Passiv vs Aktiv die Weichenfrage

Hallo,

ausgehend von der spannenden Diskussion im Thread rund um die Punktschallquelle, habe ich das Thema hier ausgelagert.
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Nach meinem bisherigen Beobachtungen aus der Praxis, habe ich noch nicht viele gute passive DIY Weichen gehört (eine Ausnahme bestätigt die Regel). Ich selbst hatte verschieden Projekte mit passiven Weichen. Die Lautsprecher waren allerdings nie auf einem Niveau, wo ich die längere Zeit nutzen wollte. Dagegen hatte ich mit Modifikationen von Hochwertigen Fertig Lautsprecher einige Jahre Freude, bis ich die ersten aktiven Systeme erhielt, mit denen es nach meinem Empfinden nochmal weiter nach vorne ging. Ob man diesen Fortschritt jetzt alleinig auf die Weiche runter brechen kann, wage ich nicht zu beurteilen, da mir der 1:1 Vergleich fehlt. Ebenso fehlt die Einschätzung des Niveaus des Entwicklers. Insofern ist es für mich relativ schwer zu greifen. Die eingangs erwähnte Beobachtung zu passiven Weichen lässt den Umkehrschluss zu, dass ich schon öfters hochwertige Anlagen mit aktiven DSP Weichen hören konnte, die mitunter sehr gut waren.





In meiner Praxis zeigte sich, dass die Herausforderung bei der Umsetzung eines DSP-Aktivsystems im Detail steckt. Das fängt beim vermeintlich banalen Hardwareschutz an. Wer jemals miterlebt hat, wie ein Programmierfehler, ein digitaler Glitch eine Endstufe oder einen teuren Hochtöner augenblicklich ins Jenseits befördert hat, weiß um das Risiko.

Meine Lösung ist glücklicherweise rein analog und denkbar simpel: Ein hochwertiger, seriell vor das Chassis geschalteter Folienkondensator (MKT oder MKP) wirkt als Lebensversicherung. Ich dimensioniere dessen Kapazität so, dass seine akustische Trennfrequenz etwas über eine Oktave unter der eigentlichen Trennfrequenz des DSPs liegt. Damit bleibt das Bauteil im Übernahmebereich elektrisch und akustisch eher unsichtbar. Es beeinflusst weder den Amplitudengang noch die optimierte Phase, blockiert aber zuverlässig gefährliche Gleichspannungsanteile (DC) und niederfrequente Impulse. Im Fall meines des DIY Kardioid, habe ich zusätzlich eine Impedanzkorrektur am Hochtöner installiert. Leider gibt es nur ein Bild vom Provisorium und keine Facebook würdigen Bilder.


Ein Thema, das im Aktivbetrieb über die feindynamischen Auflösung entscheidet, ist das Gain Staging. Manche Geräte besitzen den Nachteil, die Lautstärkeregelung rein digital auf der Quellenebene oder direkt im DSP vorzunehmen (bsp mein MiniDSP HTX). Reduziert man ein digitales 24-Bit-Signal per Software, verliert man an effektiver Auflösung. Das Signal-Rausch-Verhältnis leidet und hocheffiziente Chassis können dies mit einem Grundrauschen quittieren. Der für mein Verständnis messtechnisch und klanglich sauberere Weg besteht darin, den DSP mit hohem Pegel anzusteuern (nicht übersteuern), um die Dynamikauflösung der Wandler vollständig auszunutzen. Zu diesem Zweck hatte ich mir einen Spannungsteiler für die XLR Verkabelung erstellt. Dieser gewährleistet eine hohe Auflösung, ohne die Wandler zu überfahren.


Wenn es schließlich um die Korrektur des Group Delays geht, durfte ich innerhalb der DSP-Welt die Unterschiede zwischen IIR- und FIR-Topologien kennen lernen. Standard-DSPs wie der von mir eingesetzte MiniDSP HTX arbeiten meist mit IIR-Filtern (Infinite Impulse Response), welche im Grunde die digitale Abbildung analoger Filterstrukturen wie Linkwitz-Riley oder Butterworth darstellen. Sie arbeiten ressourcenschonend und nahezu latenzfrei, schleppen aber dieselbe physikalische Fessel wie die Passivweiche mit sich: Jede Amplitudenänderung erzwingt eine Phasen- und Laufzeitverzerrung.

FIR-Filter (Finite Impulse Response) bringen hier Besserung. Ich durfte lernen, dass man damit Frequenzgang und Phase vollkommen unabhängig voneinander bearbeiten kann. Man erhält ein über das gesamte Spektrum absolut konstantes Group Delay – die akustische Phase bleibt bei null Grad. Diesen Vorteil erkauft man sich über Rechenleistung und die damit verbundene Systemlatenz. Um eine saubere, phasenlineare Trennung im Grundton- oder Bassbereich zu realisieren, benötigt der Algorithmus extrem lange Wellenlängen-Muster, sprich eine hohe Anzahl (>50.000) an Koeffizienten (Taps). Die resultierende Gruppenlaufzeit von teilweise über 50 Millisekunden ist für reines Stereo-Audio akzeptabel, stört einen im Heimkino Bereich ohne Videoverzögerung massiv. Ausserdem kommt man bei vielen Geräten nicht um einen zusätzlichen PC herum. Günstige Geräte, die nativ FIR Filter unterstützen, bieten meist nicht genügend Stützstellen. Die Ideale Lösung habe ich für mich in einem RME Fireface UCX2 mit PC Anbindung gefunden. Gründe hierfür waren die galvanische Trennung der Spannung bei der Mac/PC USB Verbindung und die Jitter Minimierung über die interne Clock. Auch spricht die nicht rein digitale Pegeländerung des DSP für eine geringe Auswirkung auf den SNR bei Pegelanpassungen.

Für mich ist daher die Kombination der zwei Welten das bisherige Ideal. Audiobetrieb mit Bildquelle lenkt einen eh stark ab und hier kann ich es verschmerzen, wenn ich mit reinen IIR Filter und DSP Trennungen arbeite, oder mit geringen Tabstellen. Impedanzresonanzen glätte ich dagegen mit passiven Filter. Siehe hierzu das Bild des Hochtöner weiter oben oder als Beispiel von einem meiner Subwoofer.


Für mein bisheriges Verständnis gibt es daher kein besser oder schlechter, sondern ein Mix aus beiden Welten war in meinen Anwendungen zielführend. Verzichte ich auf passive Linearisierungen, so wird es klanglich schlechter, verzichte ich auf aktive Linearisierung und Zeitkorrekturen, so wurde das Ergebnis bisher ebenfalls nicht gut. Nutze ich beide Möglichkeiten, konnte ich mit meinem Wissen und Kenntnisstand das bisher beste aus meinen Lautsprechern herausholen.

Beste Grüße
Christian

Cabrio_User hat geschrieben: 05.08.2026, 09:08 Meine Lösung ist glücklicherweise rein analog und denkbar simpel: Ein hochwertiger, seriell vor das Chassis geschalteter Folienkondensator (MKT oder MKP) wirkt als Lebensversicherung. Ich dimensioniere dessen Kapazität so, dass seine akustische Trennfrequenz etwas über eine Oktave unter der eigentlichen Trennfrequenz des DSPs liegt. Damit bleibt das Bauteil im Übernahmebereich elektrisch und akustisch eher unsichtbar. Es beeinflusst weder den Amplitudengang noch die optimierte Phase, blockiert aber zuverlässig gefährliche Gleichspannungsanteile (DC) und niederfrequente Impulse.

Hallo Christian,
für mich ist die allereinfachste Sicherung eine sandgefüllte Schmelzsicherung, Mittelträge 0,7a (niedriger Widerstand belanglos).
Fast alle Endstufen haben ein auf DC ausgerichtetes Protection-Schema, ich hartte noch nie einen DC-Unfall.
Wenn man ein Cinchkabel versehentlich von der laufenden Endstufe trennt (darüber gestolpert) oder gar einsteckt, kann ein HF-Signal den Hochtöner killen, da schützt der Kondensator nicht, wohl aber die Sicherung.
Grüße
Hans-Martin

Ich hatte ein paar Beispiele in den verlinkten Thread gestellt, die Christians Erfahrungen untermalen. Auch ich bin der Meinung, dass die Gegebenheiten bestimmen, was "das Beste" ist

Bei meinen Canton Reference 8k bin ich mit der Aktivierung gescheitert. Das ging im Bassbereich so gar nicht.
Bei den kleineren Canton die ich davor hatte ging das problemlos. Und die klangen Digital gesteuert auch um einiges besser.
Denke kommt auch extrem auf die Hardware an die mal hat. Manchen Lautsprecher brauchen wohl eine analoge Weiche.
Ein Kumpel wollte mir dann eine analoge Weiche mit Vorspannung berechnen. Das Programm weigert sich strickt mit den Werten von den Canton Reference 8k zu arbeiten. Kann immer Fehlermeldug raus das dort was nicht stimmen kann.
Daraufhin hab ich sie so gelassen wie sie sind.

Gunnar

Hallo zusammen,

es passt ggf. hier zum Thema, in den beiden verlinken YouTube-Videos erklärt Hanno Sonder von ABACUS electronics, wie sie für ihre Produkte die aktiven Frequenzweichen in der digitalen Ebene mittels DSP entwickeln und anschließend als analoge Frequenzweichen ableiten. Bei einigen Produkten kann der Kunde dann wählen, ob er die analoge oder digitale Variante haben möchte.

Das Thema der Frequenzweiche wird im ersten Video ab 7:10 Minuten bis 14:15 Minuten behandelt.
https://www.youtube.com/watch?v=1YVJcss5SbA

Das zweite Video betrifft die Software „SigmaStudio“, mit der der DSP der digitalen Frequenzsweiche konfiguriert werden kann.
https://www.youtube.com/watch?v=mc_e_zZpcP4

Möglicherweise ist das für diejenigen interessant, die ihr DIY-Pojekt mit den „ABACUS Plate-Amp DIY“ realisieren wollen, die über den DSP zur Realisierung der Weichen verfügen.
https://www.abacus-electronics.de/produ ... late-amps/

Viele Grüße
René