäuse, indem Sie Schotten schräg einbauen. Hierzu finden Sie im Internet viele Informationen. Sollten Sie nicht weiterkommen, senden Sie uns gerne eine E-Mail!

Schritt 3- Anschlussmöglichkeiten

Die wichtigsten Schritte sind gemacht. Driver, Verstärker und Gehäuse sind ausgewählt und nun muss alles miteinander verbunden werden. Die 3-Wege Verstärker von Hypex lassen sich auf verschiedene Arten anschlieβen.

1 = symmetrischer Analog Ein-und Durchgang (XLR Anschluss)
2 = unsymmetrischem Analog -Eingang (RCA Anschluss)
3 = USB-Anschluss für die Konfiguration des Verstärkers
4= Schutz und voreingestellte LED
5 = AES digitaler Ein- und Durchgang
6 = S/PDIF digitaler Ein-und Ausgang
7 = EIAJ optischer / Toslink Eingang

Es gibt zwei analoge und drei digitale Eingänge. Der symmetrische Analog-Eingang und der digitale AES/EBU und S/PDIF Eingang können mit einem zweiten (dritten, vierten etc.) Verstärker verbunden werden. Bei der Konfiguration des Verstärkers wird der Eingang gewählt. Abhängig von der Domain (Digital oder Analog), wird das Signal auf verschiedene Arten verarbeitet.

Wie der Name schon vermuten lässt, verarbeitet der DSP die Signale digital. Da ein digitales Stereo-Signal zwei Signale auf einem Träger beinhaltet, konfigurieren Sie den Teil des Signals, der durch den DSP verarbeitet werden soll: links, rechts oder ein kombiniertes Signal, zum Beispiel für einen Subwoofer. Ein digitales Signal wird ohne groβartige Änderungen an den DSP weitergeleitet. Wenn eine analoge Quelle angeschlossen ist, wird diese erst in ein digitales Signal umgewandelt. Aufgrund dieser extra Umwandlung ist ein digitales Signal vorzuziehen. Converter sind (ungeachtet ihrer Qualität) oft das schwächste Glied in einem DSP Modul; je weniger Konversionen desto besser!

Also: Wenn möglich, verwenden Sie ein digitales Signal.

Schritt 4- Einstellen des DSP Fusion Verstärkers

Nun, da alles angeschlossen ist, fehlt noch ein letzter, aber nicht unwesentlicher Schritt: Das Einstellen des DSP. Die Fusion Verstärker sind nicht mit einem vorinstallierten Filter versehen. Deshalb müssen diese mithilfe des Hypex Filter Designs (HFD) eingestellt werden.

Sobald Sie das Hypex Modul via USB an einen Windows Laptop/PC angeschlossen wurde, können Sie die Software verwenden. Diese Anleitung hilft Ihnen dabei, das perfekte Filterdesign zu wählen, einschlieβlich Einstellung der Lautstärke und Kanäle, Eingabe der Messdaten, Anpassen der Filterfunktionen, Arbeiten mit Delays und mehr. Lesen Sie vorab gut die Anleitung.

Bevor Sie einen Filter konfigurieren, rate ich Ihnen, die Rücklaufquote der Driver zu messen. Diese kann basierend auf einer separaten Messung (ohne Hypex Verstärker) oder mit bereits angeschlossenem Driver (mit Hypex Verstärker) erfolgen. Theoretisch kann der Filter auch ohne Rücklaufmessung eingesetzt werden, aber wir raten Ihnen, diesen mit Hilfe der Messeigenschaften einzustellen.

Anmerkung: Messungen geben uns eine gute Vorstellung davon, was theoretisch möglich ist, jedoch scheint der Klang letztendlich entscheidend zu sein. Vor allem tiefe Töne können sich unterschiedlich entfalten, je nach Positionierung. Deshalb sind die Live Anpassungen mittels HFD so praktisch und wichtig!

Weitere Optionen und Tips

Messen Sie Ihre Aktivlautsprecher abschlieβend als komplettes System, zum Beispiel mit einer UMIK-1 oder einem Dayton Audio OmniMic V2.
HDF ermöglicht schnelle, einfach Live Anpassungen
Filter machen mit Importdateien mittels REW oder anderen Messprogrammen
DSP/Filter-Einstellungen machen, zum Beispiel wenn Ihr Lautsprechersystem dicht an einer Wand oder in einer Ecke steht, oder über einen extra Subwoofer verfügt
Verwenden Sie die einzigartige ‘Master/Slave’ Funktion der Fusion Verstärker
Erzielen Sie bessere Resultate mit Hilfe von Room EQ

Zum Schluss: Was Sie benötigen

Zwei Hypex Fusion Einbauverstärker (2 x Hypex FA123, FA253 oder FA503)
Die richtigen Driver, so wie in Schritt eins beschrieben. Benötigen Sie Hilfe bei der Wahl Ihres Tieftöners oder Hochtöners? Lassen Sie es uns wissen, wir helfen Ihnen gerne bei der Auswahl.
Einen Windows oder Apple Laptop/PC zur Konfiguration und Durchführung des Hypex Filter Designs.
Messmikrofone, wie zum Beispiel das miniDSP UMIK-1 oder Dayton Audio EMM-6 zur Durchführung von Messungen mittels Messsoftware (z.B. REW oder Fuzz Measure Pro v4). Ein USB (2.0) Typ A auf Mini-USB Typ B Kabel wird nicht mitgeliefert, wird jedoch benötigt, um Messungen durchzuführen.
Optionale Hardware wie zum Beispiel ein Mikrofonständer, Kabel, Lautsprecherdraht*, akustisches Dämmmaterial, Lautsprecherfüβe, Polklemmen, Dichtungsband etc
Und natürlich geeignete Werkzeuge und Geräte, wie zum Beispiel ein Jasper Tools Model-200 Circle Guide, Holzleim, Schrauben, eine geeignete Fräse etc…