Berechnungen für aktive Frequenzweichen

IWenn ich z.B. den Butterworth TP (12db/Okt.) Filter auf 7000Hz berechne und einen gleichartigen HP ebenfalls auf 7000Hz, bekomme ich dann bei der Übergangsfrequenz von 7000Hz einen Pegelanstieg? Muss also die Eckfrequenz (?) der jeweiligen Filter erst berechnet werden?]

Ja.
Spannungsmässig beträgt die Überhöhung mindestens 3 dB, leistungsmässig (Lautstärke) ca. 6 dB.
Entscheidend ist aber beim Lautsprecher die akustische(!) Flankensteilheit - also ist akustisches Messen angesagt.

Und zweitens; gleich unter den Excel Links steht noch dass beim TP die R's nicht über 10K Ohm kommen sollten, obwohl bereits in der Tabelle 11k Ohm Widerstände eingesetzt sind?

Peanuts bzw. der E-24 Reihe geschuldet.

Detlef

Vielen Dank für die Antwort Detlef

Gäbe es Schaltungstechnisch gesehen eine Möglichkeit, mithilfe eines Potis die Filterfrequenz z.B. beim Butterworth 12dB/Okt LowPass zu regulieren? Wäre das nicht die perfekte Lösung um einen linearen Frequenzübergang zu realisieren? Ansonsten bleibt einem wie bei den passiven Weichen nur das Probieren, Bestellen, Probieren, Bestellen, usw.. (obwohl man sich beim Preis der Bauteile gegenüber passiven Weichen echt nicht beschweren darf!)

Gruss

Pro 12dB Filter benötigst Du ein Stereopoti, dann geht das natürlich.

btw - Fertiggeräte gibt es gerade heute sehr günstig. --> CX3400

Detlef

Die beiden Widerstände sind aber im Verhältniss 1:2, also müsste das Stereopoti den einen Widerstand um das Doppelte erhöhen. Also müsste man doch ein Poti mit dem doppelten Stellwert des anderen Potis nehmen und beide auf die jeweils gleiche Stellung drehen..?

Dein Angebot ist gut, jedoch bau ich was kleines mobiles

SirLuky (Beitrag #64) schrieb:

Die beiden Widerstände sind aber im Verhältniss 1:2, ....

kommt auf die verwendete Charakteristik der Filter bzw. deren Schaltung an.
Da ich Deine Schaltung aber nicht kenne ... ?!

Detlef

Hi,

SirLuky (Beitrag #64) schrieb:

Die beiden Widerstände sind aber im Verhältniss 1:2, also...

...dann lässt sich das Filter so umdimensionieren, dass die Widerstände gleich, stattdessen die Kondensatoren im Verhältnis 1 : 2 stehen.

Bitte Schaltung hier einstellen

Gruss,
Michael

Naja, bis jetzt hab ich noch nicht viel. Aber damit ihr wisst um was es geht:

Die Weiche sollte in eine mobile Box kommen mit 2 3" TMT und einem Hochtöner. Der HT soll ab 7000Hz übernehmen. Zudem will ich ein wenig die Tiefen unter ~50Hz abschwächen. Dafür wählte ich Butterworth 12dB Filter aus, wie sie im 1. Post als Exceltabelle herunter zu laden sind.

Das Stereosignal soll zuerst noch mit einem Addierer zu mono zusammengeführt werden.

Damit ihr noch ein Bild seht, hab ich mir kurz ein Programm heruntergeladen. Soweit bin ich bis jetzt:



Die Teile sind schon bestellt, evtl. werde ich die Variante mit dem Poti trotzdem noch probieren.

Gruss

SirLuky (Beitrag #67) schrieb:

... Soweit bin ich bis jetzt:...

1. für Butterworth muss C7, nicht C5 verdoppelt werden

2. der HP 50 Hz ist unnötig hochohmig (Brummrisko, DC-Offset),
also Widerstände 1/10, Cs x 10 = 47 nF (kleine MKT-Folien)

3. zu dem 10 kOhm-Doppelpoti z.B. je 2.2 kOhm in Reihe schalten, sodass der Stellbereich auf endliche Werte begrenzt wird.

4. zwischen die Ausgangsbuchsen und OP-Ausgang z.B. je 100 Ohm einfügen (Entkopplung /Schwingsicherheit)

Gestern verkabelte ich fliegend den Lowpass Filter und den Addierer, genau so wie unten auf dem Schaltplan den ich soweit gezeichnet habe.

Leider lieferte die Schaltung kaum Spannung am Ausgang, mit ~200 mV am Eingang der Schaltung war am Ausgang/Verstärkereingang kaum noch 5 mV zu messen. Mit dem Ohr am Lautsprecher hörte ich die Musik sehr leise. Nun weis ich nicht ob ich den falschen OPV verwende oder den Addierer nicht richtig schalte (detegg z.B. hatte noch Kondensatoren an den sekundären Anschlüssen des Addier-Dual-OPVs in seinem Projekt)

Als OPV wurde zu Testzwecken folgender verwendet:

https://www.distrele...s-tl072cp/p/17311715

(wird bei funktionierender Schaltung durch diesen ersetzt.)

Als Signalquelle nutze ich mein Handy. Verstärker ist dieser.

(Im Programm konnte ich die OPV nicht richtig ordnen. Für den LP und Addierer nutze ich ein und den selben dual, also IC3a sollte IC1a sein)



Für Hilfe wär ich sehr dankbar

Gruss

SirLuky (Beitrag #69) schrieb:

...Leider lieferte die Schaltung kaum Spannung am Ausgang, mit ~200 mV am Eingang der Schaltung war am Ausgang/Verstärkereingang kaum noch 5 mV zu messen. Mit dem Ohr am Lautsprecher hörte ich die Musik sehr leise...

Wahrscheinlich ist die Anordnung der Filter vertauscht (beide HP in Reihe machen keinen Sinn),
für den TMT müssen HP 50 Hz und TP 7.5 kHz in Reihe liegen (Reihenfolge ist egal), dann sollte da auch was rauskommen,
und der variable HP 3 - 11 kHz allein für den HT.

Der Addierer ist unnötig hochohmig:
R9 - R12 auf 47 k oder sogar 22 k reduzieren.
Werden R 11/12 größer als R9/10 gewählt, gibts Verstärkung (falls gewünscht).

Moin,

die Anordnung der Filterstufen ist wahrlich etwas eigenartig.

Was ich hier so gar nicht verstehe, ist der Verzicht auf Pufferstufen / Buffer.

Die FET-OPs (TL072) sind hochohmig beschaltet (große R, kleine C) sehr gut in Filterstufen einsetzbar, eignen sich aber nicht als Treiber (Iout +-10mA / >2000Ohm). Der Addierer funktioniert nur dann richtig, wenn niederohmig angesteuert.

Die Filter haben grundsätzlich eine Über-alles-Verstärkung von v=1.
Zusammen mit dem hier falsch dimensionierten Addierer ergibt sich eine Signal-Abschwächung auf ca. 50%. Besonders für den SNR nicht besonders förderlich.
Die Verstärkung der Gesamtschaltung über den Addierer anzupassen, ist auch nicht zielführend.

Ein Pegeldiagramm der Gesamtschaltung hilft häufig.

#1 was kommt rein?
#1a um wie viele dB muss ich im Eingangspuffer verstärken, um die nachfolgenden Filter im optimalen Bereich arbeiten zu lassen?
#2 was soll raus?
#2a um wie viele dB muss ich im Ausgangspuffer abschwächen, um die nachfolgende, externe Stufe nicht zu übersteuern?

Vlt. Deine Schaltung nochmal überdenken?!

Detlef

Okay, ich hab nun mal die Bilder gelöscht - soll ja in Zukunft hier keine Verwirrung durch solch falsche Schaltungen entstehen.

Natürlich kommt der HP 50Hz zum 7500 LP in Reihe und der verstellbare HP separat - sorry hab ich völlig verbockt.

Ich habe noch eine Klangregelstufe , welche ich gerne verwenden würde, faul wie ich bin. Diese liefert eine Ausgangsspannung von max. 0,8Veff.

Zu #1a & #2a kann ich nichts sagen. Zum Thema Ein-/Ausgangspuffer fand ich bis jetzt kaum etwas über Google. Aber der DA25 verträgt einen Eingangspegel von 220mV.

Damit ihr mir nicht jegliche Grundlagen erklären müsst, wär ich auch dankbar für einen Link oder Literaturvorschlag, wo ich mich schlau machen kann.

Also, ich versuchte mich mithilfe des Internets ein wenig schlau zu machen, trotzdem blieben einige Fragen offen.

Falls sich jemand die Zeit nehmen würde mir weiter zu helfen

Es geht um die Ein- und Ausgangspuffer (z.B. wie Detegg sie bei seinem Projekt verwendet hat), bei welchen ich anstehe. So wie ich das sehe, sind das Impedanzwandler, jedoch so geschaltet wie ich es im Internet nirgends gefunden hab, meist werden sie invertiert gezeichnet.

Detegg, du hast etwas vom "optimalen Bereich" für die Filter geschrieben, was meinst du damit? Dass ich die Eingangsspannung von 0,8V verstärken muss? Wenn ja wieviel? Das müsste ich dann mit einer zusätzlichen Verstärkerschaltung machen, oder?

Am Ausgang könnte man mit einem richtig dimensionierten Widerstand die Spannung auf max. 220mV für den Verstärker senken, oder brauch ich dafür extra einen OPV?

Ich habe einige grundsätzliche OPV Schaltungen im Internet gefunden, aber leider kaum was über Frequenzweichen..

Ich möchte das Projekt noch nicht aufgeben, daher hoffe ich ihr könnt mir weiterhelfen!

Gruss

SirLuky (Beitrag #73) schrieb:

...Ich möchte das Projekt noch nicht aufgeben, daher hoffe ich ihr könnt mir weiterhelfen!...

Vllt. solltest du mal genau sagen, zwischen welche Anlagenkomponenten und zu welchem Zweck dein Aktivfilter eingesetzt werden soll,
dann zeigt sich, ob Ein- und/oder Ausgangsbuffer überhaupt notwendig oder sinnvoll sind.

Ansonsten, hier eine bewährte Schaltung:
http://sound.westhost.com/project08.htm

Überhaupt gibt es bei ESP viel sinnvolles know-how zum Thema Audioschaltungstechnik.

SirLuky (Beitrag #72) schrieb:

Ich habe noch eine Klangregelstufe , welche ich gerne verwenden würde, faul wie ich bin. Diese liefert eine Ausgangsspannung von max. 0,8Veff. ...der DA25 verträgt einen Eingangspegel von 220mV.

Es ist eine kleine mobile Box mit 3 DA25 Verstärker, für 2 Mitteltöner und einen Hochtöner. Mit dem aktiven Filter möchte ich die TMT vom HT trennen, zusätzlich einen HP bei ~50Hz um die kleinen TMT nicht unnötig zu belasten. Das Signal kommt von einem Bluetooth Empfänger über die oben genannte Klangregelstufe. Also an der Weiche wären dann 0,8Veff Eingangsseitig und 0.22V sollten Ausgangsseitig rauskommen.

Wobei ich mich noch frage, ob die Weiche überhaupt richtig funktionieren kann aufgrund der Versorgungsspannung über einen 12V Bleiakku

SirLuky (Beitrag #75) schrieb:

... Wobei ich mich noch frage, ob die Weiche überhaupt richtig funktionieren kann aufgrund der Versorgungsspannung über einen 12V Bleiakku :?

Warum zweifelst du daran?
12 VDC sind eine gängige Versorgung, schon einfach unsymmetrisch genutzt ausreichend für mind. 3 Veff (AC), die ganze CarAudiowelt funktioniert damit.
Sowohl OP- als auch einfache Diskret-Transistorschaltungen lassen sich damit aufbauen.

SirLuky (Beitrag #75) schrieb:

...Das Signal kommt von einem Bluetooth Empfänger über die oben genannte Klangregelstufe. Also an der Weiche wären dann 0,8Veff Eingangsseitig und 0.22V sollten Ausgangsseitig rauskommen...

Die 0.22 Veff gelten laut Datenblatt für maximal eingestellte Verstärkung (36 dB).
Die lässt sich bis auf 20 dB reduzieren, dass wären dann ca. 1.4 Veff für 25 W an 8 Ohm bei 24 V Versorgung.
Mit deinen "nur" 12 VDC clippt der Amp ab 8 W an 8 Ohm (= 8 Veff.), dann wäre das Eingangssignal bei 20 dB Verstärkung (= 1:10) bei 0.8 Veff, voila ...

Die Klangregelstufe wird ohne Verstärkung laufen, sodass deine Pegel letztlich vom Ausgangspegel des BT-Empfängers abhängen.

Vielen Dank für deine Hilfe Mwf!

Noch eine (wahrscheinlich nicht) letzte Frage: Darf ich das Signal- und Versorgungs-GND, also einfach alle Minus, zusammenschliessen? Oder muss ich für das Signal GND eine virtuelle Masse machen? Ansonsten hab ich die Schaltung soweit mal auf eine Platine gelötet:



Gruss

Hi Lukas,

bitte zeige doch mal die Spannungsversorgung der OPAs.
Wenn Du mit Ub = 12 VDC Single auskommen möchtest, ist noch einiges zu ändern.

Detlef

Das meinte ich mit der Problematik der 12V Batterie. VE+ und VE- der OPVs hab ich mit dem Plus/Minuspol der Batterie verbunden, weiter nichts.

Zitat aus einem anderen Forum:

Du schaltest einen der 4 enthaltenen OPV als Spannungsfolger. Dann 2
gleich große Widerstände in Reihe von Plus nach Minus der Batterie, den
+ Eingang des Spannungsfolgers an die Verbindung der 2 Widerstände in
der Mitte. Der Ausgang des Spannungsfolgers ist nun Deine neue Masse für
die Eingangs- und Ausgangssignale.

Könnte ich diese Masse dann als VE- verwenden? Und wohin dann mit dem Minus der Signalleitung?

Die 'neue Masse' (Ub/2) ist deine Signalmasse, - von der Batterie ist dann Ub-.

http://sound.westhost.com/project32.htm

Also ich muss nochmals nachfragen - irgendwie blick ich noch nicht ganz durch.

Bei deinem Link, Mimamau, sind 3 Schemen zu sehen. Bei Figure 1 wird anscheinend ein OPV zur Spannungsversorgung genutzt, um "+6V" zu schaffen. Ist diese Spannung dann für UB+ der OPV's? Und UB- wird an die (bei mir nicht vorhandene) Masse gehängt?

Figure 3 ist dann schon ziemlich simpel aufgebaut und scheint für meine Situation passend - alles "fliegend" ohne Masse, welche dann mit der Teilung der Batteriespannung erreicht wird - eine künstliche Masse, aber ohne Spannungsfolger wie bei meinem obigen Zitat?

Welche Variante muss ich jetzt in meinem Fall brauchen?

Wird UB+ und UB- in meinem Fall an die Batteriepole angeschlossen, und der benötigte Massepunkt (für Eingangssignalmasse und in der Schaltung eingezeichnete Massen) wie gesagt an UB/2?

z.B.