Frequenzweiche, warum liegen Trennfrequenzen soweit auseinander?

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ralfi_aus_ulm
Schaut ab und zu mal vorbei
#1 erstellt: 17. Jun 2020, 02:42
Hallihallo,

ich habe ein Verständnisproblem. Ich habe im letzten Jahrtausend ein paar Boxen gebaut und bin dabei, sie zu renovieren (Hochtöner erneuert, das Ferrofluid hat sich wahrscheinlich vaporisiert...). Dabei habe ich mir die Weiche angeschaut.

Status quo: Zwei Wege. Tiefpass ist 1,8mH und 15uF, das ist ein Butterworth mit 1000Hz Grenzfrequenz.
Hochpass ist 0,4mH und 6,8uF, das ist ein Chebychev mit 3000Hz. Beide Chassis haben 8ohm.
WARUM sind die Grenzfrequenzen der Filter derart weit auseinander? Kann das sein oder ist da ein Fehler drin? Hat das am Ende mit der Charakteristik der Filter zu tun? An einen Fehler kann ich fast nicht glauben, die Boxen wurden damals sicher 100fach nachgebaut. Allerdings finde ich schon, daß Stimmen nicht gerade im Vordergrund stehen.

Ich bitte um kompetenten Rat.
Schankedön.
MBU
Inventar
#2 erstellt: 17. Jun 2020, 04:16
Bei Lautsprechern kommt es auf die akustische Flanke/Trennfrequenz an, nicht auf die elektrische, denn kein Treiber stellt einen ohmschen Widerstand dar. Rechnet man dann eine akustisch korrekt ausgelegte Weiche nach, dann kommen solche Fragen auf.
Kay*
Inventar
#3 erstellt: 17. Jun 2020, 05:00
ergänzend,
Baffle-Step-"Entzerrung"
ralfi_aus_ulm
Schaut ab und zu mal vorbei
#4 erstellt: 17. Jun 2020, 13:30
Dann löse ich mal auf. Es handelt sich um die Monacor Logo, die Weiche hat die Version MkII. Daher nehme ich an, dass sich jemand mit der ersten Version auseinandergesetzt hat, und verbessert. Ich bin jetzt am basteln. Gehäuse bleibt, Chassis bleiben. Experimentiert wird mit der Weiche. Ich habe gelesen, daß der Monacor DT-250 bis fast zu seiner Resonanz herunter betrieben werden kann (Frank Kuhl, hat sich leider gelöscht). Also schiebe ich die Grenzfrequenz des Hochpasses mal ein wenig nach unten unter Beibehaltung von Chebychev. Falls jemand mitprobieren will, bei jobst-audio.de ist ein Weichenrechner, bei dem man prima mit Werten spielen kann. Das Korrekturglied (4,7u und 8,2ohm), welches vermeintlich einen Mitteltonbuckel wegmacht, kann ich kaum akustisch wahrnehmen. Egal, was für Musik ich auch wähle, eine besser/schlechter Entscheidung gelingt mir nicht. Falls jemand einen Tipp hat, mit welchem Lied ich das Korrekturglied wahrnehmen kann....... her damit.
Bei einer ganz ähnlichen Box (Aspera) ist der Superhochton stärker angehoben, Das werde ich auch tun (das Alter, die Ohren).
Sodele, ich werde berichten, wie meine Weiche gedeiht.
Mechwerkandi
Inventar
#5 erstellt: 17. Jun 2020, 13:57

ralfi_aus_ulm (Beitrag #4) schrieb:

Weichenrechner

Er hat das böse Wort gesagt!
Steinigt ihn!
Steinigt ihn!!

Kay*
Inventar
#6 erstellt: 17. Jun 2020, 13:58

Also schiebe ich die Grenzfrequenz des Hochpasses mal ein wenig nach unten unter Beibehaltung von Chebychev.

einfach Beitrag #2 noch mal lesen
und verstehen!
und dann Messtech anschaffen
Pollton
Inventar
#7 erstellt: 17. Jun 2020, 14:33
Hallo,

ralfi_aus_ulm (Beitrag #4) schrieb:
Also schiebe ich die Grenzfrequenz des Hochpasses mal ein wenig nach unten unter Beibehaltung von Chebychev. Falls jemand mitprobieren will, bei jobst-audio.de ist ein Weichenrechner, bei dem man prima mit Werten spielen kann.

und warum solche Weichenrechner nichts taugen, kannst du hier nachlesen.
Elektronator
Stammgast
#8 erstellt: 17. Jun 2020, 14:50

ralfi_aus_ulm (Beitrag #1) schrieb:
.. Zwei Wege. Tiefpass ist 1,8mH und 15uF, das ist ein Butterworth mit 1000Hz Grenzfrequenz.
Hochpass ist 0,4mH und 6,8uF, das ist ein Chebychev mit 3000Hz. Beide Chassis haben 8ohm.
WARUM sind die Grenzfrequenzen der Filter derart weit auseinander? ...

Wenn der Hochtöner im Bereich der Übernahmefrequenz seine Eingenresonanz hat, dann gibt es dort ein Amplitudenmaximum.
Außerdem ist bei der Eigenresonanzfrequenz die Impedanz deutlich höher als die Nennimpedanz und vermutlich nicht nur real, sondern mit einem nicht vernachlässigbaren imaginären Anteil behaftet. Die Übernahmefrequenz liegt in diesem Fall dann deutlich tiefer.

Vielleicht ist die Frequenzweichen auch nicht optimal dimensioniert. Eine leichte Amplitudenabsenkung bei 1...2 kHz klingt subjektiv nicht mal schlecht.

Bernhard
Mechwerkandi
Inventar
#9 erstellt: 17. Jun 2020, 14:56

Pollton (Beitrag #7) schrieb:

und warum solche Weichenrechner nichts taugen, kannst du hier nachlesen.

… und warum sie das liefern, was man will, findet man hier.


[Beitrag von Mechwerkandi am 17. Jun 2020, 14:57 bearbeitet]
tomtiger
Administrator
#10 erstellt: 17. Jun 2020, 17:43
Herrschaften,

bitte keine Diskussion über den Sinn von Weichenrechnern.

Danke.


LG Tom

Administration Hifi Forum
ralfi_aus_ulm
Schaut ab und zu mal vorbei
#11 erstellt: 17. Jun 2020, 18:52
Oh, das sind aber viele Antworten! Danke für das rege Interesse und die Reaktionen.
Dann wollen wir mal davon ausgehen, daß die Weiche ordentlich gemacht war. Nun ist es aber so, daß wenigstens die Umgebungsbedingungen maßgeblich in den Klang der Kiste mit eingehen. Stelle ich die Box ins Regal oder aufs Fensterbrett vor Glas, sollte der Baffle Step zum Teil egalisiert sein, usw. Also nehme ich mir einfach die Freiheit, ausgehend von der original Weiche, die sicherlich nach allen Regeln der Kunst ausgeheckt wurde, ein wenig zu modifizieren. Dabei berücksichtige ich die folgenden Punkte: ich werde alt und höre hohe Töne schlechter, ich mag den seidigen Klang des DT-250, drum darf er eventuell ein paar dB zulegen (wisst ihr eigentlich, was die super highendigen Grado Kopfhörer mit den hohen Tönen machen???)(ich habe gerade 2,7/15 als Spannungsteiler vor den HT gemacht statt 3,9/8,2). Vielleicht schaffe ich es auch, den Präsenzbereich ein wenig mehr zu betonen.
Ich muß schon gravierend eingreifen, um Unterschiede reproduzierbar zu hören, das ist interessant. z.B. kann ich einfach nicht raushören, ob der eins der Chassis umgepolt ist. Habe mir extra einen Umschalter eingebaut zum direkten vergleichen. Das sollte in der Theorie Auslöschungen im Übergangsbereich zwischen HT und TT geben, oder nicht? Genausowenig kann ich das Korrekturglied 4,7uF/8,2ohm relevant hören. Ich habe bereits kreuz und quer durch meine Musiksammlung gehört. Auch unkonzentriert nebenher. Da nervt auch nichts.

Ach ja, zum Simulieren von Schaltungen nehme ich immer partsim.com. Und ja, ich weiß, daß die Lautsprecherimpedanz von der Frequenz abhängt. Aber wenn die elektrische Simulation an einer Stelle 0V auswirft, dann bewegt sich auch keine Membran, egal wie der Lautsprecher gebaut ist (das war jetzt übertrieben, gell....).
Ich werde auf jeden Fall mal ein einer Box den Hochpass durch einen simplen Kondensator ersetzen und probieren, ob ich das Umpolen des HT dann doch hören kann (Neugier). Vielleicht baue ich auch noch Filter mit anderer Charakteristik aber gleicher Frequenz und vergleiche mal. Ist doch interessant, was man so alles hört oder vielmehr nicht hört.
MBU
Inventar
#12 erstellt: 17. Jun 2020, 23:26

ralfi_aus_ulm (Beitrag #4) schrieb:
... nehme ich an, dass sich jemand mit der ersten Version auseinandergesetzt hat, und verbessert.


... oder, was naheliegender ist, die Weiche in der Herstellung billiger gemacht hat ...
Kay*
Inventar
#13 erstellt: 17. Jun 2020, 23:56

Ich muß schon gravierend eingreifen, um Unterschiede reproduzierbar zu hören, das ist interessant. z.B. kann ich einfach nicht raushören, ob der eins der Chassis umgepolt ist

..... deshalb gibt's ja auch "echte" Messgeräte

Nimm dir mal eine Nachrichtensprecherin per UKW-Radio und achte mal auf die Zischlaute
(geht auch mit Musik, nujr da wird man ggf. vom Gesamtsound "erschlagen")
thonau
Inventar
#14 erstellt: 18. Jun 2020, 06:04
Moin,


Ach ja, zum Simulieren von Schaltungen nehme ich immer partsim.com.


Für Lautsprecher- Berechnungen,- Simulationen gibt es spezielle Software.
Eigentlich brauchen diese Programme reale Messwerte als Grundlage, aber um nur die Filtertheorie zu verstehen reichen oft die enthaltenden Projekte aus.
Du kannst sehen was die unterschiedlichen Bauteilwerte für Auswirkungen haben, auch auf die Gesamtimpedanz.
Also zum Verstehen reicht solche Software alleine schon aus.
Als Beispiele, es gibt natürlich noch diverse andere:

Das von MBU programmierte Audio Cad, was für mich die "Mutter" aller Simulationsprogramme ist.
Oder Boxsim und die Datenbank für Projekte .

In Verbindung mit den von Kay* genannten echten Messgeräten, hättest du die Möglichkeit sinnvolle Veränderungen zu machen.
Beispiel:
https://kirchner-elektronik.de/atb-pc-pro/


z.B. kann ich einfach nicht raushören, ob der eins der Chassis umgepolt ist



Auch dies hat eine Lernkurve. Jeder Lautsprecherselbstbauer findet seine Musikstücke die als Referenz dienen. Ich bin immer bei Kammermusik und Jazz gelandet. Die Musik sollte dynamisch und in der Produktion wenig verändert sein.


Aber von deinen Lautsprechern ausgehend. Ich würde diese nicht verändern, nur auf Fehler hin untersuchen und lieber mit der Aufstellung experimentieren und auch mal andere Elektronik davor probieren.
Für Anpassungen an deine Ohren kannst du auch einen EQ verwenden. Entweder als Hardware:
https://www.thomann.de/de/dbx_231s.htm,

oder, wenn deine Musik aus dem PC kommt, als Software:
https://www.chip.de/downloads/Equalizer-APO_96967919.html.

not0815
Inventar
#15 erstellt: 18. Jun 2020, 11:01

thonau (Beitrag #14) schrieb:
Aber von deinen Lautsprechern ausgehend. Ich würde diese nicht verändern, ... und auch mal andere Elektronik davor probieren.

Auch auf die Gefahr hin einer Steinigung durch die High-End-Fraktion erlaube ich mir anzumerken, dass im Verhältnis zu Fehlabstimmungen und Varianten einer Frequenzweiche sowie des Einflusses der Raumakustik die klanglichen Unterschiede der Elektronik - wenn nicht der letzte Schrott verwendet wird - recht marginal sind, aber preislich schnell die Kosten für andere Boxen übersteigen können.


thonau (Beitrag #14) schrieb:
Für Anpassungen an deine Ohren kannst du auch einen EQ verwenden.

und dies ist für Laien und Anfänger auch die einfachste und zudem leicht reversible Eingriffsmöglichkeit ohne sich mit der komplizierten Technik der Lautsprecher- und Weichenabstimmung auseinandersetzen zu müssen.
Ezeqiel
Inventar
#16 erstellt: 18. Jun 2020, 14:06

ralfi_aus_ulm (Beitrag #11) schrieb:
[...] z.B. kann ich einfach nicht raushören, ob der eins der Chassis umgepolt ist. Habe mir extra einen Umschalter eingebaut zum direkten vergleichen. Das sollte in der Theorie Auslöschungen im Übergangsbereich zwischen HT und TT geben, oder nicht?

Das tritt so nur ein, wenn die Addition im Bereich der Trennfrequenz gut gelungen ist in dem Sinne, dass die akustischen Pasengänge der beteiligten Treiber dort übereinander liegen. Verpolt man dann einen der Treiber, liegen die Phasengänge um etwa 180 Grad auseinander und es kommt zu einer deutlichen Auslöschung, die sich in einer tiefen Senke im FG im Bereich der Trennfrequenz äußert.

Ist nun die Weiche so dahingetüddelt, dass die Phasendifferenz zwischen den Treibern so 90 Grad beträgt, würde man bei einer Verpolung eines Chassis kaum einen Unterschied hören....vermute ich jedenfalls, aber ich lerne immer noch dazu.

Viele Grüße,
Ezeqiel


[Beitrag von Ezeqiel am 18. Jun 2020, 14:07 bearbeitet]
thonau
Inventar
#17 erstellt: 19. Jun 2020, 06:38
Moin ralfi_aus_ulm,

vielleicht liest du ja noch mit.
Aus Interesse habe ich die Monacor Logo MKII gegoogelt und da sah ich schon Abweichungen.


Hochpass ist 0,4mH und 6,8uF, das ist ein Chebychev mit 3000Hz. Beide Chassis haben 8ohm.


Korrekte Weiche, siehe hier:

https://www.hifitest...rbausaetze-15529.jpg



Dann löse ich mal auf. Es handelt sich um die Monacor Logo, die Weiche hat die Version MkII.



Die Typenbezeichnung „MkII“ deutet nur darauf hin, dass die Box durch eine Änderung des Chassisprogramms neu bestückt wurde.
von hier: https://www.hifitest...nacor-logo_mkii_5303



Vielleicht liegt da der Hund begraben, Weiche und Chassis passen nicht zusammen?
Ludger
Inventar
#18 erstellt: 19. Jun 2020, 10:11
Hallo,

da war der Thomas doch etwas schneller und hat die richtige Weiche verlinkt.

Ich habe die Logo auch vor einigen Wochen fertiggestellt und war auch vom Präsenzbereich enntäuscht, insbesondere, weil ich die Monacor DT-25Ti schon 2 mal verbaut hatte und dieser Hochtöner im Präsenzbereich schon fast zu laut ist. Laut Monacor sollen sie ja fast identisch sein.

Bei mir laufen die Logo als Lautsprecher für den Fernsehton und gerade bei Sprache ist ein korrekter Präsenzbereich für die Verständlichkeit enorm wichtig. Ich habe dann spaßeshalber die Hochtöner verpolt, was zu einer deutlichen Verbesserung im genannten Bereich führte.

Interessant wäre zu wissen, ob in der am Anfang genannten Weiche auch der in Reihe geschaltete Widerstand mit 1,5µF gebrückt wird.

Gruß
Ludger
ralfi_aus_ulm
Schaut ab und zu mal vorbei
#19 erstellt: 19. Jun 2020, 21:50
Hallo zusammen,

es freut mich richtig, daß die Logo noch so viel Interesse hervorruft!!! Und nach 20 Jahren immer noch nachgebaut wird. Und daß die Chassis noch erhältlich sind. Faszinierend, daß Ludger beim Verpolen des HT so einen gravierenden Unterschied wahrnimmt! Das Experiment werde ich noch mehrmals wiederholen.
Wie bereits bemerkt, meine Boxen sind aus 1998 +/- 1 Jahr. Die verbauten Chassis sind die gleichen. SPH-115 und DT-250.
Der "richtige" Hochpaß mit 4,7uF und 0,56mH hat genau die gleiche Trennfrequenz 3000Hz, aber eine Butterworth statt Chebychev Charakteristik. Butterworth ist flacher und weniger wellig im Übergangsbereich. Ich vermute, der Unterschied ist nicht gut hörbar. Ich habe die Chebychev Variante gegoogelt und in der Monacor Aspera exakt so gefunden (derselbe Hochtöner DT-250).
Es gibt noch eine weitere Monacor Box mit dem DT-250, das ist die Carmen 3. Von der findet man online garnichts mehr.
Der Kondensator über dem Teilerwiderstand dürfte sich nur im obersten Hochtonbereich auswirken, da höre ich sowieso nicht mehr sooo gut. Der Kondensator über dem Teilerwiderstand war im letzten Jahrtausend auch schon drin.

Ach so, Messtechnik werde ich mir nicht anschaffen, ich habe schon genug Hobbies Ich probiere noch ein bisschen rum, poste dann hier die ultimative Weiche und widme mich dann wieder den anderen Dingen.
ralfi_aus_ulm
Schaut ab und zu mal vorbei
#20 erstellt: 19. Jun 2020, 23:17
Ich habe eben die Carmen 3 doch gefunden, in Schweden :-) Der Hochpass hat 3,9uF und 0,47mH, das macht ein Butterworthfilter mit irgendwas um 3,7kHz. Der Spannungsteiler hat 2,2 / 27 Ohm und ist mit 4,7uF parallel zu den 2,2 Ohm.
Das Schema ist also bei allen Weichen das gleiche. Ich mach jetzt mal 0,56mH mit 3 Anzapfungen rein und probier mal die resultierenden Grenzfrequenzen akustisch aus.
Frank Kuhl spricht übrigens an 2 Stellen in diesem Forum bei der Aspera von einer Trennfrequenz von einmal 1800Hz und einmal 2500Hz. Rechnerisch komme ICH ja wie gesagt auf genau 3000Hz (Weiche). Also irgendwas passt hier nicht zusammen.
Wir müssen die Terminologie klären. Ist die "Trennfrequenz" der Mittelwert aus den Grenzfrequenzen der Filter?
quecksel
Inventar
#21 erstellt: 19. Jun 2020, 23:29
Trenfrequenz ist die Frequenz im Übergangsbereich bei der beide Wege im Pegel gleich sind. Und die ergibt sich aus Impedanzen und Frequenzgängen der Chassis sowie den verwendeten Bauteilewerten.
thonau
Inventar
#22 erstellt: 20. Jun 2020, 07:12
Moin,

@ ralfi_aus_ulm,

in #2 hat MBU kurz und präzise das Problem erklärt und dann kommst du nach all den hilfreichen Beiträgen so:


Logo, Aspera, Carmen 3, (derselbe Hochtöner DT-250)



Wow, alle Beiträge sind an dir abgeprallt, wieder ein Teflonmann.


Messtechnik werde ich mir nicht anschaffen, ich habe schon genug Hobbies


Dann solltest du aber davon ausgehen, das du nur im Nebel stocherst.

Ohne Grundlagenwissen wird das nix.

Lies dir bitte das mal durch, um #2 besser zu verstehen:
https://www.hifi-sel...nfer-zum-profi-teil3

Trennfrequenz:
https://admin.hifikl...ter_crossover_de.jpg
https://www.hifi-sel...05-teilnehmerbericht

Mechwerkandi
Inventar
#23 erstellt: 22. Jun 2020, 08:52

thonau (Beitrag #22) schrieb:

Lies dir bitte das mal durch, um #2 besser zu verstehen

Ich bin bei solchen selbstlosen Angeboten immer etwas skeptisch.
>> Die Inhalte sind Produkte einer kommerziellen Medienfirma ohne erkennbaren Bezug zur Lautsprecherentwicklung.
>> Der eigentliche Hintergrund ist das Verkaufen von Abos zu 24,- p.a., äquivalent Zeitschriftenvertrieb.
>> Die dargestellten Ergebnisse sind offenbar sämtlich nicht verifiziert und lediglich auf der Basis von Simulationen ("Boxsim") entstanden.
>> Die Darstellung an sich ist recht reißerisch, mit vielen Ausrufezeichen. So etwas findet man in einer seriösen wissenschaftlichen Abhandlung nicht.
>> Quellenangaben fehlen vollständig, so meine Wahrnehmung.


[Beitrag von Mechwerkandi am 22. Jun 2020, 08:53 bearbeitet]
thonau
Inventar
#24 erstellt: 22. Jun 2020, 09:30
Hallo Mechwerkandi,

falls du die Links zu HI-FI Selbsbau meinst, da bin ich anderer Meinung. Aber auch wenn du skeptisch bist und nur das Kommerzielle in deren Webseite siehst.
Du kannst gerne andere Vorschläge bringen, wie der TE schnell, ohne Kosten und bequem das Wissen über die Entwicklung einer passiven Weiche erklärt bekommt.
Zuerst wollte ich auch das Kochbuch von Vance Dickason verlinken, weil da ist es gut erklärt.
https://www.amazon.d...id=1592810304&sr=8-5
Fast nur mit Simulationen! Das Zusammenspiel von passiven Filtern und Chassis im Gehäuse natürlich mit Beispielmessunegn.

Ist aber egal, der TE will ja nur einen guten Bauvorschlag verbessern, ohne ein Hobby daraus zu machen. Vielleicht gelingt ihm ja der Glückstreffer.

Mechwerkandi
Inventar
#25 erstellt: 22. Jun 2020, 11:25

thonau (Beitrag #24) schrieb:

Du kannst gerne andere Vorschläge bringen, wie der TE schnell, ohne Kosten und bequem das Wissen über die Entwicklung einer passiven Weiche erklärt bekommt.

Will er das überhaupt?
Wave_Guider
Inventar
#26 erstellt: 22. Jun 2020, 22:02

Frank Kuhl spricht übrigens an 2 Stellen in diesem Forum bei der Aspera von einer Trennfrequenz von einmal 1800Hz und einmal 2500Hz. Rechnerisch komme ICH ja wie gesagt auf genau 3000Hz (Weiche). Also irgendwas passt hier nicht zusammen.


Ja:

Du könntest einem systematischen Betrug der langjährig teure Messtechnik verwendenden Frequenzweichenentwickler-Mafia auf der Spur sein!

Gut, dass es noch aufmerksame Mitbürger wie Dich gibt, die sich nicht alles gefallen lassen!

Mach´ sie fertig

Grüße von
Thomas
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