Berechnungen aktiver Frequenzweichen

würde sich auch digitale potis für solche weichen verwenden lassen, oder sind die aus irgendwelchen gründen für musik weniger gut geeignet? dann hätte man das poti problem nicht, und könnte alles schön mit display und uController einstellen.

Das geht schon, aber wird nicht ganz billig. Da kommt man schnell in die preisliche Gegend von einfachen DSP-Lösungen, also Digitalfilter.

Hallo nach so langer Zeit.
Weil diese hilfreiche Schaltung doch sehr oft auftaucht beim googlen und sicher vielen Anfängern schon weit geholfen hat möchte ich auf einen kleinen Fehler hinweisen, der dem Plan für die Subwooferweiche innewohnt.
Der Summierer ist kein Summierer sondern ein Verstärker, der wegen der hohen Eingangswiderstände ( die beiden 100k) schwer zu berechnen ist. Eigentlich besitzt er 11-fache verstärkung aber wegen der typischen 300k-Eingangsimpendanz des NE5532, die stark schwanken und eigentlich keine Ohm'schen Widerstände sind kommt es zu einer schwankenden Spannungsteilung am Eingang. Bei 300k auf GND hätte man also 0.75 Spannungsteilung mal 11-fache Verstärkung. Das macht ungefähr 8-fache Verstärkung. Weil man das eben schlecht berrechnen kann verwendet man beim Verstärker eigentlich keine hohen Eingangswiderstände. Ich habe vor, hier einen Verbesserungsvorschlag zu posten, der auf einem echten Summierer basiert un den Anschluss von weiteren Filtern zulässt.

Hallo herrkami,

das klingt interessant. Wunder mich schon länger, dass es tausende OP-Typen gibt und die ganzen doch recht aufwändigen Schaltpläne für sowas universell einsetzbar sein sollen.

Ich grübel schon seit längerem an einer Lösung für meine geplante Soundsystem-Konstruktion für draußen. Möchte zwei 10" PA-Boxen ab ca. 100 Hz laufen lassen und die Subwoofer von 45-100 Hz. Verstärker ist mit TAA4100A realisiert und läuft bereits. Ordentlich Leistung und Headroom (bei 24V Spannung, hätte ich nicht gedacht).

Damit die Tops noch Kickbass wiedergeben muss ich die wohl relativ steilflankig ankoppeln. Also 24dB Linkwitz statt "kleiner Kondensator in Reihe 6dB".
Für die Subs brauche ich einen Bandpass mit steilflankigem Hochpass bei 45 Hz. Und eigentlich muss ich die nach oben an die Tops anpassen, sprich ebenfalls 24dB...

So wie ich das im Moment plane, wird das ein OP-Grab. Ich werd da stundenlang auf ner Lochraster rumlöten und dann feststellen dass ich mich irgendwo verrechnet oder um ne Zehnerpotenz vertan habe. Mit OPAms hab ich noch nichts (erfolgreich) gemacht.

Gibt es da eine fertige Lösung? Oder seh ich das ganze viel zu kompliziert und ich könnte die Weiche aus einem alten PC-Boxen-System ausschlachten? Fand die Performance von den Teilen bisher halt eher unterirdisch...

Nebenbei bräuchte ich einen Preamp, damit man leiser aufgenommene Musik auch mit den oft recht schwachen Kopfhörer-Ausgängen moderner MP3-Player auf der Box mit Vollpegel hören kann...

Hat jemand eine Idee, wie man das unter einen Hut bringen kann ohne dass der Aufwand extrem wird?

Moin,

eine etwas einfachere Version (12dB/oct) wird hier gerne gebaut Link.

Mir kommt gerade die Idee, eine (gebrauchte) Behringer CX2310 Aktivweiche auf den portablen Betrieb ohne Netzspannung umzurüsten. Die Features passen zu Deinem Projekt - und basteln musst Du auch noch

;-) Detlef

hi Leute,

mein kollege brauch für seine Lautsprecher eine aktive Frequenzweiche und hat mich um HIlfe gebeten bze hab sie ihm angeboten.
Technisch habe ich schon verständnis, bin ende dritten jahres meiner Elektrotechnischen Vollzeitausbildung (leider ne sehr schlechte Schule). Und behandeln grad OPs.
Ebenso Aktive weichen. Theoretisch und Praktisch.
Habe zugang zu vielen Bauteilen und Messtechnischen Instrumenten.

Problem ist nur, habe noch wenig ahnung wie man sie wirklich an Lautsprecher anpassen kann, sprich die berechnung!

Kollege sagte mir nur, das 0-150Hz durchgelassen werden sollen. Mehr infos habe ich noch nicht. Wie würdet ihr vorgehen?

Freue mich über ratschläge und bedanke mich jetzt schon

Hi,

schau dir doch mal das von mir verlinkte Projekt aus #56 an - da hast Du schon mal eine praktische Umsetzung, Formeln und einige Erklärungen.

;-) Detlef

heyhey, was würdet ihr mir denn für einen opv für nen linkwitzhochpass mit 24db@80hz und 6,8nf kondi empfehlen?

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Das Thema wurde aufgeteilt und einige themenfremde Beiträge wurden verschoben. Das neue Thema lautet: "Berechnungen für aktive Frequenzweichen "

Habe eine Frage wie kann ich die Verstärkung V des Tiefpasses anpassen das ich statt einer Verstärkung von 2 eine Verstärkung von 3 habe?? oder andersrum das ich eine Verstärkung von 2 habe beim Hochpass??
Ich hoffe irgendwer kann mir helfen

Marcel29112000 (Beitrag #78) schrieb:

... Ich hoffe irgendwer kann mir helfen

Wenn du noch mitteilst welche Schaltung genau (link, pic) du vor Augen hast,
dann dürfte die Chance ungemein steigen ...

Ich verwende die Schaltung auf der ersten Seite dieses Beitrages

Marcel29112000 (Beitrag #80) schrieb:

Ich verwende die Schaltung auf der ersten Seite dieses Beitrages :)

Die Schaltungen dort werden als "Sallen-Key"-Filter bezeichnet, und weisen als Besonderheit eine Verstärkung im Durchlassbereich von 1 aus,
zu erkennen an der direkten Verbindung vom Ausgang zum invertierenden (-) Eingang.

Wenn vom Ausgang zum inv.-Eingang stattdessen ein Spannungsteiler eingefügt wird, kann das Filter gleichzeitig verstärken,
in der Folge ändert sich aber deutlich die Dimensionierung der eigentlichen Filter-Cs und -Rs !.

Eine solche Schaltung findet sich hier:
http://www.hifi-foru...thread=62&postID=1#1
und an deren Bassanhebung kannst du sehen, was passiert, wenn eine ~Sallen-Key-Dimensionierung unverändert mit einer Verstärkung versehen wird.

Die Berechnung für flache Filter (Butterworth, L-R) mit gleichzeitiger Verstärkung ist etwas schwieriger, und hat -- wenn ich mich recht erinnere - auch Grenzen der Realisierbarkeit,
und Formeln bzw. link etc. habe ich auch nicht sofort zur Hand (dauert etwas),
sodass du -- falls ungeduldig -- die Verstärkung lieber in einen Extra-OP auslagern solltest.

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P.S.
Mit diesem flexiblen online-tool:
http://sim.okawa-denshi.jp/en/OPseikiHikeisan.htm
kannst du selbst mal spielen (die Varianten mit Verstärkung sind Nr.3 u. 4),
bei Bedarf kann ich helfen, aber jetzt nicht mehr

@ Marcel29112000

Ich habe mich mit dem japanischen online-tool wieder vertraut gemacht und bräuchte jetzt Input:

-- gewünschte Filter-Steilheit (12 od. 24 dB/Okt.),
-- welcher Typ (flach = Butterworth mit Übergang bei -3 dB oder Linkwitz-Riley bei - 6 dB, oder mit Boost),
-- welche Ü-Frequenz(en) ?

Bräuchte einen Hochpass mit 24dB/Okt. bei einer Übergangsfrequenz = 8kHz, einen Bandpass mit 24dB/Okt. bei einer Übergangsfrequenz = 1kHz und einen Tiefpass mit 24dB/Okt. bei einer Übergangsfrequenz = 150Hz diese hätte ich gerne mit der Filtercharakteristik "Linkwitz-Riley". Diese Filter sollten das Eingangssignal maximal mit einer Verstärkung von 1 verstärken. Also wie ein passive Frequenzweiche.
Vielen Dank für deine Hilfe

Marcel29112000 (Beitrag #83) schrieb:

... Diese Filter sollten das Eingangssignal maximal mit einer Verstärkung von 1 verstärken. ...

Oben hattest du eine (gleichzeitige, individuelle) Verstärkung gewünscht und genau diesen Spezialaspekt fand ich so interessant dass ich geantwortet habe.
Mit Verstärkung = 1 ist IMHO die Sache einfacher, aber o.K..

Linkwitz-Riley bedeutet nichts anderes als jeweils 2 identische Butterworth-Filter "halber Gesamt-Ordnung" hintereinander zu schalten, hier also 2 x 12 dB/O. = 24 dB/O.

Du nennst 3 Übergangsfrequenzen (8, 1, 0.15 kHz), d.h. vier Wege, zählst aber nur 3 Filter auf, wobei Bandpässe üblicherweise jeweils 2 Grenzfrequenzen haben.
Ist das überhaupt für ein Mehrwege-LS-System und welches ?

Bitte klär das noch bevor ich losrechne bzw. -- das ist für Laien nicht so klar -- sinnvolle Vorschläge für Widerstandsniveau und Kondensatorgröße mache ...

Die Filter sollen anschließend an jeweils einen Peakdetector gehen zur Ansteuerung von mehrfarbigen LEDs.
Widerstandswerte am besten nach E12 Normreihe im Bereich 1k bis 10k
Kondensatoren hätte ich mir jetzt Keramikkondensatoren im Bereich von 22pF bis 470nF vorgestellt.
Der Bandpass soll als höchstenpunkt 1kHz haben also Oneregrenzfrequenz rund 1,2kHz und Unteregrenzfrequenz rund 0,8kHz.

Marcel29112000 (Beitrag #85) schrieb:

... Der Bandpass soll als höchstenpunkt 1kHz haben also Oneregrenzfrequenz rund 1,2kHz und Unteregrenzfrequenz rund 0,8kHz. ...

Also keine lückenlose Abdeckung des Spektrums, sondern
-- TP 150 Hz
-- BP schmalbandig um 1 kHz
-- HP 8 kHz

Wenn du es zusammen bekommst das der Hochpass und der Bandpass mit dem Tiefpass (150Hz) das komplette Spektrum abdecken, dann könnten die Frequenzen von Hochpass und Bandpass auch anders sein falls du es irgendwie simulieren könntest und es anpassen könntest das der Bandpass und der Hochpass mit dem Tiefpass (fix 150Hz) das Komplette Audiospektrum abdeckt und Danke schon mal für die Hilfe

Also habe gerade ein schönes Bild gefunden wenn es ist könntest du des auch mit diesen Frequenzwerten ausprobieren ich müsste es halt dann mal ausprobieren wie es aussieht danach.

Jetzt hab ich schon einige Arbeit in deine Originalwünsche gesteckt
-- TP 150 Hz,
-- HP 8 kHz,
-- BP 1 kHz schmal,
-- alle mit Verstärkung max. 0 dB --
und finde die auch interessant, weil sie tendenziell oben und unten auf Frequenzextreme,
und in der Mitte auf markante Vocals oder Soloinstrumente ansprechen, also nicht alles ständig flackert ...

Das muss jetzt erstmal raus:

Tiefpass 150 Hz 12 dB/Okt.
-- 2 x diese Schaltung hintereinander für Linkwitz-Riley 24 dB/Okt = 2 OPs



Hochpass 8 kHz 12 dB/Okt.
-- 2 x diese Schaltung hintereinander für Linkwitz-Riley 24 dB/Okt = 2 OPs



Bandpass 1 kHz schmal 12 dB/Okt.
-- hierfür ist die gezeigte Schaltung "Multiple Feedback" am besten geeignet
-- wenn auch hier 24 dB /Okt gewünscht werden (halte ich nicht für nötig), dito 2 x hintereinander schalten = 4 OPs





Die Widerstandswerte können auf nächstliegende E 24 oder E12-Werte angepasst werden (für diese Anwendung sicher kein Problem).

Als Kondensatoren (E6, hier: 3.3, 10, 15 u. 100 nF) empfehle ich (F)KP- bzw. MKP- oder MKT-/MKS-Folien >=50 V-,
z.B. WIMA FKP2, mit Glück gibts die auch mit 5% und sogar 2.5% Toleranz:
https://www.reichelt...=2&LA=2&GROUPID=7164
Gute Keramiktypen (COG, NPO) gehen natürlich auch.

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Toll, mittlerweile gibts etliche brauchbare, direkt zugängliche online tools für Aktivfilter,
Filter Wizard von AD:
https://www.analog.com/designtools/en/filterwizard/
Leider wird im Filter Wizard bei Sallen-Key Tief- und Hochpässen, selbst wo möglich, keine Gleichteile-Strategie für die Glieder gefahren (warum nur ?),
daher habe ich hierfür tools von dieser Seite benutzt:
http://www.pronine.ca/links.htm
("2. Electronics Calculators", "Sallen-Key Active Butterworth ... Calculators")

Noch besser, weil flexibel, wie schon gepostet:
http://sim.okawa-denshi.jp/en/OPseikiLowkeisan.htm
(nur als screenshot nicht so kompakt)

Okay Danke für deine Hilfe ich werde es so mal am Wochenende nachbauen und mal schauen ob es so funktionieren wie ich es mir gedacht habe.
Werde dich auf dem Laufenden halten wenn es dich interessiert was ich damit vorhabe.

Ich habe nun einen aktiven Filter mir berechnet und aufgebaut (Hochpass) doch da die Frequenzen sehr hoch sein müssen und meist diese Frequenzen leise sind würde ich diese gerne verstärken um ca. dem Faktor 3 um das gleiche Resultat mit einem Tiefpass zu erhalten. Der Hochpass wurde für 7kHz berechnet mit 24dB / Oct. (Filtercharakteristik Linkwitz)

Ich komme wahrscheinlich erst übernächste Woche dazu nochmal Filter mit Verstärkung zu simulieren.

Übrigens:
-- Linkwitz-Filter 24 dB/Okt. ergeben sich aus 2 hintereinander geschalteten identischen Butterworth-Filtern 12 dB/Okt.,
nicht 2x Linkwitz !

... wie versprochen, jetzt:

Verstärkung Faktor 3 = +9.5 dB, also knapp +5 dB pro Filterstufe

Hochpass 8 kHz, B2 (Q= 0.7), +5 dB
Die Verstärkung wird durch einen Spannungsteiler in der GK zum -Eingang erreicht:
4.3 kOhm vom Ausgang zum -Eingang
5.6 kOhm vom -Eingang gg. GND

Durch die Verstärkung ändern sich die Filterbauteile entsprechend obigem Bild:
R1 = 6.5 kOhm
R2 = 5.7 kOhm
C1=C2 = 3.3 nF unverändert

-- 2 x diese Schaltung hintereinander für Linkwitz-Riley 24 dB/Okt


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Auch der schmale Bandpass um 1kHz dürfte durch Verstärkung um Faktor 3 ein besser nutzbares Ausgangsignal bekommen:

Bandpass 1 kHz, B2, 500 Hz breit, ca. +9 dB:
siehe obige TI-Simulation (Filter Wizard), "Multiple Feedback" mit 2 OPs (stage A und B):

R1A = 11 kOhm
R1B = 10 kOhm
R2A = R2B = 1.8 kOhm
C1A = C2A = 15 nF
C1B = C2B = 22 nF
R5A = R5B = 51 kOhm

Vielleicht kann mir jemand weiterhelfen. mit dem Linkwitz Hochpass stimmt irgendwie bei der excel Tabelle etwas nicht oder ich habe nach 20 maligem aufbau der Schaltung immernoch fehler drin. Und zwar trennt dieser nicht wie berechnet bei 100Hz sondern bei 1kHz.

Besten Gruß

M.Plogmann (Beitrag #94) schrieb:

Und zwar trennt dieser nicht wie berechnet bei 100Hz sondern bei 1kHz. ...

Gib mal deine C- und R-Werte an.

Die C und R Werte sind:
R1 90Kohm
R2 180 Kohm
R3 90Kohm
R4 180Kohm

C= 10nF

Gruß Moritz

M.Plogmann (Beitrag #96) schrieb:

... R1 90Kohm R2 180 Kohm R3 90Kohm R4 180Kohm C= 10nF ...

Mit diesen Werten komme ich auf 125 Hz (theoretisch), die Fehler müssen also in der Schaltungsumgebung oder bei den Bauteilen liegen.

Generell ist dein Widerstandsniveau zu hoch (unnötig hohes Rauschen, Brummempfindlichkeit, DC-Offsets).
Im Originalbeitrag ist zu lesen:

Joe_Broesel (Beitrag #1) schrieb:

... Beim Hochpaß sollten die C nicht über 10nF und beim Tiefpaß die R nicht über 10K steigen...

Dass die Rs um 10 kOhm liegen sollten ist o.K., aber die Begrenzung auf <=10 nF ist Quatsch, sorry, da gibt es keine, außer Preis und evtl. Baugröße.

Mit 100 nF, 11 kOhm und 22 kOhm (jeweils 2x) sollte die Schaltung mit üblichen OPs genau so arbeiten wie geplant (102 Hz, 2x -3 dB = -6 dB).

Okay vielen Dank,
ich werde mir das nochmal genau angucken.

so sieht der Frequenzverlauf auf einmal aus. Ich weiß nicht was mir das sagen soll oder was ich falsch mache, aber ich bitte mal um hilfe das bild von spotify auf der rechten seite einfach ignorieren.

Ich habe mit der Tabelle gearbeitet linkwitz tiefpass. 24db/Okt. alles genauso aufgebaut wie auf dem schaltbild. der Linkwitz hochpass mit dem selben OP Amp funktioniert tadellos. Den Tiefpass hatte ich zwischenzeitig am laufen, dann habe ich nur die Kondensatoren getauscht und jetzt Funktioniert es nicht mehr. (die Kondensatoren habe ich auch schon überprüft) Die Ganze schaltung ist auf einer Klemm-Platine aufgebaut. Kann man mit dem Oszi irgendetwas genaueres herausfinden oderso? Ich bin halt leider kein Elektronik ass ich kann halt "nur" Lautsprecher entwickeln.