In einer Audiogruppe ist die Frage aufgetaucht, welche Bandbreite Verstärker, besonders Vorverstärker, haben müssen, damit sie Höhen unverfälscht wietergeben. Bekannt ist, dass eine keine Schaltung gibt, welche eine Frequenz von z.B. 15kHz noch schnell und 100%ig aberträgt, aber 20kHz komplett dicht macht. Wie legt man das aus? Vorverstärker mit gleicher GF wie Endverstärker? Oder Höher? Sollte es so sein, dass nur die letzte Stufe bandbegrenzt? Oder lässt man alles bis 50kHz durch und gibt das Problem an die Lautsprecher weiter?
"unverfälscht" gibt es nicht, denn das würde 0 Verzerrung und eine unendliche Bandbreite erfordern. Für HiFi beschränkt man sich üblicherweise auf 20Hz bis 20kHz. manchmal auch ein bisschen mehr (z.B. 15Hz bis 30kHz). Als Verzerrung bemüht man sich darum, im Bereich um 1% zu bleiben. Alles, was darüber hinaus geht halte ich für Esoterischen Quatsch. Gesunde Menschen nehmen in jungen Jahren typischerweise bis zu 20kHz wahr, aber sie können feine Nuancen sowie Klang-Unterschiede von Tönen mit dieser Frequenz nicht unterscheiden. Deswegen sind die Verzerrungen in diesem Bereich ziemlich irrelevant. Gleicht gilt für tiefe Frequenzen. Vile Leute bilden sich ein, sie bekämen einen "satten" oder "guten" Bass, wenn Frequenzen unterhalb von 20Hz besonders beachtet werden. Tatsache ist jedoch, daß die Töne, die man als Bass empfindet eher im Bereich zwischen 100 und 200Hz liegen. Die Frequenzen unter 50Hz nimmst du primär mit dem Bauch wahr. Dein Bauch kann aber weder das Instrument noch die genaue Lautstärke erfühlen. Was die Verzerrungen angeht: Hochwertige Lautsprecherboxen haben um 1% Klirrfaktor. Das was die meisten im Wohnzimmer stehen haben liegt teilweise im zweistelligen Prozent Bereich. Damit sollte klar sein, wie Sinnvoll es ist (oder auch nicht), für einen Verstärker mit 0,01% Klirrfaktor besonders viel Geld auszugeben. Ich persönliche lege mehr Wert auf praktische Aspekte. > Oder lässt man alles bis 50kHz durch und gibt das > Problem an die Lautsprecher weiter? Wenn du die Lautsprecher mit nicht hörbaren Signalen belastest, reduzierst du die tatsächlich nutzbare Leistung und du erhöhst die Verzerrungen. Übertreibe nicht. > Wie legt man das aus? Ich glaube (hier kommt der Bereich wo ich nicht 100% sicher bin): Im Audiobereich sagt bemisst man die Grenzfrequenzen an der halben Spannung. Siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Bandbreite#3-dB-Bandbreite
Rolf S. schrieb: > Sollte es so sein, dass nur die letzte Stufe bandbegrenzt? Nein. Jede Einheit muss die Bandbreite begrenzen, denn jeder Verstärker ist im Prinzip ein Oszillator und schwingt nur deswegen nicht, weil seine Verstärkung bei hohen Freqeunzen auf unter 1 abgeschwächt wird. Es ist also sinnvoll, oberhalb von 20kHz die Veerstärkung langsam zu reduzieren, man muss aber nicht bei 21klHz plötzlich gar nichts mehr durchlassen, wie es bei A/D-Wandler-Antialiasingfiltern der Fall wäre, sondern kann mit -3dB oder -6dB/Oktave runtergehen. Es ist auch besser, wenn der Filter nicht die Phase (Laufzeit) verändert. Normalerweise begrenzt man in besserem Equipment die Bandbreite nach unten durch die Koppelkondensatoren auf 20Hz und nach oben durch Einstrahl-Entstörkondensatoren ab 20kHz. Wenn der Verstärker 50kHz schafft, ist das nicht verboten, wird aber nicht mehr gehört.
> Sollte es so sein, dass nur die letzte Stufe bandbegrenzt?
Nein, weil jede unbegrenzte Stufe Sachen verstärken würde, die du nicht
haben willst. Die ungewollten Frequenzbereiche könnten einzelne Bauteile
bereits in die Sättigung treiben oder den Außerhalb des optimalen
Arbeitspunktes liegen. Ganz bekannte Klassiker sind hier Popp-Filter bei
Mikrofonen und Rumpelfilter bei Plattenspielen. Ohne HF Filter würde so
mancher Verstärker ungewollt Radiosender demodulieren, das wäre auch
Käse.
Hallo, um es mal nichttechnisch zu erklären: Wer bei der Wiedergabe eines klassischen Orchesters angeben kann, wieviele Streichinstrumete, z.B. die Anzahl der Violinen sowie der Bratschen und Bässe, wo genau aufgestellt sind, hat eine genügend gute Wiedergabeanlage zur Verfügung und hört gerade eine überdurchschnittlich gut gemachte Aufnahme an. MfG
Stefanus F. schrieb: > Ganz bekannte Klassiker sind hier Popp-Filter bei > Mikrofonen Das sind mechanische Elemente ;.)
Bei End-Verstärkern und insgesamt auch Boxen sollen (oder dürfen) Frequenzen mit höheren Frequenzen als 20kHz mit stark abfallender Leistung abgestrahlt werden. Wenn starke Schwingungen in diesem Bereich auftreten, dann kann dies Schäden an Personen (aller Grade) verursachen.
Ja das können sie, deshalb sollten man die den Lautsprechern nicht zuführen. Trotzdem bleibt das Problem, dass man nur sehr schlecht Weichen bauen kann, die bis an die Hörgrenze korrekt übertragen und darüber hinaus gar nicht.
Michael B. schrieb: > wie es bei A/D-Wandler-Antialiasingfiltern der Fall wäre, > sondern kann mit -3dB oder -6dB/Oktave runtergehen Ab welcher Frequenz? Schaltet man 3 Komponenten hintereinander, die alle bei 20kHz 3dB haben, sind es schon 9dB und der 3dB-Punkt schiebt sich nach unten.
>> Ganz bekannte Klassiker sind hier Popp-Filter bei >> Mikrofonen > Das sind mechanische Elemente ;.) Na und? Für die Frage des TO ist es völlig egal, ob dieser Filter elektronisch oder mechanisch realisiert wurde. IMHO kombiniert man häufig beides.
> Schaltet man 3 Komponenten hintereinander, die alle bei > 20kHz 3dB haben, sind es schon 9dB und der 3dB-Punkt schiebt > sich nach unten. Ja, ist normal so und stört (fast) niemanden. Da siehst du mal, wie wenig wir von den 20kHz wirklich wahrnehmen.
Schau mal da rein: https://de.wikipedia.org/wiki/Auditive_Wahrnehmung Nur weil man 16kHz wahrnehmen (!) kann, heißt das nicht, daß man damit etwas anfangen kann. Nur als Gedankengang: Der höchste Ton zumindest in "Die Zauberflöte" ist die Arie der Königin der Nacht mit f''' - das sind ca. 1400Hz. Dazu noch z.B. bis zur 7. Oberwelle (das unterscheidet dann ein Musikinstrument/eine Stimme von der anderen) und wir sind bei 10kHz.
Stefanus F. schrieb: > Arbeitspunktes liegen. Ganz bekannte Klassiker sind hier Popp-Filter Gibts die bei diesem Anbieter? https://www.popp-feinkost.de/ :-)
Rolf S. schrieb: > Michael B. schrieb: >> wie es bei A/D-Wandler-Antialiasingfiltern der Fall wäre, >> sondern kann mit -3dB oder -6dB/Oktave runtergehen > > Ab welcher Frequenz? Na, klassischerweise hat ein Audio A/D Wandler 44100sps, also müsste man 22kHz schon um 96dB gedämpft haben während man 20kHz möglichst ohne Verlust durchlassne will. Da sind scharfe Filter gefragt. Macht man heute in Software.
Rolf S. schrieb: > In einer Audiogruppe ist die Frage aufgetaucht, welche Bandbreite > Verstärker, besonders Vorverstärker, haben müssen, damit sie Höhen > unverfälscht wietergeben. Bekannt ist, dass eine keine Schaltung gibt, > welche eine Frequenz von z.B. 15kHz noch schnell und 100%ig aberträgt, > aber 20kHz komplett dicht macht. > > Wie legt man das aus? > > Vorverstärker mit gleicher GF wie Endverstärker? Oder Höher? > > Sollte es so sein, dass nur die letzte Stufe bandbegrenzt? > > Oder lässt man alles bis 50kHz durch und gibt das Problem an die > Lautsprecher weiter? Die Bandbreite muss mindestens 20 kHz betragen, besser grösser, wenn das Produkt vor der Hifi Presse bestehen soll. 15 kHz geht gar nicht, -3dB @ 20kHz wird schon schief angeschaut. Nicht vergessen: der Phasengang ist schon weit vor dem Amplitudenabfall messbar! Besonders Filter mit steilen Flanken ruinieren die Gruppenlaufzeit. Gängige Verstärker bekannter Firmen haben am Eingang eine RC Schutzschaltung mit ca. 220 Ohm - 1 kOhm und 100p - 1nF nach Ground, und das wars. Mehr wird nur selten gemacht, wozu auch? Ist ja kein Signal über 20 kHz da..
Michael B. schrieb: > Da sind scharfe Filter gefragt. > Macht man heute in Software. Wie sieht so ein Filter aus? Nach was muss ich suchen?
Laie schrieb: > Michael B. schrieb: >> Da sind scharfe Filter gefragt. >> Macht man heute in Software. > Wie sieht so ein Filter aus? Nach was muss ich suchen? Aktuelle Audio-D/A-Konverter sind 1 bit Sigma-Delta Konverter und brauche keine steilen Filter https://de.wikipedia.org/wiki/Delta-Sigma-Modulation Gefiltert wird durch das Messverfahren.
Rolf S. schrieb: > Schaltet man 3 Komponenten hintereinander, die alle bei 20kHz > 3dB haben, sind es schon 9dB und der 3dB-Punkt schiebt sich > nach unten. Du meinst, daß die -3dB Frequenz (also die Eckfrequenz) hierbei nach unten wandert? Ich dachte, das sei nur dann unausweichlich der Fall, wenn man passive Filter "kaskadiert" (was eine erneute Berechnung erfordern kann/könnte). Nicht aber bei aktiven (m. OPV). Und natürlich (nur nebenbei) erst recht nicht bei digitalen. Also, wie ist das nun tatsächlich?
Fragender schrieb: > Rolf S. schrieb: >> Schaltet man 3 Komponenten hintereinander, die alle >> bei 20kHz 3dB haben, sind es schon 9dB und der 3dB-Punkt >> schiebt sich nach unten. > > Du meinst, daß die -3dB Frequenz (also die Eckfrequenz) > hierbei nach unten wandert? Selbstverständlich ist das so. > Ich dachte, das sei nur dann unausweichlich der Fall, > wenn man passive Filter "kaskadiert" (was eine erneute > Berechnung erfordern kann/könnte). Wie kommst Du darauf? > Nicht aber bei aktiven (m. OPV). > Und natürlich (nur nebenbei) erst recht nicht bei digitalen. Aber natürlich ist das bei allen Systemen so: Kettenschaltung (Kaskadierung) bewirkt Multiplikation der Übertragungsfunktionen. Bei Kettenschaltung zweier gleicher Systeme liegt die neue 3dB-Grenzfrequenz dort, wo vorher der Abfall um 1.5dB war. Wie sollte es denn anders sein? > Also, wie ist das nun tatsächlich? So, wie Rolf sagt.
Udo K. schrieb: > Besonders Filter mit steilen Flanken ruinieren die > Gruppenlaufzeit. Klar -- weil niemanden die Existenz laufzeitkorrigierter Filter juckt. Alles muss so gemacht werden, wie man es in der Guten Alten Zeit (tm) gemacht hat.
Michael B. schrieb: > Normalerweise begrenzt man in besserem Equipment die Bandbreite > nach oben durch Einstrahl-Entstörkondensatoren ab 20kHz. Hä? Was sind Einstrahl-Entstörkondis?
> Ich dachte, das sei nur dann unausweichlich der Fall
Wenn der erste Filter die Ausgangsspannung bei 20kHz auf die hälfte
reduziert, dann wird es der zweite und dritte Filter ebenso tun. Nach
drei Filtern hast du dann logischerweise nur noch ein achtel der
ursprünglichen Spannung.
Fragender schrieb: > Rolf S. schrieb: >> Schaltet man 3 Komponenten hintereinander, die alle bei 20kHz >> 3dB haben, sind es schon 9dB und der 3dB-Punkt schiebt sich >> nach unten. > > Du meinst, daß die -3dB Frequenz (also die Eckfrequenz) hierbei > nach unten wandert? Das ist eine merkwürdige und mißverständliche Beschreibung. Selbstverständlich "wandert" keine Eckfrequenz. Aber wenn man zwei oder mehr Systeme in Reihe schaltet und dann das neue Gesamtsystem betrachtet, dann erhält man in der Regel eine andere Eckfrequenz. Weil sich die Frequenzgänge überlagern. Wenn man mit der üblichen Darstellung umgeht, wo die y-Achse die Verstärkung in Dezibel angibt, kann man sich das ganz einfach durch das Aufeinanderstapeln der Einzel-Frequenzgänge veranschaulichen. > Ich dachte, das sei nur dann unausweichlich > der Fall, wenn man passive Filter "kaskadiert" Nochmal eine andere Baustelle. Die Frequenzgänge überlagern sich bei Reihenschaltung immer. Bei der Reihenschaltung passiver Filter kommt noch dazu, daß es Rückwirkungen gibt, weil jede Stufe an ihrem Ausgang durch den (frequenzabhängigen!) Eingangswiderstand der Folgestufe belastet wird.
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Bearbeitet durch User
Axel S. schrieb: > Aber wenn man zwei oder mehr Systeme in Reihe > schaltet [...] <nitpick> "... in Kette schaltet..." Reihenschaltung und Kettenschaltung sind in der Vierpol- theorie leider 'was Verschiedenes; hier ist die Struktur gemeint, die in der Vierpoltheorie "Kettenschaltung" heisst. </nitpick>
Stefanus F. schrieb: > Ja, ist normal so und stört (fast) niemanden. > > Da siehst du mal, wie wenig wir von den 20kHz wirklich wahrnehmen. Der Punkt liegt ja nicht wirklich bei 20kHz, sondern eher bei 18 oder 16 und das impliziert, dass bereits 10%...20% unter der Eckfrequenz eine Absenkung entsteht. Das reicht bis unter 14kHz herunter und mit drei solchen Filtern schnell ins Einstellige.
Neben aller Theorie ein praktisches Beispiel. Anbei das Servicemanual eines Arcam FMJ P7. Das ist eine 7-Kanal HiFi-Endstufe der gehobenen Klasse, die auch wirklich hält, was das Datenblatt verspricht (selbst gemessen). Der Frequenzgang beträgt 20Hz-20kHZ (0,2db) bzw. 1Hz-100kHz (1db). Im Servicemanual sind auch die Schaltpläne enthalten.
Icke ®. schrieb: > Das ist eine 7-Kanal HiFi-Endstufe der gehobenen > Klasse, die auch wirklich hält, was das Datenblatt verspricht Die Frage ist aber weniger, was möglich ist, sondern was nötig ist. Würde man Verstärker unter der Prämisse des maximal möglichen bauen, würde deine Arcam plötzlich ziemlich armselig dastehen, aber im Gegensatz zu den maximal Möglichen eventuell noch bezahlbar sein.
> Dein > Bauch kann aber weder das Instrument noch die genaue Lautstärke > erfühlen. Das wuerdest du nicht sagen wenn du schonmal eine TML160 von T&A gehoert haettest. Das kann dein Bauch dann sehr wohl fuehlen. Vorausgesetzt diese Frequenzen sind noch auf der CD drauf. Wird ja heute alles immer mieser abgemischt. Olaf
Olaf schrieb: > Wird ja heute > alles immer mieser abgemischt. Früher war halt alles besser. Sogar dein Gehör :-)
> Früher war halt alles besser.
Stimmt. Im Alter steigt die Resonanzfrequenz des Bauchs vermutlich an.
:-D
Olaf
Achim B. schrieb: > Hä? Was sind Einstrahl-Entstörkondis? Blocken hohe Frequenzen, z.B. UKW, durch Pikofarad nach Masse:
1 | Audio-In --Koppelkondensator--Eingangswiderstand--+-- Verstärker |
2 | | |
3 | Einstrahl-Entstörkondenstaor |
4 | | |
5 | Masse |
Michael B. schrieb: >> Hä? Was sind Einstrahl-Entstörkondis? Die wurden in Einstrahl-Kathodenstrahl-Oszillographen der gehoben Preisklasse verbaut.
Achim B. schrieb: > Die Frage ist aber weniger, was möglich ist, sondern was nötig ist. Das hat vielleicht viel mit Esotherik zu tun, weil sich mehr Freuqnez besser verkaufen kann.
Victor schrieb: > Das hat vielleicht viel mit Esotherik zu tun, weil sich mehr Freuqnez > besser verkaufen kann. Ich dachte gerade die Esotheriker mögen die höheren Frequenzen nicht so.
> Stimmt. Im Alter steigt die Resonanzfrequenz des Bauchs vermutlich an. Definitiv nicht, s.u. https://de.wikipedia.org/wiki/Resonanzfrequenz#Beispiele_f%C3%BCr_unged%C3%A4mpfte_Systeme "Eine Feder der Härte D ..." SCNR
Mark S. schrieb: >>> Hä? Was sind Einstrahl-Entstörkondis? > > Die wurden in Einstrahl-Kathodenstrahl-Oszillographen der gehoben > Preisklasse verbaut. wobei sie immer noch preiswerter waren als die Doppelstrahl-Entstörkondis in den Zweistrahl-Oszis. Weil die nämlich gepaart sein mussten. Behauptet der Watson.
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