Subwoofer an Belastungsgrenze(?) betreiben

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whizzle
Schaut ab und zu mal vorbei

#1 erstellt: 27. Jan 2021, 12:44

Hallo zusammen,

nachdem ich die Corona-Krise genutzt habe, um einen der Kellerräume in einen Heimkinoraum umzubauen, bin ich jetzt beim Fein-Tuning der Anlage und hoffe auf Ratschläge bzw. Erfahrungen, wenn es um die Belastungsgrenze von Subwoofern geht.

Kurz ein paar Infos, die ggf. relevant sind:
- Raumgröße 5.00m x 3.50m, allerdings einseitig teilw. Trockenbauwand, daher "akustisch" für den Bass etwas größer
- Basotect-Absorber je 10-11cm an Vorderwand (4 x 0.5m2), Decke (4 x 0.5m2) und Seitenwände (links/rechts je 2 x 0.5m2). Dazu ein paar billige Bassfallen mit 30cm Kantenlänge an der Vorderwand in allen Ecken
- Lautsprecher Nubert Nuline DS 100/CS-70/CS-60
- Subwoofer 2x SVS SB-2000 (nicht PRO, sondern das Auslaufmodell)
- AVR Marantz SR 8002 mit Audyssey Mult EQ (eine sehr alte Audyssey-Version)
- Anti-Mode 8033 Cinema

Ich habe nach viel Probiererei/Einmesserei nun ein ordentliches Setup hinbekommen. Die Subs sind mit dem Anti-Mode eingemessen, dann das Gesamtsystem mit Audyssey. Wie oft im AVSForum empfohlen wird habe ich die Lautstärke an den Subs so reguliert, dass Audyssey sie möglichst leise einmisst (bei mir auf -11.5db...so wird wohl ein AVR-seitiges Clipping ausgeschlossen). Ich habe keine echte Möglichkeit, den Frequenzgang am Hörplatz zu ermitteln, aber durch viel Rumprobieren mit Bass-Sweeps und bekanntem Filmmaterial bin ich mir ziemlich sicher, dass ich keine extremen Welligkeiten im Bassverlauf zwischen 20 und 80Hz (Übergangsfrequenz) habe, vor allem keine "Nullen".

Jetzt zu meinem "Problem": wie sehr viele andere war mir der Subwoofer nach der Audyssey-Einmessung zu leise eingestellt. Ich schaue Film generell bei einer Master-Lautstärke von -20 bis max. -16, und hier ist der Bass zwar vorhanden, aber bei Action-Szenen fehlte mir die physische Wucht der Subwoofer (Schlag auf die Brust, wackelnde Sitze). Nun habe ich durch die Lift-Funktion am Anti-Mode (+8db bei 30Hz) sowie eine leichte Volume-Anhebung am Sub (Anti-Mode senkt den Gesamtpegel um 3db bei Verwendung der Lifts) genau das erreichen können. Allerdings mache ich mir Sorgen, ob ich damit in extremen Szenen die Subwoofer nicht überfordere. Ich habe leider kaum Erfahrung bzw. Vergleichsmöglichkeiten, da ich vor den beiden SVS nur einen Nubert AW-550 Sub (Bassreflex) hatte und damals noch in einer Mietwohnung lebte, wo ich weniger laut Filme geschaut habe. Mit der jetztigen Subwoofer-Einstellung bin ich absolut zufrieden und habe viele Bass-reiche Filme zum Ausprobieren hergenommen (Krieg der Welten / engl. Tonspur, Das Geisterschloss, Pacific Rim, The Dark Knight, Pod-Race aus Star Wars, Super 8 / Zugszene). Soweit alles gut und auch sauber, lediglich bei Pacific Rim (erster Kampf des Jägers, als das Vieh vor dem Boot aus dem Wasser auftaucht) meine ich, 1 oder 2x ein leises "ploppen" gehört zu haben. Kein lautes Geräusch, es kann auch sein, dass es zum Filmton gehört (gluckern unter Wasser), aber ich habe jetzt die Sorge, dass ich es mit dem 30Hz-Lift möglicherweise übertrieben habe und die Subs nun an ihre Grenze stoßen und sie im Laufe der Zeit Schaden nehmen - vielleicht ja bei einem noch heftieren Film in Zukunft...

Ich weiß, dass der SB-2000 ohnehin kein Tiefbass-Monster ist, aber er lt. Tests soll er mittelgroße Räume mit Referenzpegel beschallen können. Meinen Raum zähle ich eher zu den kleinen und wie oben geschieben bin ich weit von Referenzpegel entfernt. Aber da ich (glaube ich) noch nie einen Subwoofer im Grenzbereich habe spielen hören, mache ich mir einfach Sorgen.

Daher die Frage: wie schätzt Ihr das Setup ein und könnt Ihr mir Tipps geben, wie ich einen unsauber spielenden Sub erkenne? Angenommen, ich habe mir die "Plopps" nicht eingebildet und die Subwoofer kommen in seltenen Fällen an ihre Grenze, wie ungesund ist das? Ich könnte damit leben, wenn die Subs bei jedem 10. Film in einer Szene nicht vollkommen sauber spielen, aber im Sinne des Erfinders ist es ja nicht...

Danke im voraus, viele Grüße und bleibt gesund!

Christian

Tharathiel
Stammgast

#2 erstellt: 27. Jan 2021, 15:08

Hallo Christian,

wie weit ist denn dein Gain-Rädchen am Sub aufgedreht?

Prinzipiell wird dir eher das Antimode Clippen, als der Sub, da du dort lediglich mit maximal 1,75 Vrms rein gehen kannst. Ich gehe nicht davon aus, dass das Antimode eine signifikant höhere Ausgangsspannung aufweist. Mein Denon AVR-X1500H gibt beispielsweise 4,4 Vrms bei 0 dB aus.

Du kannst das Clippen des AntiMode wie folgt überprüfen:

4.3 Eingangspegel-Warnung
Erreicht das Eingangssignal in Pegelspitzen den maximalen Übertragungsbereich im A/D-Converter des Anti-Mode, so wird der Benutzer in zwei Stufen gewarnt: Falls das Eingangssignal nur noch eine 3dB-Reserve bis zur Maximalgrenze aufweist, flackert zuerst die “Bypass”-LED. Beim Erreichen der Eingangssignal-Maximalgrenze, blinkt zusätzlich die LIFT 35-LED unabhängig davon, ob diese LEDs vorher leuchteten oder nicht. Wenn das Eingangssignal höher ist als der Maximalwert des A/D Converters, wird das Signal begrenzt, um schädliches “Clipping” oder harmonische Verzerrungen zu vermeiden. Beim Absenken des Eingangssignals übernehmen die LEDs wieder ihr normale Funktion. Die Eingangspegel-Warnung ist sehr hilfreich bei der Optimierung des Eingangssignal zum Anti-Mode. Wenn die Lautstärke des Subwoofers zu hoch eingestellt ist, senkt die AVR-Kalibration unnötigerweise die Ausgabestärke des LFE Signals ab. Dies lässt möglicherweise einen großen Teil der Bandbreite des A/D-Converters im Anti-Mode ungenutzt und könnte ein hörbares Brummgeräusch im Subwoofer bewirken. Dieses Verhalten zeigt sich falls das Subwoofer-Ausgangssignal des AVR kleiner als -3dB eingestellt ist. Um den vollen Dynamikbereich des Anti-Mode ausnutzen zu können, sollten Sie in diesem Fall die Lautstärke des Subwoofers an dessen Volumeregler senken und den Subwoofer-Ausgabepegel des Vorverstärkers oder AVR so hoch ansteuern, bis Sie die sporadische 3dB-Warnung bemerken, und dann den Pegel um ein paar dB reduzieren. Die Eingangspegel -Warnung ist während der Kalibrierung ebenfalls aktiv. Während der Kalibration wird das Ausgangssignal des AM, falls erforderlich, automatisch abgesenkt.

4.4 Ausgangspegel-Warnung
Der neue Anti-Mode Kalibrationprozess erhöht den Gesamtpegel das Ausgangs abhängig davon wie drastisch die Korrektur ausfällt. Dies, und die mögliche Nutzung der LIFT Funktionen, kann dazu führen, dass der Ausgangspegel bei manchen Frequenzen sein Wiedergabelimit erreicht. In einem solchen Fall beginnt die LIFT 25 LED zu flackern und Sie sollten das Eingangssignal im Pegel reduzieren, einen aktiven LIFT Modus abschalten, oder den Subwoofer an einer anderen Position einmessen

whizzle
Schaut ab und zu mal vorbei

#3 erstellt: 27. Jan 2021, 16:07

Guter Tipp, darauf hatte ich noch überhaupt nicht geachtet beim Filme schauen - danke!

So wie ich das aber verstehe würde das Anti-Mode ja nicht wirklich "clippen" im Sinne einer Signalverzerrung, sondern einfach den Ausgangspegel begrenzen. Das hieße vermutlich, die Subwoofer würde einfach nicht lauter werden und der Subwoofer würde keine Störgeräusche durch Überlastung produzieren, richtig?

Werde ich später mal gezielt ausprobieren....

[Beitrag von whizzle am 27. Jan 2021, 16:08 bearbeitet]

Tharathiel
Stammgast

#4 erstellt: 27. Jan 2021, 17:31

Klar kann das clippen.
Ab -3 dBFS kommt der Softclip und dann der Hardclip. Dafür hast du die Zustandsanzeige

Tharathiel
Stammgast

#5 erstellt: 27. Jan 2021, 17:51

Ein Nachtrag zum Verständnis:

Wird das Eingangssignal beschränkt (hard clipping), dann hörst du das als knacken oder ploppen, es ist aber weder für das Antimode noch für den Subwoofer gefährlich. Wobei ich das Antimode so nicht dauerhaft betreiben würde. Die Leistung des Signals muss ja dennoch abgeführt werden und das Hörerlebnis ist auch nicht so angenehm.
Gleiches gilt für das Ausgangssignal, das in Form der Raumkorrektur und der Zielkurve die Maximalamplitude des Antimode überschreiten kann. Auch hier sollte dein Sub keine Schäden davon tragen.
Bedenke weiterhin, dass der LFE-Kanal auf Referenzlevel 10 dB Lauter ist, als die restlichen Kanäle. Das macht dann 115 dB zu 105 dB. Eingemessen wird jedoch bei 85 dB.

Wenn du dir mit den Pegeln nicht sicher sein solltest und du es nachmessen möchtest, gibt es die Möglichkeit die Ausgangsspannung mit einem Multimeter zu messen. Dann kannst du auf der sicheren Seite sein.

Dazu brauchst du bloß einen PC, die Software REW und das Multimeter.

whizzle
Schaut ab und zu mal vorbei

#6 erstellt: 27. Jan 2021, 21:31

Hallo,

erst noch mal danke für die Infos zum Anti-Mode.

Habe eben noch mal Pacific Rim eingeworfen und das Anti-Mode im Auge behalten. Allerdings kein Clipping bzw. keine blinkenden LEDs in Sicht - auf -16db, obwohl der Film ziemlich druckvoll abgemischt ist und ich ihn eher 1-2db leiser schauen würde. Als ich aus dem Keller wieder zurück kam, meinte meine Frau, im Erdgeschoss hätten die Bilder an der Wand gewackelt

Mir ist im Nachhinein übrigens aufgefallen, dass ich diesmal (während ich mich auf die Anti-Mode Anzeigen konzentriert habe) keine auffälligen Geräusche aus den Subwoofern bewusst wahrgenommen habe. Wie gesagt ist es jetzt nicht so, dass ich das Gefühl habe, die Subs pfeifen aus den letzten Löchern.

Aber wie Du ja auch schon angedeutet hast: der LFE Kanal kann mit bis zu 115db ja sehr laut werden. Wenn ich jetzt mal rein akademisch an die Sache rangehe:
- laut einem Testbericht schafft der SB-2000 bei 31.5Hz einen Maximalpegel von 102.8 db (2 meter RMS)
- zwei Subs sollten daher einen Pegel von >105 db hinbekommen
- durch den Sitzabstand von ca. 3m verringert sich der Pegel vermutlich wieder auf knapp über 100db
- bei meiner Abhörlautstärke von 16db unter Referenzpegel sollte der LFE Peak auf max. 99db kommen
- inkl. Anti-Mode Lift steigt der Pegel um 8db auf 107db (schmalbandig bei 30Hz)

Damit ist ja eigentlich klar, das rechnerisch die Subwoofer den "geforderten" Pegel nicht liefern können (gut 100db Leistbarkeit vs. bis zu 107db Signalvorgabe, wie gesagt nur bei rund 30Hz...darüber sieht es anders aus). Oder habe ich da einen Denkfehler? Abgesehen davon, dass nicht jede basslastige Szene die vollen 115db ausreizt.

ehemals_Mwf
Inventar

#7 erstellt: 27. Jan 2021, 23:54

Hi,

whizzle (Beitrag #1) schrieb:

... Wie oft im AVSForum empfohlen wird habe ich die Lautstärke an den Subs so reguliert, dass Audyssey sie möglichst leise einmisst (bei mir auf -11.5db...so wird wohl ein AVR-seitiges Clipping ausgeschlossen)...

Kann das mal jmd. bestätigen.
Hier im Forum wird empfohlen den Pegel am Sub so einzustellen /zu reduzieren, dass der AVR beim Einmessen in die Gegend von +/- 0 dB kommt, wg. Antimode evtl. bis -5 dB, aber keinesfalls -11.5 dB.

Gruss,
Michael

whizzle
Schaut ab und zu mal vorbei

#8 erstellt: 28. Jan 2021, 00:20

Einfach mal nach „avsforum Sub Trim Level“ googeln, der Punkt wird oft thematisiert. Hintergrund ist, dass man nach der Audyssey-Einmessung immer noch am AVR den Bass-Level erhöhen kann (wenn gewünscht), ohne dabei in den positiven Bereich (>0) und ins Clipping-Risiko zu gelangen. Bleibt man bei der Lautstärkeerhöhung im deutlich negativen Bereich am AVR oder erhöht den Pegel direkt am Sub, obliegt das Clipping-Verhalten dem Subwoofer selbst und z.B. die Soft Clupping-Schaltung kann greifen.

-11.5 ist vor dem Hintergrund der optimale Wert, weil bei einer Einmessing von -12 nicht klar ist, ob der Sub mit -12 richtig liegt oder einfach die Bandbreite des Einmesssystems ausgereizt war (und der Sub z.B. auf -13 hätte stehen müssen).

Tharathiel
Stammgast

#9 erstellt: 28. Jan 2021, 09:39

Mwf (Beitrag #7) schrieb:

Ja und nein. Es hängt immer davon ab, welche Pegel man fährt und wie weit man die Geräte aussteuern kann, bzw. möchte. Das Stichwort ist hier: Einpegeln der Komponenten.

Bei einer direkten Verbindung von AVR zu Sub ist der AVR-Pegel 0 dB erstrebenswert, da einerseit der AVR dort in einem für ihn idealen Dynamikbereich arbeitet und andererseits der Sub soviel Pegel bekommt, dass die automatische Ein-/Abschaltung zuversichtlich greift.
Zum Thema Dynamikbereich: Regelt man das Ausgangssignal vom AVR sehr weit runter, reduziert man den Abstand zum Grundrauschen, sodass das Signal bei leisen Passagen darin verloren geht.
Sowohl das niedrige Signal, als auch das Grundrauschen werden dann durch eine starke Verstärkung im Sub erhöht und dadurch hörbar. Das breitbandige Rauschen ist bei den tiefen Frequenzen meist nicht so kritisch hörbar, wie bei MIttel- und Hochtönern.
Vereinfacht gesagt: Durch den Gain-Regler am Sub schiebst du den Dynamikbereich des Subwoofers auf einer Lautheitsskala hoch und runter. Das ist Prinzipiell nicht schlimm, solang man nicht zu nah an den Grenzen ist, da dort der Verstärkungsfaktor nicht Amplitudenlinear verläuft.

Steckt man nun weitere Komponenten zwischen AVR und SUB, dann ist es wichtig diese gut einzupegeln. Man bestimmt den Signalpegel am AVR und regelt ihn soweit runter, dass die Eingänge der zwischengeschalteten Geräte nicht übersteuern. Diesen Wert merkt man sich und verstellt den Gain am Sub bis der AVR mit dem gewünschten Wert einmisst.
Sollte das DSP (hier Antimode) eine Signalverstärkung durchführen, ist zu kontrollieren, dass das Signal die Ausgänge des DSPs nicht übersteuert und muss hier ebenfalls den AVR runterregeln.

Daher ist folgende Aussage nicht ganz falsch, wenn auch falsch erklärt:

whizzle (Beitrag #8) schrieb:

-11.5 ist vor dem Hintergrund der optimale Wert, weil bei einer Einmessing von -12 nicht klar ist, ob der Sub mit -12 richtig liegt oder einfach die Bandbreite des Einmesssystems ausgereizt war (und der Sub z.B. auf -13 hätte stehen müssen).

Mit -11,5 dB am AVR wird sichergestellt, dass weder DSP-Eingang, noch -Ausgang übersteuern. Die AVRs sind in der Regel von -11,5 dB bis +11,5 dB Amplitudenlinear.
Bei -12 dB trimmt der AVR das Signal sehr stark, da man schlicht und ergreifend seine Grenze überfahren hat. Selbst wenn der Sub bei -12 dB stehen müsste, passt die Einstellung mit -12 dB am AVR nicht.

DSPs wurden eigentlich für Line-Pegel (0,9 Vrms) konzipiert, daher hat das miniDSP 2x4 auch nur eine maximale Ausgangsspannung von 0,9 Vrms. AVRs und Subwoofer fahren jedoch deutlich höher.

Mein Denon AVR-X1500H hat beispielsweise folgende Verteilung. Gemessen wurde Vrms@60 Hz:

Pegel im AVR - gemessene Spannung
-11,5 dB - 1,198 Vrms
-7 dB - 2,005 Vrms
0dB - 4,48 Vrms
+11,5 dB - 7,06 Vrms

Nach all der Einstellerei sollte man sich eines im Hinterkopf behalten: Der maximal mögliche Pegel wurde mit einem Sinuston auf einem Kanal bestimmt, der 10 dB lauter ist, als alle anderen Kanäle. Nun stellt sich die Frage wie realistisch dieses Anwednungsszenario überhaupt ist. Wenn einem der Pegel immernoch zu gering ist, dann kann sicherlich am AVR oder Sub den Pegel erhöhen.

whizzle
Schaut ab und zu mal vorbei

#10 erstellt: 28. Jan 2021, 13:11

Danke Tharathiel für Deine ergänzenden Infos und die Aufklärung. Dahingehend scheine ich ja zumindest mit der Einmessprozedur keinen groben Fehler gemacht zu haben. Weder beginnt das Anti-Mode zu clippen, noch gibt es ein Brummen/Rauschen aus dem Subwoofer (bei Stille) und auch beim AVR bin ich wohl innerhalb des Grenzbereichs geblieben. Das beruhigt noch mal zusätzlich...

Im Grunde habe ich ja auch kein echtes Problem, sondern bin nur unsicher, ob ich den Subs nicht langfristig zuviel abverlange - mangels Erfahrung. Wenn hier jetzt jemand aufschlagen würde, der mir glaubhaft versichert, seinen SB-2000 regelmäßig in Referenzlautstärke zu nutzen ohne Probleme, würde ich mich vermutlich wohl fühlen und das wäre es dann für mich. Denn selbst mit den Pegelerhöhungen, sei es Anti-Mode Lift, AVR Trim oder Sub Gain: den 0db MV Level erreiche ich vermutlich nie.

Tharathiel (Beitrag #9) schrieb:

Nach all der Einstellerei sollte man sich eines im Hinterkopf behalten: Der maximal mögliche Pegel wurde mit einem Sinuston auf einem Kanal bestimmt, der 10 dB lauter ist, als alle anderen Kanäle. Nun stellt sich die Frage wie realistisch dieses Anwednungsszenario überhaupt ist. Wenn einem der Pegel immernoch zu gering ist, dann kann sicherlich am AVR oder Sub den Pegel erhöhen.

Guter Punkt. Wobei ich mich ganz allgemein Frage, wie es sich mit der Belastbarkeit bei Subs verhält. Denn bis auf ein paar ganz dicke Kaliber kommen ja wohl die allermeisten Subs bei den o.g. Filmen an ihre Grenzen bei extrem tiefen Frenquenzen (bei annähernd Referenzpegel) und müssen das irgendwie wegstecken (Subsonic-Filter, Soft Clipping o.ä.).

ehemals_Mwf
Inventar

#11 erstellt: 28. Jan 2021, 13:29

whizzle (Beitrag #10) schrieb:

... kommen ja wohl die allermeisten Subs bei den o.g. Filmen an ihre Grenzen bei extrem tiefen Frenquenzen (bei annähernd Referenzpegel) und müssen das irgendwie wegstecken (Subsonic-Filter, Soft Clipping o.ä.).

Genau.

Anders als x-beliebige Kombis aus separaten Verstärkern und Lautsprechern kann der Hst. von Aktivsubs die Komponenten genau aufeinander abstimmen und wird dies bezüglich Belastbarkeit -- Betriebssicherheit -- Maximalpegel schon aus Kostengründen tun.

Deine superniedrige Einstellung -11.5 dB am AVR ist in jedem Fall so, dass keinerlei Clipping in Zwischenstufen auftreten kann, alles ist optimiert für maximale Spitzenpegel.

Der zwangsläufige Nachteil einer solchen Einstellung -- zusätzlich zur unsicheren Automatik-Einschaltschwelle -- wurde auch schon angedeutet:
-- Störabstand, im Falle von Subs: Brumm

Wenn deine Anlage da keine hörbaren Schwächen zeigt, ist alles gut.

sakly
Hat sich gelöscht

#12 erstellt: 28. Jan 2021, 15:47

Hi,

hast du denn im Betrieb einfach mal den Hub der Chassis beobachtet?
Wenn du nahe am Maximum bist, müsste das Chassis auch nahe am mechanisch Machbaren sein - und das sieht man dann.
Das ist jetzt zwar kein super genauer Test, aber man bekommt dann vielleicht eine Vorstellung davon, ob der Sub tatsächlich an seiner Grenze arbeitet.