Veröffentlicht: 19.7.2026
Autor: Karsten Hein
Kategorie: Explorations
Tag(s): Active HiFi Systems
Der Hamburger IT-Experte Bidjan Tschaitschian nutzt die digitale FIR-Technologie auf Basis der von Andreas Heggendorn in der Schweiz entwickelten FIR-BoxX, um damit eine ultralineare und phasenrichtige Klangwiedergabe für jeden Lautsprechertreiber zu gewährleisten und das Verhalten der Treiber in den Übergangsfrequenzen zu optimieren. Die Abkürzung FIR steht für Finite Impulse Response, und die FIR-BoxX ist ein 8-Kanal-Verstärker, der Phasen-, Zeit-, Amplituden- und Raumkorrekturen zur Klangabstimmung ermöglicht und dadurch das Potenzial hat, High-End-Hörerlebnisse einer breiteren Hörerschaft zugänglich zu machen. — Klingt das kompliziert?
Fangen wir von vorne an. Schallwellen entstehen durch physikalische Schwingungen, die die umgebende Luft in Bewegung versetzen. Solche Schwingungen werden z. B. von unseren Stimmbändern erzeugt, wenn wir sprechen, singen oder rufen. Dabei wird Luft aus der Lunge durch die Stimmbänder gepresst, strömt durch den Stimmapparat und Rachen und tritt aus dem Mund aus. Der daraus entstehende Klang wird durch die einzigartige Physiognomie jedes Einzelnen bestimmt. Manche Menschen klingen laut, rau oder angeregt, während andere leise, ruhig, kraftlos oder schüchtern klingen.
In ähnlicher Weise erzeugen Musikinstrumente Schallwellen, die von schwingenden Plättchen, Saiten und Trommelfellen oder vom Metall von Triangeln oder Gongs ausgehen. Analog zur menschlichen Stimme werden diese Schwingungen durch die einzigartige Form, den Resonanzkörper und die Größe des jeweiligen Instruments geprägt. Auch die verwendeten Materialien spielen eine Rolle, da sie ihre eigenen Resonanzfrequenzen zum entstehenden Klang beitragen. Dadurch erhält jedes Instrument seinen eigenen unverwechselbaren Charakter und wird vom Musiker, der es spielt, mehr oder weniger hoch geschätzt.
Schallwellen verlassen den Resonanzkörper in einem spezifischen Muster und liefern den Zuhörenden Hinweise sowohl auf den tonalen Charakter des Instruments als auch der Person, auf Spiel- oder Sprechstil, sowie auf die Entfernung und Position im Verhältnis zum Zuhörer. Sind mehrere aktive Instrumente oder Personen beteiligt, vermögen es unsere Ohren, die Abstände zwischen ihnen zu bestimmen und eine imaginäre Karte der Szene oder Bühne zu erstellen. Die Phasenlage und zeitliche Kohärenz sind in diesem Zusammenhang besonders wichtig, da gerade sie es uns ermöglichen, den Standort akustisch zu bestimmen. Höhere Frequenzen sind in diesem Kontext aussagekräftiger und leichter herauszuhören als tiefe Frequenzen.
Jede Schwingung hat einen definierten Anfang, eine bestimmte Dauer und ein definiertes Ende. Mit Berücksichtigung der Zeitachse, entsteht durch Ein- und Ausschwingen ein vierdimensionales Energieereignis, das sich durch den Raum bewegt. Instrumentenbauer suchen nach angenehmen Obertönen und versuchen, unerwünschte Resonanzen aus dem Klang des Instruments zu eliminieren. Aber Menschen legen auch ganz allgemein Wert darauf, angenehm zu klingen, um sozial angenommen zu werden. Folglich wachsen wir in einer Welt auf, in der jeder Äußerung ein Zweck und eine Absicht zugrunde liegen und jeder Klang Kohärenz aufweist. Abweichungen davon sind überwiegend beabsichtigt und von Bedeutung. Zum Beispiel: Dissonanzen signalisieren oftmals Not. Und eine plötzliche Kompression von Frequenzen deutet darauf hin, dass sich die Schallquelle mit hoher Geschwindigkeit auf uns zubewegt.
Obwohl Instrumente von winzig und kompakt bis hin zu groß und sperrig reichen können, hat sich gezeigt, dass sich ihre akustische Leistung mit einer einzigen kleinen Mikrofonmembran originalgetreu aufnehmen lässt. Tatsächlich ist die Membran des Aufnahmegeräts wesentlich kleiner als das Instrument und besteht aus Materialien, die hinsichtlich ihrer eigenen Resonanz über das gesamte musikalische Spektrum hinweg weitgehend neutral bleiben. Die Aufgabe des Mikrofons besteht darin, das akustische Ereignis einzufangen, ohne zu viele eigene Eigenschaften einzubringen. Wird ein solch lineares Mikrofon gefunden, sind damit hochwertige Aufnahmen über ein breites Frequenzspektrum hinweg möglich. Die Phasen-Zeit-Beziehungen der Instrumente werden jeweils von einer einzigen Membran erfasst und bleiben dabei intakt, so wie Frequenzen auch auf das menschliche Ohr treffen.
Während eine kleine Mikrofonmembran ausreicht, um die Schwingungen großer Instrumente und lebensgroßer SängerInnen zu erfassen, müssen die Wiedergabegeräte im Studio oder Wohnzimmer wiederum groß und kräftig ausgelegt sein, um einen authentischen Eindruck des originalen Geschehens wiederzugeben. Die Luft muss auf dieselbe Weise angeregt werden, wie dies am Tag der Aufnahme der Fall war, auch, wenn nun die ursprünglichen Instrumente und Sänger nicht mehr anwesend sind. Das heißt: Es sind keine Metalle, Hölzer, Saiten oder Trommeln im Raum. Hier genau liegt die große Herausforderung im Lautsprecherbau.
Hohe Frequenzen erfordern dabei eine steife, ultraleichte Membran, um spontan eine schnelle Beschleunigung zu ermöglichen. Mitteltöne müssen tonal richtig wiedergegeben werden, da der Mensch äußerst empfindlich auf Klangveränderungen im Frequenzspektrum der menschlichen Stimme reagiert; und Bassfrequenzen müssen kraftvoll und zugleich vielschichtig und nuanciert sein. Während die verschiedenen Schallwandler all dies leisten sollen, dürfen sie keine eigenen Resonanzfrequenzen beisteuern. Der traditionelle Designansatz besteht deshalb darin, mit zwei oder drei spezialisierten Lautsprechertreibern zu arbeiten, von denen jeder perfekt auf einen engen Frequenzbereich ausgelegt ist.
Die Wiedergabe des Klangs über separate Treiber bringt natürlich einige Herausforderungen mit sich. Denn das Material, die bewegte Masse und das akustische Zentrum sind von Treiber zu Treiber unterschiedlich. Jeder Treiber weist spezifische Eigenschaften hinsichtlich Beschleunigung und Verzögerung auf. Aber auch die Materialresonanzen, der elektrische und physikalische Widerstand, der Wirkungsgrad und die Membranauslenkung sind nicht identisch. Deshalb bleibt das resultierende Klangbild unmöglich vollständig erhalten, egal wie gut die Weiche konzipiert wurde. Phasen- und Zeitverschiebungen treten auch bei Instrumenten und im Studio auf, doch anders als im Studio erhalten die bei der Wiedergabe entstehenden Phasenfehler keine nützlichen oder natürlichen Informationen für das menschliche Ohr und beeinträchtigen somit deutlich die Integrität des Gesamterlebnisses.
Hersteller gehen mit diesem Thema auf unterschiedliche Weise um: Die Dahlquist DQ10-Lautsprecher von Saul Marantz z.B. sind ein sorgfältig aufeinander abgestimmtes 5-Wege-Phasenarray. Bei seinem berühmten Erstlingswerk brachte Marantz die akustischen Zentren aller fünf Treiber auf eine Ebene, um die zeitliche Verschiebung zwischen ihnen auf ein Minimum zu reduzieren. Sein Entwurf gelang so gut, dass die DQ10 bis heute als außergewöhnlich musikalische Lautsprecher gelten. Marantz’ Idee ging auf einen früheren Entwurf der englischen Firma Quad zurück, die einen Lautsprecher mit ähnlichen Abmessungen wie den Dahlquist entwickelt hatte, der allerdings auf einer einzigen Membran basierte. Die Quad ESL 57 ist berühmt für ihre phasengerechte Musikwiedergabe, die die meisten Lautsprecher ihrer Zeit übertraf. Saul Marantz wollte den phasenrichtigen Klang eines elektrostatischen Lautsprechers mit der dynamischen Lautstärke eines dynamischen Systems vereinen.
Die Martin-Logan-SL3-Lautsprecher streben ein ähnliches Ergebnis an, indem sie eine elektrostatische „Mylar“-Membran für Höhen und Mitten verwenden und diese mit einem dynamischen Tieftöner kombinieren, um eine natürliche Basswucht und Dynamik zu erzielen. Wollte man mit elektrostatischen Lautsprechern das gesamte Frequenzspektrum einschließlich des Bassbereichs abdecken, müssten diese sehr groß sein. Zur Wahrung der Homogenität kommt der dynamische Tieftöner der SL-3 erst bei sehr tiefen Frequenzen zum Einsatz, bei denen das menschliche Ohr nicht mehr so empfindlich ist, was die Konfiguration mit zwei Treibern angenehmer macht. Elektrostatische Lautsprecher sind jedoch von Natur aus bipolar und erfordern deshalb eine sorgfältige Aufstellung. Darüber hinaus benötigen sie viel Platz zur Wand sowie ausreichend Erfahrung bei der Einrichtung von HiFi Systemen, um ihre Stärken ausspielen zu können.
Magnetostatische Lautsprecher, wie beispielsweise von Magnepan und anderen Herstellern vorgestellt, bieten ähnliche Vorteile und lassen sich einfacher aufstellen. Sie eignen sich zudem besser für kleinere Räume. Alle genannten Konstruktionen stellen einzigartige Ansätze zur Lösung der Phasen- und Laufzeitprobleme durch Ein-Treiber-Konzepte dar. Wirklich gelungene Designs sind jedoch nach wie vor selten in den Wohnzimmern der Menschen vertreten, da sie zudem eine hervorragende Musikquelle, eine durchdachte Verkabelung, leistungsstarke Verstärker sowie akustisch optimierte Räume erfordern. Wer hat das schon?
Meiner Erfahrung nach sind weitaus weniger Menschen bereit, Geld, Zeit und Energie zu investieren, um sich mit der Einrichtung eines High-End-Systems in einem fachgerecht akustisch behandelten Raum zu widmen, als dass sich Menschen für das Hörerlebnis selbst interessieren. Und tatsächlich kann bei der Einrichtung eines HiFi-Systems so viel schiefgehen, dass ich diesem Thema über die vergangenen Jahre rund 30 Kapitel gewidmet habe, die in „High Fidelity“ dieses Blogs nachzulesen sind. Sicherlich kann es nicht schaden, über fundiertes Wissen zu verfügen und somit die Grundlagen für HiFi- oder High-End-Systeme zu schaffen, doch bietet die FIR-Technologie nun völlig neue Möglichkeiten. Sie verspricht einen ähnlichen Effekt bei deutlich geringeren Kosten und weniger Aufwand zu erzielen, für all diejenigen, die den Genuss eines High-End-Systems ohne den großen Aufwand genießen möchten.
Bevor Sie sich auf Ihr FIR-Abenteuer begeben, ist es wichtig zu verstehen, dass jeder der Verstärker im Inneren der FIR BoxX direkt mit einem der Treiber im Lautsprecher verbunden werden muss. In der Regel bedeutet dies, dass die vorhandene Frequenzweiche des Lautsprechers entfernt oder umgangen wird und an der Rückseite des Lautsprechers ein neuer Mehrkanal-Anschluss installiert wird. Speakon-Anschlüsse – ursprünglich von Neutrik für professionelle Audioanwendungen entwickelt – erweisen sich in diesem Zusammenhang als nützlich, da ihre 8-polige Ausführung vier Endstufenkanäle über einen einzigen Stecker anschließen kann.
Dank der acht Endstufen in ihrem Inneren kann eine FIR BoxX zwei Lautsprecher mit jeweils 4-Treibern (oder Wegen) versorgen. Das eher ungewöhnliche 5-Wege-Design der Dahlquist DQ10 würde bedeuten, dass zwei FIR BoxX-Verstärker erforderlich sind (aktuell noch nicht ideal umsetzbar, wegen der nötigen Synchronisierung der Clocks), während bei einem 3-Wege-Lautsprecher zwei Kanäle für den Anschluss von einem Subwoofer-Paar frei blieben, sofern dies als Erweiterung gewünscht ist. Jede FIR BoxX liefert bis zu 30 Watt RMS pro Kanal in Class-D-Verstärkung, und auch wenn dies zunächst nicht nach viel Leistung klingt, lässt sich die effektive Ausgangsleistung nicht allein anhand dieser Zahl mit den Leistungswerten einer klassischen Endstufe vergleichen. Und zwar aus gutem Grund:
Die klassische Endstufe leitet alle Frequenzen bis hin zum Lautsprecher, wo dann die passiven Komponenten der Frequenzweiche das Signal mithilfe von Kondensatoren, Spulen und Widerständen regulieren und aufteilen. Das bedeutet, dass am Verstärker eine relativ komplexe Last anliegt und die passiven Komponenten die Ausgangsleistung schmälern. Bei der FIR BoxX hingegen wird das Signal bereits vor der Verstärkung aufgetrennt, sodass jede Endstufe nur die Signale verarbeiten muss, die für den einen Treiber bestimmt sind, an dem sie direkt angeschlossen ist. Natürlich könnten bei meinen 2-Wege-Lautsprechern von Martin Logan angesichts der komplexen Last eines elektrostatischen Panels die 30 Watt dennoch unzureichend sein. Andererseits arbeiten elektrostatische Lautsprecher ohnehin phasenkohärent und stehen deshalb auch nicht im primären Fokus der FIR-Technologie.
Der Vorteil der FIR-Technologie kommt vollständig bei Lautsprechern mit mehreren dynamischen Treibern zur Geltung. Während der Einrichtung, die nach aktuellem Stand noch von einer auf diesem Gebiet erfahrenen Person durchgeführt werden muss, wie beispielsweise dem in Hamburg ansässigen FIR-Entwickler Bidjan Tschaitschian, wird das Verhalten jedes Treibers gemessen, für sich allein linearisiert und anschließend mit den anderen Treibern homogenisiert. Die Anweisungen könnten z.B. lauten: „Leite Frequenzen über 800 Hertz an den Mitteltöner.“ „Reduziere eine bestimmte Resonanz um 4 dB.“ „Verzögere den Hochtöner um 0,17 ms.“ „Ändere die Phasenbeziehung zwischen den Treibern.“ „Kompensiere die Resonanzen des Treibergehäuses.“ Oder: „Wende eine bestimmte Abstimmungskurve an.“ – Auf diese Weise ist die FIR BoxX in der Lage, die akustischen Zentren der Treiber aufeinander abzustimmen und elektrische sowie mechanische Ungenauigkeiten im ursprünglichen Treiber- und Lautsprecherdesign auszugleichen.
Wie ich miterleben konnte, gibt es während diesen ersten Messungen häufige Überraschungen. So kommt es beispielsweise nicht selten vor, dass bei der ursprünglichen Lautsprechermontage die Polarität eines der Treiber vertauscht wurde. Nachdem alle Treiber einzeln und als Ensemble vermessen und justiert wurden, wird noch eine Messung der kompletten Anlage durchgeführt, bei der die Lautsprecher auf die spezifischen Eigenschaften des Hörraums abgestimmt werden, so wie diese von der Hörposition aus wahrgenommen werden. Ich war Zeuge einer solchen Einrichtung im Hörraum meines audiophilen Weggefährten Henrik. Sein Raum war bereits akustisch optimiert worden; wir hatten die Lautsprecher entsprechend dem spezifischen Resonanzprofil des Raums aufgestellt und zuvor die Abkopplung seiner Lautsprecher vom Boden optimiert. Angesichts dieser Vorbereitungen klang bereits der passive Aufbau hervorragend.
Henriks Dieter-Achenbach-Trinity-Lautsprecher verfügen über Chassis von sehr hohem Wirkungsgrad und hoher Materialqualität. Die original verbaute Frequenzweiche verwendete hochwertige Bauteile und war gut auf die Chassis abgestimmt. Als ich Bidjan Tschaitschian während der Treiber-Einmessung und FIR-BoxX-Einrichtung über die Schulter blickte, konnte ich die Resonanzen und Frequenzspitzen der Treiber sowie deren abfallende Ausgangskurven erkennen. Bidjan passte die Kennlinie des Verstärkers sorgfältig an, um dessen Ausgangssignal an den Treiber anzugleichen und diesen auf eine lineare Kennlinie zu bringen – ein Vorgang, den er sehr gewissenhaft zunächst für jeden einzelnen Treiber und anschließend für die Treiber in Kombination durchführte. Ich machte einige Fotos von diesem Vorgang und musste noch vor Abschluss der Einrichtung abreisen; erst einige Tage später, als bereits alles an seinem Platz stand, kehrte ich für meine Hörproben zurück.
Die FIR BoxX kann eingehende Audiosignale sowohl von analogen als auch von digitalen Quellen verarbeiten. Sie bietet jedoch keine RIAA-Korrektur für Phono-Anwendungen. Insgesamt stehen vier Audioeingänge zur Verfügung: Zwei Stereo-Line-Eingänge und zwei optische Eingänge. (Zutreffend für die getestete FIR-BoxX DIY. Manch ältere Geräte verfügen nur über einen Eingang jeder Sorte.) Henriks analoges Frontend bestand aus einem massiven Transrotor Zet3-Plattenspieler mit MC Tonabnehmer, der über einen Phasemation t550-Stepup-Transformator angeschlossen war. Die RIAA-Korrektur erfolgte über einen Symphonic Line „Die Erleuchtung“-Vorverstärker. Von dort aus konnte das Signal entweder zur digitalen Verarbeitung an die FIR-BoxX weitergeleitet werden oder den klassischen analogen Weg zu einer Musical Fidelity M6 PRX-Endstufe nehmen. Henrik hatte die originalen Frequenzweichen der Achenbach unverändert belassen und diese lediglich zur Aktivierung der FIR-Funktion umgangen. Auf diese Weise waren weiterhin A/B-Vergleiche zwischen beiden Technologien möglich.
Henriks digitales Frontend bestand aus einem preisgünstigen FIIO SR11 Digitaltransport, der seine Daten über den optischen Eingang direkt in die FIR-BoxX einspeiste. Zu diesem Zeitpunkt verfügte Henrik gerade über kein digitales Frontend für den analogen Verstärker. Aus diesem Grund konnten wir zunächst ausschließlich den direkten A/B-Vergleich zwischen der Verarbeitung des Analogsignals vom Transrotor anstellen, welches entweder an die analoge Musical Fidelity M6 PRX-Endstufe oder über den analogen Eingang der FIR-BoxX an deren internen DAC weitergeleitet wurde. Der nächste Schritt wird folglich darin bestehen, Henriks digitales Frontend um einen CD-Player, einen Streamer und einen DAC zu erweitern, wodurch dann auch Vergleiche aus mehreren digitalen Quellen möglich werden. Dies muss jedoch bis zum nächsten Artikel warten.
Aufgrund unserer Hörerfahrungen mit der FIR-BoxX bei der Wiedergabe von Musik aus analogen und digitalen Quellen kann ich sagen, dass sie als elektronisches Gerät nicht die Aufmerksamkeit auf sich zieht, sondern vielmehr die Bühne freigibt, damit sich die Musik frei entfalten kann. Genau das ist es, was alle großartigen High-End-Systeme leisten sollten, doch die FIR-BoxX hat den zusätzlichen Vorteil, dass sie nicht so sehr von perfekten Lautsprechern und Umgebungsbedingungen abhängig ist. Im Bedarfsfall kann sie Unvollkommenheiten entgegenwirken. Henriks Achenbach-Trinity-Lautsprecher spielen auch aufgrund ihres hohen Wirkungsgrads äußerst dynamisch, erfordern jedoch wegen ihrer großen Treiber eine hohe Kontrolle durch den Verstärker. Die FIR-BoxX stellte sich dieser Herausforderung mit Bravour und zeigte keinerlei hörbare Schwächen hinsichtlich der Basswiedergabe. Tatsächlich bewahrte sie die musikalische Integrität jeder Aufnahme so gut, dass Diskussionen über einzelne Aspekte etwas fehl am Platz erscheinen.
Die Musikwiedergabe ist mit der meiner elektrostatischen Lautsprecher durchaus vergleichbar und klingt auf den Achenbach Trinity aufgrund ihrer Richtcharakteristik deutlich solider und PA-ähnlicher. Während die Martin Logan SL3 die Atmosphäre eines intimen Club-Events erzeugen, bei dem selbst den zartesten Klängen noch Beachtung geschenkt wird, erzählen die Trinity die Geschichte eines großen Bühnenereignisses mit mehr Schwung und Wucht. Beide Wiedergabestile haben durchaus ihren Reiz. Falls Sie meine Berichte über den inflationären Einsatz von DSPs auf Messen und deren negative Auswirkungen auf die Musik gelesen haben, kann ich Ihnen versichern, dass die FIR-Box ein völlig anderes Kaliber ist. Nichts an ihrer Musikwiedergabe wirkt farblos, abgestanden oder gar gekünstelt. In puncto Agilität, Tonalität und Klangbild kann sie sehr gut mit anderen High-End-Anlagen mithalten. Jeder Klang erhält seinen Raum und seine Dimension, und auch der Bass klingt so natürlich, wie er dies sollte.
Müsste ich einen Engpass benennen, wäre es vermutlich der interne Analog-Digital-Wandler der FIR-BoxX, und zwar deshalb, weil der Wechsel vom Transrotor als Quelle zum digitalen Transport FIIO SR11 eine deutliche Leistungssteigerung mit sich brachte. Einfach alles klang größer und auch überzeugender. Bei der analogen Quelle klang die FIR-BoxX tatsächlich noch etwas dünner und zurückhaltender als der passive Weg unter Verwendung der Musical-Fidelity-M6-PRX-Endstufe. Dies könnte damit zusammenhängen, dass die FIR-BoxX massive Raumresonanzen bei 25 Hz und 50–60 Hz kompensierte, wobei der Musical-Fidelity-Verstärker diese einfach ignorierte; doch da dieselbe Korrektur auch beim Streamen der Musik über den FIIO SR11 wirksam war, konnte die Korrektur sicherlich nicht der einzige Grund sein. Um jedoch eine finale Aussage zur Güte der Analog-Digitalwandung zu treffen, die losgelöst von der spezifischen Testumgebung Bestand hat, sind weitere Tests notwendig.
Zu unserem Erstaunen gelang es der FIR-BoxX, die perfekte Kontrolle über die Lautsprecher auch bei sehr hohen Lautstärken aufrechtzuerhalten. Jede Endstufe behielt die perfekte Kontrolle über den Treiber, und sowohl das Timing als auch die Detailtreue waren durchweg sehr beeindruckend. Das Klanggeschehen steht fest im Raum, und obwohl der Sweet Spot dem des passiven, analogen Systems ähnelt, offenbart ein Gang durch den Raum einen gleichmäßigeren und klanglich ausgewogeneren Eindruck. Dies macht das Hörerlebnis angenehmer, wenn man das Musikerlebnis mit Freunden und Familie teilen möchte.
Bidjan Tschaitschian arbeitet derzeit an der Automatisierung des Einrichtungsvorgangs, um die Technologie auch für Privathaushalte leichter zugänglich zu machen. Das einzige verbleibende Hindernis ist die Notwendigkeit, die ursprüngliche Frequenzweiche der Lautsprecher zu umgehen. (Zumindest trifft dies auf konventionelle Lautsprecher zu, die mit FIR-Technik aktiviert werden sollen, siehe unten.) Andererseits macht die Fähigkeit der FIR-BoxX, alle Arten von Mängeln bei Treibern, Lautsprechergehäusen und Hörräumen weitgehend auszugleichen, ihren Einsatz äußerst attraktiv. Hobby-Lautsprecherbauer, Besitzer älterer und minderwertigerer Lautsprecher sowie HiFi-Enthusiasten mit nicht idealen Hörräumen – sie alle werden von der FIR-BoxX profitieren und begeistert sein.
Ich freue mich darauf, noch mehr darüber zu erfahren.
Anmerkung: Zum Entstehungszeitpunkt dieses Artikels führt Daniel Gattig von "Lautsprechershop" ein Projekt zur Entwicklung von speziellen Lautsprechern für die Fähigkeiten der FIR-BoxX durch. Markus Grelka von Rose Handwerk bietet bereits FIR-fähige Lautsprecher für das größere Verstärker-Modell, die MUSICWONDER ONE mit einer Nennleistung von 100 WPC, an.
< Martin Logan SL3 | Die Erleuchtung >





