Verschiedene Filtercharakteristiken

[ubix]

Ich habe gerade einmal an einem Frequenzweichenberechner herumgespielt.http://www.jobst-audio.de/tools-freq...frequenzweiche

Bei diesem Onlinerechner kann man die werte besser vergleichen, er hat aber nicht alle Varianten. https://www.hifi-selbstbau.de/online...eichen-rechner

Und was mir dabei auffiel, wieviele verschiedene Systeme es gibt.
Ist Butterworth tatsächlich das beste, oder haben die anderen auch einige Vorteile, oder auch Nachteile?
Es gibt da Linkwitz, Butterworth, Bessel, Chebychev, Solen Split, Legendre, Gauss, Linear Phase. Meine Güte, einige kannte ich noch gar nicht.

[Fosti]

Moin ubix,

worauf es letztendlich ankommt ist der akustische Filterverlauf, nicht der elektrische, wie es die meisten Tools tun, weil sie von einem rein ohmschen Abschlusswiderstand ausgehen. Deshalb hat UweG ja idealisierte Filterflanken (Butt, LR etc.) in Boxsim beim Amplitudengang implementiert. Das elektrische Filter hat dann meist wenig mit Butterworth, Linkwitz etc. zu tun.

Ich bevorzuge akustische(!) LR4 Filter, also mit 24dB/Okt Flankensteilheit. Bei Sub/Sat Trennungen muss man allerdings meist mehr spielen.

Viele Grüße,
Christoph

[walwal]

Hier ein Artikel zum Thema:


Bessel, Butterworth und Co

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.

Butterworth optimiert auf einen möglichst lang anhaltenden linearen Pegel-Frequenzgang ohne Überschwinger im Übertragungsbereich, der Phasengang spielt dabei eine untergeordnete Rolle.
Bessel optimiert die Filterkoeffizienten auf einen möglichst linearen Phasengang um zu einer möglichst konstanten Gruppenlaufzeit zu gelangen, Abweichungen im Pegelverlauf werden dabei toleriert.
Tschebyscheff lässt auch definierbare Welligkeiten im Übertragungsbereich zu, ermöglicht aber die größten Flankensteilheiten im Knickbereich.

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. 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. Ein Verschieben der Trennfrequenzen verändert dann aber wieder die Phasenverhältnisse im Übergangsbereich und verhindert eine saubere Addition.
Wenn man sich bei Filtern für Lautsprecher schon auf irgendwelche Mathematiker beziehen will, dann eher auf Linkwitz-Riley. Diese Filter gehen von einer Trennung bei -6dB aus, Tief- und Hochpass addieren sich perfekt. Naja, wenn die Treiber keine Pegel- und/oder Phasenfehler hätten. Dann jedoch müsste man sich aber eigentlich auch (noch) nicht abtrennen.

Niemand (naja, eventuell gewisse Versandhäuser) baut eine passive Universalweiche nach obigen Namen und erwartet, dass dies dann im Lautsprecher besonders gut klingen würde.
Dazu sind die Übertragungseigenschaften der Treiber viel zu unterschiedlich. Nur wenn man das auch in der Weiche berücksichtigt, kommt man zu einem guten Ergebnis. Das ist bei aktiven (egal ob analogen oder digitalen) Weichen nicht anders. Eine für sich genommen "ideale Weiche", die aber ebenso ideale Treiber voraussetzt, ist wenig hilfreich zur Lösung realer Aufgaben.

Was also bei irgendwelchen Filtern wirklich benötigt wird, ist die freie Einstellbarkeit von Trennfrequenz und Güte in allen Zweigen. Selbstverständlich kann man damit auch die obigen Filterausrichtungen einstellen - aber man kann eben auch jeden Zwischenwert erreichen.

Theoretisch könnte man natürlich den einzelnen Lautsprecher zunächst mal in einer angepassten Kompensation bezüglich Frequenz- und Phasengang linearisieren. Danach könnte man dann mehrere dieser idealisierten Wege mit einer Weiche nach obiger Ausrichtung zusammenschalten. Einfacher ist es aber, die Parameter der Treiber in der Weiche zu berücksichtigen und so zu einem stimmigen Ergebnis zu kommen.

Quelle: https://hifiakademie.de/?id=6.3.6&si...OC4yMzQuNjd8IA

[UweG]

Guter Artikel von Hubert Reith. Gefällt mir.

[ubix]

Darum ist es wohl auch so, das ich meinen PAW 25 nur in dieser Bassreflexabstimmung, und mit dieser Übergangsfrequenz, mit diesen Weichenparametern auf diese Übergangsfrequenz mittels Analoger Aktiver dbx Frequenzweiche abstimmen kann.Damit er diesen geraden F-Gang bekommt. Sogar die Dämmung spielt dabei eine Rolle.
Die eingestellte Übergangsfrequenz von 140 Hz stimmt dabei nicht mit der tatsächlichen überein. Und damit auch nicht die des dabei benutzten Mittelhochtöners, weil man immer nur für beide gemeinsam die Trennfrequenz regeln kann.

So gesehen bräuchte ich 2 Weichen, eine für den Bass, und eine für den Mittelhochton.

Eine Weicheneinstellung von 240 Hz sähe schon schlimm aus, da die Weiche natürlich nicht den Pegelanstieg des PAW 25 berücksichtigt. Oder man müsste dem PAW noch eine Drosselspule verpassen. Daran erkennt man aber auch, das z.b. bei Allround-Subwoofermodulen schon eine kleine Trennfrequenzänderung gravierende akustische Auswirkungen haben kann. Also bei diesen "Variablen Tiefpasseinstellungen" muss man schon wissen, wie der verwendete Tieftöner darauf reagiert.

[ubix]

Immerhin kann man den PAW 25 bei entsprechender Einstellung der Aktivweiche und Abstimmung des Lautsprechers linear bis 30 Hz betreiben, bei eingeschränktem Maximalpegel.

[Markus213]

Jo, ich habe auch zu Hause mit dem PAW 25 rumexperimentiert und in 30L BR gepackt, weil ich kein anderes Gehäuse frei hatte. Es ist ein Projekt für meine Teenies* damit sie mit dem TPA3116 via Bluetooth von Smartphones krach machen können. Oben ab 450Hz 15cm Papier und ab 3500 XT19 von Peerless.*http://forum.visaton.de/attachment.p...1&d=1581161752

[ubix]

Jo, ich habe auch zu Hause mit dem PAW 25 rumexperimentiert und in 30L BR gepackt, weil ich kein anderes Gehäuse frei hatte.

Wir macht er sich den so in 30 litern BR? Ich habe meinen in gut 60 litern, was gar nicht so schlecht ist, aber nicht gerade transportierfreundlich.

Ich dachte so an gute 40 liter netto, was ein Kompromiss aus Tragfähigkeit und Tiefbassmöglichkeiten wäre.

[Markus213]

Wir macht er sich den so in 30 litern BR? Ich habe meinen in gut 60 litern, was gar nicht so schlecht ist, aber nicht gerade transportierfreundlich.

Ich dachte so an gute 40 liter netto, was ein Kompromiss aus Tragfähigkeit und Tiefbassmöglichkeiten wäre.

http://forum.visaton.de/attachment.p...1&d=1581584828

http://forum.visaton.de/attachment.p...1&d=1581584883

http://forum.visaton.de/attachment.p...1&d=1581584905


solche Kiste macht schon bei 10W ordentlich Druck. Angetrieben mit TPA3255

[ubix]

Sieht ja gut aus. Von 40 Hz bis 2 kHz ziemlich sauber.Leider habe ich kein DSP etc. muss dies also mit normalen Mitteln hinbiegen.

[Markus213]

Sieht ja gut aus. Von 40 Hz bis 2 kHz ziemlich sauber.Leider habe ich kein DSP etc. muss dies also mit normalen Mitteln hinbiegen.

Ja passiv ist immer schwieriger als aktiv. Ich habe dennoch versucht passiv zu simulieren, mal sehen ob es gelingt.
Frage:
wie viel Leistung geht verloren bei der linearisierung?