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Der Equalizer
Ein Equalizer kann die tonale Balance Ihrer Audioanlage signifikant verbessern. Ziel eines korrekt eingestellten Equalizers ist ein gleichmäßiger Frequenzgang über den gesamten Audiobereich.
Funktionen des Equalizers
1. Der grafische 1/3-Oktav Equalizer
Alle Geräte verfügen über 30 Schieberegler in 1/3-Oktav Schritten zwischen 25 Hz und 20 kHz für jeden einzelnen Kanal. Es gibt jedoch zwei Ausnahmen: die Kanäle E bis H der PP 62DSP / PP 82DSP verfügen nur über 15 Regler in 2/3-Oktav Schritten zwischen 25 Hz und 16 kHz.
Jedes Band des Equalizers erlaubt eine maximale Anhebung von „+6 dB” und eine maximale
Absenkung von „-15 dB”. Dieser asymmetrische Einstellbereich wurde bewusst gewählt, da Anhebungen um mehr als „+6 dB” sehr selten benötigt werden. Jeder starke, schmalbandige Einbruch, der im Frequenzgang gemessen wurde, resultiert üblicherweise aus einer Auslöschung bedingt durch Phasendrehung. Dies kann ein Equalizer nicht oder nur sehr unzureichend ausgleichen, selbst wenn größere Anhebungen möglich wären. Die Erfahrung zeigt, dass man mehr den Fokus auf die Absenkung von Überhöhungen im Frequenzgang legen sollte. Das menschliche Gehör reagiert wesentlich empfindlicher auf schmalbandige Überhöhungen als auf schmalbandige Einbrüche.
3. Die „Fine EQ” Funktion
Obwohl der Equalizer bereits eine sehr praktikable Auflösung in 1/3-Oktav Schritten aufweist, ist für jedes Band eine „Feinjustage” möglich, falls eine höhere Auflösung benötigt wird. Die „Fine EQ” Funktion erlaubt es, die Mittenfrequenz und den Q-Faktor in kleinen Schritten zu verändern.Dazu klicken Sie mit der Maus auf das gewünschte EQ-Band, welches dann grau hervorgehoben wird. Die Mittenfrequenz kann nun in 1/24-Oktav-Schritten um maximal eine 1/12-Oktave angehoben bzw. um maximal 1/6-Oktave abgesenkt werden. Eine Überlappung zweier benachbarter EQ-Bänder ist somit dennoch nicht möglich.
Hierzu ein Beispiel:
Die Mittenfrequenz des 1 kHz-Bandes kann bis auf 1.150 Hz angehoben werden. Das benachbarte „1,25 kHz”-Band kann bis auf 1.175 Hz abgesenkt werden. Somit ist es nicht möglich, zwei EQ-Bänder auf die gleiche Mittenfrequenz zu justieren.
Der „Q” Regler beeinflusst die Bandbreite der Anhebung oder Absenkung. Ein kleiner Q-Faktor verändert einen breiten Frequenzbereich während ein hoher Q-Faktor es erlaubt, schmalbandige Fehler im Frequenzgang zu eliminieren. Der Q-Faktor kann von 0,5 - 15 in 0,1-Schritten verändert werden. Der Effekt ist in der nachfolgenden Grafik dargestellt.
4. Die „Parametric EQ” Funktion
Die „Parametric EQ” Funktion ist der „Fine EQ Funktion” ähnlich, erlaubt jedoch noch umfangreichere Einstellmöglichkeiten. Dabei kann jedes EQ-Band für sich auf diese Funktion umgestellt werden. Sobald man dies tut, wird die Frequenz unter dem jeweiligen Schieberegler blau statt weiß dargestellt.„Parametric EQ" erlaubt es, die Mittenfrequenz in extrem feinen 1 Hz-Schritten zu verändern – dies geschieht über die Pfeiltasten hoch / runter auf Ihrer Tastatur. Es ist sogar möglich, die Frequenz direkt einzugeben – einfach die Zahlen anklicken und den gewünschten Wert eintippen.
Im Gegensatz zum „Fine EQ” gibt es hier keine Beschränkung des wählbaren Frequenzbereichs solange Sie Werte zwischen 10 Hz und 24.000 Hz bei Geräten mit 48 kHz Abtastrate eingeben (bzw. 10 Hz bis 48.000 Hz bei Geräten mit 96 kHz Abtastrate / 10 Hz bis 96.000 Hz bei Geräten mit 192 kHz Abtastrate).
Wichtig: Vermeiden Sie identische Mittenfrequenzen für mehrere Bänder, wenn Sie einen spezifischen Frequenzbereich anheben wollen.
Das Beispiel zeigt, was passiert, wenn man vier Bänder mit der gleichen Mittenfrequenz auf maximale Anhebung justiert. Solche Einstellungen führen fast automatisch zu digitalem Clipping, was Ihre Lautsprecher in Sekunden zerstören kann!
Auf der anderen Seite ist es völlig unkritisch, die gleiche Mittenfrequenz zu wählen, wenn ein bestimmter Frequenzbereich abgesenkt werden soll. Das kann z.B. erforderlich sein, wenn ein EQ-Band allein nicht ausreicht, um eine Überhöhung im Frequenzgang zu eliminieren.
Dies kann z.B. bei schmalbandigen Resonanzproblemen der Lautsprecher oder mitschwingenden Türverkleidungen der Fall sein. Rechts sieht man ein Extrembeispiel, in dem vier EQ-Bänder auf 1 kHz Mittenfrequenz mit einem Q-Faktor von 15 und einer Absenkung von jeweils -15 dB justiert wurden. Das Ergebnis ist ein -60 dB Einbruch im Frequenzgang.
5. Die „Shelf EQ” Funktion
Das erste EQ-Band (25 Hz) sowie das letzte EQ-Band (20 kHz) ermöglichen ein weiteres Feature,die sogenannte „Shelf EQ” Funktion. Das erste EQ-Band fungiert dabei als LowShelf-Filter wohingegen
das letzte EQ-Band als HighShelf-Filter genutzt werden kann. Sobald Sie das unterste oder oberste EQ-Band als Shelf EQ definiert haben, wird die Frequenz unter dem jeweiligen Schieberegler grün statt weiß dargestellt.
Shelf-EQ’s kommen immer dann zum Einsatz, wenn breite Frequenzbereiche im Tiefton- bzw. Hochtonbereich angehoben oder abgesenkt werden sollen. Klangregler in Autoradios sind üblicherweise als „Shelf-EQ’s” ausgelegt.
Nachfolgend sehen Sie ein Beispiel für ein Highshelf-Filter mit einer Eckfrequenz von 5.000 Hz, einem Q-Faktor von 0,5 und verschiedenen Gain-Einstellungen:
Die nächste Grafik zeigt dasselbe Highshelf-Filter, aber hier mit einem konstanten Q-Faktor von 0,5, -10 dB Absenkung und unterschiedlichen Eckfrequenzen.
Unten sieht man den Einfluss verschiedener Q-Faktoren bei konstanter Eckfrequenz und Absenkung.
Warnung: Achten Sie bei starken Anhebungen der Filter im Equalizer immer auf die Aussteuerungsanzeige für den jeweiligen Kanal. Der Balken darf nie in den roten Bereich wandern, da es ansonsten zu digitalem Clipping und somit zu starken Verzerrungen kommt.
6. Die „Allpass EQ” Funktion
Ein Allpass ist ein Filter, welches keinen Einfluss auf den Amplitudengang des jeweiligen Kanals hat, sondern ausschließlich dessen Phasengang beeinflusst. Der Allpass EQ wird dazu verwendet, eventuelle Phasendifferenzen zwischen zwei Kanälen auszugleichen. Das kann z.B. dann erforderlich sein, wenn in einem vollaktiven System die akustische Phasenlage zwischen Mittel- und Hochtöner im Bereich der Übergangsfrequenz nicht optimal passt und es nicht zu einer idealen Addition der Pegel kommt. Ein Allpass-Filter darf nicht mit der Delay-Funktion verwechselt werden, auch wenn ein Allpass-Filter selbst ebenfalls eine Verzögerung des Signals bewirkt. Allerdings ist der Verlauf der Verzögerung sehr stark von der Frequenz und von der Güte des Allpass-Filters abhängig. Beim Time Alignment ist diese Verzögerung frequenzunabhängig.Hier der typische Amplituden- und Phasenverlauf eines Allpass-Filters erster Ordnung mit einer Eckfrequenz von 1.000 Hz:
Die Grafik zeigt, dass die Amplitude über den gesamten Frequenzbereich konstant ist, die Phase dagegen wird von 0 bis auf -180 Grad gedreht. Bei der eingestellten Eckfrequenz beträgt die Phasendrehung genau -90°.
Invertiert man das Allpassfilter, so dreht sich die Phase von 180° auf 0°, wobei hier die Phasenverschiebung bei der eingestellten Eckfrequenz dann +90° beträgt:
Wählt man dagegen ein Allpass-Filter 2. Ordnung, so wird von 0 bis auf -360 Grad gedreht. Bei der eingestellten Eckfrequenz beträgt die Phasendrehung genau -180°.
Da die Darstellung im PC-Tool nur den Bereich von -180° bis +180° anzeigen kann, kommt es zum „Umklappen" der Phase genau bei dieser Eckfrequenz.
Besser ersichtlich ist der typische Phasenverlauf eines Allpass-Filters 2. Ordnung, wenn man diesen invertiert. Nun dreht sich die Phase von +180° auf -180° (also auch hier insgesamt 360°), wobei der Phasenversatz bei der eingestellten Eckfrequenz dann 0° beträgt:
Ein Allpass-Filter 2. Ordnung bietet noch einen zweiten Parameter, nämlich den Q-Faktor.
Je höher man den Q-Faktor wählt, desto schmaler ist der Frequenzbereich, in dem sich die Phase um 360° dreht.
Nachfolgendes Beispiel zeigt eine Eckfrequenz von 1.000 Hz und einen Q-Faktor von nur 0,3 und einem entsprechend sanften Phasenverlauf:
Ganz anders das gleiche Allpass-Filter, hier jedoch mit einem Q-Faktor von 3,0. Die Phasenverschiebung passiert hier sehr abrupt in einem schmalen Frequenzbereich:
Welchen maximalen Q-Faktor Sie einstellen können, hängt von der gewählten Eckfrequenz ab. Allpass-Filter mit hohem Q-Faktor neigen zu Instabilitäten („Schwingen") und diese Tendenz steigt erheblich mit fallender Eckfrequenz. Bei 50 Hz Eckfrequenz ist der maximale Q-Faktor beispielsweise auf 1,5 begrenzt.
Wichtiger Hinweis: Gehen Sie „sparsam" mit dem Q-Faktor eines Allpasses um. Werte über 1.5 sind selten praxisnah.
Das Gehör ist relativ unempfindlich gegenüber „allmählichen" Phasendrehungen wie sie ein Allpass mit einer Güte von 0,3 erzeugt. Treten dagegen in einem schmalbandigen Frequenzbereich große Phasendrehungen auf, reagiert das Gehör jedoch sehr sensibel.
7. Die Bypass-Funktion des Equalizers
Für einen schnellen Klangvergleich „mit und ohne EQ" lässt sich der Equalizer mit einem Mausklick deaktivieren. Dazu wird einfach die Schaltfläche „BYP" angeklickt:
8. Die „Reset” Funktion des Equalizers
Wenn Sie alle Schieberegler eines Kanals in die Ausgangsposition, also auf „0 dB" stellen möchten, betätigen Sie dazu die „RST" Schaltfläche:
Damit das nicht versehentlich passiert, müssen Sie zusätzlich Ihre Eingabe noch mal in dem Pop Up-Fenster bestätigen:
9. Die Skalierung des EQ-Graphen
Für eine verbesserte Übersicht ist es möglich, die Anzeigebereiche des EQ-Graphen zu ändern.
Vertikale Skalierung
Standardmäßig wird ein Bereich von -25 dB bis 10 dB angezeigt. Durch einen Klick auf die Schaltfläche für die vertikale Skalierung ändert sich der Bereich der Y-Achse auf -35 dB bis 20 dB.
Normale Ansicht aktiv, ein Klick schaltet in den erweiterten Bereich
Erweiterte Ansicht aktiv, ein Klick schaltet in den normalen BereichHorizontale Skalierung
Bei Geräten mit einer höheren Abtastrate als 48 kHz kann die x-Achse in der Skalierung umgeschaltet werden.
Dabei wird von einem Anzeigeumfang von 25 Hz bis 20 kHz auf die Ansicht von 10 Hz bis zur halben Abtastrate („Nyquist-Frequenz”) des Geräts gewechselt.
Normale Ansicht aktiv, ein Klick schaltet in den erweiterten Bereich
Erweiterte Ansicht aktiv, ein Klick schaltet in den normalen Bereich
10. Auswahl der Graphenabbildung
Zur besseren Visualisierung von kanalübergreifenden Einstellungen, ist es möglich in der Box rechts neben dem EQ-Graphen auszuwählen, welche Amplituden- oder Phasenverläufe der einzelnen Kanäle als Überlagerung dargestellt werden sollen.
Wird das „A” weiß dargestellt, so ist die Anzeige des Amplitudenverlaufs so lange aktiv, wie der derzeitige Kanal ausgewählt ist. Möchte man jedoch einzelne Kanäle dauerhaft einblenden, so erfolgt dies durch einen Klick auf das „A” bzw. „P” auf der rechten Seite beim entsprechenden Kanal.
Wird das „A” rot dargestellt, so ist die Anzeige des jeweiligen Graphen dauerhaft eingeschaltet.
Um alle dauerhaft dargestellten Kanäle (rot) als elektrische Summe darzustellen, muss das „A” bei “Sum” aktiviert werden.
Hinweis: Die y-Achse wird logarithmisch dargestellt, das bedeutet, dass z.B. die Summe von zwei Signalen mit jeweils 0 dB Pegel in der Addition +6 dB ergibt.
Ist im DCM der „Allpass Control” aktiviert, so lässt sich durch einen Klick auf das jeweilige „P”, der Phasenverlauf des Kanals als dauerhafte Einblendung darstellen.
Das kleine Lautsprechersymbol informiert über den aktuellen „Mute-Status” des jeweiligen Kanals. Das Symbol kann ebenfalls angeklickt werden, um die Stummschaltung ein- oder auszuschalten.
2. Die Auflösung der Schieberegler des Equalizers
Es ist möglich, die Auflösung der Schieberegler der EQ-Bänder zu verändern. Standardmäßig ist eine feine Auflösung in „0,25 dB”-Schritten eingestellt. Dieser Wert kann aber auf „0,1 dB”, „0,5 dB” oder „1 dB”-Schritte im DCM-Menü geändert werden. In der Praxis ist eine Auflösung in „1 dB”-Schritten meist völlig ausreichend.Wichtig ist, dass Sie die Auflösung der EQ-Schieberegler einstellen, bevor Sie den Equalizer nutzen. Wenn Sie dies zu einem späteren Zeitpunkt tun, können ggf. Ihre Einstellungen verändert werden.