VIRTUOSO FIR-Modus

bit One HD Virtuoso FIR-Modus

Verbesserte Audioqualität dank fehlender Phasendrehungen an der Frequenzweiche (Cut-Off)

IIR-Digitalfilter simulieren analoge Filter (aktiv oder passiv), indem sie das Phasen- und Frequenzverhalten annähernd nachbilden. Wie ihre analogen Äquivalente sind sie von unvermeidlichen Phasendrehungen an der Grenzfrequenz betroffen, die je nach Art der verwendeten Kurve (Butterworth, Linkwitz, Bessel) unterschiedlich sind, aber dennoch beim Hören wahrgenommen werden.
In der Praxis führt beispielsweise ein Tiefpass-IIR-Filter vierter Ordnung (24 dB/Okt.) mit einer Grenzfrequenz von 200 Hz zusammen mit einem symmetrischen Hochpassfilter zu einer Phasendrehung von 0 bis -360 Grad über das gesamte Audiospektrum. Diese Phasendrehung wirkt sich auf die Wahrnehmung des Klangbildes aus, wodurch Ungenauigkeiten in Bezug auf Kohärenz und Stabilität deutlich werden.

Simulation des elektrischen Frequenzgangs (Modul und Phase) einer Tiefpass-Linkwitz-Riley-Weiche vierter Ordnung (24 dB/Okt.), summiert mit einem symmetrischen Hochpass mit einer Grenzfrequenz von 200 Hz. IIR-Filter (in schwarz) und FIR-Filter (in blau).

Stellen Sie sich ein 3-Wege-System vor, bei dem der in der Tür montierte 18-cm-Tieftöner bei 400 Hz mit dem Mitteltöner gekreuzt ist, der an der A-Säule neben einem Hochtöner installiert ist, der seinerseits mit dem Mitteltöner bei 5.000 Hz gekreuzt ist, wobei Frequenzweichen mit IIR-Filtern verwendet werden. Die Phasenverschiebung des Systems verringert den Fokus der Instrumente auf der virtuellen Bühne. Aus diesem Grund bevorzugen einige Audio-Enthusiasten 2-Wege-Systeme mit einem Tief- und einem Hochtöner, die sich bei 2.500 Hz mit einer Steigung von 6 dB/Okt kreuzen, um die Phasendrehung so weit wie möglich zu begrenzen. Diese Lösung ist jedoch mit einer Reihe erheblicher Nachteile verbunden, die hauptsächlich auf erhöhte Verzerrungen und eine geringere Leistung des Hochtöners zurückzuführen sind. Bei einer Flankensteilheit von nur 6 dB/Okt. wird das Musiksignal um die Grenzfrequenz herum in erheblichem Umfang gleichzeitig von Hoch- und Tieftönern erzeugt. Da ein Hochtöner und ein Tieftöner sehr unterschiedliche elektroakustische Parameter haben, erzeugt die Summe der beiden Emissionen keine klaren Ausgangssignale, was zu einer weniger klaren Wiedergabe von musikalischen Transienten führt.

Überschreitung der durch Phasendrehungen eines IIR-Entzerrers gesetzten Grenzen

Ähnlich wie Crossover-Filter verändern grafische und parametrische Equalizer auf der Basis von IIR-Filtern das Phasenverhalten des Signals mit erheblichen Auswirkungen auf die Audioqualität. Ein stark entzerrtes Signal zeichnet sich durch ein unklares Stereobild und fehlende Definition der Transienten aus. Audiophile stufen dieses Gefühl oft als Schleier ein, der die musikalische Botschaft verwischt und ihr die notwendige Emotion nimmt.

Simulation des elektrischen Frequenzgangs (Modul und Phase) für die beiden Pole des parametrischen Equalizers mit IIR-Filtern (in schwarz) und FIR-Filter (in blau).

Verbesserte akustische Qualität mit Crossover-Filtern und FIR-Equalizern

Die Verwendung von FIR-Filtern garantiert ein wichtiges Ergebnis: Das Phasenverhalten ist linear, frei von Drehungen oder Unentschlossenheit. Dies ermöglicht auch die Verwendung von Filtern mit einer sehr hohen Flankensteilheit (bis zu 48 dB / Okt), ohne den Phasengang zu verändern. Eine so hohe Flankensteilheit des Filters ermöglicht es den auf der A-Säule montierten Mittel- und Hochtönern, bei niedrigeren Frequenzen zu arbeiten, ohne dass es zu Problemen mit der Belastbarkeit kommt, wodurch die Emissionsfront erhöht wird. Dank der FIR-Filter werden also die Vorteile von Drei- oder Mehrwegesystemen voll ausgeschöpft, was das Hörerlebnis im Auto auf ein neues Niveau hebt. Beim Hören bietet ein System mit FIR-Filtern eine hervorragende Klarheit bei der Wiedergabe von Transienten, wie z. B. bei akustischen Hammerschlägen auf dem Klavier oder beim Schlagzeug. Das stereophone Bild ist tiefer und klarer. Die Instrumente auf der virtuellen Bühne sind fokussierter und scheinen mehr Raum zwischen ihnen zu haben. Selbst der Eingriff eines Equalizers in den Frequenzgang, wenn er in FIR-Technologie verfügbar ist, verändert die Phase des Audiosignals nicht, was präzisere und detailliertere Korrekturen ermöglicht, ohne die Audioqualität zu beeinträchtigen.