SE1 / Subwoofer Equalizer

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Inhaltsverzeichnis

Einleitung

31.05.2016

In meinen beiden aktiven Frequenzweichen sind Schaltungsteile enthalten die eine frequenzabhängige Signalbeeinflussung im Subwoofer Kanal zulassen. Die analoge Schaltungstechnik bietet hierfür aber nur begrenzte Möglichkeiten im Vergleich zur digitalen Signalverarbeitung eines DSP’s (Digital Signal Processor). Da aus einem anderen laufenden Projekt – einem aktiven Absorber – ein miniDSP 2×4 Board übrig geblieben war, habe ich mich entschlossen dieses für einen Subwoofer Equalizer zu nutzen.

Beim Einsatz als Equalizer im Mono Subwoofer Kanal wird nur ein Ein- und ein Ausgang des DSP Boards benötigt. Allerdings hatte ich mir gedacht das man dieses Gerät auch hin und wieder zu Versuchszwecken in den anderen Frequenzbereichen einsetzen könnte und so habe ich alle Ein- und Ausgänge des miniDSP Boards in eine analoge Umgebung eingebettet.

Der gesamte Aufbau besteht aus den folgenden Komponenten:

  • miniDSP 2×4 Kit
  • miniDSP 2×4 Advanced Plug-In
  • 2 symmetrische Eingänge
  • 4 symmetrische Ausgänge inkl. Verstärkung
  • 2 analoge Netzteile (linker & rechter Kanal)
  • Remote On/Off

Beschreibung der Hardware

08.07.2016

Informationen zu dem DSP Board sind hier zu finden. Über das Software Plug-In kann man sich hier informieren.

Die gesamte Audio Schaltung kann ich mit Relais überbrücken. Hierbei wird jeweils ein Eingang direkt mit dem zugehörigen ersten Ausgang verbunden um so das Signal passiv durch den Subwoofer Equalizer zu routen. Die Relais werden per Schalter an der Frontplatte des Gehäuses geschaltet.

Die beiden symmetrischen Eingangssignale werden mit INA134 (Audio Differential Line Receiver) an die unsymmetrischen Eingänge des miniDSP Boards angepasst. Am Eingang der Line Receiver findet sich jeweils ein Spannungsteiler die als Eingangswiderstand und als Pegelanpassung für das DSP Board verwendet werden. Die Jumper auf dem miniDSP Board für die Eingangsempfinglichkeit müssen auf 2VRMS gesteckt werden.

Die Pegel an den Ausgängen des DSP Boards sind nicht besonders hoch – max. 0,9VRMS. Aus diesem Grund habe ich hinter jeweils zwei Ausgängen einen Doppel-OP OPA2604 gesetzt, verschaltet als nicht invertierender Verstärker mit einem Verstärkungsfaktor von 2. Daran schließt sich dann ein DRV134 (Audio Balanced Line Driver) an, der die Signale wieder symmetriert.

Jeweils ein Eingang und zwei Ausgänge des DSP’s habe ich einem Audio Kanal zugeordnet. Jeder Kanal wird dabei aus einer eigenen Spannungsversorgung heraus versorgt. Beide Netzteile sind mit ihren Massen auf dem Board direkt verbunden.

Die beiden Netzteile bestehen aus einem 10VA Ringkerntrafo gefolgt von einem Snubber Netzwerk und einem diskreten Brückengleichrichter. Daran schließt sich eine klassische Reglerschaltung mit 7815 und 7915 Reglern an. Als Besonderheit setze ich Spannungsregler von NJM ein.

Um den Subwoofer Equalizer in meine Anlage zu integrieren benötigt er noch die Möglichkeit die Schaltung Remote mit einer DC-Spannung ein- und auszuschalten. Zusätzlich ist noch eine DC-Spannung für die Versorgung des miniDSP Boards erforderlich. Diese Spannungen werden durch das dritte Netzteil auf der Leiterplatte geliefert.

Das Netzteil für das DSP Board ist einfacher gehalten als die beiden Netzteile für die Verstärker – kein Snubber Netzwerk und auch keinen diskreten Brückengleichrichter. Die Masse der DSP Versorgung ist auch mit der Masse der beiden anderen Netzteile verbunden.

Die Schaltung für die Remote Steuerung findet sich mittlerweile in allen meinen Geräten und bietet mir die Möglichkeit die gesamte Kette mit dem Vorverstärker ein- und auszuschalten. Alle beteiligten Geräte werden dabei hintereinander geschaltet und jedes Gerät sorgt für ein zeitverzögertes einschalten des jeweils nächsten. Damit ist sichergestellt das nicht z.B. zwei Endstufen das Hausnetz mit ihren hohen Einschaltströmen gleichzeitig belasten.

Die Schaltung rund um IC7 ist der Eingang – also Remote In. Die DC Eingangsspannung vom vorhergehenden Gerät wird mit dem Spannungsregler auf 6V geregelt und damit das Relais REL1 geschaltet. Diese schaltet die 230V/AC Versorgung des Geräts und ist mit einem Netzschalter überbrückt. Folglich kann man das Gerät auch ganz klassisch per Netzschalter ein- und ausschalten.

Der zweite Schaltungsteil erzeugt die zeitverzögerte DC Spannung für das nachfolgende Gerät – Remote Out. Die ungeregelte DC Spannung RV wird mit Hilfe von Q1 auf den Ausgang geschaltet. Q1 wird von Q3 zeitverzögert eingeschaltet. Die Zeitkonstante wird durch R15 und C42 definiert. Q2 dient als Strombegrenzung um Q1 bei einer Fehlbedienung nicht zu zerstören.

Einmessen des miniDSP

09.09.2016

Ein solches Projekt macht natürlich nur Sinn wenn man in der Lage ist Messungen am Hörraum durchzuführen. Hierzu benötigt man

  • einen PC
  • eine Soundkarte der besseren Sorte
  • einen Mikrofonvorverstärker
  • ein Meßmikrofon – am besten mit Kalibrierdaten
  • ein Mikrofonständer
  • eine Software zur Vermessung der Raumakustik