Boxsim - Aktive Filter

[chChrLam]

Was sind die Filter in Boxsim?

Linkwitz-Riley oder Butterworth oder sonnst was?
Ich möchte mit Linkwitz simulieren aber finde nirgendwo was die Filter im Boxsim sind.

Hier ist die Rede von selektieren ziwichen Buterworth und Linkwitz aber ich finde die Stelle nicht.

http://www.visaton.de/vb/showthread.php?t=16958

Viele Grüsse und Danke

[Rudolf]

Was sind die Filter in Boxsim?

Linkwitz-Riley oder Butterworth oder sonnst was?
Ich möchte mit Linkwitz simulieren aber finde nirgendwo was die Filter im Boxsim sind.

Aus http://www.selfmadehifi.de/weiche.htm

• Q<0,5 überdämpft
• Q=0,5 (Linkwitz-Abstimmung, "Filter kritischer Dämpfung") Präzision hervorragend, Pegel bei der Einbauresonanz fc -6dB, keinerlei Überschwingen in der Sprungantwort
• Q=0,577 (Bessel-Abstimmung) sehr gute Präzision, Pegel bei fc ist -4,8dB
• Q=0,707 (Butterworth-Abstimmung), noch gute Präzision, Pegel bei fc (ist hier auch untere Grenzfrequenz) -3dB
• Q=1 (>0,707 Chebycheff-Abstimmung), schlechte Präzision, Pegel ist (Qtc=1) bei fc 0dB, deshalb Überschwingen

[PeterFW]

Linkwitz-Riley oder Butterworth oder sonnst was?
Ich möchte mit Linkwitz simulieren aber finde nirgendwo was die Filter im Boxsim sind.

Ich bin ja auch blutiger Anfänger aber du solltest dir vielleicht nocheinmal die Theorie zu Filtern und ihrer Parameter/Eigenschaften durchlesen und besser verstehen.

Hier ist die Rede von selektieren ziwichen Buterworth und Linkwitz aber ich finde die Stelle nicht.

http://www.visaton.de/vb/showthread.php?t=16958

In dem Screenshot ist das Feld zu sehen das du suchst, das Feld "Q"

Grüße,
Peter

[chChrLam]

Vielen Dank, dann gehe ich mal lesen Hatte im Kopf, dass die Phasengänge unterschiedlichen Filter (BW LR usw) komplett unterschiedlich sind.

Na ja LTSPICE und Boxsim Attacke

[walwal]

Oft wird in Verbindung mit Filtern von Bessel, Butterworth, Tschebyscheff oder sonstigen gesprochen. Hinter all diesen Namen verbergen sich gewisse mathematische Optimierungsversuche und -richtungen bei den Filtern....
Und was hat man bei der Anwendung auf Lautsprecher davon?
Nichts - solange man die inneren Kennwerte der Treiber nicht mitberücksichtigt!
Und auch dann hilft es für Filterzwecke nicht wirklich.

http://hifiakademie.de/?id=6.6&si=MTM2ODQ3NTY2My44MTM3fDc5LjIyMS4zMy40MHwg

[krabat]

...
Und was hat man bei der Anwendung auf Lautsprecher davon?
Nichts - solange man die inneren Kennwerte der Treiber nicht mitberücksichtigt!


http://hifiakademie.de/?id=6.6&si=MT...IyMS4zMy40MHwg

Originalzitat: "... Bei Bessel und Co. geht man von einer Trennfrequenz bei -3dB aus, bei Lautsprechern muss man aber wegen der geänderten Strahlungsimpedanz die Trennung bei -6dB ansetzen."

Das ist falsch. Warum? Walwal?!

[Peter K]

Hallo,
auch wenn ich nicht walwal bin...

Originalzitat: "... Bei Bessel und Co. geht man von einer Trennfrequenz bei -3dB

Das trifft nur auf Butterworth zu, bei Bessel sind es wohl 4,8 dB

aus, bei Lautsprechern muss man aber wegen der geänderten Strahlungsimpedanz

Den Punkt habe ich garnicht verstanden.

die Trennung bei -6dB ansetzen."

Kann man, muß man nicht, kommt darauf an, was man will.

Dort wird zwar auch von den Treibereigenheiten gesprochen, aber übergangen, daß die Filter nur dann wie vorgesehen funktionieren, wenn der akustische
Filterverlauf den theoretischen Vorgaben entspricht.

Daß die Filter auch unterschiedliche Energieeigenschaften haben, geht auch unter, Linkwitz hat nun mal einen Energieeinbruch (Schallleistungseinbruch) bei der Trennfrequenz, sieht man aber nur, wenn man auch mal vertikal misst.

Jeder Filtertyp hat seine Vor- und Nachteile.
Schon ein gewisser Herr Joe d'Appolito fand die Butteworthfilter ungerader Ordnung als die bestklingenden Filter (wie früher auch KEF), da sie neben der linearen Addition auf Achse auch Konstantleistungsfilter sind. Nachteilig ist bei denen allerdings das vertikal asymetrische Abstrahlverhalten.
Und genau diesen "Fehler" versuchte er dann mit der nach ihm benannten Treiberanordnung zu eliminieren. Wenn man seine Abstandskriterien einhält, funktioniert das ja auch nahezu perfekt.
Wenn man aber, wie meist üblich die Kriterien nicht einhält (und dann auch noch Linkwitz-Weiche wählt) , sind aber vertikal wieder "Schweinereien" da.... und der Aufwand hat sich eigentlich nicht gelohnt.

Gruß
Peter Krips

[walwal]

So ist es, die ganze Theorie ist Müll, wenn man den akustischen Verlauf nicht berücksichtigt, wie in meinem link zur Hifi-Akademie nachzulesen ist.
Idealerweise misst man die einzelnen Treiber mit Arta, transferiert die Werte in ein Simuprogramm und es wird gut.

[Peter K]

Hallo,

So ist es, die ganze Theorie ist Müll, wenn man den akustischen Verlauf nicht berücksichtigt, wie in meinem link zur Hifi-Akademie nachzulesen ist.

Ich muß mich immer wieder echt wundern, wie selten das wirklich berücksichtigt wird.
Es ist immer wieder zum totlachen, wenn z.B. 6-dB-Weichen-Adepten von den ach so tollen Eigenschaften schwurbeln, sie aber tatsächlich akustisch eine 12 oder gar 18 dB - Irgendwieweiche hingepfriemelt haben und dann noch meinen -6dB Schnittpunkt wäre bei 6dB-Weichen richtig.

Idealerweise misst man die einzelnen Treiber mit Arta, transferiert die Werte in ein Simuprogramm und es wird gut.

Ich mach es mit DLSA und Audiocad...
Da dann mit einem Dummitreiber die gewünschte Zielfunktion stricken und dann die akustische Flanke des gemessenen Treibers mit dem AC-Optimierer an die Zielfunktion heranziehen, dann klappt es auch mit den echten akustischen Filtern und deren Eigenschaften.

Gruß
Peter Krips

[Violoncello]

aus, bei Lautsprechern muss man aber wegen der geänderten Strahlungsimpedanz

Den Punkt habe ich garnicht verstanden.

Das war auch schon dein Problem bei der Diskussion Energiebilanz Halbraum vs. Vollraumstrahler.

Dieser Punkt ergibt aber durchaus Sinn.

Habe ich zwei gedachte Punktschallquellen in einem Abstand << der abgestrahlten Wellenlänge, so addieren die sich phasengleich zu +6dB Schalldruckpegel auf. Also vierfache Energie. +3dB, da ja nun doppelt so viel Energie in das System gesteckt wird (nämlich werden nun 2 statt vorher 1 Treiber betrieben). Und nochmal +3dB, da bessere Impedanzanpassung gegeben ist. Also mehr Gesamtwirkungsgrad.


(Das geht natürlich nicht unendlich - wenn die Membranen irgendwann so stark belastet sind, dass man in die Region der vollständigen Impedanzanpassung kommt, gilt das natürlich nicht mehr. Aber davon sind wir mit Werten von 90 dB/W (m) weit entfernt.

Ist der Abstand der Punktschallquellen jedoch >> abgestrahlte Wellenlänge, dann tritt der Effekt der besseren Impedanzanpassung nicht auf. Die Energien addieren sich einfach auf, wir haben in der Gesamtenergie +3 dB (auch wenn in der 0°-Ebene +6 dB Schalldruck gemessen werden können, die werden durch Nullstellen unter anderen Winkeln wieder ausgeglichen).
Das ist der von dir, Peter, angesprochene Punkt. Das ist vollkommen richtig, aber eben nur ein Teil der Wahrheit.

Was das für die Theorie der Weichenentwicklung bedeutet:
Hat man zwei Chassis, deren Abstand deutlich kleiner als die höchste gemeinsam abgestrahlte Frequenz ist, dann kann man die akustische (!) Filterflanke getrost Linkwitz-mäßig ausführen und erhält konstantes Energieverhalten.

Ist dieses Kriterium nicht erfüllt, kann man sich überlegen, mit 90°-Butterworth zu trennen, um trotzdem ein konstantes Energieniveau zu erreichen.

[Peter K]

Hallo,

Dieser Punkt ergibt aber durchaus Sinn.

Habe ich zwei gedachte Punktschallquellen in einem Abstand << der abgestrahlten Wellenlänge, so addieren die sich phasengleich zu +6dB Schalldruckpegel auf. Also vierfache Energie. +3dB, da ja nun doppelt so viel Energie in das System gesteckt wird (nämlich werden nun 2 statt vorher 1 Treiber betrieben). Und nochmal +3dB, da bessere Impedanzanpassung gegeben ist. Also mehr Gesamtwirkungsgrad.

Vielleicht hast du dich nur missverständlich ausgedrückt.
Bei -6 dB Schalldruck macht der einzelne Treiber 1/4 der Schallleistung, zwei zusammen also 1/2, Strahlungskoppelung verdoppelt das dann noch, macht also 1.
Maximal kann man in diesem Spezialfall also Linkwitz zu einer Konstantleistungsweiche machen, im Gegensatz zu sonstigen Linkwitzen, die -3 dB Schallleistungseinbruch bei der Trennfrequenz haben.
Bedingung dafür ist aber, daß sich die beteiligten Treiber angenährt wie Punktschallquellen verhalten, das ist bei dem Treiber mit dem Tiefpass aber nur gegeben, wenn man ihn weit unterhalb der Bündelungsfrequenz trennt, und zwar so tief, daß auch auf der abfallenden Filterflanke auch noch keine Bündelung auftritt, sonst geht die Rechnung nämlich nicht auf.




(Das geht natürlich nicht unendlich - wenn die Membranen irgendwann so stark belastet sind, dass man in die Region der vollständigen Impedanzanpassung kommt, gilt das natürlich nicht mehr. Aber davon sind wir mit Werten von 90 dB/W (m) weit entfernt.

Ist der Abstand der Punktschallquellen jedoch >> abgestrahlte Wellenlänge, dann tritt der Effekt der besseren Impedanzanpassung nicht auf. Die Energien addieren sich einfach auf, wir haben in der Gesamtenergie +3 dB (auch wenn in der 0°-Ebene +6 dB Schalldruck gemessen werden können, die werden durch Nullstellen unter anderen Winkeln wieder ausgeglichen).
Das ist der von dir, Peter, angesprochene Punkt. Das ist vollkommen richtig, aber eben nur ein Teil der Wahrheit.

genau, und somit bei/um die Trennfrequenz herum den 3 dB Einbruch im Energiefrequenzgang, trennt man dann aber oberhalb der Bündelungsfrequenz, wird der Einbruch im Energiefrequenzgang natürlich noch größer.

Was das für die Theorie der Weichenentwicklung bedeutet:
Hat man zwei Chassis, deren Abstand deutlich kleiner als die höchste gemeinsam abgestrahlte Frequenz ist, dann kann man die akustische (!) Filterflanke getrost Linkwitz-mäßig ausführen und erhält konstantes Energieverhalten.

Ist dieses Kriterium nicht erfüllt, kann man sich überlegen, mit 90°-Butterworth zu trennen, um trotzdem ein konstantes Energieniveau zu erreichen.

Aber auch da funktioniert das dann nur "perfekt" unterhalb der Bündelungsfrequenz.
Strahlt ein Treiber bei der Trennfrequenz bündelungsbedingt nicht mehr seine volle Schallleistung ab, kann man dann leider auch mit 90° Butterworth das konstante Energieniveau nicht mehr erreichen.

Gruß
Peter Krips

[krabat]

So ist es, die ganze Theorie ist Müll, wenn man ...

... sie "eigentlich" nicht versteht.

Weiter unten ist dann auch von "Strahlungskopplung", "Punktquelle" und weiteren ingenieurstechnischen Begriffen zu lesen. Die crux mit diesem Zeug ist: die Wörter - und damit formulierte "Regeln", haben ihre Gültigkeit unter ganz bestimmten Voraussetzungen, die im Allgemeinen nur näherungsweise wenn überhaupt vorliegen. Die unangebrachte Verwendung der Wörter führt dann zu größter Verw-irrung.

Nicht zuletzt "walwal" hat in einem anderen thread, nämlich "Vollaktivierung der Concorde" durchaus Standartweichen empfohlen, und meinte, das wäre dann "zum Fußwippen toll" und somit "richtig". Beweis: "Hörtest" durch Kollegen.

Die ganze Wahrheit ist, dass man jeden Fall DURCHMESSEN muss, um zu erfahren, was da los ist. Jede vernünftige Weiche wird sich im Grenzbereich von Idealbedingungen befinden - sonst würde man doch keinen Übergang bei eben dieser Frequenz versuchen! Damit kann und sollte man tunlichst den ganzen Begriffsapparat wie: Konstantleistungsweiche, Schallleistungseinbruch, Punktschallquellen, Energie, Bündelungsfrequenz, Filterflanke, Nullstellen, Butterworth, Strahlungsimpedanz, System, Bessel und Co. ... ppp ad ultimo vergessen. Was zählt, ist die Messung.

Und dann geht das Fummeln eben los. Man kann wie ganz früher K.E.F. mit (akustischen) Zielfunktionen arbeiten, oder sich andere Ziele stecken. Im Chaos der Möglichkeiten braucht man Leitlinien. Die können aber nicht "signaltheoretische" Idealbedingungen voraussetzen. Selbst K.E.F. musste etwa bei der CALINDA in den späten 70ern die aktive Konstruktionsarbeit an einem bestimmten Punkt abbrechen, und nicht-ideales Verhalten einfach hinnehmen: die vertikale Abstrahlkeule war nur 15° schmal (-3dB). Weiter ist man nicht gekommen. Das Ergebnis dieser Einsicht sind die neuzeitlichen Koaxiallautsprecher der besagten Firma, um dieses Problem im Grundsatz zu umgehen. Das IST Technik!

Die Theorie ist schon richtig. Man sollte sie aber verstanden haben, bevor man darauf einprügelt. Wir Bastler neigen leider dazu, schwer lösbare Probleme ganz stumpf zu ignorieren. Sei es wie es ist, aber aus dem eigenen Unvermögen eine überlegene Position zu machen, wie so manche Kollegen halte ich für ziemlich unästhetisch.

[Peter K]

Hallo,

Die ganze Wahrheit ist, dass man jeden Fall DURCHMESSEN muss, um zu erfahren, was da los ist.

Gegen Ende einer Lautsprecherentwicklung ganz klar.

Jede vernünftige Weiche wird sich im Grenzbereich von Idealbedingungen befinden - sonst würde man doch keinen Übergang bei eben dieser Frequenz versuchen! Damit kann und sollte man tunlichst den ganzen Begriffsapparat wie: Konstantleistungsweiche, Schallleistungseinbruch, Punktschallquellen, Energie, Bündelungsfrequenz, Filterflanke, Nullstellen, Butterworth, Strahlungsimpedanz, System, Bessel und Co. ... ppp ad ultimo vergessen. Was zählt, ist die Messung.

Jein, den ganzen Begriffapparat benötigt man, wenn man eine Box plant, bevor man mit dem Probegehäusebau und den Messungen beginnt.
Oder setzt du dich vor eine LKW-Ladung diverser Treiber, baust 100 Probegehäuse zusammen mit 100 durch Los bestimmte Treiberbestückungen und legst dann anhand der Messungen all jener Konstrukte fest, was zusammenpasst und wo man wie trennt etc. pp ?

Und dann geht das Fummeln eben los. Man kann wie ganz früher K.E.F. mit (akustischen) Zielfunktionen arbeiten, oder sich andere Ziele stecken. Im Chaos der Möglichkeiten braucht man Leitlinien. Die können aber nicht "signaltheoretische" Idealbedingungen voraussetzen.

Natürlich geht das, wenn man weiß wie, geht aber nur zu 100 % aktiv, da man dort das notwendige Delay zum Ausgleich der SEO-Versätze hinbekommt.
Passiv erreicht man "schulbuchmäßige" symetrische Filter nicht so einfach.
Bei Linkwitz geht es noch halbwegs einfach durch die "platte" Abstrahlkeule, dadurch ist etwas Spielraum bei nicht zu großen SEO-Versätzen da. Ungerade Butterworth sind da schwieriger zu realisieren und zwar umso schwieriger, je näher die Treiber zueinander positioniert sind.

Gruß
Peter Krips

[krabat]

Hallo,
... Ende einer Lautsprecherentwicklung ... geht aber nur zu 100 % aktiv... Delay zum Ausgleich der SEO-Versätze ... symetrische Filter ... "platte" Abstrahlkeule ... Butterworth sind da schwieriger zu realisieren und zwar umso schwieriger, je näher (weiter?!) die Treiber (von-?!?) zueinander positioniert sind.

Peter, ich lasse dir das letzte Wort. Wenn ich schon "Schallentstehungsort = SEO" lese, ist bei mir Zapfenstreich.

Ich möchte von dir, der in diesem thread soviel "Definitionshoheit" herausgekehrt hat einmal sehen, wie du die Optimalität von Lehrbuchweichen (freie Auswahl) mathematisch *beweist*. Gerne auf Papier und abfotografiert hier hereinstellen, bitte (hab' Mathe studiert, keine Sorge). Und ich garantiere dir, dass ich dir nachweise, dass du irgendeinen realen Umstand vergessen hast, der deine *unvollständige* Theorie ad absurdum führt.

Wenn es nur um die knackigen Fachwörter geht, kann auch ich beim Thema Theologie mitdiskutieren. Nur wo ist letztlich der Sinn?

Das soll wie gesagt nicht heißen, Theorie wäre unpraktisch oder gar untauglich. Sie muss nur a) vollständig und b) verstanden sein.

[Peter K]

Hallo Krabat,
wo ist dein Problem ?

Peter, ich lasse dir das letzte Wort. Wenn ich schon "Schallentstehungsort = SEO" lese, ist bei mir Zapfenstreich.

Wieso denn das?
Damit wird doch ein reales Phaenomen beschrieben, nämlich unterschiedliche Laufzeiten zwischen Treiber A und B zum Messpunkt. Das ist nämlich nicht nur der (wie auch immer gemessene) treibereigene SEO, dazu kommen ja noch die unterschiedlichen Mikrofonabstände bei Messungen in üblicher Entfernung (Die bei boxsim unter den Tisch fallen)
Der tatsächliche SEO eines Treibers ist aber in der Praxis nicht fix, sondern sowohl abhängig von der Frequenz als auch von Frequenzverlauf.
Der relative SEO-Versatz ist ja nur auf der vorgesehenen Trennfrequenz von Interesse, das kann man sich aber auch aus dem Phasenverlauf der Messung ableiten.

Ich möchte von dir, der in diesem thread soviel "Definitionshoheit" herausgekehrt hat einmal sehen, wie du die Optimalität von Lehrbuchweichen (freie Auswahl) mathematisch *beweist*.

Jetzt machst du wohl Witze, oder ?
Die mathematische Herleitung der Filter kann man in besseren Fachbüchern zu dem Thema bewundern, mir reichen dann die Schlussfolgerungen, die damit einhergehenden Eigenschaften und die Berechnungsvorschriften dafür.

Gerne auf Papier und abfotografiert hier hereinstellen, bitte (hab' Mathe studiert, keine Sorge). Und ich garantiere dir, dass ich dir nachweise, dass du irgendeinen realen Umstand vergessen hast, der deine *unvollständige* Theorie ad absurdum führt.

Behaupten kannst du viel, kauf dir einen Schwamkrug, einen Dickason, einen Zwicker oder den Panzer, da kannst du dich dann an den Nachweis machen und die Leute ad adsurdum führen.

Viele Spaß dabei

Wenn es nur um die knackigen Fachwörter geht, kann auch ich beim Thema Theologie mitdiskutieren. Nur wo ist letztlich der Sinn?

Das soll wie gesagt nicht heißen, Theorie wäre unpraktisch oder gar untauglich. Sie muss nur a) vollständig und b) verstanden sein.

Du willst doch hier nur Leute, warum auch immer, lediglich vorführen.

Verlangst du auch von jedem, der mal geschwind den Umfang eines Kreises mittels der (angenährten) Zahl Pi ausrechnen will, daß er das erst dürfe, wenn er jedes Mal extra für dich die Zahl bis auf mindestens 20 Nachkommastellen angenährt berechnet hat ?

Gruß
Peter Krips