Dokumentation einer Frequenzweichenentwicklung

Großartig!

Vielen Dank, Sven.
Darauf habe ich gewartet


Gruß
David

Hallo Sven,

Sehr schön

Gruß, Christoph

P.S Eine Kleinigkeit noch: Eine fehlende Impedanzlinearisierung im Resonanzbereich des Basses verschlechtert nicht nur die Amplitude, sondern auch das Ausschwingverhalten in diesem Bereich (es handelt sich ja um einen Schwingkreis, dessen Energie nur langsam abgebaut wird).
Selbst wenn man die Pegelüberhöhung in die Abstimmung mit "einplant" verschenkt man höchstwahrscheinlich Klangpotential.

Hallo,
schöne Dokumentation.
Persönlich vermisse ich Messungen ausser Achse und die entsprechenden Summenpegel nach Weiche.

Ich arbeite ähnlich, jedoch mit Audiocad, dessen Optimierer die Annährung an die Zielfunktion ungemein beschleunigt/erleichtert.
Allerdings mache ich standardmäßig 360 Grad-Messungen horizontal und neuerdings auch vertikal und schaue mir auch an, was in der Summe auch auf anderen Achsen passiert..

Was mich ein wenig wundert, daß du mit deinen Messungen und symetrischen Filterflanken auf Anhieb so eine gute Summenkurve hinbekommst.

Durch den unvermeidlichen Versatz der Schallenstehungsorte muß ich eigentlich immer eine der Filterflanken anpassen, da ansonsten die Summenbildung nicht perfekt ist.

Dann sind es aber meist keine reinrassigen symetrischen Filter mehr.

Viele Grüße
Peter Krips

Die Darstellung einer Weichenentwicklung ist aus Gründen der Verständlichkeit bewußt auf die Betrachtung der Wiedergabe auf Achse beschränkt worden. Aber selbstverständlich gehört zu einer professionellen Weichenentwicklung auch die Berücksichtigung der Wiedergabe unter anderen horizontalen und vertikalen Winkel dazu.

Die Big-Eight wies nur sehr geringen horizontalen Versatz der akustischen Zentren und damit geringe Phasenverschiebung der einzelnen Chassis auf. Diese konnten noch problemlos durch die Weiche kompensiert werden. So war die Symmetrie der Filterflanken möglich.

WinBoxSimu hat ebenfalls einen automatischen Bauteiloptimierer.

Ich finde, für die Chassiskombination ist der Weichenaufwand zu gross. Gerade in der Tieftonweiche.

Bei tiefer Trennung ist die Entzerrung des Impedanzmaximums allerdings Pflicht!

P.S Eine Kleinigkeit noch: Eine fehlende Impedanzlinearisierung im Resonanzbereich des Basses verschlechtert nicht nur die Amplitude, sondern auch das Ausschwingverhalten in diesem Bereich (es handelt sich ja um einen Schwingkreis, dessen Energie nur langsam abgebaut wird). Selbst wenn man die Pegelüberhöhung in die Abstimmung mit "einplant" verschenkt man höchstwahrscheinlich Klangpotential.

Bezogen auf Bassreflexgehäuse jedenfalls

Den Mitteltöner finde ich sehr interressant. Aber ich würde Ihn nicht soweit herunterquälen.

Gute Doku aber auf jeden Fall

Gruss Lutz

Der Mitteltöner ermöglicht in der vorgestellten Box einen sauberen Pegel bis ca. 104 dB/m, dies ist für den gegebenen Einsatzzweck völlig ausreichend. Eine höhere Übernahme war aufgrund des chassiseigenen Hochpassverhaltens nicht mit der gewünschten Funktion möglich. Auch bei einer Verkleinerung des Einbauvolumens und damit einem anderen chassiseigenen Verhalten wäre kaum ein sauberer Linkwitzfilter mit höherer Frequenz zu realisieren gewesen. Die Kombinationsmöglichkeiten aus chassiseigenen Hochpass und elektrischen Filter sind halt für eine bestimmte gesuchte Gesamtfunktion stets begrenzt.

Der Aufwand im Tieftonzweig folgt zwingend dem Mitteltonzweig. Eine einfachere Beschaltung des Tieftonzweiges, egal ob nun eine Reduktion der Filterordnung oder ein Entfallen der Impedanzlinearisierung, hätte ein deutlich schlechteres Gesamtverhalten ergeben.

Gerade beim Selbstbau unterliegt man nicht den strengen Kostenzwängen einer gewerblichen Lautsprecherboxenherstellung. Die im Verhältnis zu den Gesamtkosten geringen Mehrkosten für eine "bessere" Weiche sollte man sich als Hobby-Boxenbauer schon können. Denn auch die teuersten Chassis können nur das wiedergeben was sie über die Weiche erhalten.

Hallo,

not0815 schrieb:

Der Mitteltöner ermöglicht in der vorgestellten Box einen sauberen Pegel bis ca. 104 dB/m, dies ist für den gegebenen Einsatzzweck völlig ausreichend. Eine höhere Übernahme war aufgrund des chassiseigenen Hochpassverhaltens nicht mit der gewünschten Funktion möglich. Auch bei einer Verkleinerung des Einbauvolumens und damit einem anderen chassiseigenen Verhalten wäre kaum ein sauberer Linkwitzfilter mit höherer Frequenz zu realisieren gewesen. Die Kombinationsmöglichkeiten aus chassiseigenen Hochpass und elektrischen Filter sind halt für eine bestimmte gesuchte Gesamtfunktion stets begrenzt. Der Aufwand im Tieftonzweig folgt zwingend dem Mitteltonzweig. Eine einfachere Beschaltung des Tieftonzweiges, egal ob nun eine Reduktion der Filterordnung oder ein Entfallen der Impedanzlinearisierung, hätte ein deutlich schlechteres Gesamtverhalten ergeben. Gerade beim Selbstbau unterliegt man nicht den strengen Kostenzwängen einer gewerblichen Lautsprecherboxenherstellung. Die im Verhältnis zu den Gesamtkosten geringen Mehrkosten für eine "bessere" Weiche sollte man sich als Hobby-Boxenbauer schon können. Denn auch die teuersten Chassis können nur das wiedergeben was sie über die Weiche erhalten.

Das was du da schreibst sollte sich so Mancher ausdrucken und an die Wand hängen.

Wenn man akustische Filter wie du konstruierst, ist das Ergebnis eben immer eine Kombination aus dem elektrischen Filter und der Filterfunktion des Chassis selbst.
Man kann es nicht oft genug betonen, daß sich die bestimmten Filtern zugeschriebenen Eigenschaften eben nur einstellen, wenn sie auf der akustischen Ebene verwirklicht werden.
Genau deswegen muß ich immer grinsen, wenn 6-dB-Weichen designt werden, die sich bei der Betrachtung der akustischen Filterflanken als alles Mögliche entpuppen, nur nicht als 6dB-Weichen.
Gut fand ich auch, daß du klar aufgezeigt hast, daß ein zunächst vorgesehenes 12dB-Filterdesign wegen des Treiberverhaltens nicht realisiert werden konnte.

Die weitverbreitete Phobie gegen "zu viel" Bauteile in der Weiche kann ich ebenfalls nicht nachvollziehen.
Was nötig ist, die Performance zu verbessern wird gemacht, ein oder zwei Bauteile mehr schaden dem Klang mit Sicherheit weniger als stattdessen faule Kompromisse bei der Abstimmung einzugehen.

Viele Grüße
Peter Krips

Der Mitteltöner ermöglicht in der vorgestellten Box einen sauberen Pegel bis ca. 104 dB/m

Hätte ich jetzt nicht gedacht. Der Datensatz des Chassis würde auch gut zu einer 2" Kalotte passen, bis auf die tiefe Resonanz und die etwas grössere Fläche.

...wäre kaum ein sauberer Linkwitzfilter mit höherer Frequenz zu realisieren gewesen.

Habe mit meiner Anmerkung natürlich ausser Acht gelassen, dass du dich streng an die vorgegebene Filterfunktion hältst



Gruss Lutz

@not0815

Gefällt mir wirklich sehr gut, deine Beschreibung. Ich lese mich da gerade ein und finde sie bis jetzt sogar verständlicher und ausführlicher als die Beschreibungen im "Handbuch der Lautsprechertechnik" von Visaton.

[quote="Christoph_Gebhard"]
P.S Eine Kleinigkeit noch: Eine fehlende Impedanzlinearisierung im Resonanzbereich des Basses verschlechtert nicht nur die Amplitude, sondern auch das Ausschwingverhalten in diesem Bereich (es handelt sich ja um einen Schwingkreis, dessen Energie nur langsam abgebaut wird).
Selbst wenn man die Pegelüberhöhung in die Abstimmung mit "einplant" verschenkt man höchstwahrscheinlich Klangpotential.[/quote]

hallo christoph,


bist du dir da ganz sicher? wenn ja, was bedeutet "langsames" abbauen? kann man den verlust von "klangpotential" an dieser stelle quantifizieren (z.b. "ein um 5-6 perioden verschlechteresten ausschwingverhalten zwischen 70-90hz)?

Hallo Fabian,

nein, ich bin nicht sicher. Aber wieso soll das Gegenteil gelten?
Wir haben eine Frequenzüberhöhung, die durch einen Schwingkreis entsteht. Jeder Schwingkreis braucht eine gewisse Zeit bis er seine Energie abgebaut hat.
Auch ein Bassreflexsystem (was einen mechanischen Schwingkreis darstellt) schwingt nachweislich verzögert aus.

Gruß, Christoph

Christoph_Gebhard schrieb:

Hallo Fabian, nein, ich bin nicht sicher. Aber wieso soll das Gegenteil gelten? Wir haben eine Frequenzüberhöhung, die durch einen Schwingkreis entsteht. Jeder Schwingkreis braucht eine gewisse Zeit bis er seine Energie abgebaut hat. Auch ein Bassreflexsystem (was einen mechanischen Schwingkreis darstellt) schwingt nachweislich verzögert aus. Gruß, Christoph

wie gesagt wäre eine genaue quantifizierung sehr hilfreich um das zu bewerten. dass es eine verzögerung geben muss, darüber müssen wir nicht streiten.
hintergrund der frage ist, dass ich kürzlich einen test einer 15"-bassreflexkiste mit überschwingendem serienfilter (eine spule) hatte und schon schlechte vorgefühle hatte. die praxis zeigte, dass es dafür keinen anlass gab. auch die messungen waren in diesem bereich einwandfrei. aber natürlich müsste man die boxen für einen sauberen vergleich auch auf den selben f-gang entzerren, um zu vergleichen (einmal mit, einmal ohne überschwingendes filter)...


gruß,
fabian

IMHO hat Christoph insofern recht, als dass eine Fgangüberhöhung länger braucht, um auf einen bestimmten Pegel abzubauen. Wenn man aber den Rest des Pegels einfach auf das Niveau der Überhöhung anhebt (was ja bei 3 Wegen mittels BR-Neuabstimmung und lauterem Mitteltöner durchaus möglich ist), dann schwingt alles "langsamer" aus, so dass das "Problem" nicht weiter auffällt..

und nochmal die frage: wie hoch fallen die ausschwingverzögerungen aus, wenn man zu vergleichszwecken auf den selben f-gang entzerrt?
wenn, so wie von spatz angemerkt, lediglich zum tragen kommt, dass der im ausgangszustand MIT überschwingendem filter höhere pegel im zerfallsspektrum etwas länger sichtbar ist, dann würde die antwort lauten:
"ein überschwingendes filter verschlechtert die wiedergabeeigenschaften nicht."

und genau das ist die zu klärende frage.
was die fachmagazine (BT) zu dieser frage schreiben, ist mir bekannt.

So sieht besser aus





als so





Kann natürlich auch vom daraus resultierenden Frequenzgang herrühren, dass sich so etwas nicht gut anhört.

Grüsse Lutz

...und nochmal in aller deutlichkeit:
es geht um eine genaue quantifizierung des (eventuell) verschlechterten ausschwingverhaltens. der frequenzgang ist für diese frage nur von untergeordnetem interesse - im sinne einer zu vergleichszwecken zu egalisierenden "fehlerquelle".

Ich würde das nicht dogmatisch sehen sondern am individuellen Objekt entscheiden.

ich bin doch kein dogmatiker - ich will es nur möglichst genau wissen und stelle dazu eine ziemlich simple frage (klar, die einfachen fragen sind meist die schwierigsten).
natürlich geht es in der abstimmung einer einzelnen, konkreten box nicht immer vorrangig um derartige fragen, aber du wirst mir wohl zustimmen, dass der zusammenhang in seiner isolierten form übertragbar und somit auch relevant für individuelle abstimmungsarbeiten sein dürfte.

Hallo,

ich habe meine kleine Dokumentation über die Entwicklung einer passiven 3-Wege Frequenzweiche nochmals mit weiteren Grafiken und weiteren Erläuterungen erweitert.



Gruß
Sven

Obwohl die Diskussion schon einige Zeit her ist, möchte ich mich dazu noch äußern. Ich habe ein Projekt, bei dem der Tieftöner bei ca. 230 Hz getrennt wird. Ohne Impedanzlinearisierung ist im Frequenzgang ein Buckel bei 70 Hz sichtbar. Die Überhöhung beträgt 3 dB, die mit einem RCL Glied dann natürlich verschwindet. Die RCL Schaltung ist recht aufwändig, nämlich 27 mH, 470 uF und 4,7 Ohm.
Für mich stellt sich die Frage, ob der Aufwand auch im rechten Verhältnis zum Nutzen steht. Gibt es dazu Erfahrungen? Sind hörbare Unterschiede wahrnehmbar? Die 3 dB bei 70 Hz dürften wohl nicht hörbar sein. Ist das längere Ausschwingen bei dieser Frequenz überhaupt hörbar?

Gruß

Wolfgang

Gute Frage.

Drei Erfahrungen bisher:
* 2x DA175 60L CB, einmal bei 1800Hz als Zweiweger. Kein Resonanzentzerrung notwendig. Klanglich top.im nahezu gleichen Gehäuse, bei 400Hz getrennt unangenehm "wummsig", unangenehm harter Kickbass.
* Visaton Quintett: im Original ist die Grundresonanz nicht vollständig entzerrt. Das klingt sehr voll und bassstark, aber lauch leicht dröhnig-wummerig. Wenn man das richtig macht, klingt es kontrollierter, ich fand besser. Noch im Bereich "Geschmackssache", finde ich.
* 1x Hivi M8A in 22L CB, versucht bei 350Hz mit 12dB zu trennen, ohne Resonanzentzerrung. Aus Kostengründen (günstige, große Spulen habe ich hier in den USA noch nicht gefunden) es ohne Resonanzentzerrung versucht, Ergebnis: klanglich ähnlich wie bei den DA175-8, sehr unbefriedigend.

Andererseits: Jim Holtz's Mini Statements (Trennung 450Hz) oder Udos Duetta (Trennung ca 200Hz) kommen ohne RCL-Glied aus. Die habe ich beide noch nicht gehört, sollen aber toll sein.

Ich vermute: je nach Treiber und Weiche, scheint der Buckel unterschiedlich stark auszufallen. D.h. kommt drauf an. Bei mir ist's so: nachdem mein Gehör sich erst einmal darauf sensibilisiert hatte, hat mich auch schon der 3dB Buckel bei den M8A gestört.

Ich finde das Thema interessant, würde mich auch sehr interessieren, was andere dazu sagen.

Tipp: ich habe für den Anwendungsfall immer Jantzen Spulen genommen. Da die RCL-Gliedspulen recht hochohmig ausfallen dürfen, hilft: Eine 27mH Spule kostet 6,80 EUR. Was ich völlig akzeptabel finde. Problem: Bei Europe Audio kann man auch bei angeblicher Verfügbarkeit mal 8 Wochen auf die Teile warten, und einen anderen Händler, der diese Teile gelistet hat, habe ich noch nicht gefunden.

bevor jez einer kommt " der Raum verbiegt im Bass viel mehr"

je nach Musik kann so ein recht schmalbandiger Überschwinger schon auffallen,
vorallem gleitende Tonpassagen dicken dann plötzlich auf.

aber bei den 70 Hz/3dB hier könnte das eig perfekt zur 70er 80er Jahre Rock-Pop Musik passen,
und die Bassdrum druckvoller machen.

suche übrigens auch noch nen Lieferant für hochohmige temperaturstabile Spulen über 20-40 mH !! ?

Hallo,

ich werde am besten mal probieren, welche der beiden Varianten (mit oder ohne Impedanzlinearisierung) optimal aus der Sicht Preis-Leistung ist. Ich denke mal solch absolute Aussagen, wie z:B. "ohne Impedanzlinearisierung wird garnichts" bringen uns hier nicht weiter.
Zu den Spulen bietet Mundorf ein sehr umfangreiches Sortiment, Für unsere Zwecke bis 33 mH. Jantzen hat ein noch größeres Liefersortiment, ist aber in Deutschland eher wenig vertreten.

Wo ich ebenfalls noch Probleme sehe, sind Angaben bei den Kernspulen. Die Hersteller sind sehr zurückhaltend, wenn es darum geht festzulegen ab wann die Spule in die Sättigung geht. Folglich ist die Bemessung der Spule, mal abgesehen von der Induktivität, auch nicht so ganz ohne.
Zur Temperaturfestigkeit hat Jantzen Aussagen getroffen:
http://www.jantzen-a...About-baked-wire.pdf

Gruß

Wolfgang

So, nun habe ich den Test an einem 26W/4534G00 gemacht. Das Ausschwingverhalten wurde dazu mit und ohne Impedanzlinearisierung gemacht. Auf der beiliegenden Impedanzkurve ist das sehr deutlich zu erkennen.

Das RLC Glied bestand, wie bereits angekündigt, aus 27 mH, 4,7 Ohm und 470 uF.
Am Ausschwingverhalten der beiden Varianten ist kaum ein Unterschied zu erkennen. Da ist der Unterschied zwischen einem guten und einem durchschnittlichen Chassis wesentlich größer.

Gruß

Wolfgang

wolfgang520 schrieb:

Ich habe ein Projekt, bei dem der Tieftöner bei ca. 230 Hz getrennt wird. Ohne Impedanzlinearisierung ist im Frequenzgang ein Buckel bei 70 Hz sichtbar. Die Überhöhung beträgt 3 dB, die mit einem RCL Glied dann natürlich verschwindet. Die RCL Schaltung ist recht aufwändig, nämlich 27 mH, 470 uF und 4,7 Ohm. Für mich stellt sich die Frage, ob der Aufwand auch im rechten Verhältnis zum Nutzen steht. Gibt es dazu Erfahrungen? Sind hörbare Unterschiede wahrnehmbar? Die 3 dB bei 70 Hz dürften wohl nicht hörbar sein. Ist das längere Ausschwingen bei dieser Frequenz überhaupt hörbar?

So, nun habe ich den Test an einem 26W/4534G00 gemacht. Das Ausschwingverhalten wurde dazu mit und ohne Impedanzlinearisierung gemacht. Auf der beiliegenden Impedanzkurve ist das sehr deutlich zu erkennen.

Hi,

so wie es aussieht, handelt es sich ja um eine geschlossene Box.
Das man bei einen Tieftöner mit relativ niedrig frequenter Tiefpasstrennung den Resonanzbuckel linearisieren sollte, bezieht sich meines Wissens auf den oberen Resonanzbuckel bei Bassreflex-Konstruktionen. Nicht auf den Unteren.

Weil sonst der Frequenzgang im Bereich um den oberen BR-Buckel ansteigen kann.
Und alles was im oberen Bassebereich zu laut ist kann einmal unschöne Dröhneffekte generieren und in Tateinheit, den unteren Bassbereich überdecken.
Wenn so eine Überhöhung im Funkloch einer Raum-Nichtmode liegt, wird die wahrscheinlich nicht groß stören.

Deiner Impedanzmessung nach zu urteilen, bewirkt die angewendete Impedanzlinearisierung einen Impedanzanstieg im Bereich 60Hz - 100Hz.
Womit in dem Bereich nun weniger Leistung erzeugt wird, folglich der Bereich um 70Hz nun leiser ist.

Aber warum war der Bereich zu laut?

Lauter geworden wegen dem Tiefpassfilter mit 230Hz Trennung?
Also ohne Tiefpass wäre es bei 70Hz sonst glatt?

Oder ist das geschlossene Gehäusevolumen sonst vielleicht zu klein?
Dann könnte man Buckel ja Buckel bleiben lassen und es mit einem Hochpasskondensator (GHP) versuchen.
Wobei es natürlich sein kann, dass Hochpasskondensator und tiefe Trennung sich gegenseitig beeinflussen.
(Was natürlich auch jetzt sein kann mit der Einbauresonanz, keine Ahnung).

Grüße von
Thomas

Hallo Thomas,
Du hast richtig vermutet, es handelt sich um eine geschlossene Box. Ich beziehe mich allerdings auf Aussagen in der Art: "eine Frequenzweiche ohne Impedanzlinearisierung, das geht gar nicht"
Es ist auch nicht so, dass ein gradliniger Frequenzgang ohne Linearisierung immer ein langsames Ausschwingen bewirkt. Es ist eher so zu sehen, wie es Frank Kuhl darstellt, es kommt halt auf den Fall an.
Beim Bassreflexsystem tritt das Problem stärker in Erscheinung und hier muss die obere Impedanzspitze egalisiert werden. Ist der Frequenzgang ohne Buckel, dann ist die Linearisierung überflüssig.

Übrigens, das Gehäusevolumen ist mit 50 Litern bei diesem Chassis nicht zu klein, die Überhöhung ist wahrhaftig auf die Spitze im Impedanzverlauf zurückzuführen. Diese Überhöhung ist mehr oder weniger bei jeder Resonanzspitze im Impedanzverlauf festzustellen. Ob dieser Buckel jedoch beseitigt werden muss steht wahrhaftig auf einem anderen Blatt.

Mit meinem Versuch wollte ich einer generellen Aussage zur Linearisierung widersprechen.

Gruß

Wolfgang

Zum Thema Impedanzkorrektur:
Dass eine Linearisierung bei der Resonanzfrequens Sinn machen kann, kann ich nachvollziehen. Aber wozu sollte man den Impedanzanstieg eines Chassis linearisieren? Um lehrbuchmäßige Filterkurven zu erreichen? Denn sonst kann man doch darauf verzichten, richtig? Am Ende zählt doch nur, was hinten raus kommt.