Audiosystem in einem MB E240 (W210)
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Ich möchte hier ein Einbaubericht zum Thema Audiosystem in einem MB E240 (W210 BJ 1998) vorstellen |
| 1. Konzept und Komponentenauswahl 2. Ausgangssituation 3. Vorbereitung 4. Einbau 5. iPad Mini als Head Unit 6. Sound Field Shaping Experiment - neue Superhochtöner 7. Feintuning / Abstimmung 8. Fazit |
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1. Konzept und Komponentenauswahl
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bisherige Erfahrung hat gezeigt, dass man bereits mit einem teilaktiven
System relativ gute Ergebnise erreichen kann, Diese wollte ich mit
Hilfe
eines DSP noch weiter steigern. Vorteile, die ein DSP mit sich bringt
sind gute Laufzeitkorrektur, Vollaktivierung, Equalisierung des
Frequenzgangs und ein digitaller Eingang für Quellen wie iPad/iPod/.. Weiterhin, beim Aufbau des Frontsystem wollte ich eine kompromislos auf gute Räumlichkeit getrimmte Anordnung der Frontchassis umsetzen, ohne Rücksicht auf Optik. Um das zu erreichen, werden nicht zwei Hochton-Chassis - wie gewohnt - asymetrisch an den A-Säulen bzw. Spiegeldreiecken befestigt, sondern drei (!!!) Breitband-Chassis auf dem Armaturenbrett aufgebaut. Zwei davon, in einem "Stereodreieck" symetrisch um die Lenksäule angeordnet, sorgen für eine korrekte Stereobühne. Das dritte Chassis an der rechten A-Säule wird nur bei Bedarf, wenn noch weitere Passagiere dabei sind, per Umschalter aktiviert (das mittlere Chassis wird dann natürlich abgeschaltet).
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So sieht die Anordnung der zu verbauenden Lautsprecher aus. Hier kann man die symetrische Anordnung der Breitbänder sehen. Die Verstärker + DSP + APE werden im Kofferraum untergebracht. |
| Folgende
zwei Anschauungsbilder zeigen den Unterschied zw. meiner ungewöhnlichen
Anordnung des rechten Breitband-Chassis in der Mitte und einer
konventionellen Anordnung an den A-Säulen.
Wie bereits erwähnt, das Ziel war - vom Fahrerplatz aus gesehen - eine
möglichst realistische, naturgetreue Bühnenabbildung zu erreichen
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1. Links-Oben: Bühnenabbildung, wie man es von einem Live-Konzert gewohnt ist 2. Links-Mitte: wie solche Bühnenabbildung durch eine korrekt aufgestellte heimische Audioanlage umgesetzt wird 3. Untere Reihe: wie diese Bühnenabbildung konstruktionsbeding und unterstützt durch ein DSP in einem Auto umgesetzt werden kann: Variante A -> meine "Vorstellung" von einer korrekten Bühnenabbildung Variante B -> zum Fahrer mittige, aber asysmetrisch verzerrte, in der Breite gestreckte Bühnenabbildung
Variante C -> zum Fahrer schräg versetzte und in der Breite
übermässig gestreckte Bühenabbildung - die am häufigsten verbreitete
Einstellung Die Bilder Oben-Mitte und Oben-Rechts zeigen "sinnbildlich", welcher Live-Aufstellung die Var.B und Var.C entsprechen würden |
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So würden sich die oben genannten Varianten auf die räumliche Wahrnehmung - vom Fahrerplatz aus gesehen - auswirken. Den Skeptikern, die eine ausreichende Breite der Bühne bei Var.A anzweifeln kann ich nur eins versichern: die Bühnenbreite geht deutlich (!!!) über die Grenzen der Breitbandchassis, so wie man es von einer korrekt aufgestellten Heimaudioanlage gewohnt ist. |
| Ein paar Sätze zum Thema Subwoofer und zu kabelloser Anbindung von iPod/iPad/iPhone...
Die Integration eines Subwoofers war mir sehr wichtig, aber in dem W210 nicht gerade einfach umsetzbar. Der geschlossene Kofferraum bietet kaum Möglichkeiten einen darin plazierten Sub an den Innenraum anzukoppeln (bis auf Bandpass-basierte Lösungen, die ich nicht mag). Deshalb habe ich mich entschieden, den Sub in den Innenraum zu verlegen (so weit wie möglich an die Umgebung angepasst). Zum Thema kabellose Anbindung von Musikquellen an den DSP. Es gibt von Apple ein wunderbares Kästchen: Apple AirPort Express (APE). Es baut ein lokales WiFi Netzwerk auf, hat einen digitalen optischen Ausgang zum Anschliessen an einen DSP und kann digital komprimierte aber nicht reduzierte (!!!) Musik von iPod/iPhone/iPad in das DSP streamen, ohne dass diese vorher D/A und erneut A/D gewandelt werden müssen. Somit ist es perfekt dafür geeignet möglichst verlustfrei die Musik von einem i-Gerät zum DSP zu übertragen.
Und jetzt zu den verbauten Komponenten:
Dazu kommt noch der ganze Kleinkram wie Stromverteilerblocks, Sicherungen, Stromkabel, Lautsprecherkabel, Cinchkabel, Triggerkabel, Dämmung, Adapterringe, Montageplatten, Lack, Crimpstecker plus sehr, sehr viel Arbeit und Geduld.
Die "Elektronik" (natürlich bis auf das Radio und DRC) wird auf einer Montageplatte im Kofferraum, senkrecht hinter der Rücksitzlehne/Tank montiert
Soweit die Theorie. Und wie sieht es in der Praxis aus? Hier die entsprechenden Bilder und Details dazu:
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Übersichtsbild |
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2. Ausgangssituation
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Die Breitbandchassis werden auf dem Armaturentbrett montiert. Die Tieftöner werden in die vorderen Türen eingebaut Das DRC (Steuereinheit für den DSP) wird in dem CD-Fach eingebaut |
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Der mittlere Sitz -> auf die Stelle der Armlehne kommt der Subwoofer |
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Rückwand des Kofferraums -> der zukünftiger Platz für die Montageplatte mit der kompletten Elektronik |
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3. Vorbereitung
3.1 Frontsystem - Breitbänder |
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Die Viva 6 NE 125/4 Breitbandchassis werden in 8cm Deko-Stahlkukugeln (von OBI) eingebaut. Die Breitbänder werden ab ca. 400Hz eingesetzt. Dafür bieten die Kugeln rgenügend Koppelvolumen. Die Befestigung der Chassis an die Kugeln erfolgt mittels MDF-Ringe (Fertigung dieser Ringe ohne Spezialwerkzeuge ist eine kleine Herausforderung) |
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Die Öffnung in der Edelstahlkugel wurde "weggeflext", der MDF-Ring dadraufgeklebt und die Verbindung glatt gespachtelt |
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So sieht das ganze nach dem Spachteln, Schleifen, Spachteln, Schleifen,... aus. |
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Damit die Breitbandgehäusen sich optisch an das Armaturenbrett anpassen, habe ich mich entschlossen deren Oberfläche zuerst mit einem Strukturlack in "Lederoptik" zu beschichten... |
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... und anschliessend in der Farbe des Armaturenbretts (RAL 7006) zu lackieren. Die Kugeln werden mittels eines 10mm Gewinderohrs an die Lautsprechergitter bzw. an das Armaturenbrett befestigt. Für das mittlere Chassis muß in der Mitte des Armaturenbretts, oberhalb der mittleren Lüftungsdüse ein Loch gebohrt werden. Das "tut weh", aber - wie bereits gesagt - ich möchte eine kompromisslose Lösung haben, also nehme ich das Loch in Kauf. |
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Das linke und rechte Breitbandchassis wird auf das Lautsprechergitter geschraubt |
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3.2 Frontsystem - Tieftöner in der Tür |
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In
den meisten Fällen werden die Tieftonchassis unter die Türverkleidung
auf entsprechendende Adapter- oder Stahlringe montiert,
die wiederum auf ein Zwischnblech in der Tür geschraubt werden. Das
Zwischenblech wird dann gedämmt und abgedichtet, um hinter dem Chassis
ein geschlossenes Volumen zu bilden. Weiterhin wird das Chassis gegen
die Türverkleidung abgedichtet, damit hinter der Türverkleidung kein
"akustischer Kurzschluß" entsteht |
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Ich
habe mich für eine andere, etwas aufwändigere Lösung entschieden ->
die Tieftonchassis nicht unter, sondern auf die Türverkleidung zu
montieren. Dazu mussten entsprechende Anpaßringe gefertigt werden, die
dafür sorgen, dass die Türverkleidung genau auf diesen Ringen aufliegt
und zusammen mit den Chassis an das Zwischenblech geschraubt wird.
Damit wollte ich die relativ leichte und labberige Türverkleidung
stabilisieren. Da die Türverkleidung eine "akustische
Schnittstelle" zwischen dem Türvolumen und dem Innenraum bildet, wird
sie entsprechend gedämmt |
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Stahlringe und ein MDF-Ring als Ausgangsmaterial für den Anpaßring |
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Der schräge Spalt zwischen der Türverkleidung und dem Adapterring wird durch einen angepaßten MDF-Ring aufgefüllt. Der Anpaßring wurde an den Adapterring geklebt und gestrichen (Schutz vor der Feuchtigkeit) |
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Die kompletten Lautsprecheraufnahmen wurden mit Alubutyl gedämmt. |
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Die Zwischenbleche und Aussenblech wurden mit Alubutyl und Variotex-Matten gedämmt. Die benutzten Variotex Matten lasen sich mit Hilfe einer Heißluftpistole sehr gut an die komplizierten Formen und Öffnungen der Türbleche und Türverkleidung anpassen. |
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Die erste spärliche Türdämmung hat sich als nicht ausreichend erwiesen.
Die Türen (das Aussennblech, Zwischenblech und die Türverkleidung)
mußten nachträglich noch mal gedämmt werden. Verstärkte
Dämmung des Aussenblechs (hier nicht sichtbar) und des Zwischenblechs. Alle Öffnungen in dem Zwischenblech wurden nach Möglichkeit verschlossen. |
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Die Türverkleidungen wurden ebenfalls mit Alubutyl und Variotex-Matten gedämmt. |
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Verstärkte Dämmung der Türverkleidung |
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3.3 Subwoofer |
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Beim Suchen nach dem Platz für den Subwoofer war mein erste Gedanke: unter die Hutablage! Nach dem ich mir das ganze etwas genauer angeschaut habe, habe ich die Meinung geändert. Das Blech unter der Hutablage ist sehr "löcherich" und es wäre zu kompliziert es abzudichten. Ein Bandpass-Gehäuse wäre auch möglich, aber ich mag kein Bandpass. Ich wollte unbedingt ein geschlossenes Gehäuse. So ist der Sub letztedlich in dem Innenraum gelandet. |
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JL Adudio Subwoofer Chassis (zusammen mit den kleinen "Geschwistern") |
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Erste Probe mit Hilfe einer Kartonschablone - wieviel Platz würden die Chassis beanspruchen und wo sie am besten passen |
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Damit sich der Subwoofer möglichst gut in die Umgebung integriert, musste die Form des Gehäuses etwas komplizierter werden |
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Die vielen Phasen an den Schnittkanten wurden entsprechend abgedichtet |
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Zweite "Sitzprobe" - es passt und wackelt nicht |
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Dann kommt das Schleifen, Spachteln, Schleifen, Spachteln... |
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... und Lackieren. Die gewählte RAL Farbe passt perfekt zu Farbe der Verkleidungen des Innenraums |
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Damit der Subwoofer jede Zeit unkompliziert ausgebaut werden kann, habe ich für die Lautsprecherkabel Steckverbinder eingebaut. |
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Safety first!!! Das Gehäuse wird auf dem Sitz durch den mittleren Sicherheitsgurt gehalten. Dazu wurde auf der unteren Seite entsprechende Befestigungsschlaufe montiert. |
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Der komplette Subwoofer bereit zum Einbau |
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3.4 Apple AirportExpress |
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Damit
das Apple AirPort Express im Auto benutzt werden kann, muß zuerst das
interne 230V Netzteil durch ein 12V Netzteil ersetzt werden. Hier auf dem Foto rechts unten das ausgebaute 230V Netzteil und rechts oben das kleine 12V Netzteil |
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Das 12V Netzteil wird zuerst auf die geforderten 3,3V eingestellt und dann in ein externes Gehäuse eingebaut |
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Hier noch mal die kleine Netzteilplatine |
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3.5 Leitungen |
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Fast alle verlegten Kabel (bis auf Subwoofer-Lautsprecherkabel und USB-Kabel zum DSP) laufen zum Radio durch die Mittelkonsole: - Lautsprecherkabel - Cinchkabel - DRC Kabel - Remotekabel |
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Alle
Kabel wurden durch die Mitttelkonsole, unter der Mittelarmlehne und
dann unter dem Teppich durchgezogen (ohne die Teppiche oder Verkleidung
abzubauen) |
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Dann geht es weiter hinter der Rücksitzlehne, mittig durch die Öffnung oberhalb des Tanks... |
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... in den Kofferraum. |
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Das mittlere Breitbandchassis wird durch die Öffnung für die Lüftung befestigt und verkabelt |
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3.6 Montageplatte |
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Montageplatte mit der kompletten Elektronik: - Endstufen - DSP - Stromverteilerblocks - APE - Triggersignalverteiler |
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Links die Sub-Endstufe, rechts die 4-kanalige Frontendstufe |
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Fertig, die Montageplatte kann hochgestellt... |
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... und festgeschraubt werden |
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4. Einbau
4.1 Frontsystem - Breitbänder |
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Alle drei Breitbänder sind montiert |
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Hier die zwei Hauptspieler symetrisch angeordnet |
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Das auffällige mittlere Breitbandchassis |
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Die Optik ist sehr ungewöhnlich und sicherlich nicht jedermanns Sache |
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4.2 Frontsystem - Tieftöner |
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Der Tieftöner sitzt auf der Türverkleidung |
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4.3 Subwoofer |
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Das Subwoofer-Gehäuse sitzt perfekt auf dem Rücksitz... |
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...und passt farblich sehr gut zu der Verkleidungsfarbe des Innenraums |
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Die hinteren Seitenteile des Subs stecken in den Schlitzen zwischen der Armlehne und der Rückenlehne |
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4.4 DRC - Fernbedienung für den DSP BitTen |
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Die Fernbedienung für den DSP wurde in eine überarbeitete Fischer-CD-Box eingebaut. Daneben der Umschalter für das mittlere und rechte Breitbandchassis |
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6. Sound Field Shaping Experiment - neue Superhochtöner
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Hier ein Konzeptbild mit der vorgesehenen indirekten Abstrahlrichtung der Superhochtöner (die experimentelle Freiluftverdrahtung wurde später verdeckt verlegt) |
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Der linke Superhochtöner montiert an die Zierleiste |
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Der rechte Superhochtöner neben der Lüftungsdüse |
Das Ergebnis ist BOMBASTISCH. Die akustische Bühne streckt sich deutlich über die Grenzen der Breitbänder und sitzt symmetrisch oberhalb des Tachochügels direkt vor der Nase - hier ein Versuch es graphisch wiederzugeben.
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7. Feintuning / Abstimmung7.1 DSP Die wesentlichen Aufgaben eines DSPs sind: 1. Aktive Filterung der einzelnen Verstärkerkanäle ( HT / TMT / Sub) mit frei wählbaren Frequenzbändern, Filtercharakteristiken und Flankensteilheit 2. Laufzeitkorrektur (LZK) , sprich Korrektur der räumlichen Verteilung der einzelnen Chassis im Innenraum / Ausgleich der unterschiedlichen Abstände der Chassis vom Hörer 3. Equalisierung des Frequenzgangs - Korrektur der Raumakustik (Resonanzen) und Anpassung des Frequenzgangs an eine Wunsch-Referenzkurve. Auf den folgenden Bildern versuche ich die einzelnen Aspekte etwas "bildlicher" zu erklären |
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Zuerst ein Screenshot von der Benutzeroberfläche eines DSP-Steuerprogramms - hier am Beispiel eines Audison BitTen. Links: Kanalzuordnung Oben-Mitte: Konfiguration der einzelnen Kanäle - Definition der Frequenzbändern, Flankensteilheit und Filtercharakteristiken für die einzelnen Chassis - Definition der Laufzeitkorrektur (hier können die Abstände der einzelnen Chassis in cm angegeben werden und ggf. zusätzlich per Feinkorrektur angepast werden Oben-Rechts: Auswahl der aktiven Eingänge und dadrunter Anpassung des Ausgangspegels für die einzelnen Ausgänge Unten-Rechts: Anpassung des Frequenzgangs per graphische (bzw. parametrische - wenn vorhanden) EQs |
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Im ersten Schritt werden die Filterparameter (Frequenzbänder, Flankensteilheit, Filtercharakteristiken und die LZK)
passend/optimal für die verbauten Chassis eingestelt. Hier ein Beispiel mit Einstellungen für meine BB+TT+Sub Chassis. Im zweiten Schritt werden die einzelnen Frequenzbändern per EQ angepasst, um einerseits die Raumresonanzen zu korrigieren und andererseits um den gewünschten Frequenzgangverlauf ("Referenzkurve") zu erreichen. Das ganze erfordert allerdings eines Meßsystems -> Meßmikro + Notebook mit einer guten Soundkarte + Meßsoftware (wie z.B. PRAXIS, ATB oder ARTA). Ich habe ein Meßmikro von Kirchner und PRAXIS als Meßprogramm benutzt Im dritten Schritt werden die per Meßung eingestellten EQs noch mal per Gehör/Ohr einzeln kontrolliert. Empfindlichkeit unseres Gehörs weicht an einigen Stellen von dem Meßmicro ab und ist z.T. altersbedingt links und rechts unterschiedlich ausgepregt. Für den Abgleich habe ich entsprechende Referenzsignale (passend zu den einzelnen EQs wie z.B. 250Hz, 400hz,...) benutzt und geprüft, ob das jeweilige Signal wirklich mittig zw. den beiden Breitbändern wahrgenommen wird. Bei Bedarf wird es entsprechend per EQ korrigiert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das musikalische Geschehen, unabhängig von dem Frequenzspectrum, felsenfest in der Mitte erscheint und nicht - je nach Signal - links/rechts driftet Da ich zwei "rechte" Chassis habe, die ich per Schalter wählen kann, werden die Schritte 1-3 für beide Chassis durchgeführt und in den vorhandenen Speicherplätzen des DSPs als A und B abrufbereit abgelegt. So wird - je nach dem welches Chassis aktiv ist (das mittlere oder das an der rechten A-Säule) - immer passende DSP Konfiguration dazu gewählt. |
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Hier kann man das Endergebnis sehen - wie sich die oben genannten EQ-Einstellungen auf den Frequenzgang auswirken. Da ich sowohl die Lust, Interesse, als auch die Zeit dafür hatte, sich mit dem Thema Einmeßen/Einstellen des DSPs intensiv auseinander zu setzen, habe ich mindestens 20 verschiedene Referenzkurven und über hundert verschiedene DSP Einstellungen ausprobiert. Das links abgebildete Beispiel-Meßergebnis (der linke und rechte Kanal getrennt gemessen) weicht etwas von der empfohlenen "Referenzkurve" ab (die rote Linie), aber es ist deutlich "spassiger" und entspricht eher meiner "Vorstellung". Dabei konnten einige klanglichen Korrekturen und Präferenzen umgesetzt werden, wie z.B.: - etwas weniger "Körper" bei Frauenstimmen - leicht nasale Stimmen korrigieren -> 600-800 Hz abgesenkt - zu direkte Wiedergabe der Breitbänder etwas zähmen -> 3-4 kHz abgesenkt - "altersbedingt" unterschiedliche L/R Gehörempfindlichkeit in dem 12-16 kHz Bereich ausgleichen -> 12 und 16 kHz rechts angehoben |
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7.2 Endstufen
Na ja, dazu braucht man nicht viel schreiben. Wichtig ist, dass die Eingangsempfindlichkeit der Endstufen möglichst niedrig eigestellt wird, damit der Rauschpegel minimiert wird. Diese
Eingangsempfidlichkeit sollte natürlich vor dem Einmessen des Systems
eingestellt werden -> bevor die Feineinstellungen an den EQs
vorgenommen werden |
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8. FazitHier kommt die Kurzfassung 1. Die Räumlichkeit der ungewöhnlich angeordneten Breitbänder und Superhochtöner ist fantastisch! Es gibt viele Autos die dynamischer, knackiger, sauberer klingen (beachte meine relativ einfachen, günstigen Chassis/Endstufen und die spärliche Dämmung). Aber ich habe noch keines gehört, dessen Bühnenabbildung und Stimmenwiedergabe dermassen realistisch und präzise ist wie meine. Alles andere ist für mich unnatürlich breit gestreckt, "matschig" und zu "indifferenziert". Das ist meine persönliche Meinung und sie muss nicht mit Meinungen anderer übereinstimmen -> jeder hat seine eigene Vorstellung von einer korrekten Bühnenabbildung. 2. Ein DSP ist ein wunderbares Werkzeug!!!. Vor allem für diejenigen, die wissen, wie man damit umgeht, was sie damit erreichen wollen und die sich auch dafür Zeit nehmen, es entsprechend umzusetzen. Es ist kein "Hexenwerk" - die Bedienung/Steuerung ist leicht zu erlernen und die verschiedenen Konfigurationen sehr schnell per Notebook aktualisiert. Ich würde sagen, dass von allen verbauten Audio-Komponenten der DSP die grösste Qualitätssteigerung in das ganze System eingebracht hat. Selbst bei solchen relativ einfachen Komponenten wie meine. 3. Der "komplizierteste" Frequenzbereich, der am meisten das Endergebnis prägt ist der Bassbereich 80-400Hz. Deshalb ist es besonders wichtig die Türen mit den dort verbauten Tieftönern sehr sorgfältig zu dämmen. Ich habe es zuerst unterschätzt und mußte nachträglich deutlich nachbessern. |
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