Hallo ich möcht eine Frequenzweiche bauen. Sagen wir mal ich habe einen Tiefpass fertig. Wenn ich jetzt vom Eingangssignal diesen Tiefpass subtrahieren würde, hätte ich doch meinen Hochpass. Klingt logisch und ich spare massig Bauteile. Der Zweifel nun, der an mir nagt, geht das den auch bei Filter höherer Ordnung? Also 12, 18 oder 24dB/Oktave.
Killy the Bid schrieb: > Hallo ich möcht eine Frequenzweiche bauen. Sagen wir mal ich habe > einen > Tiefpass fertig. Wenn ich jetzt vom Eingangssignal diesen Tiefpass > subtrahieren würde, hätte ich doch meinen Hochpass. Klingt logisch und > ich spare massig Bauteile. Der Zweifel nun, der an mir nagt, geht das > den auch bei Filter höherer Ordnung? Also 12, 18 oder 24dB/Oktave. Und dieses Subtrahieren stellst du dir wie vor? Bitte als Gleichung oder Schaltplan ausdrücken.
Das ist eine schlechte Idee, weil der subtrahierte Pegel sehr sehr genau gleich dem originalen Pegel sein muss, um noch eine annehmbare Unterdrückung im "Stoppband" zu erhalten. Und das kriegst du so nicht hin. Digital würde das vielleicht gehen.
Killy the Bid schrieb: > Der Zweifel nun, der an mir nagt, geht das > den auch bei Filter höherer Ordnung? Also 12, 18 oder 24dB/Oktave. Hauptproblem dabei ist, dass jeder Filter auch zu einer Phasenverschiebung führt. Subtraktion vom unverzögerten Originalsignal liefert dann Müll. Von Elektor gab es einen Bauvorschlag für eine aktive Frequenzweiche namens Separator, die dieses Problem mit einem Allpassfilter mit identischem Phasengang zum Tiepass löste. Hab ich allerdings selber nie nachgebaut, da mir der eigentliche Zweck - keine Phasenverschiebung der Lautsprecher im Übergangsbereich - als nicht besonders wichtig erscheint. Die Einsparung von Bauteilen ist gegenüber anderen Weichentypen minimal.
"1 - Tiefpass = Hochpass" Aber nur im Frequenzbereich. Im Zeitbereich ist sind "Tiefpass" und "Hochpass" die Impulsantworten der jeweiligen Filter und die "Eins" rücktransformiert ist die Delta-Distribution ==> böse!
Moin, Mit FIR Filtern geht sowas prima, mach' ich z.b. hier: Beitrag ""LED-Spectrumanalyzer"software ohne Fouriertransformation" aber analog wird's nix. Denn damit das klappt, muss das Filter eine konstante Gruppenlaufzeit haben und deine "1" von der du dann den Tiefpass abziehst, musst du auch mit dieser Gruppenlaufzeit verzoegern... Spontan fallen mir so n paar Sonderfaelle ein, wo's doch so ein bisschen in die Richtung geht - vielleicht hilft dir das: * RC-Hoch/Tiefpass 1. Ordnung, vielleicht auch noch LC 2. Ordnung * state variable filter Gruss WK
Killy the Bid schrieb: > Der Zweifel nun, der an mir nagt, geht das > den auch bei Filter höherer Ordnung? Also 12, 18 oder 24dB/Oktave. Es geht definitiv nicht! Es gab mal vor Urzeiten, so um 1982 einen Bauvorschlag vom Elektor. Ich habe daraufhin ein aktives Besselfilter 3.Ordnung für den Hochpass und Tiefpass konstruiert. Den Mitteltonbereich erhielt mal nach Elektor durch entsprechende Subtraktion. Das hörte sich für mich auch plausibel an. Leider gab es damals nur einen HP41 und Millimeterpapier um dies zu überprüfen. Die Boxen klangen eigentlich nicht schlecht. Als ich dann viel später LTspice kennenlernte sah ich wie schlecht der Frequenzgang war. Der Mitteltonbereich passte überhaupt nicht. Nicht umsonst hatte der Elektor den Beinamen Defektor. Was lernt man daraus: Frag LTspice! mfg klaus
Hi, dass das mit der einfachen Differenz nur bei Phasen-linearen Filtern geht, ist schon vollkommen korrekt beantwortet worden. Da hilft dann auch keine Analogtechnik und kein Allpassfilter mehr, dann geht es nur noch digital. Wie analoge Amplituden-lineare Frequenzweichen realisiert werden müssen, habe ich kürzlich schon einmal beschrieben (nicht hier), und ich kopiere das einfach mal hier rein: ____________________________________________________ Der Verdienst von Linkwitz-Riley ist (unter Anderem), ein Konzept für eine Amplituden-lineare Weiche 4. Ordnung gefunden zu haben. Andere Amplituden-lineare Weichen werden erreicht mit: 1. Ordnung: Es gibt nur eine Möglichkeit für 1-polige Filter (R/C bzw. R/L), und damit geht es auch 2. Ordnung: Zwei 1-polige Filter je Zweig hintereinander (= kritische Kopplung), ein Zweig 180° Phasen-gedreht 3. Ordnung: Ein 3-poliger Butterworth-Filter je Zweig 4. Ordnung: Zwei 2-polige Butterworth-Filter hintereinander (Linkwitz-Riley ) 5. Ordnung: Ein 5-poliger Butterworth-Filter je Zweig 6. Ordnung: Zwei 3-polige Butterworth-Filter je Zweig hintereinander 7. Ordnung: Ein 5-poliger Butterworth-Filter je Zweig 8. Ordnung: ... Die Reihe dürfte sich so fortsetzten lassen. Butterworth ist nur bei ungerader Polzahl, Linkwitz-Riley nur bei gerader Polzahl sinnvoll bzw. erforderlich. Für andere Filtercharakteristiken gibt es keine Amplituden-lineare Lösungen. Wenn man allerdings einen beliebigen Filter Phasen-linearisiert, ist der dazu gehörige Komplementärfilter durch eine einfache Differenz zu erreichen: Komplementärsignal = Eingangssignal (verzögert) - Ausgangssignal des Filters . Also kann man auch einen Bessel, Butterworth oder Chebycheff (oder sonst-was-)Filter für den einen Zweig verwenden und erhält ganz einfach das korrekte Signal des anderen Zweigs. _________________________________________________________ Eine Weiche 1. Ordnung ist übrigens von Haus aus auch immer Phasen-linear. DZDZ
Das ist eine prima Idee, die man schon vor dreißig Jahren in Elektor abgedruckt finden konnte. Das ist analogtechnisch sehr einfach und sehr präzise realisierbar. Hab ich als Vierweg-Weiche seit 1989 in Aktivboxen laufen, klappt prima.
Killy the Bid schrieb: > Hallo ich möcht eine Frequenzweiche bauen. Sagen wir mal ich habe einen > Tiefpass fertig. Wenn ich jetzt vom Eingangssignal diesen Tiefpass > subtrahieren würde, hätte ich doch meinen Hochpass. Klingt logisch und > ich spare massig Bauteile. Der Zweifel nun, der an mir nagt, geht das > den auch bei Filter höherer Ordnung? Also 12, 18 oder 24dB/Oktave. Das geht. Ich selbst habe 1992 eine allpasskorrigierte multifrequenz 3 Wege-Weiche mit 24dB/Oktave und Linkwitz-Charakteristik nach genau diesem Prinzip entwickelt und Muster gebaut. Die wurde dann auch in Serie gefertigt und von Conrad unter dem Label "MCGee" verkauft.
Moin, Koennten die aus der "geht prima, hab' ich daheim"-Fraktion mal ein Schaltbild hier anpappen? Ich hab auch bei LR-Filtern meine Zweifel, denn die sind zwar amplitudenlinear, wenns beim einen vom Durchlass in den Sperrbereich geht, waehrend es beim anderen Filter gerade umgekehrt ist, aber die Gruppenlaufzeit hat bei der Grenzfrequenz schon 'ne Beule. Also ist da nix mit 1*exp(-jwT)-Ftiefpass(jw) = Fhochpass(jw). Der Zahn der Zeit schrieb: > Wenn man allerdings einen beliebigen Filter > Phasen-linearisiert, Wenn man sowas analog mit Allpaessen macht, ist der Aufwand eh schon deutlich groesser, wie bei einem extra Hochpass. Und auch dann approximiert man ja nur eine konstante Gruppenlaufzeit d.h. die ist nicht wirklich konstant (wie z.b. bei einem FIR mit symmetrischen Koeffizienten) , sondern schlaengelt sich so halblebig um eine Konstante. Und schlaengeln bedeutet in dem Fall dann: Hundsmiserablige Sperrdaempfung, wenn man dann so einen Hochpass durch Abzug eines gruppenlaufzeitkompensierten Tiefpasssignals haben will. Gruss WK
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Dergute W. schrieb: > Koennten die aus der "geht prima, hab' ich daheim"-Fraktion mal ein > Schaltbild hier anpappen? Bitte sehr. Im Anhang die oben genannte McGee-Weiche, nur ein Kanal gezeichnet. Die einzelnen umschaltbaren Übergangsfrequenzen weiß ich jetzt nicht mehr aus dem Kopf.
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Nochmal, weil die Forensoftware das Bild unleserlich verkleinert hat.
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Hier noch das Prinzip-Schaltbild, auf dem detaillierten Schaltplan oben erkennt man ja nichts. TP = Tiefpass, TF = Teilfilter. Die Weiche ist zwischen 2 und 3 Wegen umschaltbar.
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Hallo, ich habe mir 2011 noch einmal Gedanken zu einer korrekten Frequenzweiche für meine Aktivbox gemacht. Sehr interessant finde ich die Linkwitz-Lab Seiten. Hervorzuheben ist hier u.a. die Diskussion um die Topologie einer Frequenzweiche. Meine müsste demnach wie beigefügt aussehen. http://www.linkwitzlab.com/frontiers_5.htm#V Da ich doch noch etwas Freiraum zum Spielen haben wollte, habe ich mich inzwischen für den Mini DSP entschieden. http://www.oaudio.de/MiniDSP/miniDSP-2x4-HD-Boxed.html mfg klaus
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Moin, Klaus R. schrieb: > Hervorzuheben ist hier u.a. die Diskussion um die Topologie einer > Frequenzweiche. Hervorzuheben sind hier u.a. so Steigerungen wie: flat und maximally flat (und auch maximally flat hat immernoch Beulen, wobei mir auch klar ist, dass das kein Schwein hoeren wird). @ArnoR: Merci fuer die Bilder. Da gibts also einen Tiefpass mit so einer Uebertragungsfunktion,also insgesamt 4. Ordnung: (1/(1+A*s+B*s²))² und davon wird dann ein Allpass mit so einer Uebertragungsfunktion abgezogen: (1-C*s+D*s²)/(1+C*s+D*s²) und das dann als Hochpass verkauft. Naja, scheint ja in der Praxis dann irgendwie zu gehen, aber so rein koeffizientenmaessig wuerd' ich sagen, dass da kein "schoener" Hochpass dabei rauskommt. Muss halt der Allpass im Durchlassbereich des Tiefpasses moeglichst genau die gleiche Gruppenlaufzeit haben. Aber ich glaub, wie im 1. Post gewuenscht: Bauteile sparen - Das wird wohl so nix werden ;-) Gruss WK
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Hier ist die Schaltung aus dem Elektor, Heft "Elektor Plus 3, 1986". Da habe ich mich damals so ungefähr daran orientiert, wobei ich daraus eine Vierwegeweiche abgeleitet habe. Der Tieftonkanal sieht völlig anders aus, da hier ein Beschleunigungssensor die Membranbewegung überwacht. Hierzu gab es auch mal einen Bauvorschlag von Elektor, wobei ich die Regelung selbst gestrickt habe. Falls ich die Unterlagen noch (in einem hoffentlich präsentablen Zustand) finde, stelle ich es ein. Ich weiß nur noch, wie ich beim Einbau der Piezos in die schweineteuren Audax-Basslautsprecher Blut und Wasser geschwitzt habe. Was die elektische Seite der ganzen Geschichte angeht: Da kann man rechnen, bis der Arzt kommt. Hoffentlich weiß es mechanische Seite zu schätzen, dachte ich manchmal, ich fürchte nur, die hält nix davon...Lustigerweise ist die Antriebskraft für dynamische Lautsprecher immer noch stromproportional, man benutzt aber eine Spannungsquelle als Verstärker und die Impedanz ist alles andere als friedlich. Erstaunlich, dass es meist gut ausgeht.Unsere Ohren und die nachfolgende Signalverarbeituhng sind halt schon eine unergründliche Sache.
ArnoR schrieb: > Nochmal, weil die Forensoftware das Bild unleserlich verkleinert hat. Kein Wunder, wenn Du Schaltpläne fälschlicherweise als .jpg einfügst.
Harald W. schrieb: > ArnoR schrieb: > >> Nochmal, weil die Forensoftware das Bild unleserlich verkleinert hat. > > Kein Wunder, wenn Du Schaltpläne fälschlicherweise als .jpg einfügst. Was soll daran (in diesem Fall) falsch sein? Das ist ein Scan, kein mit einem Schaltplanprogramm am Computer erzeugtes Bild. Da hat jedes Hintergrund- und Linienpixel eine andere Farbe. Das kann png nicht besser komprimieren. Zum Vergleich hatte ich in gleicher Auflösung die Datei als tiff vom Scanner mit 3,62MB, als png (Stufe 6) mit 3,07MB und als 80% jpg mit 977kB (alles mit IrfanView). Und sonst sind meine Schaltpläne immer ganz kleine png, da achte ich schon drauf (nehme sogar das Hintergrundraster raus...), sollte dir eigentlich auch nicht entgangen sein. Daher frage ich mich, was diese überflüssige Attacke eigentlich soll?
Also wenn das Ziel wirklich "Hochpass + Tiefpass = 1" ist, dann muss man
es so machen. Vielleicht sollte man aber mal spezifizieren, ob es sich
wirklich um Kleinsignal- oder nicht doch um passive Leistungsweichen
handelt. Das wäre der erste Schritt.
Im Fall 1 käme ein spannungskompensierter Verstärker in Frage. Ob sich
das lohnt, stelle Ich aber in Frage.
>digital
ja, digital ist das ein Kinderspiel. Daher macht man das bei
hochwertigen aktiven Lautsprecherboxen durchaus so, dass man das analoge
Eingangssignal erst mal wandelt, dann auf die virtuelle Weiche schickt,
um es per DAC an eine AB-Stufe zu schicken oder auch per PDM an eine
digitale Stufe. Selbst viele Klangprozessoren, die mit Analogkonsolen
zusammenarbeiten, werkeln so.
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ths schrieb: > Hier ist die Schaltung aus dem Elektor, Heft "Elektor Plus 3, 1986". Genau die meinte ich - hatte allerdings TP und HP verewchselt. Simulation mit LTspice zeigt allerdings ein systematisches Problem, dass mir damals gar nicht aufgefallen ist. TP und BP arbeiten wie beschrieben, der HP hat dennoch eine unvermeidbare Phasenverschiebung. Ob das Fehlen dieser Verschiebung bei den publizierten Messungen den Bauteiltoleranzen oder der Mehrfachbelichtung geschuldet war? Allerdings ist die Skalierung auch im Original kaum zu erkennen und es gibt keinen Hinweis zur Messmethode.
Ich glaube nicht, dass ich die Phasenverschiebung jemals gehört hätte. Abgesehen davon war ich in der glücklichen Lage, die Bauteile auf besser 0,1 % selektieren zu können, was ich auch getan habe.
ths schrieb: > Ich glaube nicht, dass ich die Phasenverschiebung jemals gehört > hätte. > Abgesehen davon war ich in der glücklichen Lage, die Bauteile auf besser > 0,1 % selektieren zu können, was ich auch getan habe. Du bist sicher einer, der seine besten CDs als MP3 mit 32kBit/s ablegt, oder? ;-)
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> TP und BP arbeiten wie beschrieben, der HP hat dennoch eine unvermeidbare
Phasenverschiebung.
Ich denke, dass die Gruppenlaufzeit hier wichtiger ist und die ist im
relevanten Bereich des Hochpasses gleich wie die des mittleren
bereiches.
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Helmut S. schrieb: > Ich denke, dass die Gruppenlaufzeit hier wichtiger ist und die ist im > relevanten Bereich des Hochpasses gleich wie die des mittleren > bereiches. Zumal die auch deutlich unter der Hörbarkeitsschwelle liegen. https://de.wikipedia.org/wiki/Gruppenlaufzeit#Akustik Wie gesagt, halte ich auch eine größere Phasenverschiebungen für kein besonders relevantes Kriterium, da das Ohr in dieser Hinsicht ziemlich unempfindlich ist. Auch der Elektor-Artikel zielte in erster Linie auf die daraus resultierenden Einbrüche der Amplitude im Übergangsbereich ab - ca. 0,5dB (36°, Filter gerader Ordnung) bis 2dB (126°, ungerade Ordnung und Trägheit der Lautsprecher). Was mich überrascht hat, ist, dass ich die systematische Abweichung erst durch die Simulation bemerkt habe, obwohl sie allein durch den Schaltplan offensichtlich ist. Die Messergebnisse haben auch nicht unbedingt dazu beigetragen.
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Moin, Dergute W. schrieb: > Naja, scheint ja in der Praxis dann > irgendwie zu gehen, aber so rein koeffizientenmaessig wuerd' ich sagen, > dass da kein "schoener" Hochpass dabei rauskommt. Muss halt der Allpass > im Durchlassbereich des Tiefpasses moeglichst genau die gleiche > Gruppenlaufzeit haben. Was kuemmert mich mein dumm' Geschwaetz "von gestern": Das haut natuerlich sehr schoen hin mit der Laufzeitkorrektur durch den Allpass. Man muss die Uebertragungsfkt. des Allpasses "nur" erweitern, dann laesst sichs berechnen, dass da dann tatsaechlich ein Hochpass rauskommt. Und dass der Allpass eben genau die doppelte Gruppenlaufzeit hat, wie ein einzelner Tiefpass. Daher eben die 2 gleichen Tiefpaesse in Reihe. Schoener Trick. Hab' ich noch nicht gekannt. Gruss WK
Hallo Leute, sehr schöne Diskussion. Ich wollte mich als TO auch mal wieder melden. Danke dafür.
...die alternative - um nicht zu sagen der normale weg - ist, für die weiche einen hochpass und einen tiefpass zu benutzen. den gleichen hochpass und tiefpass benutzt du dann später auch wieder als allpass zur phasenkorrektur der jeweils anderen bänder (also immer alle, die nicht an dieser trennfrequenz liegen.) als topologie sollte eine kaskade aus 2x 3db (oder 6x 3db) butterworth verwendet werden. und bitte wirklich 2x 3db benutzen, und nicht die topologie berechnung quadrieren um gleich 6 zu erhalten. in float geht das noch aber in fixed point wird das recht ungenau.
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