Kapitel 6: Clipping
Wir sind noch nicht ganz durch. Clipping gehört zwar nicht so richtig zum Subwooferbau, aber nachdem wir passive Subwoofer bauen, und die meisten von uns PA Verstärker/Geräte mit Consumer Geräten (AV-Receivern) koppeln, kann jeder von uns in dieses Clippingproblem laufen.
Ich hab schon öfters erwähnt, dass ich Probleme mit Clipping hatte. Je nach Einstellung bzw. Konfiguration haben entweder die DCX oder die Subwoofer Endstufen geclippt. Unter Clipping versteht man, dass ein zu starkes (lautes) Signal am Eingang eines Gerätes anliegt. D.h. ein Geräusch soll mit einer Lautstärke abgespielt werden, die dieses Gerät nicht verzerrungsfrei wiedergeben kann. Es hängt dann vom jeweiligen Gerät ab, wie mit dem Clipping umgegangen wird. Im schlimmsten Fall entstehen Verzerrungen im Signal, das an die Lautsprecher/Subwoofer weitergeleitet wird. Diese Signale könnten dann durchaus auch den Subwoofer beschädigen. Es ist deshalb wichtig, Clipping so gut es geht zu vermeiden.
Clipping zu vermeiden ist eigentlich ziemlich einfach. Man muss nur dafür sorgen, dass alle Geräte zur gleichen Zeit ins Clipping laufen und zwar bei einer Lautstärke, die nie verwendet werden wird. Also z.B. ich weiß, dass meine Geräte bei einer Lautstärke von -10 dB (Lautstärkeregler des AV-Receivers) clippen. Deshalb darf ich nicht lauter als -11 dB aufdrehen. Wenn ich es trotzdem tu, dann weiß ich, was im schlimmsten Fall passieren kann: die Subwoofer werden gegrillt.
Die Frage ist jetzt: wie mach ich das?
Es geht um die Maximallautstärke, die meine Geräte wiedergeben sollen. Die maximale Lautstärke auf einer BluRay kann ich nicht beeinflussen. D.h. ich muss davon ausgehen, dass da Sequenzen mit 0 dBFS abgespielt werden. Wie wir schon wissen, wird dieses 0 dBFS Signal im AV-Receiver in "analoge" dB gewandelt. Diese analogen dB haben nach oben keine Grenze, es kann also fast beliebig laut werden => clipping. Doch wie laut ist "beliebig laut"? Nun, das läßt sich herausfinden.
BITTE. BEVOR IHR DAS JETZT BEI EUCH AUSPROBIERT, STECKT ALLE SUBWOOFER AUS. ES KANN AUCH NED SCHADEN, ALLE ANDEREN LAUTSPRECHER AUCH ABZUHÄNGEN. SICHER IST SICHER. ES SOLL KEINE VERBINDUNG VOM VERSTÄRKER ZU DEN SUBWOOFERN GEBEN, DAMIT DIE EUCH NICHT UM DIE OHREN FLIEGEN UND DAMIT EURE TROMMELFÄLLE NICHT GEKILLT WERDEN!!! ICH HABE EUCH GEWARNT!!!
Als erstes drehen wir mal alle PA Endstufen ab. Am Anfang verwenden wir jetzt nur REW, den AV-Receiver und die DCX.
Im AV-Receiver drehen wir mal alle Soundverbesserungen ab. D.h. Audyssey deaktivieren, Bass oder sonstige Regler stellen wir auf +0 dB. Dann stellen wir die Lautstärke des Subwoofers auf den größt möglichen Wert (bei mir +12 dB). Den Lautstärkeregler am AV-Receiver stellen wir auf die maximale Lautstärke, die wir bei uns im Kino verwenden wollen. Merke: die
maximale Lautstärke. Lauter darf nie aufgedreht werden, denn sonst laufen wir ins Clipping! Also auch für Demozwecke ist lauter aufdrehen ein NOGO!
Jetzt starten wir in REW den Tongenerator. Dort wählen wir einen Sinuston von sagen wir mal 40 Hz aus und stellen die Lautstärke auf -30 dBFS und starten den Tongenerator. Wenn wir jetzt aus irgendeinem Lautsprecher diesen 40 Hz Ton hören, dann wissen wir, welche Lautsprecher wir noch ausstecken müssen
. Wenn wir nichts hören, dann erhöhen wir vorsichtig auf -20 dBFS und dann auf -10 dBFS. Wenn wir noch immer nichts hören (d.h. wir haben wirklich alle Lautsprecher abgehängt) dann erhöhen wir auf -3 dBFS. REW läßt es zumindest in der Version, die ich verwende, nicht zu 0 dBFS einzustellen.
Wir erhalten jetzt am Subwoofer Ausgang des AV-Receivers das lautest mögliche Signal und das lauft bei uns jetzt in die DCX rein. Jetzt schauen wir uns an der DCX an, ob wir am entsprechenden Eingang der DCX ins Clipping laufen. Wenn ja, dann sind wir für die DCX zu laut. Wenn nicht, dann können wir am AV-Receiver die Gesamtlautstärke so lange erhöhen, bis am Eingang der DCX die Clipping LED aufleuchtet. In dem Fall drehen wir wieder etwas leiser. Wenn die DCX gleich von Anfang an clippt, dann müssen wir am AV-Receiver leiser drehen. Das machen wir aber jetzt nicht am Lautstärkeregler des AV-Receivers, sondern wir reduzieren die Lautstärke zunächst nur am Subwoofer Ausgang des Receivers. Ich mußte z.B. von +12 dB auf +8 dB reduzieren.
Wir haben jetzt den AV-Receiver und die DCX aneinander angepaßt. Wir wissen jetzt, dass es keinen Film/Soundtrack gibt, der die DCX ins Schwitzen bringen wird. Gut so. Schauen wir mal weiter. In der DCX haben wir vielleicht ein paar Filter gesetzt, mit ein paar EQs den Bass vielleicht lauter gedreht usw. Was uns jetzt passieren kann ist, dass das Signal am Eingang der DCX nicht klippt, dafür aber die Clipping LEDs an den Subwoofer Ausgängen der DCX in feierlichem rot vor sich hin glühen. Sollte das der Fall sein, dann müssen wir die Lautstärke für die jeweiligen Subwoofer Ausgänge an der DCX reduzieren. Da haben wir jetzt mehrere Möglichkeiten: entweder wir reduzieren am AV Receiver den Subwoofer Ausgang, oder wir reduzieren am DCX Eingang die Lautstärke des Signals. Das machen wir so lange, bis die Clipping LEDs aller Ausgänge aus sind.
Jetzt ist die DCX mit unserem AV-Receiver gekoppelt. Wir wissen, dass jetzt bei einem -3 dBFS Signal die DCX nicht clippen wird. Die nächste Station sind jetzt die Verstärker für die Subwoofer. Wir schalten diese ein und suchen dort die optimale Lautstärke. Dazu drehen wir an den Endstufen die Regler zunächst mal aufs Maximum und reduzieren so lange die Lautstärke, bis das Clipping aufhört. Danach erhöhen wir die "Lautstärke" am Verstärker so lange, bis das Clipping wieder einsetzt. Dann reduzieren wir wieder etwas. Beobachtet das ruhig ein Weilchen. Gerade wenn man "rosa Rauschen" und keinen Sinuston verwendet um diese richtige Einstellung zu finden, kann es ein Weilchen dauern, bis man die Regler richtig eingestellt hat. Wenn wir das jetzt für alle unsere Verstärker gemacht haben, haben wir ein Setup erreicht, das nicht mehr clippen kann.
Übrigens: der Regler bei den Endstufen ist normalerweise kein Lautstärkeregler! Es ist ein Regler, mit dem man einstellt, wie laut das Eingangssignal höchstens sein darf. Dieses Signal wird dann mit der maximalen Leistung verstärkt. Die Verstärkung ist immer maximal, d.h. die Verstärkerleistung kann nicht verändert werden, man passt nur das Eingangssignal an.
Jetzt stoppen wir den Tongenerator und wählen ein neues Setup. Wir wählen "rosa Rauschen" (oder "pink noise") aus. Setzen den Frequenzbereich auf 20 bis 150 Hz, die Lautstärke setzen wir wieder auf -3 dBFS und dann starten wir den Generator wieder neu. Wenn jetzt irgendwo was clippt, dann müssen wir nochmal wie oben nachregeln. Unter "rosa Rauschen" versteht man ein Rauschen, das alle Frequenzen im angegebenen Bereich zufällig auswählt und abspielt. Damit deckt man nicht nur die 40 Hz von oben ab, sondern den ganzen Bereich. Je nach verwendeter Hardware für die Digital/Analog Wandlung kann es beim Rauschen zu lauteren Signalen kommen, als wir eigentlich gewollt haben. D.h. wir müssen auch dafür sorgen, dass solche Fälle nicht clippen. Deshalb der abschließende Test mit dem rosa Rauschen.
Jetzt ist es Zeit, den Tongenerator wieder auszuschalten und mit dem AV Receiver eine Einmessung zu machen. Natürlich müssen wir vor der Einmessung alle Lautsprecher einstecken, jetzt wollen wir ja wieder was hören
. Wichtig ist jetzt, wie laut der AV-Receiver nach der Einmessung den Subwoofer Ausgang einstellt. Erhöht der AV-Receiver den Pegel (also z.B. von +8 dB auf +10 dB), dann wissen wir, dass unsere Subwoofer zu leise spielen und dass wir mit diesem Setup dann ins Clipping laufen werden. In diesem Fall müssen wir wohl von unserer maximalen Lautstärke, die wir verwenden wollen um 2 dB reduzieren. In meinem Fall hatte ich Glück, der AV-Receiver hat von +8 dB auf +4 dB reduziert. D.h. ich hab somit 4 dB "gewonnen". Ich hab jetzt einen Spielraum von +4 dB. Ich kann entweder um +4 dB lauter aufdrehen, oder die 4 dB am Subwoofer Ausgang wieder dazu geben, oder EQs in der DCX setzen und Bereiche im Frequenzgang um 4 dB erhöhen, usw.
Was jetzt noch fehlt: um ganz sicher zu sein, müssten wir uns ansehen, ob Audyssey den Subwoofer Frequenzgang negativ beeinflußt hat. Wenn Audyssey da irgendwo mal +10 dB draufpackt, weil es eine Raummode bekämpfen will, dann laufen wir unweigerlich ins Clipping! Deshalb hab ich für mich entschieden, Audyssey für den Subwoofer Kanal nicht zu verwenden (siehe Kapitel 5).
Übrigens gibt es noch eine Möglichkeit darauf zu reagieren, wenn der AV-Receiver nach dem Einmessen den Subwoofer Pegel erhöht hat (also von z.B. +8 auf +10 dB). Wir können an den Endstufen die Regler weiter aufdrehen. Damit werden die Subwoofer lauter und eine neue Einmessung sollte dann den Subwoofer Pegel wieder reduzieren. Wenn wir aber an den Endstufen die Regler erhöhen, erhöhen wir aber auch die Wahrscheinlichkeit, dass ein gewisses Rauschen aus den Subwoofern (noch) deutlicher hörbar wird. Wenn wir Glück haben, hören wir gar nix. Wenn wir Pech haben, rauschen die Subwoofer fröhlich vor sich hin und wir werden genervt.
Weitere Details (weiterführende Links leider nur in Englisch) siehe
hier.
Ich hoffe, das war jetzt alles verständlich und hat nicht zu viel Verwirrung geschaffen. Sollte etwas unklar sein, dann einfach fragen!
[EDIT] Ich hab den Absatz, wo es ums Clipping bei den Endstufen geht, berichtigt.
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. Also hab ich mal kurz den Subwoofer Ausgang vom Onkyo AV-Receiver mit dem Line-In der Soundkarte meines PC verknüpft und dann eine Messung 1 x mit Audyssey und 1 x ohne Audyssey gemacht.
? Audyssey (grüne Kurve) erhöht das Subwoofer Signal um bis zu 20(!) dB. Das muss man sich mal auf der Zunge zergehen lassen. 20 dB mehr ... das sind ja mehr als 3 x Verdopplung der vorhandenen Subwoofer, d.h. um diese Leistung zu liefern, bräuchte ich 16(!) Subwoofer oder aber 20 dB Reserve bei den bereits vorhandenen 2 Stück. Das kann doch nicht sein!
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