Review: Grimm Audio SB1 – Oh Lord, give me an SB1…

It’s all about harmonics

Waarom zijn subwoofers zo belangrijk, of eigenlijk de weergave van frequenties vanaf 16 Hz? Dat komt omdat 80% van alle vloerstaanders en monitoren geen substantieel laag onder de 40 Hz geven en daardoor iets missen dat van belang is voor de weergave van muziek. Even los van moderne actieve processorgestuurde weergevers die dat meestal wel kunnen. Muziek is opgebouwd uit grondtonen en harmonischen. Die vormen een natuurlijke verbinding met elkaar en zorgen ervoor dat muziek echt, realistisch en natuurlijk klinkt. Het is nog steeds lastig om een goede weergave van lage tonen uit luidsprekers van beperkte afmetingen te krijgen. De industrie heeft daar natuurlijk vele oplossingen voor gevonden. Basreflexen, labyrinthen, passieve radiators en andere constructies. Met wisselend succes. Heel vaak zijn het weergevers die staan te knallen, bol staan van de fase-vervorming, onnatuurlijke hoeveelheden slecht gedefinieerd laag de ruimte in staan te pompen, een ‘one-note-bass’ hebben, een verdikking van de laagweergave naarmate de frequentie daalt en feitelijk beter geschikt zijn voor een feestje, waar het totaal niet uitmaakt hoe dingen klinken.

Inregelen is een kunst

Je kunt dus die belangrijke grondtonen toevoegen door een systeem te voorzien van een of meerdere subwoofers. Helaas is dat ook geen free lunch. Het is razend moeilijk om twee kleinere luidsprekers te kiezen, de daarvoor geschikte subwoofer(s) en dan zo’n systeem goed in te regelen en te plaatsen. Het is wel zo dat door de komst van processors van Trinnov, Lyngdorf en anderen, dat bereikbaarder is geworden, maar er is dan nog steeds veel kennis en ervaring vereist. Een job voor die pakweg vijf dealers in de lage landen die zulke complexiteit aankunnen. Maar, uw auteur is er diep van overtuigd dat audiosystemen niet door consumenten opgebouwd zouden moeten worden, maar door dat handjevol super dealers.

Servo’s

Servo-sturing, feedback of terugkoppeling, bij velen bekend van de Philips Motional Feedback luidsprekers, is ook een manier om dieper en beter laag te krijgen. Historici moeten maar bepalen of de industrie ons altijd bewust heeft afgehouden van deze elegante oplossing. Een basreflex bouwen is een snelle en super goedkope manier om luidsprekers met een beetje laag de markt in te gooien. Een servo bouwen vraagt kennis waarover niet al teveel fabrikanten beschikken en natuurlijk een stukje extra investering. Wellicht net even duurder dan een basreflex bouwen. Philips kwam wel met Motional Feedback systemen. Ook zijn er subwoofers op de markt met een servo-systeem. De vroegere Genesis 1 en Infinity IRS hadden ook servo-sturing. Het basisprincipe van servo-sturing is simpel. Op de conus is een versnellingsopnemer bevestigd. Die volgt de versnelling daarvan en vergelijkt dat met het ingangssignaal. Op het moment dat de bewegingen van de conus afwijken van het ingangssignaal volgt er een correctie. Het commentaar daarop is dat je altijd te laat bent met die reactie. Dat zou dan weer ten koste gaan van de geluidskwaliteit. Maar, dat is een mythe. Wat nodig is voor een goed werkend teruggekoppeld systeem is voldoende loopgain, voldoende open lus bandbreedte en voldoende fase-marge. Gezien de belachelijk lage frequenties die een sub verwerkt zijn er ‘zeeën van tijd’ om een teruggekoppeld systeem op de juiste manier te laten functioneren. Er is zelfs zoveel tijd beschikbaar dat het sensor signaal gedigitaliseerd kan worden, ge-processed en weer terug kan worden gezet naar analoog om de feitelijke versterker aan te sturen. Sommigen zullen al die technieken zien als een compromis. Maar, in principe is elk audioproduct een compromis. Het bestaat altijd uit een reeks keuzes die te maken hebben met prestaties, ontwerp-eisen, kosten, technische mogelijkheden, onmogelijkheden en productiefaciliteiten. Maar, een lange ervaring met laagsystemen heeft hier geleerd dat de toepassing van servo-sturing enorme voordelen heeft voor de geluidskwaliteit. Je hebt dan doorgaans altijd een beter geluid. De Infinity IRS1B had ook servo-controle, maar niet gebaseerd op een versnellingsopnemer op de conus van de woofer. Het is namelijk mogelijk om een ‘snelheids-signaal’ af te leiden uit de spanning en stroom die door de spreekspoel van de woofer loopt. De acceleratie is dan af te leiden middels differentiatie. Het is een goedkoper alternatief, met als nadeel dat het ruisniveau oploopt, omdat de ruis ook wordt gedifferentieerd. De Infinity IRS1B had zes grote woofers per kant, maar de terugkoppeling werd gedaan via een enkele woofer aan elke kant. Wat die woofer dan deed werd representatief geacht voor de andere woofers in de behuizing. In theorie kan dat goed gaan. Die tegenkoppeling is hier lang geleden een keertje in de fout gegaan. Die veranderde in meekoppeling. Naast de gigantische akoestische energie, die een megadreun veroorzaakte in de toenmalige luisterruimte, vlogen de conussen in het rond en ging de servo in rook op. Het heeft enkele maanden geduurd voordat ondergetekende alles weer gerepareerd had. Grimm gebruikt als versnellingsopnemer op de conus analoge piëzo elektrische sensoren. Dat klinkt minder geavanceerd dan de toepassing van moderne MEMS accelerometers met integrated AD conversion, maar de laatsten zijn totaal onbruikbaar vanwege vervorming en bandbreedtebeperkingen. Bij Grimm kennen ze natuurlijk ook niet alle MEMS, maar ruis is vaak de beperkende factor. Maar, terwijl vroeger de servo-elektronica analoog was opgebouwd, beschikt de SB1 over servo-sturing in het digitale domein, met navenante voordelen.

SB1

De SB1 is een uitermate compacte subwoofer (358 x 340 x 213 mm), gebaseerd op een Dayton laagdriver. Aan boord zijn een 700 Watt klasse-d versterker, een dsp en de servo-elektronica die volledig in het digitale domein werkt (Digital Motional Feedback). De SB1 heeft een analoge gebalanceerde ingang, die in twee standen kan worden geschakeld. De DSP (digital sound processor) vormt een essentiële schakel in het terugkoppelcircuit met als resultaat een vlakke frequentiecurve en een optimale impulsresponse. Daarmee zijn zowel het frequentiegedrag als het tijdgedrag volgens het tekstboek. De totale Q bedraagt 0,5. De dsp (digital sound processor) controleert de frequentiecurve. Dat betekent dat de SB1 in een zogenaamde dode kamer als akoestische output een nagenoeg rechte lijn laat zien, die ver onder de 20 Hz begint (17 Hz). Het stukje van de dsp dat de servo-controle regelt, heeft een super lage latency. Dat betekent dat de servo dus razendsnel bijstuurt als er afwijkingen zijn. Als de latency te hoog zou zijn, dan zou de feedbacklus ook niet stabiel zijn.

Puur geluidsmatig zorgen deze technieken eveneens voor een extreem lage vervorming in het laagbereik (tot 30 dB minder vervorming ten aanzien van traditionele laagsystemen). Belangrijk is dat het laag zich niet ‘verdikt’, zoals bij veel andere subwoofers en luidsprekersystemen. Die verdikking ontstaat in principe door delay-effecten in laagsystemen. Die ontstaan door de altijd aanwezige fundamentele resonantie van de laagdrivers. Ook is het lineaire bereik vanaf 17 Hz. Servo-controle in een gesloten behuizing betekent ook per definitie dat het laag dieper gaat ten aanzien van wat je zou verwachten gezien de inhoud van een laagsysteem. De frequentieresponse van gesloten systemen is sowieso meer lineair dan van andere laagprincipes. Maar, de voordelen van de SB1 hebben alles te maken met dat de feedback in het digitale domein wordt geregeld.

Doelgroepen voor de SB1

Een belangrijke doelgroep bestaat uit de gebruikers van de Grimm LS1-systemen. In de basis is dat een actief tweeweg-systeem met de mogelijkheid om een subwoofer toe te voegen. Er ontstaat dan een actieve drieweg weergever. De SB1 wordt aangesloten op de LS1 via een analoge gebalanceerde verbinding. De schakelaar van de SB1 staat dan op ‘LS1’. De LS1 heeft een eigen dsp aan boord. Die bouwt in het digitale domein een fasegecorrigeerd Linkwitz Riley crossover op. Vanwege die fasecorrectie heeft een 3-weg LS1 (dus inclusief de SB1) een latency van circa 40ms. De bedoeling van de dsp (filtering en tijdcorrectie) in de LS1 is dat het systeem, of het nou als tweeweg of als drieweg (met aangesloten SB1) wordt ingezet, in een dode ruimte een akoestische output heeft die dicht in de buurt komt van een rechte lijn.

De lezers zullen begrijpen dat elke luidspreker die in een dode ruimte een lineair frequentieverloop heeft, dat niet heeft in een gewone luisterruimte. De akoestische eigenschappen, de eigenschappen van de luidspreker en de plaatsing daarvan maken dat de frequentiecurve een grilliger verloop krijgt. Wie de LS1, of welke luidspreker dan ook, goed wil laten klinken moet op zoek naar een goede akoestiek, zal aandacht moeten besteden aan de plaatsing van het systeem en heeft, in geval van een driewegsysteem, een heel klein beetje invloed op de luidspreker omdat het crossover van de LS1 voor bepaalde instellingen bereikbaar is via de firmware. Feitelijk vooral beperkt tot delay-correctie en niveau-regeling voor als de SB1 niet op de daarvoor bedoelde voet van de LS1 staat.

Tweede en derde belangrijke doelgroep

De al genoemde schakelaar, waarmee de SB1 op de LS1 kan worden ‘geschakeld’, heeft ook een ‘third party stand’. Dat betekent dus dat de SB1 ook in andere systemen kan worden gebruikt. Wat je dan krijgt is een subwoofer met wederom een analoge balanced ingang, met een bereik van 17-500 Hz, maar zonder de gebruikelijke instelmogelijkheden van de bekende standaard subwoofers. Dat betekent simpelweg dat een consument die een stereo-opstelling wil maken met een of twee subwoofers een actief crossover/dsp dient in te zetten in de vorm van een Lyngdorf of een Trinnov. Je kunt natuurlijk een goedkoop laagdoorlaat-filter kopen in China, maar daar zitten veel bezwaren aan. Er zijn ook actieve crossovers in de markt beschikbaar met veel instelmogelijkheden en een hoge kwaliteit. Een voorbeeld is het betaalbare K231 Stereo 3-Way Active Crossover van Sublimeacoustic en sommige consumenten beschikken wellicht nog over een Accuphase DF-55 (met ingebouwde dsp) of Audio Research EC-22. Met dsp’s zoals van Trinnov en Lyngdorf kun je niet alleen de ideale filtering en tijdinstellingen voor het systeem maken, maar je hebt uiteraard ook room-correction. Je kunt het systeem dus een zo lineair mogelijke frequentiekarakteristiek geven, maar elektronische room-correction is geen tovermiddel waarmee het mogelijk is om een supergeluid uit slecht geplaatste luidsprekers in een problematische akoestiek te krijgen. De derde groep consumenten zijn eigenaren van home cinema systemen met een AV-processor met een subwoofer uitgang. Moderne AV-receivers hebben vaak een dsp en room-correction aan boord om subwoofers op een goede manier aan te kunnen sturen. Grimm is voorlopig niet van plan om met een slim dsp/filter-kastje te komen voor de SB1. Eelco merkte terecht op dat de development resources van het bedrijf niet oneindig zijn en dat er gewoon prioriteiten zijn met betrekking tot de projecten die worden gekozen.

Systeem

De bedoeling was om een stereo-systeem op te bouwen. Twee luidsprekers, voorzien van een tweetal SB1-subwoofers. Aangesloten met de Grimm SQM-bekabeling. Neutrale en transparante kabels voor een consumentvriendelijke prijs, waarbij het vrijwel ondenkbaar is om een ‘betere’  kabel te vinden. Ergens in het magazijn van de luisterruimte staan nog een aantal bejaarde Luxman A-2003 tube crossovers en crossovers van onder andere JBL, Nakamichi en Krell. Het nadeel van die apparaten is dat het te kiezen filtertype en de crossover-frequentie hardwired op insteekkaartjes moet worden aangebracht. Dat ga je dus niet zo snel doen voor een test van enkele weken. Maar, misschien wel als er een permanent systeem zou worden geplaatst met die SB1’s. Er is dus gekozen voor een losse dsp en vergelijkbare dsp’s die onderdeel uitmaken van professionele studio-mengtafels. Zulke apparaten geven een enorme flexibiliteit in instellingen, je kunt meteen room-correction toepassen en je kunt op een beeldscherm alles zien en eventuele correcties intekenen. Omdat de akoestiek van luisterruimte 2 van zeer hoge kwaliteit is, heeft die room-correction niet veel te doen. Het gaat daarbij dan ook om de puntjes op de i. Wat er in ieder geval nodig is, is minimaal een RTA (real time analyser). Maar, er zijn inmiddels veel meetsystemen, al dan niet computer-gebaseerd, om zaken te visualiseren zoals tijd, energie en frequentie. Het is ook mogelijk om te kijken naar een fractional-octave analyse, het power spectrum en een transiënt-analyse. Uit al die metingen komen bevindingen en die zijn hier tijdens de test, voor zover relevant, omgezet in settings voor de dsp. Met metingen en dsp’s kun je natuurlijk helemaal los gaan, maar de uiteindelijke bedoeling is dat er een zeer goede integratie ontstaat tussen de subwoofers en de hoofdmonitoren. Je mag subwoofers dus niet waarnemen als apart onderdeel van het geheel. Uiteindelijk zijn natuurlijk alle factoren die je kunt meten en bijstellen van belang. Recente ervaringen met het Syva-systeem van L-Acoustics (luidsprekers, dsp en versterkers) hebben ook het belang van een transiënt-analyse voor het voetlicht gebracht. Als je op een Steinway Model-D speelt, dan kent elke toetsaanslag een soort intrinsieke achterliggende kracht en energie. Dat heeft niets te maken met ‘hard’ spelen. Het viel met name op tijdens het afspelen van trptk’s Canto Interno. De vleugel, bespeeld door Justyna Maj, openbaarde een enorme fysieke energie. Daardoor klonk deze opname ook griezelig levensecht. Het grappige is dat die geluidsmatige eigenschappen gewoon deel uitmaken van de opname. Maar, als je deze schijf draait op sommige systemen, dan zijn die eigenschappen vaak in mindere mate waarneembaar. Waardoor Canto Interno op sommige systemen minder levensecht en realistisch klonk dan op andere systemen. Ergo, wat gewoon geregistreerd is en onderdeel van de opname, komt lang niet op alle audiosystemen naar voren. Om die opnamekwaliteiten waar te kunnen nemen moet het audiosysteem dus bepaalde kwaliteiten hebben, maar valt er best nog wat te sleutelen met specifieke settings in filters en dsp’s. In ieder geval leverde het systeem na twee dagen meten en curve’s tekenen met de dsp een beluisterbaar uitgangspunt. Opgemerkt dient te worden dat auteur dezes op geen enkele manier pretendeert dat het systeem maximaal presteerde. Voor elke review wordt een tijdelijk systeem gebouwd. Dat is na twee weken weer weg. Het is dus een momentopname, maar wel zo representatief mogelijk voor wat componenten kunnen. Maar, het is voorstelbaar dat als je een permanent systeem voor jezelf zou bouwen in de huiskamer, er dan weer wat extra aandacht aan tuning en opstelling wordt besteed.

Luisteren

Er is natuurlijk geen groter genoegen dan het luisteren naar een full range systeem. Hoewel je met een mini-monitor best mooie dingen kunt doen, is het concept natuurlijk lachwekkend. Je gaat naar muziek luisteren, terwijl je weet dat je een groot deel van de grondtonen mist. Klinkt als het kijken naar kleurenfoto’s waar een van de basiskleuren ontbreekt. Laten we maar concluderen dat die ellende met luidsprekers is ontstaan door vroeger vrijwel onoplosbare technische beperkingen en door een soort wetmatigheid die de maximale afmetingen van luidsprekers in een woonomgeving dicteert. Maar, met de twee hier toegepaste SB1’s staat er een full range systeem dat inzet vanaf 17 Hz. Er is natuurlijk veel materiaal beschikbaar met wat diepere laagcontent. Denk aan de wat zeldzamer cd’s van Klaus Schulze en Pete Namlock (The Dark Side Of The Moog) of het toontje in Bjork’s Hyper-Ballad. Het is natuurlijk niet noodzakelijk om allerlei muziek op te gaan zoeken met hele lage tonen. Het feit dat de grondtonen op de juiste sterkte deel uit maken van de weergave maakt dat de muziek al levendiger en echter klinkt, maar dat ook de toon van instrumenten, die bepaald wordt door de verhoudingen tussen de harmonischen, natuurlijker klinkt. Nog steeds kunnen de meeste consumenten feilloos aangeven of er een echte gitaar klinkt of eentje die weergegeven wordt door een audiosysteem. Het is ook belangrijk om te weten dat er maar weinig muziekinstrumenten zijn, los van de synthesizer, die van nature hele lage tonen produceren. In principe het kerkorgel, de vleugel, de contrabas, cello en de basgitaar. Veel consumenten denken dat het ‘laag’ in moderne dance-muziek iets te maken heeft met lage tonen. Dat ‘laag’ zijn doorgaans frequenties vanaf 50 Hz en hebben weinig te maken met laagweergave. Maar, een subwoofer draagt niet alleen bij aan de weergave van super lage tonen. Veel vloerstaanders en mini-monitoren vallen al langzaam af vanaf 80 Hz. Een subwoofer kan dan ook het gebied van pakweg 40-80 Hz met de juiste sterkte weergeven. Om de goden te verzoeken is toch maar begonnen met Listz’s Prelude & Fugue on Bach, uitgevoerd door Felix Hell. Daar valt op met hoeveel gigantische en voelbare power de SB1’s kunnen opereren. Om de een of andere reden zijn gesloten laagsystemen altijd in staat om ook fysieke druk te leveren. Wat de SB1’s hier doen is magistraal. Je kunt natuurlijk onder de indruk raken van de enorme hoeveelheid akoestische energie die even gelanceerd wordt, maar het gaat natuurlijk om de kwaliteit daarvan. Wel, geen verdikking bij het zakken van de frequenties en geen vaagheid, versmering en verlies aan tonaliteit. Er ontstaat absoluut geen om zich heen slaande ongedefinieerde walm van geluid. Op mindere systemen verandert zo’n kerkorgel vaak in iets vaags, waar allerlei tonen door elkaar gaan lopen en een brei vormen. Zo’n kerkorgel produceert uiteraard ‘steady tones’. Andere muziek met plezierig laag, dat als een soort golf in de branding met een enorme energie en power over het tapijt van de luisterruimte rolt, is Psychedelic Brunch Pt-II van Klaus Schulze’s The Dark Side Of The Moog vol.5, het fraaie en superlage toontje dat af en toe hoorbaar is in Wende’s Au Suivant, het geweldige intro van Céline Dion’s Encore un Soir en Save the Best for Last van Vanessa Williams. Die laatste track is een all time favourite. Als tiener had uw auteur een servo-systeem gebouwd met enorme 18-inch JBL drivers als basis. De servo-elektronica stond destijds in Elektuur. Als je dan de hottie van de brugklas je boy’s cave had binnengesleept, dan kon je redelijk scoren met zo’n track. Maar, ook percussieve geluiden vormen een uitdaging voor de definitie en ‘snelheid’ van de laagweergave. Het begrip ‘snelheid’ mag je feitelijk niet gebruiken. Maar, er wordt in principe mee bedoeld dat een woofer zo nauwkeurig mogelijk het aangeboden muzieksignaal volgt. Als een toon stopt, dan moet de woofer dus niet nog een tijdje na blijven slingeren. Dat bepaalt dan ook weer of aanslagen op een basgitaar realistisch en gedefinieerd klinken in plaats van te verzanden in een soort vervagende brei van geluid. Luisterend naar Marcus Miller (Cousin John) moet worden geconcludeerd dat de SB1’s dat loeistrak en gedefinieerd weergeven. De SB1’s klinken ook neutraal. Dat is logisch, want de behuizingen zijn dermate compact dat er weinig is dat kan resoneren en kleuren. Klein ten opzichte van de golflengte dus. Het geluid blijft strak, maar zeker niet ‘underdamped’  of ‘overdamped’. Dat heeft te maken met de Q van het systeem. Bij overdamped gaat het allemaal te puntig en strak klinken. Bij underdamped sloppy en vaag. In dat opzicht hebben ze bij Grimm hun werk goed gedaan.

Epiloog

De SB1 levert voor de LS1-systemen uiteraard een verdere toegevoegde waarde. De enorme verdienste van de SB1 voor de consument die een audiosysteem wil met een enkele of dubbele subwoofer, of voor iemand met een hometheater, is de zeer compacte afmeting van de SB1. Een beetje eindversterker is groter. Daarnaast het indrukwekkende bereik vanaf 17 Hz en de pure kwaliteit van de weergave. Natuurlijk zullen subwoofers met een veel grotere diameter een streepje verder gaan met betrekking tot rust en autoriteit. Maar, de SB1’s passen bovenal in een real world scenario. In de huidige tijd moet hifi zo compact mogelijk zijn en geen storende factor zijn in de woonomgeving. Er is dan geen bruikbaarder en elegantere oplossing dan het plaatsen van de SB1. Met goed gekozen mini-monitoren of een kleine vloerstaander van hoge kwaliteit staat er dan een echt full-range systeem. Het is ook een soort ‘geheimtipp’. Wie echt audiosystemen kan bouwen weet dat er met relatief kleine vloerstaanders of monitoren, aangevuld met een krachtige subwoofer of subwoofers, zeer indrukwekkende systemen kunnen worden gebouwd. Dat gaat echt verder dan wat er met veel vloerstaanders bereikbaar is. Oh Lord, give me an SB1…

Prijs:

Grimm Audio SB1 € 11.500,- (per paar)

Grimm Audio, www.grimmaudio.com
Terrason Audio, www.terrason-audio.nl