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Trennfrequenz! wie geht das?

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Tom_am_See
Stammgast
#1 erstellt: 08. Sep 2003, 11:11
Hallo erstmal,

ich habe da eine Frage zum Thema Frequenzweiche.
Es geht dabei um die Begriffe Übernahme und Trennfrequenz.

In verschiedenen Büchern habe ich jetzt schon die Berechnung der unterschiedlichen Bauteile gefunden, aber bei der Festlegung der Frequenzen tue ich mich schwer.

Nehmen wir mal an, ich möchte eine Dreiwegweiche mit 8 Ohm und einer Flankensteilheit von 12 dB haben.

Der TT (90dB) soll ab 500Hz weggeschaltet werden und der Hochtöner (90 dB)darf erst bei 4000 aufspielen. Wie Trenn ich jetzt den MT (ebenfalls 90 dB) ein?

Viele Grüße,

Tom
zucker
Moderator
#2 erstellt: 08. Sep 2003, 11:23
hallo tom

sieh doch mal im hi-fi wissen nach. da gibt es eine rubrik 2 - 3 wege weichen + berechnungsgrundlage, allerdings ohne frequenzkompensation (machen wir noch).

anmerkung:
bei 3 wegen ist es besser die hochtonweiche mit 18db/okt zu trennen - es wird sauberer
übernahmefreq. - die bänder sollen sich etwas "überlappen". da aber die Ls und ihre wiedergabemöglichkeiten eine entscheidende rolle spielen, muß man das probieren.
wenn du im bassbereich bis 500Hz gehen willst ( erscheint mir zu hoch, besser 200Hz) solltest du den BP ab 450 Hz ins spiel bringen. Mitten / Hochtonübernahme hängt vom Hochton-Ls ab, das ist auf den Ls angegeben.
im übrigen hatt der kennschalldruck nichts mit der weiche zu tun, wobei man dennoch beachten sollte, das die Ls gleiche schalldrücke haben, um nicht einen freq-teil zu stark hervorzuheben. bei unterschiedl. kennschldr. werden 2 widerstände im Mittel Oder/und Hochtonbereich eingebaut. sie sind als spannnungsteiler vorgesehen. im bassbereich ist das nicht so gut. erstens sind durch die hohe leistung sehr große R von nöten und zweitens "verbrät" man brauchbare leistung.

henry
Tom_am_See
Stammgast
#3 erstellt: 09. Sep 2003, 09:23
Hi Henry,

danke für die schnelle Antwort.

Den link habe ich mir angesehen, und da steht es ja auch. FLankensteilheit in dB/Oktave. Nur um des Verstehens willen. Eine Oktave ist die Verdoppelung der Frequenz(?) soll heissen:

50-100
100-200
200-400
400-800
800-1600
1600-3200
3200-6400
6400-12800
12800-25600 ( funktioniert das so mit den Oktaven?)

wenn ja, würde das doch folgendes bedeuten. Wir trennen den TT mit 12dB/Oktave bei 200 Hz. Dass heisst, bei 400 Hz wäre er ca. 12dB leiser. Den MT würde ich jetzt quasi bei 400Hz zuschalten, damit bei die übernahme vom TT zum MT bei ca. 300Hz liegt, beide währen dort um ca. 6dB abgesenkt, der TT abfallend, der MT ansteigend. Durch die Überlagerung der beiden Kurven ergäbe sich dann die Linearisierung des Frequenzgangs.
Vielleicht liegt das Problem ja bei mir, dass ich in den Formeln nicht sehe, das dieses Aufteilen der Frequenzen dort schon berücksichtigt ist. Braucht man vielleicht deshalb nicht erst bei 400Hz anfangen, da der MT mit einer Flankensteilheit von -12 dB bei 200Hz anfängt, bei 300Hz dann auf -6dB und 400 Hz mit -0dB darstellen würde.

Danke,

Tom
zucker
Moderator
#4 erstellt: 09. Sep 2003, 10:50
hi Tom

verdopplung ist schon richtig, das spektrum fängt aber bei 20Hz an und hört bei 20Khz auf

darstellung des frequenzganges
20Hz - 40 Hz 1. Oktave
40Hz - 80 Hz 2. Oktave
80Hz - 160Hz 3. Oktave
160Hz - 315Hz 4. Oktave
315Hz - 630Hz 5. Oktave
630Hz - 1,25Khz 6. Oktave
1,25Khz - 2,5Khz 7. Oktave
2,5Khz - 5Khz 8. Oktave
5Khz - 10Khz 9. Oktave
10Khz - 20Khz 10. Oktave

die 10. Oktave nimmt also den halben freq-bereich ein und die anderen 9 teilen sich die untere hälfte. wenn das linear geteilt wäre, wären die details im unteren, vorallem im bassbereich nicht mehr erkennbar.

wenn du also bei 200Hz den bass abtrennst, also eine Tiefpass legst, sinkt die oberhalb dieser frequenz angesiedelten frequenzen mit 6,12,18,24 usw. dezibel pro oktave. d.h. es gibt keine abrupte wegnahme wie bei einem rechtecksignal, sondern einen allmählichen rückgang des übertragungsbereiches. willst du nun dort einen mitteltöner ansiedeln, so bedeutet das, daß der hochpass des mitteltonzweiges bei 200hz abtrennen soll. im übernahmebereich sollten sich die freq. ein wenig überlappen. also konkret TP 220Hz / HP des BP 180Hz, gefahr dabei - peak`s im übernahmebereich. es kann auch durchaus sein, genau abtrennen zu müssen. das kommt auf die Ls an. dazu mußt du aber jemand anderen befragen, weil ich nur wenige Ls kenne.
den mitteltöner sollte man verpolen, weil die phasenlage der signale im ankopplungsbereich um 180° verdreht ist. das führt zu frequenzeinbrüchen, bis hin zu auslöschungen im grenzbereich. mit dem verpolen des MT Ls linearisierst du den frequenzgang

wenn du es so tun willst, wie du beschrieben hast, fehlt dir im bereich zwischen 200hz und 400Hz das signal, nicht ganz jedoch erheblich.

als nächstes kommt dann der TP des mitteltonzweiges, an den der HP des hochtonzweiges angekoppelt wird. hierbei ist der hochton Ls wieder so anzuschließen, das die phasenlage keine freq. löcher hervorruft - also so wie der bass Ls

die 18 db trennung für den HP des hochtonweges hab ich dir vorgeschlagen, weil der dann weniger mitten abbekommt und sauberer klingt, zudem auch höher belastbar ist.

henry
Tom_am_See
Stammgast
#5 erstellt: 09. Sep 2003, 11:41
Hi Henry,

Danke nochmal für diesen ausführlichen Exkurs, vorallem innerhalb so kurzer Zeit!

Wenn ich die Frequenzen überlappen lasse, also den Bass bis 220Hz und den MT ab 180Hz spielen lasse, kommt es da im Bereich zzwischen 180 - 220 Hz nicht zu einer Überlagerung im Ferquenzgang? Wie verhält es sich eigentlich mit der Impedanz? Dort wo TT und MT zusammenspielen ( 180-220 Hz ) kommt es da nicht zu einem einbruch im Impedanzverlauf? Da ich selber keinen Röhrenverstärker habe, ist das nicht so schlimm ( jedenfalls nicht für mich, was mein Verstärker dazu sagt, weiss ich jedoch nicht !-))

Danke nochmal für Deine ausführlichen Erklärungen,vor allem die Sache mit den Oktaven war sehr aufschlussreich.

Ich hoffe Du verstehst, dass ich da so nachhake,

Tom
zucker
Moderator
#6 erstellt: 09. Sep 2003, 15:12
@ tom

nachtrag
der trennfreq.-bereich kann durch überlappung peak`s im übernahmebereich hervorrufen. es ist also im bereich von überlappen - gleicher - angrenzenden übernahmefreq. zu wählen. im höheren bereich des spektrums würde ich die angrenzende variante wählen, also TP bis 1100Hz - HP ab 1200HZ. im bassbereich hingegen die gleiche trennfreq favorisieren. meine erfahrungen haben mich gelehrt, das der bass>mittenübergang bei geringen frequenzen dadurch sauberer wird.

was die impedanz angeht - einer weichen berechnung ist ein widerstand zugrunde gelegt, keine impedanz. die impedanzverläufe der Ls sind verschieden. dazu mußt du dir (wenn du es genau machen willst) die kurven der einzelnen Ls besorgen. zum einen mit dem Freq-verlauf (fast kein Ls überträgt im den für ihn angegebenen bereich "linear") und zum anderen die impedanzverlaufskurve. da gibt es dann bei verschiedenen freq., besonders bei steigenden schon erhebliche schwankungen, verursacht durch die induktivität der schwingspule. die hersteller haben deshalb einen impedanzring im Ls eingefügt. das ist ein ring aus kupfer und auf dem polkern unter dem schwingspulenträger aufgebracht. das entspricht einer sekundärwicklung mit einer wicklung. bei hohen freq. entzieht dieser ring dem wechselstrom strom, der dan als wärme anfällt
ob das tatsache funktioniert ist mir unbekannt, da ich über keine messmittel verfüge und auch noch nie davon in der praxis von jemandem gehört habe.
eine andere oder zusätzliche methode ist die anbringung von einem widerstand und einem kondensator in reihe und beides parallel zum Ls.
C=L/R² du mußt also die schwingspulenindukt. kennen
R=Rdc+(Rdc/2) du mußt also den geleichstromwiders. der schwingsp. kennen
der widerstand ist höher als der Rdc. damit solltest du ca die nennimpedanz im ganzen spektrum erhalten.

was hat das jetzt aber mit einem röhrenverstärker zu tun?
im allgemeinen sind zu niedrige abschlußimpedanzen für den verstärker gefählich (kleiner R, hoher Strom). da das aber beim anschluß der nennimpedanz nur bei verschiedenen freq. und das auch nur ganz kurz geschieht stellt es so erstmal keine gefahr dar.

henry
Tom_am_See
Stammgast
#7 erstellt: 10. Sep 2003, 07:03
Hi Henry,

wenn ich das jetzt richtig verstehe, lässt Du den niedriegen Mitteltonbereich (ab 180Hz aufwärts) mit dem hohen Bass (bis 220Hz ) zusammenlaufen. Daraus ergibt sich in dem Bereich eine Erhöhung. Den Mittelton und Hochtochton legst Du jedoch auseinander, so dass sich die abgesenkten Pegel überlagern. Den Hochton regelst Du zudem mit 18dB, um eine saubere Trennung hinzubekommen.

Gut, ich probier das so einfach mal aus.

Was das mit dem Impedanzverlauf und Dem Röhrenverstärker zu tun hat? Gute Frage, die ich Dir hundertprozentig nicht beantworten kann. Soweit ich weiss hängt das mit den Röhren zusammen, die anders auf unlineare Impedanzverläufe reagieren wie heutige Transistorverstärker. Ich weiss allerdings auch nicht, ob sich dies nur auf die Impedanzmaxima oder auch auf Impedanzminima bezieht. Ich kann mir jedenfalls gut vorstellen, dass es zu einem Einbruch im frequenzabhängigen Impedanzverlauf kommt, wenn zwei Chassis sich in den Frequenzen von 180-220 Hz überlagern. Sie sind doch in dem Fall quasi parallelgeschaltet, oder sehe ich das falsch?

Danke nochmal für die Zeit, die Du für die Beantwortung meiner Fragen opferst.


Tom
zucker
Moderator
#8 erstellt: 10. Sep 2003, 09:04
hallo tom

du probierst das einfach. als erstes die Ls aussuchen (nach wiedergabebereich (aufpassen, nicht der ganze bereich ist gut nutzbar), impedanzkurve, kennschalldruck, usw.) dann berechnest du die weichen und zwar nach VERFÜGBAREN werten für spule und kondensator (es kann sein, das unmögliche werte herauskommen, die es nicht gibt(standart)). fang mal mit einer genauen trennung an also 200hz auf 200hz(das ist nur ein bsp.), vielleicht auch höher, je nachdem was du an Ls findest. bei 12db/okt kannst du nahe ankoppeln, weil das signal steiler abfällt. wenn du den aufwand nicht scheust, kannst du auch mit 18db/okt bei allen übergängen trennen
kleiner tip, wenn es preislich geht, nimm Folienkondensatoren, als abstufung dann die "glatten" Tonfreq-elkos aber nicht die "rauhen"

wenn du exel hast kann ich dir mal eine berechnung per emil schicken, das hab ich mir mal gemacht, brauchst nur die impedanz und die trennfreq.-eingeben, dann zeigt er dir die benötigten werte

mein emil steht drin

was willst du denn überhaupt bauen, also welche belastbarkeit. Visaton hat ganz gute Hi-Fi Ls. von denen hab ich den MR 130, den DT 94 und noch etwas anderes, da müßte ich erst mal die box aufschrauben, eingebaut
als bass hab ich von solton und eminence Ls, die sind aber aktiv angesteuert.
henry
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