SONDERDRUCK aus 8/2004. Hardware. Die Ursprünge des Lake Contour liegen

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1 SONDERDRUCK aus 8/2004 Händen von Bruce Jackson, heute Vice President of Engeneering bei Lake und ehemaliger Begründer von Apogee Electronics. Bei so viel konzentrierter Kompetenz darf man daher durchaus mit einer gewissen Erwartungshaltung an den Contour herangehen. Lake Contour 26D Der Digitalcontroller Lake Contour gehörte bei seinem Erscheinen zu den meist diskutierten Geräten in der Beschallungsszene. Mit extrem viel Rechenleistung und diversen neuen Filtertechniken ausgestattet, beflügelte das Gerät die Diskussion unter Lautsprecherentwicklern ebenso wie unter den Anwendern. Nach einem ersten Live-Report in unserer Ausgabe 6/04 unterzieht PRODUC- TION PARTNER den Lake Contour jetzt einem ausführlichen Test im Messlabor. Die Ursprünge des Lake Contour liegen bereits einige Jahre zurück, als von Lake 2001 für Clair Brothers der erste Controller i0-processor genannt entwickelt wurde. Der in Australien ansässige Hersteller und Entwickler von Highend DSP-Systemen hatte sich aber schon lange vorher einen guten Namen gemacht, wenn es um digitale Signalverarbeitung in der Audiotechnik ging. Gegründet wurde die Firma Lake 1991 von den Ingenieuren Brian Conolly und David McGrath. Der Schwerpunkt der Entwicklungsarbeiten lag bisher auf Prozessorsystem zur Darstellung akustischer Simulationen. Das bekannteste Produkt dazu dürfte der Lake Huron sein, der bereits 1993 die Echtzeit-Faltung mit simulierten oder gemessenen Raumimpulsantworten erlaubte. Ende 1999 wurde Lake erstmals an der australische Börse notiert und im Jahre 2001 stiegen die Dolby Laboratories als Aktionäre im größeren Maßstab bei Lake ein. Die technologische Basis für die Entwicklung eines Lautsprecher-Controllers war daher bereits gegeben, als die Kooperation mit Clair Brothers begann. Die Entwicklung der A/D- und D/A-Umsetzer lag in den Hardware Im Kern mit zwei Shark-Prozessoren bestückt, wurde der Controller als 2-in-6- Gerät mit flexiblem Routing entwickelt. Alle Ein- und Ausgänge sind symmetrisch auf XLR-Anschlüssen ausgeführt und untereinander galvanisch entkoppelt. Lake setzt dazu allerdings keine Übertrager in den Ein- und Ausgängen des Audiosignalweges ein, sondern trennt die jeweiligen Schaltungsblöcke über Optokoppler im digitalen Datenstrom und über HF-Trafos in der Stromversorgung. Die sonst üblichen kleinen Nachteile von Übertragern im Signalweg mit Verzerrungen bei tiefen Frequenzen und hohen Pegeln werden damit obsolet. Diese in der Messtechnik weit verbreitete Technik nennt sich bei Lake Iso-Float. Ein Schalter an der Rükkwand mit drei Positionen erlaubt es, die analogen Ein- und Ausgängen mit dem Gehäuse respektive Ground zu verbinden. Ein zu erwähnendes Detail am Rande wären noch die massiven XLR-Buchsen in der Vollmetallausführung als Gehäuseeinbaubuchsen und nicht als Platinenbuchsen, womit absolut sicher gestellt ist, dass keine mechanischen Kräfte auf die Platine einwirken können. Neben den analogen Ein- und Ausgängen gibt es auf der Rückseite des 1-HE-Gehäuses noch eine fünfpolige XLR-Buchse, die einen digitalen Eingang und einen Ausgang beide im AES/EBU-Format beherbergt. Über einen Split-Adapter können Ein- und Ausgang dann auf das normale dreipolige Format adaptiert werden. Unter Sicherheitsaspekten dürfte es hier noch interessant sein zu erwähnen, dass der Controller, wenn er über den digitalen Ein- SONDERDRUCK 8/2004 production partner 1

2 TEST Lake Contour Abb. 1: Störspektrum des A/D-Umsetzers mit 112 db Dynamik (115 db A-bewertet). Die Messung erfolgte vom analogen Eingang zum digitalen Ausgang ohne Filter bei 0 db Gain. Controller-Netzwerk angeschlossen werden, auf den dann über einen PC mit Wireless LAN Interface zugegriffen wird. Zusammen mit den beiden Testgeräten wurde uns ein solcher Access Point und ein Compaq Abb. 2: Störspektrum des D/A-Umsetzers mit Tablet PC mitgeliefert, der entsprechend der 112 db Dynamik (115 db A-bewertet). Die Dynamikwerte Reichweite des errechnen Funknetzes sich dann aus dem eine kabellose Fernbedienung des Störspektrums ermöglichte. in Tablet Relation PCs Gesamtpegel zur sind maximalen für diese Aufgabe Ausgangsspannung natürlich besonders von +21 praktisch, dbu. da man auch ohne Tastatur mit Hilfe des Stiftes die Funktionen auf dem Bildschirm bedienen kann. Die Endkontrolle mit Pegelabgleich und EQ-Einstellung einer installierten Anlage kann so z. B. von den Publikumsplätzen aus erfolgen, wo man dann direkt die Auswirkungen der Einstellungen verfolgen kann. Abb. 3: THD (blau) und THD+N (rot) für den Gerätekonzept ADC des Lake Contour. Die THD-Kurve fällt auf Wie extrem schon gute die Frontplatte 120 db. Kurz des vor Lake der Contour Clipgrenze erkennen bei lässt, +20 dbu bedarf Eingangsspannung es zur Bedienung (in des der Gerätes Einstellung eines für PCs. +21Am dbu Gerät maximale selber Ein-singangsspannung) lediglich die Mute-Funktionen liegen die Werte der immer Ein- und noch bei 110 db. Ausgänge über Taster im direkten Zugriff und insgesamt acht LED-Ketten informieren über die Pegelverhältnisse. Ein vierstelliges alphanumerisches Display zeigt groß Abb. 4: THD (blau) und THD+N (rot) für den DAC, Messung vom digitalen Eingang zum analogen Ausgang bei 3 db Gain. Dementsprechend wird die Clipgrenze bei 3 dbfs Eingangspegel erreicht. Die Werte für die D/A- Seite des Lake Contour fallen ähnlich gut aus wie auf der A/D-Seite und unterstreichen den hohen Anspruch des Gerätes. Abb. 5: THD für den ADC des Lake Contour in Abhängigkeit von der Frequenz bei +20 dbu Eingangsspannung Abb. 6: THD des DAC in Abhängigkeit von der Frequenz bei +20 dbu Ausgangsspannung. Auf der A/D- und D/A-Seite kann der Lake Contour souverän die guten Werte der 1-kHz- Messung für den gesamten Audio-Frequenzbereich bewahren. Abb. 7: Klirrspektrum der A/D-Umsetzer bei 1 khz und +20 dbu Eingangsspannung. Die größte Verzerrungskomponente ist die k 3 - Linie bei verschwindend geringen 110 db. Verzerrungsanteile höherer Ordnung fallen zügig ab und verschwinden im Rauschteppich. Abb. 8: Der k 2 -Anteil der Ausgangsstufe liegt unterhalb der 110 db-linie, alle höheren Komponenten fallen sogar unter die 120 db- Linie. Abb. 9: Bei den Messungen der transienten Intermodulationsverzerrungen erreicht der A/D-Umsetzer mit fast 100 db sensationell gute Werte. gang betrieben wird, automatisch auf den analogen Eingang umschaltet, falls auf der digitalen Ebene die Sychronisation verloren geht. Eine analoge Verbindung kann somit als Havarie zur digitalen eingesetzt werden. Zur Fernsteuerung und Vernetzung der Geräte untereinander können für den Contour herkömmliche Standard-Ethernetnetzwerke verwendet werden, die entweder frontseitig mit BNC-Kabeln als 10Base2 verkabelt werden oder auf der Rückseite über RJ45 Anschlüsse als 10BaseT. Jeder Controller enthält einen eigenen Hub, so dass von einem Gerät zum nächsten durchverbunden werden kann. Die 10Base2-Verkabelung erlaubt es, bis zu 30 Geräte zu kaskadieren, unabhängig davon ob alle Geräte eingeschaltet sind oder nicht, mit 10BaseT können maximal vier Geräte, die alle aktiv sein müssen, kaskadiert werden. Unabhängig von der Art der Vernetzung der Controller untereinander kann an einen beliebigen Contour der PC zur Fernsteuerung angeschlossen werden. Dazu kann eine der rückwärtigen RJ45-Buchsen oder auch die einzelne RJ45 auf der Frontplatte genutzt werden. Möchte man es besonders komfortabel und praktisch haben, dann kann auch ein Wireless Access Point an das 2 production partner 8/2004 SONDERDRUCK

3 und hell das gerade aktive Setup an. Ansonsten gibt es nur noch den Netzschalter, der das Schaltnetzteil im Contour aktiviert. Selbstredend verarbeitet das Netzteil alle Spannung von 100 bis 240 Volt ohne weitere Einstellungen am Gerät. Das Netzteil und die dicht gepackte Elektronik im Gehäuse des Contour erzeugen eine Menge Abwärme, die über einen seitlich am Netzteil angebrachten Lüfter ins Freie geschafft werden muss, was leider alles andere als geräuschlos vonstatten geht. Software Die Bedienung ausschließlich über den PC zu ermöglichen ist eine gewisse Grundsatzentscheidung im Controllerbau. BSS, XTA und diverse andere Hersteller gehen hier einen anderen Weg und statten ihre Controller mit mehr oder weniger gelungenen User-Interfaces am Gerät aus. In der Praxis hat das den Vorzug, dass man vor Ort auch ohne PC schnell mal einen Parametersatz einstellen kann. Umgekehrt mag man argumentieren, dass heute PCs allgegenwärtig sind und die Bedienung über den Rechner unvergleichlich viel schneller und komfortabler abläuft als über ein Mini-Display am Gerät. Die Software zum Lake Contour findet sich zum freien Download auf der Website Ein Blick auf dieses ebenso ungewöhnliche wie interessante Programm kann nur empfohlen werden. Die Installation verlief während des Tests sowohl unter Windows XP wie auch unter Windows 98SE problemlos und alles funktionierte auf Anhieb. Die Bedienung der Software bedarf einer gewissen Eingewöhnungszeit ebenso wie die Farbgebung und das Design der Oberfläche; danach ist der Umgang mit der Software schnell und sicher und vor allem sehr übersichtlich möglich. Übersichtlich dagestellt werden z. B. X-Over- und EQ-Funktionen, das Blockschaltbild oder die Pegel. Eine komplette Beschreibung aller Funktionen dürfte an dieser Stelle wenig sinnvoll sein, so dass interessierten Lesern der Download der Software von der Lake-Homepage empfohlen wird. Hier gibt es auch die kompletten Manuals und White Papers zum Contour, mit denen man sich einen eigenen Eindruck verschaffen kann. Blockschaltbild mit Funktionsübersicht auf der Oberfläche der PC-Software Zur Dokumentation wäre noch anzumerken, dass es in der aktuellen Version noch einige kleine Verwirrungen und Lücken gibt, die vor allem die Limiterfunktionen betreffen. Warum z. B. der RMS-Limiter auf einen Wert von +30 db eingestellt werden kann, obwohl die maximale Ausgangsspannung des Controllers bei +21 dbu liegt, bleibt zumindest im Manual unklar und ob die db-angabe da nicht näher spezifiziert, was die Bezugsgröße betrifft überhaupt in dbu ist, ebenso. Genug der Kritik, ein Manual nachzubessern ist ein leichtes, was bei der Hardware nicht der Fall wäre und damit kommen wir zu einem der großen Highlights des Lake Contour. Bestnoten für ADCs und DACs A/D- und D/A-Umsetzung arbeiten im Contour vollständig im Modus 24 Bit/ 96 khz. Die digitalen Ein- und Ausgänge unterstützen die gängigen Abtastraten von 44,1 khz bis 96 khz, wobei sich der digitale Ausgang im Modus digitaler Insert immer auf den Eingang synchronisiert. Wird der analoge Eingang benutzt, dann lässt sich für den digitalen Ausgang eine Abtastrate von 96 oder 48 khz auswählen. Die Abbildungen 1 10 zeigen parallel für die A/D- und D/A-Umsetzer des Contour die Messergebnisse zum Störpegel am Ausgang und zu diversen Verzerrungswerten. Alle Messungen wurden ohne jegliche Filter im Insert-Modus vom analogen Eingang zum digitalen Ausgang bzw. vom digitalen Eingang zum analogen Ausgang gemacht. Die Maximalwerte auf der analogen Seite lagen in beiden Fällen bei +21 dbu. Eingangsseitig ist der Wert für Vollaussteuerung laut Datenblatt in 1-dB- Schritten zwischen +12 dbu und +24 dbu einstellbar. Wie und wo diese Einstellung vorgenommen wird, steht allerdings nirgends so richtig. Ohnehin wäre eine solche Einstellung auf der Ausgangsseite sinnvoller gewesen, da es hier viel häufiger zu Dynamikverlusten durch Fehlanpassungen kommt. Auf der Eingangsseite ist dagegen eine eher hohe Clipgrenze wichtig, um Übersteuerungen durch das ansteuernde Pult zu vermeiden, wo Ausgangsspannung von +21 bis +27 dbu üblich sind. Ein gestakkter A/D-Umsetzer im Eingang des Contour wäre daher noch das i-tüpfelchen gewesen. Unabhängig von der Pegeldiskussion bieten sowohl der Eingang wie auch der Ausgang des Contour einen Dynamikumfang von 112 db linear bewertet und 115 db mit A-Bewertung. Die Störspektren in Abbildung 1 und 2 sind makellos sauber und setzen sich nur aus weißem Rauschen zusammen. Die Kurven für THD und THD+N in Abbildung 3 und 4 zeigen absolute Traumkurven, die bis auf 120 db (ADC) bzw. 110 db (DAC) im Minimum fallen und dann auch bis zur Clipgrenze unter der Linie von 110 db verbleiben. Dass diese Spitzenwerte nicht nur bei 1 khz Gültigkeit haben, lassen die Messungen der THD-Werte in Abhängigkeit von der Frequenz bei +20 dbu Eingangs- bzw. Ausgangsspannung in Abbildung 3 und 4 erkennen. Die Klirrspektren bei 1 khz (Abb. 7 und 8) hinterlassen ebenfalls einen vorzüglichen Eindruck. Hier gibt es nur harmonische Komponenten die schnell zu höheren Ord- SONDERDRUCK 8/2004 production partner 3

4 TEST Lake Contour Abb. 10: Ebenfalls in die absolute Spitzenklasse gehören die DIM-Werte der D/A-Umsetzer. Die Messung erfolgte vom digitalen Eingang zum analogen Ausgang bei +3 db Gain. Abb. 11: Grafischer EQ mit einzelnen gesetzten Filtern bei 31, 250, Hz und 20 khz. Zwischen den Filtern kommt es zu minimalen Welligkeiten, die sich nicht direkt erklären lassen. Abb. 12: Grafischer EQ mit identischen Einstellungen zu Abb. 11, jetzt mit 12 db Gain an Stelle von +12 db. Der maximale Einstellbereich reicht von 30 bis +15 db. Die Bandbreite eines einzelnen Filters beträgt 0,33 Okt. Abb. 13: Grafischer EQ im Lake Contour mit einem, zwei und drei nebeneinander gesetzten Filtern Abb. 14: Grafischer EQ mit fünf benachbarten Filtern bei +12 db. Die einzelnen Filterbänder (rote Kurven) ergänzen sich zu einer perfekten Summenkurve (blau) ohne Welligkeit und ohne Pegelüberhöhung. Abb. 15: Der parametrische EQ des Lake Contour umfasst riesige Einstellbereiche. Frequenz: 15,6 Hz bis 34 khz, Gain: 30 bis +15 db, Bandbreite: 0,1 bis 5,5 Oktaven. Bei tiefen Frequenzen kommt es zu seltsamen Effekten, wo die Filterkurven plötzlich in einen geraden Verlauf übergehen (rote Kurve bei 20 Hz). Die Welligkeiten treten hier vor allem bei Filtern mit einer großen Bandbreite auf (unterste blaue Kurve). Abb. 16: Low-Shelve-Filter, die in der Eckfrequenz von 22 Hz bis 28 khz eingestellt werden. Das Gain reicht auch hier von 30 bis +15 db. Die Filtergüte bzw. Bandbreite ist mit einem Einstellbereich von 0,1 bis 5,0 äußerst flexibel. Abb. 17: Unsymmetrische MESA-Filter mit frei einstellbaren Flanken Abb. 18: X-Over-Filter mit Bessel-Charakteristik und Steilheiten von 6 bis 48 db/okt. nungen hin abfallen, und das alles auf einem extrem niedrigen Niveau unterhalb der 110 db Linie, was in Prozent ausgedrückt einem Wert von 0,00033 % entspricht. Fast noch besser kommt es bei transienten Intermodulationsverzerrungen in Abbildung 9 und 10, wo die Kurven auf 100 db für die ADCs und auf 90 db für die DACs fallen. Diese Werte werden bis zur Clipgrenze beibehalten, was einer besonderen Erwähnung bedarf, da häufig zwar gute Minima erreicht werden, die Kurven dann aber schon weit vor der Clipgrenze wieder anzusteigen beginnen. Ganz offenbar spiegelt sich hier die Handschrift von Bruce Jackson wider, dessen Apogee- Wandler schon einen legendären Ruf genossen. Die A/D- und D/A-Sektion des Contour betreffend gibt es damit nur Bestnoten zur verteilen. Messwerte in dieser Form hat bei uns bisher noch kein getesteter Lautsprecher-Controller erreicht. Routing Eine Vorauswahl für das Routing innerhalb des Contour erfolgt über die Konfiguration der Module. Jedes Gerät besteht aus zwei Modulen, für die ein grundsätzliches Setup (z. B. 3-Wege-System, zwei Wege + Aux 4 production partner 8/2004 SONDERDRUCK

5 Neue Variante: Mesa Quad EQ 4x4 Ganz aktuell wurde in diesen Tagen der neue Mesa Quad EQ 4x4 vorgestellt. Das Gerät entspricht vom Konzept und der Hardware her dem Contour, arbeitet jedoch als 4 4- Matrix und eignet sich daher besonders als Universalprozessor und EQ für PA- oder Studio-Lautsprecher, die in sich geschlossene Systeme darstellen und bei denen kein Eingriff in die X-Over und interne Filterstruktur mehr erfolgen soll (oder kann). Product Manager Justin Baird erläuterte gegenüber PRODUCTION PARTNER dazu, dass der Mesa Quad EQ nach den ersten sehr guten Erfahrungen mit dem Contour primär auf das Drängen der Anwender von geschlossenen PA-Systemen wie von d&b Audiotechnik oder Nexo entwickelt wurde. Der Preis für den Mesa Quad EQ 4x4 beträgt ebenfalls ca Zum Redaktionsschluss erschien die PC-Software für Contour und Mesa Quad EQ zudem in einer erweiterten und verbesserten Version 3.0, die aber leider nicht mehr in den Test einfließen konnte. Abb. 19: X-Over-Filter mit Butterworth- Charakteristik und Steilheiten von 6 bis 48 db/okt. usw.) festgelegt werden kann. Werden mehr als drei Ausgangswege benötigt, dann sind einige Einschränkungen hinzunehmen, so dass im zweiten Modul dann noch maximal ein Ausgang oder zwei Ausgänge zur Verfügung stehen. Innerhalb eines Moduls kann das Eingangssignal beliebig von Eingang A, B oder der Summe von beiden gewählt werden. Für Aux-Wege besteht zusätzlich noch die Möglichkeit, das Ausgangssignal hinter dem Master-EQ des 2-Wege-Systems abzugreifen. Filtertypen Die im Contour einsetzbaren Filter unterteilen sich zunächst einmal in den klassischen grafischen und parametrischen EQ. Für den grafische EQ, bei Lake als Ideal Graphic EQ bezeichnet, sind die einzelnen Filter so ausgelegt, dass sie sich zu einem idealen geraden Verlauf addieren, wenn mehrere Filter nebeneinander genutzt werden. Zieht man bei einem herkömmlichen grafischen EQ einen ganzen Filterblock hoch, so entsteht eine Kurve mit meist wesentlich höherer Pegelanhebung Abb. 20: X-Over-Filter mit Linkwitz-Riley- Charakteristik und Steilheiten von 12 bis 48 db/okt. als es die Stellung der einzelnen Fader vermuten lassen würde. Hinzu kommen je nach Filtertyp mehr oder weniger starke Welligkeiten in der Kurve. Die einzelnen Filter des GEQs im Contour arbeiten mit einer Bandbreite von 0,33 Oktaven und einem Gain von 30 db bis +15 db. Abbildung 11 und 12 zeigen die Filterkurven, wenn einzelne Filter gesetzt werden. Die Mittenfrequenzen des Filters reichen von 31 Hz bis 16 khz. Ein wenig auffällig sind die zwar vernachlässigbaren aber doch ungewöhnlichen Welligkeiten in der Frequenzgangkurve in Abbildung 11, die darauf schließen lassen, dass es sich nicht um reine IIR-Filter handelt. Dass die Bezeichnung ideal hier nicht übertrieben ist, beweisen die Frequenzgänge in Abbildung 13 und 14, wo zwei, drei oder sieben Filter im Block auf +12 db gesetzt werden. Die Gesamtkurve ist perfekt gerade und ohne Pegelüberhöhung. Auf fragwürdige Emulationen bekannter alter Analoggeräte wurde von vornherein verzichtet, da der grafische EQ des Contour genau die Kurve erzeugt, die man sich aus der Faderstellung abgeleitet vorstellen würde. Nicht weniger interessant sind die parametrischen Filter des Contour, wo es in jedem Filterblock klassische parametrische Bell-Filter, High- und Low-Shelve-Filter und die so genannten MESA Filter gibt. Beginnen wir mit den Bell-Filtern, die über einen riesigen Einstellbereich verfügen, der auf der Frequenzachse von 15,6 Hz bis 34 khz reicht, das Gain beträgt auch hier 30 db bis +15 db und die Bandbreite ist zwischen 0,1 und 5,5 Oktaven auszuwählen. Abbildung 15 zeigt verschiedene Einstellungen bei und zwischen den genannten Grenzwerten. Auch hier tritt wieder die ungewöhnliche Welligkeit in Erscheinung und ein seltsames Abschneiden der Filterkurven unterhalb von 15 Hz. Beides sind unbedeutende parasitäre Effekte in geringem Umfang, die jedoch für den technisch interessierten Anwender nach einer Erklärung verlangen. Sehr schön gelungen ist bei den Low- und High- Shelve-Filtern die Einstellmöglichkeit der Bandbreite, bei der sich Werte von 0,1 bis zu 5 Oktaven einstellen lassen. Die ansteigende bzw. abfallende Rampe des Shelve-Filters erstreckt sich dann genau über den betreffenden Frequenzbereich. Ein Low- Shelve bei 100 Hz mit einer Bandbreite von zwei Oktaven beginnt somit bei 200 Hz mit dem Anstieg und geht bei 50 Hz wieder in einen ebenen Verlauf über. Auch bei sehr steilen Flanken von 0,1 Oktaven sind die Filter frei von Überschwingen, was als weiterer Pluspunkt zu verzeichnen ist. Damit ist es aber noch nicht genug; bei den parametrischen Filtern gibt es zusätzlich noch die MESA-Filter mit einem unsymmetrischen Kurvenverlauf. Abbildung 17 zeigt drei Beispiele für ein MESA- Filter, bei dem die linke und rechte Flanke entkoppelt werden können und so getrennt in ihrer Frequenz und Bandbreite einzustellen sind. Auch hier gilt wieder, dass die eingestellte Frequenz mittig in der Flanke liegt und die Ausdehnung der Flanke der Bandbreite entspricht. In der roten Kurve in Abbildung 17 hat die rechte Flanke eine Mittenfrequenz von 2 khz und eine Bandbreite von 2 Oktaven, so dass der Anstieg bei 4 khz beginnt und bei 1 khz abgeschlossen ist. Eine solche Definition der Filterbandbreite ist äußerst anschaulich und leicht zu bedienen. SONDERDRUCK 8/2004 production partner 5

6 TEST Lake Contour EQ-Fenster auf der Oberfläche der PC-Software Ein weiterer Filtertyp sind die FIR-Filter mit einer nicht rekursiven Struktur, die den großen Vorteil der Unabhängigkeit von Amplitude und Phase haben und damit auch linearphasige Filtertypen ermöglichen. Dieser Filtertyp wird im Lake Contour für die linearphasigen X-Over-Filter eingesetzt. Der Nachteil der FIR-Filter liegt in der recht hohen erforderlichen Rechenleistung und der abhängig von der Filterfunktion unvermeidlichen Latenzzeit. FIR-Filter werden außer im Contour noch in den reinen FIR-Controllern von GAE und Klein+Hummel sowie als Modul im BSS Soundweb eingesetzt. Neben diesen beiden bekannten digitalen Filtertypen werden im Contour noch Raised Cosine Filter verwendet. Die Filterfunktion ist minimalphasig, aber mit einer wesentlich höheren Selektivität im Vergleich zu herkömmlichen IIR-Filtern. Als Raised Cosine Filter sind im Contour die EQs in den Eingängen ausgelegt. Nur dank der erhöhten Selektivität war es so möglich, den idealen grafischen EQ, die unsymmetrischen MESA-Filter und die extrem präzisen Shelves ohne Überschwingen zu realisieren. Es kann spekuliert werden, dass das vorab erwähnte minimalen Ripple in den Kurven durch diesen Filtertypus verursacht wird. Pegelanzeige, Limiterfunktion und Level-Einstellung auf der Oberfläche der PC-Software Filtertypen Ein grundsätzlicher Unterschied des Contour zu anderen Controllern liegt in der Art der verwendeten Filtertypen. Herkömmliche Controller verwenden ausschließlich rekursive digitale Filter, die so genannten IIR-Filter. Deren Handhabung ist vergleichsweise einfach und die Filterfunktion entspricht der von analogen Filtern. Mit IIR-Filtern arbeiten auch nahezu alle anderen gebräuchlichen digitalen Audiogeräte wie Mischpulte, EQs und Netzwerke. IIR-Filter werden im Contour für die EQs in den Ausgangswegen und für die minimalphasigen X-Over-Filter (Classic Mode) benutzt. Die Berechnung der IIR-Filter für den Contour erfolgt über einen verbesserten Algorithmus der Bilinearen Transformation nach Sophocles Orfanidis. X-Over: Auswahlhilfen Für die X-Over-Funktionen gibt es zwei grundsätzliche Varianten: Die Classic-Version und Linear Phase. Als Classic bezeichnet der Contour alle herkömmlichen minimalphasigen Filter mit bekannten Charakteristiken wie Butterworth, Bessel oder Linkwitz-Riley. Die Linear-Phase-Filter basieren auf FIR-Algorithmen und können in Grenzen beliebige Kombinationen aus Amplituden- und Phasenverlauf annehmen. Beide Filtertypen haben ihre Vor- und Nachteile. Minimalphasige Filter erzeugen mit zunehmender Steilheit auch immer mehr Phasendrehungen und Laufzeitfehler, so dass Flankensteilheiten jenseits der 24 db/okt. schon als kritisch gelten. Linearphasige Filter kennen dieses Problem nicht, verursachen dafür aber eine Grundlaufzeit, die je nach Anwendungsfall nicht immer akzeptabel ist, z. B. bei Bühnenmonitoren. 6 production partner 8/2004 SONDERDRUCK

7 Mögliche Filtersteilheiten Für ein Delay von 10 ms wird bei 12 khz Trennfrequenz eine Flankensteilheit von maximal 94 db/okt. erreicht. Bei gleicher Filterlänge reicht das bei 62,5 Hz Eckfrequenz nur noch für 11 db/okt. Die Phasenlinearität bleibt jedoch uneingeschränkt erhalten. Steilflankige Trennungen sind daher primär in der Mittel-/Hochtonsektion möglich. Die Abbildungen 21 und 22 zeigen am Beispiel einer Übergangsfrequenz bei 1 khz je drei verschiedene X-Over-Funktionen für 24 und 48 db/okt. Steilheit und im Brickwall- Modus. Das Filter mit 48 db/okt. bei 1 khz ist ab einer Delayzeit von 2,5 ms möglich und damit die Steilheit von 24 db/okt. natürlich auch. Beide Kurven (blau = 24 db/okt. und grün = 48 db/okt.) sind daher in beiden Grafiken unabhängig von der Delayzeit nahezu identisch. Lediglich das Brickwall-Filter (rote Kurve) ändert sich und erreicht einmal 30 db/okt. und einmal 62 db/okt. Warum allerdings das Brickwall-Filter bei 2,5 ms nicht zumindest auch die 48 db/okt. erreicht, bleibt ungeklärt. Die Abbildungen 23 und 24 zeigen einen Extremfall, wo für 10 ms Delayzeit eine Trennfrequenz von 100 Hz gewählt wurde. Die Software zeigt für diesen Fall noch eine Flankensteilheit von 12 db/okt. an, die aber schon nicht mehr ganz erreicht wird. Unsymmetrien in den Filterkurven und eine schwache Sperrdämpfung sind weitere Indizien dafür, dass der Algorithmus hier seine Grenzen erreicht hat. FIR-Filter sollten daher immer mit Bedacht eingesetzt und nicht zu knapp in der Delayzeit kalkuliert werden, da sonst parasitäre Effekte durchaus den Nutzen wieder zunichte machen können. Interessant ist jedoch, dass trotz der extremen Werte der Phasengang dieser Filter völlig linear bleibt, wie Abbildung 24 eindrucksvoll beweist. Abb. 21: Linearphasiges X-Over-Filter mit 24 db/okt. (blau) und 48 db/okt. (grün) Steilheit sowie als Brickwall-Filter (rot) bei einer maximalen Delayzeit von 2,5 ms Abb. 23: X-Over in Brickwall-Einstellung bei 100 Hz und einer maximalen Delayzeit von 10 ms Abb. 22: Linearphasiges X-Over mit 24 db/okt. (blau) und 48 db/okt. (grün) Steilheit sowie als Brickwall-Filter (rot) bei einer maximalen Delayzeit von 10 ms Abb. 24: Phasengang des Hoch- und Tiefpassfilters aus Abbildung 23 Der Lake Contour bietet beide Filtertypen an, als minimalphasige Filter die drei oben genannten Charakteristika von 6 db/okt. Steilheit bis 48 db/okt. und als linearphasige FIR-Filter 24 und 48 db/okt. sowie Brickwall-Filter. Hier liegt die Begrenzung in der maximal zulässigen Grundlaufzeit, die sich zwischen 1,25 ms und 10 ms für den 2- und 3-Wege Modus und zwischen 3,15 ms und 25,17 ms für den 4-Wege-Modus auswählen lässt. Abhängig von der Laufzeit respektive der Koeffizientenzahl des FIR-Filters ändert sich die Auflösung der Filter im Frequenzbereich und damit die erreichbare Flankensteilheit. Wählt man ein Brickwall-Filter aus, dann wird immer versucht die maximal mögliche Steilheit zu erzielen, so dass man durch eine Änderung der Laufzeit und ein Verschieben der Trennfrequenz sehr schön beobachten kann, wozu das Filter in der Lage ist. Limiter Neben diversen Filterfunktionen gehören zu einem Lautsprecher-Controller auch entsprechende Limiter und Compressoren, mit denen der Lautsprecher vor Überlastung und die Endstufen vor dem Clipping bewahrt werden können. Für den Lake Contour gliedert sich der Limiter in zwei Untergruppen auf. Das ist zum einen der RMS-Limiter zum Schutz der Lautsprecher vor thermischer Überlast und als Zweites ein so genannter Soft-Clamp, der als Peak- Limiter zum Schutz der Endstufen vor Clipping agiert. Beide Limiter können in ihrem Threshold und im Corner eingestellt werden. Liegt die Corner-Einstellung bei 6 db, dann setzt der Limiter bereits mit verringerter Compression 6 db unterhalb des Thresholds ein und steigert seine Compression-Ratio dann allmählich bis zum echten Grenzwert. Der Limitereinsatz geschieht so unauffälliger als bei einem harten Grenzwert. Die Aussteuerungsanzeigen können entsprechend umgeschaltet werden, so dass sich ihr 0-dB-Bezug entweder auf die eingestellte Clipgrenze des Amps bezieht oder auf die maximale Ausgangsspannung des Controllers von +21 dbu. Möchte man etwas mehr oder weniger Pegel zulassen als die eingestellten Clip-Grenzen der Amps (z. B. als zusätzliche Sicherheit oder auch umgekehrt, um SONDERDRUCK 8/2004 production partner 7

8 TEST Lake Contour Abb. 25: Attack und Release der Limiter für Zeitkonstanten von 1, 10 und 50 ms. Dargestellt sind die Hüllkurven des Eingangssignals (rot) und des Ausgangssignals für einen Threshold von +4 dbu. Abb. 26: Attack und Release der Limiter für Zeitkonstanten von 100, 250 und 500 ms. Dargestellt sind die Hüllkurven des Eingangssignals (rot) und des Ausgangssignals für einen Threshold von +4 dbu. X-Over auf der Oberfläche der PC-Software mit dem Beispiel einer 6-Wege-Konfiguration mit leicht angeclippten Amps im Bassbereich das Letzte aus einer Anlage rauszuholen), dann gibt es noch die Headroom- Fader mit einem Einstellbereich von ±6 db bezogen auf die eingestellte Clip-Grenze. Diese Funktionen sind leider etwas undurchsichtig und verwirrend im Handbuch beschrieben, so dass die richtige Einstellung nicht gerade leicht fällt. Fazit Mit dem Lake Contour geht ein neuer Stern am Controller-Himmel auf, das dürfte außer Frage stehen. Ein edel verarbeitetes, extrem solides Gerät mit Audiodaten für die A/D- und D/A-Umsetzer, die unter den aktuell am Markt befindlichen Geräten ihresgleichen suchen. Die Bedienung des Contour ausschließlich vom PC aus und die Netzwerkoptionen ermöglichen so praktische Dinge wie eine kabellose Fernsteuerung über einen Tablet-PC und die Vernetzbarkeit fast beliebig vieler Geräte. Auf etwas weniger Gegenliebe dürfte dieses Bedienkonzept bei Kleinanwendern stoßen, die auch schon mal vor Ort ohne PC ein Setup einstellen möchten. Unabhängig davon ist die zugehörige Software zwar anfangs etwas gewöhnungsbedürftig, dann aber sehr schön und einfach zu bedienen. Die Filterfunktionen betreffend bietet der Contour eine bisher nicht gekannte Vielfalt. Die geschickte Kombination aus IIR-, FIR- und Raised-Cosine-Filtern eröffnet erstmals wirklich neue Möglichkeiten in der Filterung von Lautsprechern. Mit dem idealen grafischen EQ, den MESA-Filtern und den sehr flexibel und ideal arbeitenden Shelves ist es zudem auch noch gelungen, die Auswahl der Filterfunktion deutlich anschaulicher und einfacher zu gestalten als es bisher der Fall war. Kurzum ist der Lake Contour ein hoch professionelles neues Werkzeug zur Ansteuerung von Lautsprechern aller Art, das neue Maßstäbe unter den Controller setzt. Vom deutschen Vertreib EAS in Emsdetten wird ein Preis von ca Euro genannt, was natürlich nicht gerade billig, aber in Anbetracht des gebotenen durchaus preiswert ist. Einzeln verdrahtete XLRs statt auf die Platine gelöteter Buchsen versprechen Robustheit Text und Messungen:Anselm Goertz Fotos:Dieter Stork 8 production partner 8/2004 SONDERDRUCK