Warum Saugkreise?

[Farad]

Hallo,

wo liegt der Vorteil eines Saugkreises gegenüber einem Sperrkreis? Wann setzt man welchen ein?

Hat der Sperrkreis nicht immer den Vorteil, die Impedanz zu erhöhen und somit unkritischer für den Verstärker zu sein? Gehen wir mal von Transistorverstärkern aus.

gruß, farad

[raw]

Tag Farad,

man nimmt das, was am besten passt.

Man müsste hier differenzieren ohne Ende, da es nicht nur auf die Frage ob Saug- oder Sperrkreis ankommt, sondern auch wie dessen Teile für die jeweilige "Abstimmfrequenz" bemessen sind. Das ist schwer zu erklären und am besten beantwortest du dir die Frage selbst per Boxsim.

Probier mal für eine Abstimmfrequenz von etwa 650Hz bei einem Saugkreis und bei einem Sperrkreis Folgendes an einem TMT aus und verändere dabei den Wert des Widerstandes:

6mH und 10µF
1mH und 60µF
0.1mH und 600µF

[UweG]

Hallo Farad,

im Prinzip hast du Recht, manchmal will der Sperrkreis aber nicht so wie er soll.
Ein paar Beispiele:
- Sperrkreis vor DT94 zur "Entschärfung": Spule muss sehr klein werden, man müsste zwei Stück parallel schalten oder abwickeln.
- Sperrkreis für W130S o. ä. in einer billigen Zweiwegebox: Der Sperrkreis bewirkt zwingend einen weiteren ohmschen Widerstand vor dem TT, der ohnehin schon etwas antriebsschwach ist. Abhilfe: Teure Spulen oder Saugkreis
- Bedämpfung der Membranresonanz beim AL130M bei hoher Trennung (mit 18 oder 24 dB/Okt.): Ein Sperrkreis brächte eine dritte Spule in Teihe zum MT und reicht nicht unbedingt von der Wirkung her. Ein Saugkreis als zusätzliche Maßnahme wirkt hier Wunder.

[kboe]

man könnte sagen, ein sperrkreis liegt in reihe zum chassis und daher muß das signal durch ihn durch zum chassis. das legt, so man denn dafür was übrig hat, teure bauteile nahe.
ein saugkreis saugt das signal am chassis vorbei, und müsste daher nicht mit so teuren bauteilen aufgebaut werden..... eventuell theoretisch......

gruß
kboe

[bili]

Das hätt ich mal wissen sollen, bevor ich mit einem Sperrkreis den Wirkungsgrad vom W130S in verbindung mit dem GF200 vernichtet hab


Lg
Sebastian

[kboe]

das ist alles theorie!
ich würd zu gerne mal einen blindtest zu kabel - und bauteilqualitäten mitmachen.
gruß
kboe

[Farad]

Danke für die Antworten.

Der Sperrekreis ist also - wie gedacht - unkritischer, aber der Saugkreis oft günstiger. Beide kann man als eine Art "passiven analogen parametrischen Filter" sehen, der aber nur absenken kann.

Gibt es passiv auch eine Möglichkeit, eine Anhebung vorzunehmen? Zumindest im Bereich der abfallenden Flanke eines Filters müßte man diese Wirkung ja teilweise wieder aufheben können.

Beispielsweise kann man den oft enstehenden Höcker eines 12dB Tiefpasses mit einem Widerstand in Reihe zum Kondensator wieder etwas ausgleichen, die Flanke verläuft nur minimal flacher.

Wie funktioniert der Trick der "Transformation" bei den VOX-Weichen? Hier holt man Tiefbass zu gunsten des Wirkungsgrades, wenn ich es richtig in Erinnerung habe, aber gibt es eine Faustformel zur Auslegung?

gruß, farad

[SvenT]

jeder filter mindestens 2. ordnung ist in der lage, einen überschwinger zu prodzuieren.
ob man hierbei bei einem hochpass die parallele spule etwas zu klein dimensioniert,
oder bei einem tiefpass den parallelen kondensator etwas größer macht,
der effekt ist immer in etwa der selbe

ganz krasse sachen kann man mit filtern höherer ordnung anstellen....

[UweG]

Anhebungen gehen immer mit Überschwingern einher und bedeuten - logischerweise - immer nur mehr Pegel pro Spannung, nicht pro Leistung.
Faustregel für viel Pegel pro Spannung: Große Cs, kleine Ls, Chassis nicht zu breitbandig einsetzen und Hochpass und Tiefpass hintereinanderschalten, nicht schachteln. Ich finde die umgekehrte Richtung meist interessanter. Eine 8-Ohm-Box mit 86 dB/2,83V hat bekanntlich genausoviel Wirkungsgrad wie eine mit 92dB/2,83V und 2 Ohm.

Wer Lust hat kann ja mal üben. Ich habe mit der Atlantis-Bestückung eben z. B. rund 93dB/2,83V hinsimuliert. Bezahlt wird das allerding mit unter 2 Ohm Impedanz.

[harry_m]

Original geschrieben von kboe
man könnte sagen, ein sperrkreis liegt in reihe zum chassis und daher muß das signal durch ihn durch zum chassis. das legt, so man denn dafür was übrig hat, teure bauteile nahe.
ein saugkreis saugt das signal am chassis vorbei, und müsste daher nicht mit so teuren bauteilen aufgebaut werden..... eventuell theoretisch......

Ganz großer Irrtum. Dieser ist wohl nicht kaputt zu kriegen...Bernd Timmermanns hat es (glaube ich) auch schon mal behauptet.

Der Saugkreis funktioniert nur, weil davor sich ein anderes Teil befindet. Im Zusammenspiel mit eben diesem in Reihe geschaltetenem Teil ergibt sich die ein frequenzabhängiger Spannungsteiler, der eine selektive Absenkung des Signals auf der Last bewirkt.

Ist z.B. einer der Elemente des Saugkreises nichtlinear, so werden auch in der Last nichtlineare Verzerrungen auftreten.

Das ist nur eine Prinzipielle Beschreibung. Das lässt sich auch mit entsprechenden Formeln belegen: im dritten Semester der Elektrotechnik (glaube ich...) hatten wir es mal. Schade, dass ich meine Aufzeichnungen nicht mehr habe. Dort war eben dieser Fall abgehandelt worden. Viel aussagekräftiger, als es sonst aus den entsprechenden Büchern hervorgeht.

P.S.:

Original geschrieben von SvenT
jeder filter mindestens 2. ordnung ist in der lage, einen überschwinger zu prodzuieren.
ob man hierbei bei einem hochpass die parallele spule etwas zu klein dimensioniert,
oder bei einem tiefpass den parallelen kondensator etwas größer macht,
der effekt ist immer in etwa der selbe

ganz krasse sachen kann man mit filtern höherer ordnung anstellen....

Richtig. Aber ich würde mal erst schauen, was diese Konstrukte mit der Phase machen. Ich glaube, dann ist es nur noch bedingt brauchbar.

Ich habe mal mit Boxsim herumgespielt und eben diverse Saugkreise Ausprobiert. Es war immer wieder verblüffend, wie schwierig es sich doch gestaltete, eine vernünftige Addition der Signale hinzukriegen. Eben wegen der Phasenverschiebungen.

Aber vielleicht fehlt mir nur die Übung...

[walwal]

Diese Überschwinger halte ich für extrem klangschädlich, das Chassis schwingt dann unkontrolliert. Wenn ich so was in der Simu sehe, wird es beseitigt.

Schon so was stört mich:
Ke in der Concorde Mk3, gestrichelt: Visaton, Linie Ich

Meiner Meinung nach deutlich angenehmerer Klang, nicht so hart.

[harry_m]

Richtig, das habe ich vergessen hinzuzufügen...

[Fred'l]

Hat der Sperrkreis nicht immer den Vorteil, die Impedanz zu erhöhen und somit unkritischer für den Verstärker zu sein? Gehen wir mal von Transistorverstärkern aus.

Vielleicht blickt man da auch etwas besser durch, wenn man es per anderer Definition ein wenig versucht zu hinterleuchten:
1.) Saugkreis: Serienresonanzkreis
2.) Sperrkreis: Parallelresonanzkreis

Demnach völlig unterschiedliches/spiegelbildliches Impedanz- und Phasenverhalten...
Ich versuche es mal kurz mit meinen Worten zu erklären:

Der Erste verringert die Impedanz bei seiner Resonanzfrequenz, außerhalb derer er hochohmig wird.
Der Zweite erhöht die Impedanz bei seiner Resonanzfrequenz, außerhalb derer er niederohmig wird.

Die Praxis unterscheidet (passiv) wohl ein paar wichtige Kriterien und Anwendungs-Fälle:

A) Absenkung einer eher breitbandigen Überhöhung ("Buckel", nicht "Spitze") innerhalb des Übertragungsbereichs eines Chassis, und...
B) Absenkung einer eher schmalbandigen Resonanz außerhalb des Übertragungsbereichs, und...
C) dto. mehr oder weniger breitbandig innerhalb des Übertragungsbereichs plus Tiefpass

Eine FG-Überhöhung lt. A) kann mit einem Sperrkreis z.B. 'begradigt' werden, denn er wirkt bei seiner Resonanzfrequenz sozusagen wie ein hochohmiger Serien-Spannungsteiler - je nach seinem Dämpfungs-Widerstand auf einen bestimmten, ohmschen Wert [bei der Resonanzfrequenz] beschränkt.
Der Sperrkreis bedeutet wohl einen Verlust von Wirkungsgrad, aber auch einen Schutz des Verstärkers, denn FG-Überhöhungen (besonders natürlich breitbandige) innerhalb des Übertragungsbereichs mit ausschließlich einem Saugkreis unterdrücken zu wollen, würde für den Verstärker tatsächlich eine zusätzliche Strombelastung bedeuten, je nach "Wirkungs-Grad" = Güte = Unterdrückung = in Abhängigkeit des Serienwiderstands im Saugkreis. Auch wenn die Strombelastung schmalbandig wirkt, weil z.B. auf eine Resonanzspitze abgestimmt wurde, so ist der Saugkreis je nach Wirkung dennoch weniger empfehlenswert bis kritisch für den Verstärker. Zusätzlich bedeutet ein solches Chassis nicht gerade erste Wahl (Resos innerhalb des FG), so dass diese Anwendung eigentlich nicht überlegenswert erscheint.

Resoniert ein Chassis noch störend am Ende oder bereits außerhalb des Übertragungsbereichs - z.B. kurz nach der -3dB-Frequenz des Tiefpasses wie im Fall B) -, spielt die Impedanzsenke eines Saugkreises für den Verstärker keine Rolle mehr, da die Tiefpassspule bereits ein gewissermaßen hochohmiges = niedriges Belastungsniveau erzeugt (und der Tiefpass ja bereits selbst an der Unterdrückung der Resonanzen mitwirkt).

Bei einer Absenkung nach C) kommt es darauf an, wie weit die Tiefpassspule bereits das für den Verstärker akzeptable Impedanzniveau angehoben hat. Hier muss man wohl abwägen zwischen Resonanzunterdrückung und Verstärkerbelastung.

Im Grunde könnte man sich noch den Spezial-Fall von C) vorstellen, bei dem eine schmalbandige Resonanz zwar am Ende des Übertragungsbereichs auftritt, aber noch deutlich innerhalb dessen. Ökonomisch ist es zwar in den seltensten Fällen, aber Saugkreis + Sperrkreis könnten hier zusammen eine sehr steilflankige und tief greifende Unterdrückung von Chassisresonanzen bewirken. Es stellt sich allerdings wieder die Frage, ob ein solches Chassis überhaupt geeignet erscheint, ob man es so weit betreiben möchte und ob damit ein sauberes Tiefpassverhalten möglich ist - so beeinflusst durch die enormen Phasendrehungen des seriellen + parallelen Equalizers mit zusammen höherer Ordnung.

Nach meiner Erfahrung kommt es letztlich darauf an, wie breitbandig und wie - Amplituden-bezogen - intensiv eine (Resonanz-)Überhöhung ausfällt, die man ausbügeln möchte. Man bedenke auch, dass eine Frequenzgangüberhöhung nicht unbedingt ein Phasen- und Frequenzgangverhalten hat, dem ein einzelner Equalizer durch spiegelbildliches Verhalten perfekt entgegenwirken könnte.
Saug- und Sperrkreise sind durch ihre jeweils zweipolige Natur (12dB/Oktave) ziemlich eingeschränkt und speziell Sperrkreise wirken meistens nur deshalb ganz passabel frequenzgangbegradigend, weil sie in ihrer Güte entsprechend entschärft werden können, ihre Wirkung sich also in Grenzen halten darf. Davon abgesehen, dass sie prinzipiell nur an einer konstanten Chassis-Abschlussimpedanz richtig funktionieren und auch die (frequenzabhängige) Einfügungsdämpfung weiterer Serienglieder eine Rolle spielt.

Wie bei Equalizern üblich, können auch je nach (akzeptierten!?) Chassiseigenschaften schon mal zwei oder mehr Sperrkreise mit benachbarten Resonanzfrequenzen nötig werden, damit eine breite und starke FG-Überhöhung halbwegs "equalisiert" wird.
Dafür spricht dann imho "aktives" Entzerren und/oder geeignetere Chassis.

Gruß

[Farad]

Danke Fred'l! Man könnte also grob sagen, Sperrkreise werden im Übertragungsbereich eingesetzt und Saugkreise ausserhalb? Das leuchtet ein und kann als Faustformel dienen.

Warum sind Überschwinger an den Übernahmefrequenzen kritisch? Der Frequenzgang, das Ausschwingverhalten und der Klirr passen, wo liegt das Problem?

Wenn man elektrisch Entzerrt macht man doch auch nichts anderes, oder? Manchmal muß man gerade um die Trennfrequenz noch etwas anheben, weil das Chassis schon im natürlichen Rolloff ist, aber warum ist das schlimm?

farad

[Fred'l]

Gern geschehen, farad. Grobe Faustformel... ja, wohl wahr.

Deine 4 Fragezeichen: müssten sich an sich aus meinem Elaborat oben ableiten lassen, ansonsten versuche ich (falls du mich frägst) eher unproblematische Chassis zu verwenden, bei denen sperren und saugen nicht nötig ist, bezogen auf ihren FG am oberen Ende (herrscht die Not mitten drin, wie gesagt, taugt das Chassis wohl nichts). Saugkreise kommen aber schon öfters mal zum Einsatz, um Z bei fc zu glätten, damit ein HP (oder auch TP, wenn der FG-Einsatzbereich schmal ausfällt, fx nahe bei fc liegt) amplitudenmäßig so verläuft, wie er soll.

Gruß