Was ist DSP? Digitaler Soundprozessor

Aus BMW Xtrons Wiki
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Kurzform


DSP ist eine digitale Echtzeit-Modifizierung des Audiosignals vom Radio zur Klangverbesserung.

Für alle die es genauer wissen wollen


DSP steht für "Digitaler Soundprozessor". Das Signal vom Radio wird darin digitalisiert, verändert und dann wieder analog an die Lautsprecher weiter gegeben. Dabei gibt es einige Arten der Signalanpassung.

High Pass Filter und Low Pass Filter (HPF/LPF)


Die Funktion von High Pass Filter und Low Pass Filter ermöglichen es bestimmte Frequenzen wegzuschneiden.
Der Low Pass Filter lässt nur Töne tiefer der eingestellten Grenze durch.
Der High Pass Filter lässt nur Töne höher der eingestellten Grenze durch.
Daraus resultiert, dass man am unteren Ende des Frequenzbandes den HPF und am oberen den LPF setz.

Da es aber wie "gerade abgeschnitten" klingen würde macht man keinen harten Schnitt, sonder trennt die Frequenz mit einer Steigung ("Slope").
Das heißt die Trennung besteht immer aus einer Frequenz und einem Anstieg.

Als Beispiel würde ich bei einem 130mm Tiefmitteltöner einen HPF von z.B. 80Hz und -12dB/Oct setzen und einen LPF von 10kHz und -12dB/Oct.
Ein Subwoofer bekommt dagegen nur einen LPF von z.b. 120 Hz und -12dB/Oct.
Natürlich muss man das auf die jeweiligen Lautsprecher anpassen!



Sinnvoll sind diese Filter zum Beispiel, wenn man nur einen Tiefmitteltöner hat der weder richtig Bass noch Höhen spielen kann. Indem man diese Frequenzen heraus nimmt kann der Tiefmitteltöner bis in hohe Lautsärken wesentlich sauberer spielen. Das bekannte "Kratzen" bei "zuviel Bass" umgeht man damit.

Laufzeitkorrektur (LZK)

Bei einfachen Radio stellt man mittels der bekannten Parameter "Fader" und "Balance" ein wie das Radio klingen soll. Das basiert auf einer Anpassung der Lautstärke der einzelnen Lautsprecher und soll so das Gefühl vermitteln, ob die Musik eher von hinten oder vorn kommt.

Was ist nun die Laufzeitkorrektur überhaupt, was ist da anders?
Stellt euch den Wagen von oben vor, schaut wo ihr sitzt (und hört) und wo die Lautsprecher sind. Der Abstand jedes Lautsprechers zu euch ist unterschiedlich. Das Signal kommt aber zur gleichen Zeit zu jedem Lautsprecher (Geschwindigkeit des elektr. Signals im Kabel entspricht etwa der Lichtgeschwindigkeit [300.000.000 m/s]) und schallt dann mit etwa 345m/s (bei 20°C) zu eurem Ohr. Entsprechend kommt der Ton von jedem Lautsprecher minimal zu einem anderen Zeitpunkt am Ohr an, das "klingt komisch".
Mit der Laufzeitkorrektur bekommt nun jeder Lautsprecher den Ton zeitlich so versetzt, dass der gleiche Ton aller Lautsprecher zur gleichen Zeit am Ohr ankommen sollte. Wir rücken die Lautsprecher also von der Einbauposition auf einen "gedachten Kreis" um unseren Kopf.
Beispiele für Abstände und Korrekturen im Bild:


Beispiele Laufzeitkorrektur BMW E39, ohne Gewähr


OEM BMW DSP


DSP gab es beim BMW E38/E39/E53 als Sonderausstattung "TOP HIFI" (Ausstattungsnummer SA677). Im BMW E46 war DSP nicht verfügbar.
Habe ich DSP?

Bei dem Original BMW DSP findet man keine Einstellungen zu den Filtern und der Laufzeitkorrektur, da im Werk die Abstände und technischen Daten der Lautsprecher bekannt sind und entsprechend alles voreingestellt ist.
Angesteuert und gestartet wird die Endstufe zum einen über ein konventionelles +12V Remote Signal vom Radio plus diverse Telegramme über den I-BUS. Aus diesem Grund benötigt man die I-BUS App, wenn man das DSP mit einem Android-Radio betreiben möchte. Ohne die App bekommt man keinen Ton aus der Endstufe!
Wie kann ich mein DSP weiter nutzen?




Nachrüst-DSP

Generell gilt: wenn ab Werk KEIN DSP verbaut ist, kann man DSP auch nachrüsten.
Es gilt aber ebenso: wer AB WERK DSP verbaut hat, der hat KEINE Vorteile, wenn er ein Radio mit INTEGRIERTEM DSP kauft! Auch kann das interne DSP die original DSP Endstufe NICHT steuern.

Es folgen zwei Optionen.

Radio mit integriertem DSP


Aktuell gibt es von AndroidAutoShop (AAS) und AVIN Radio mit integriertem DSP.
Im Vergleich zu den "normalen" Radio befindet sich zusätzlich eine kleine Platine im Radio. Natürlich ist das "nur" ein kleines DSP, bringt aber wirklich eine hörbare Klangverbesserung. Audiophile Anwender wird man davon eventuell nicht überzeugen können. ;-) </br> Firmware und MCU der Radios ist identisch mit der der Radios ohne DSP, beim Starten erkennt das Radio den Chip und läd enstprechend die zugehörige Equalizer App.</br> In der Standard-App kann man folgende Optionen auswählen:

  • 15 Band Equalizer
  • LUD (High/Low Pass Anstieg)
  • PHAT (Funktion leider nicht geklärt)
  • Cut Freq (High Pass Filter)
  • Bass (Low Pass Filter und Verstärkung)
  • Sub (Lautstärke des Subwoofer-Ausgangs [grüner Cinch])
  • Position "gewöhnlich" via Fader/Balance oder "Spezialität" via Laufzeitkorrektur
    • dazu "Verzögerung" und "Gewinn" aktivieren
    • "Autolautsprecher" Abstände "seitlich" und vertikal (vorn-hinten) eingeben.




Da das Menü leider stark eingeschränkt is, das DSP aber sehr viel mehr und besser kann, empfehlen wir die DSP-Equalizer-Modifikation für PX5 AAS Radios zu installieren. Aktuell ist diese leider nur für die PX5 Radios verfügbar.
PX6 wird hoffentlich bald nachgereicht.

Alle Infos dazu findet ihr im Link. Hier nur ein paar Bilder der Einstellungen.



DSP-Endstufe zum Nachrüsten


Sofern man ab Werk KEINE Endstufe verbaut hat (also in E38/E39/E53 OHNE SA676 oder SA677, im E46 SA676 oder SA 674) kann man zum Beispiel eine "Plug'n'Play" DSP-Endstufe verbauen.</br> Das macht insbesondere Sinn, wenn man leistungsstärkere Lautsprecher verbaut hat.</br></br> KEINEN Sinn macht diese Endstufe wenn man eine Endstufe ab Werk hat, weil die Nachrüst-Endstufe VOR der originalen Endstufe steckt und damit die Mehrleistung völlig verpufft!
Im folgenden wurde eine Axton A580DSP genutzt. Das Auslaufmodell wurde bereits ersetzt durch die Axton A590DSP. Preislich liegt die A580DSP bei etwa 200€, die A590DSP bei etwa 290€.

Da die Endstufe mit einem ISO-Anschlusskabel geliefert wird, benötigt man noch andere Adapter.
Wenn Quadlock/Flach-PIN vorhanden ist, benötig man das passende Kabel von Axton: Axton A480DSP A430DSP P&P Kabel
Wenn BMW-Oldgeneration/Rund-PIN vorhanden ist, benötig man das Adapter von ISO auf BMW-Rundpin.

Technische Daten A580DSP

  • Music Power Output: 150 W x 4 (110 W x 41)
  • RMS Power Output: 76 W x 4 (56 W x 41)
  • Wiedergabebereich: 20 Hz ~ 20 KHz
  • Audio Sampling Frequenz: 192 KHz
  • Verzerrung: 1 KHz < 0.001%
  • Spannungsbereich: 9 V – 15 V
  • Störabstand: > 120 dB
  • Dynamikumfang: > 100 dB
  • Ruhestrom: < 0.4 mA
  • Maximale Stromaufnahme: 20 A
  • Abmessungen (L x B x H): 185(206) x 114 x 40 mm

1ohne zusätzliche Stromversorgung

Gesteuert wird die Endstufe via Bluetooth der App von Axton (im Link der Endstufe).
Als Ausgang steht der Subwoofer-Kanal auf 2 Cinch-Buchsen zur Verfügung, womit auch dieser mit im DSP gesteuert wird.
Die Einstellungen sind sehr viel umfangreicher als die der Radios mit integriertem DSP (obwohl der gleiche DSP Chip verbaut ist!).
Der Leistung von 4x 76W RMS (im Vgl. zu ~ 4x30W RMS bei den Radios selbst) bringt den Rest und überzeugt damit voll und ganz.
Kabel für die externe Spannungsversorgung liegen NICHT bei. Genutzt werden kann jedes normale Endstufen-Anschlusskabel mit 5-10mm² Kabelquerschnitt. Hier wurde die Spannung am Sicherungsträger im Handschuhfach und die Masse hinterm Handschuhfach abgegriffen.