6-db, oder 12-db "Butterworth"..?

[Pappenheimer]

Hallo zusammen...

Ich bin als bekennender "vintage", und sowieso "Breitband-Hörer" ein großer Freund von
flachen Filtern, z.B. bei der Verwendung von Hochton-Unterstützungen etc..

Manchmal ist das aber doch zu "flach", und man will "so was zwischen" 6-db und 12 db-Butterworth..

Ich hab mir mal vor UR-Zeiten irgendwo so ein Excel-sheet runtergeladen, und dieses
nun etwas angepasst.. --> indem ich die Berechnung für 12 db Butterworth mit einem
Faktor versehen habe, um so "grob" die Werte für eine BESSEL-Weiche zu bekommen..

NUN, das will ich euch nicht vorenthalten..

Bei PN gibts die Tabelle, für den, der will..

lg,
-Andreas-


http://www.amoenkediek.de/audiopics/Bessel-Tabelle.JPG

PS:

Abbildung auch aus dem Netz geklaut...

http://www.circuitstoday.com/wp-content/uploads/2009/10/Frequency-Response-Curve-Types-of-filters.jpg

--> irgendwie meine ich mich zu erinnern, dass auch "Butterworth" eine größere
"Anfangs-Welligkeit" aufweist.. --> ich mein im RAE-Handbuch, doch da finde ich das aktuell nicht...

Vllt hat da jemand mehr Infos dazu..???

[3eepoint]

Dieses "Klingeln" macht sich nur beim Rechteck wie dargestellt bemerkbar, wenn du da normal nen Sinussweep drüber schickst wirst du nur ein überschwingen der Amplitude sehen, da sich der Filter aufschwingt, aber nicht dieses Gezappel ;)

Im Algemeinen unterscheiden sich die Filterarten dadrin wie stark das "knie" ausgebildet ist. Das kann man aber auch mit Widerständen in reihe zu den Parallelbauteilen manipulieren, stichwort gedämpfter Reihenschwingkreis.

[Pappenheimer]

Dieses "Klingeln" macht sich nur beim Rechteck wie dargestellt bemerkbar, wenn du da normal
nen Sinussweep drüber schickst wirst du nur ein überschwingen der Amplitude sehen, da sich
der Filter aufschwingt, aber nicht dieses Gezappel ;)


Ja, ich hatte gerad kein besseres Bild parat...

Ich erinnere mich halt auch nur an so einen "Überschwinger" am Anfang der Übernahmefrequenz

ich finde halt 12 db "bessel" deswegen gut, weil es "steiler" ist, aber dennoch "gutmütig"
von der Charakteristik her... als das nackte 6 db ...

Und mit so einer Tabelle kann man halt auch fein rum-experimentieren, mit
vorhandenem Material aus der Bastelkiste..

IMHO...

lg,
-Andreas-

[3eepoint]

Ich für meinen Teil mach sowas lieber mit LTSPICE, da hat man mehr möglichkeiten Einflüsse z.B vom Spulen Innenwiderstand zu simulieren ect.

[Kripston]

Hallo Andreas,
leider stimmen die Werte für die Besselweichen nicht.
Habe mir auch mal ein Excel gefummelt mit Berechnungsmethoden laut Literatur und das dann auch mit Simuprogs überprüft (Mein Tool macht Butterworth, Bessel und Linkwitz bis 6. Ordnung)
Bessel hat eine Besonderheit:
Die Kurvenverläufe sind bei allen Ordnungen bis zum Schnittpunkt bei der Übernahmefrequenz identisch, die höheren Flankensteilheiten höherer Ordnung finden erst oberhalb (beim TP) bzw. unterhalb (beim HP) der Übernahmefrequenz statt.

Bei Butterworth allgemein beachten, dass der Schnittpunkt 3 dB unter dem Pegel ausserhalb des Übernahmebereiches liegt.
Bei ungeraden Butterworth addiert sich das dann zu 0 db, bei geraden aber zu +3 dB.
Will man diese + 3 dB vermeiden, kann man dann gleich Linkwitz nehmen....

Gruß
Peter Krips

[Pappenheimer]

Hallo Andreas,
leider stimmen die Werte für die Besselweichen nicht.


Hallo Peter..

DAS ist ja MIST..

Ich hatte meine butterworth-Tabelle mit einem "Bessel-Faktor" versehen, welchen ich mit
einem Online-tool in drei Bereichen quer-gecheckt hatte.. -- einmal ganz unten, dann
in der Mitte, und dann "oben" -- und da passte es.. ERGO stimmte das Tool schon mal nicht,,

Dann muss ich mir doch mal die echten Bessel-Formeln" z.B. die aus dem alten
RAE-Handbuch in die Tabelle basteln.. ?!?

*** Mein Ziel ist es doch, das ganze Weichen-Bauteil-Geraffel, was so herumfliegt, auf ein
Brett zu bauen, un zmit einer Verkabelung zu versehen, die einem fix mal eine "Quick &
dirty"-Weiche schnell ermöglicht. --> also ohne Lötkolben, oder zuuu vielen Krokoklemmen.

Da find ich eine solche Tabelle schon hilfteich.


aber wenn die werte nicht stimmen, muss ich da wohl noch mal bei..

lg, und gute Nacht,
-Andreas-

[Olaf_HH]

Hi, ich möchte euch mal den Hifi-Selbstbau Online Frequenzweichen Rechner ans Herz legen.
https://www.hifi-selbstbau.de/index.php/onlinerechner/47-frequenzweichen/114-frequenzweichen-rechner

Der gibt einem auch unterschiedliche Bauteile für die unterschiedlichen Steilheiten vor. Mit dem Arbeite ich immer. Ist auch einfach zu bedienen.
@Pappenheimer, super Tabelle

[fosti]

....
Will man diese + 3 dB vermeiden, kann man dann gleich Linkwitz nehmen....

Gruß
Peter Krips

Hallo zusammen,

der große Vorteil von aktiven Filtern: Im Übernahmebereich beide Chassis weit überlappend linear entzerren, Linkwitz drauf und man ist fertig für das Feintuning (sinnvolle Trennfrequenzen im Sinne von Abstrahlverhalten usw. vorrausgesetzt).

Viele Grüße,
Christoph

[Kripston]

Hallo Christoph,

Hallo zusammen,

der große Vorteil von aktiven Filtern: Im Übernahmebereich beide Chassis weit überlappend linear entzerren, Linkwitz drauf und man ist fertig für das Feintuning (sinnvolle Trennfrequenzen im Sinne von Abstrahlverhalten usw. vorrausgesetzt).

Viele Grüße,
Christoph

geht auch passiv....
Verwende die Werte der Weichenrechner in Audiocad mit idealisierten Dummichassis zur definition der Zielfunktion.
An diese wird dann die Treibermessung mittels des Optimierers angeglichen.
Ergibt auch (wie bei deiner beschriebenen Aktivmethode) ideale, definierte akustische Filterflanken.
Dennoch müssen in der Praxis passiv die Filterflanken wegen des SEO-Versatzes leicht nachgearbeitet werden (dann wird es u.U. ein wenig asymetrisch), was aktiv durch Delaymöglichkeit entfällt.
Dennoch versuche ich Linkwitz wegen des Energieeinbruchs um die Trennfrequenz herum zu vermeiden.
Dann gibt es aber wieder andere Probleme (z.B. bei eigentlich idealen Butterworthweichen ungerader Ordnung).
Als gute Lösung hat sich für mich dort, wo es von der GLZ vertretbar ist, dann doch Linkwitz, aber dann 6. Ordnung akustisch bewährt, um den Energieeinbruch möglichst schmal zu halten.

Gruß
Peter Krips

[tusker]

Hi, ich möchte euch mal den Hifi-Selbstbau Online Frequenzweichen Rechner ans Herz legen.
Ich werfe mal BassCAD (http://www.selfmadehifi.de/basscad.htm) ins Rennen, das ist meiner Meinung nach sehr intuitiv da die Auswirkungen bei Veränderung irgendeines Wertes sofort grafisch dargestellt werden. BassCAD ist auch sehr praktisch zum Berechnen von Gehäusen und Zuschnitten (siehe Screenshot).

[Kripston]

Hallo,

Ich werfe mal BassCAD (http://www.selfmadehifi.de/basscad.htm) ins Rennen, das ist meiner Meinung nach sehr intuitiv da die Auswirkungen bei Veränderung irgendeines Wertes sofort grafisch dargestellt werden. BassCAD ist auch sehr praktisch zum Berechnen von Gehäusen und Zuschnitten (siehe Screenshot).


Kann man in dem Prog eigene Messungen einspielen und dann damit die Weiche entwickeln ?
Wenn nein, ist das Prog für Lautsprecherweichenentwicklung untauglich....

Gruß
Peter Krips

[Bizarre]

Dennoch versuche ich Linkwitz wegen des Energieeinbruchs um die Trennfrequenz herum zu vermeiden.


Könnte man so bei 2-Wegern nicht ganz nebenbei ne "BBC Senke" um die 3kHz realisieren?

LG,
Manfred

[fosti]

......
Dennoch versuche ich Linkwitz wegen des Energieeinbruchs um die Trennfrequenz herum zu vermeiden....

Hallo Peter,

ohne dass ich das jetzt simuliert habe: Ist der Energieeinbruch immer vorhanden oder abhängig vom Verhältnis Treiberabstand zu Trennfrequenz?

Viele Grüße,
Christoph

[tusker]

Kann man in dem Prog eigene Messungen einspielen und dann damit die Weiche entwickeln ?
Nein, genausowenig wie bei einer Webseite oder einem Excel-Sheet… Aber das war hier auch gar nicht die Problemstellung.

[Grasso]

ohne dass ich das jetzt simuliert habe: Ist der Energieeinbruch immer vorhanden oder abhängig vom Verhältnis Treiberabstand zu Trennfrequenz?Lieber Christoph und alle! Bei Linkwitzweichen gibt es keinen Leistungseinbruch, sofern die Wellenlänge viel größer als die Abmessungen ist, denn dann summieren sich beide -6dB Pegel bei allen Abstrahlrichtungen zu 0dB. Ich finde klassisches D'Appolito --mit -3dB bei der Trennfrequenz-- immer noch am besten, allerdings nicht nur dritter Ordnung sondern bevorzugt Erster.

[Kripston]

Hallo Christoph,
Hallo Peter,

ohne dass ich das jetzt simuliert habe: Ist der Energieeinbruch immer vorhanden oder abhängig vom Verhältnis Treiberabstand zu Trennfrequenz?

Klar hat das Einfluss..
Bei Koaxanordnung wird z.B auch Linkwitz zur Konstantleistungsweiche.

Ein paar Mitstreiter und ich haben in einem anderen Forum mal eine echte d'Appo um einen Breitbänder herum gestrickt:
http://www.hifi-forum.de/index.php?action=browseT&back=1&sort=lpost&forum_id=104&thread=22774

Durch die tiefe Trennfrequenz war es letzlich wurscht, ob man Butterworth ungerader Ordnung oder Linkwitz nahm.
Linkwitz (4. Ordnung akustisch) erhielt dann den "Zuschlag", da leichter abstimmbar.

Gruß
Peter Krips

P.S. Auch das Bündelungsverhalten der Treiber spuckt einem ja noch in die (Energie-) Suppe.

[Kripston]

Hallo,

Lieber Christoph und alle! Bei Linkwitzweichen gibt es keinen Leistungseinbruch, sofern die Wellenlänge viel größer als die Abmessungen ist, denn dann summieren sich beide -6dB Pegel bei allen Abstrahlrichtungen zu 0dB.
Was ist "viel größer als" ?
Selbst bei der 10-fachen Wellenlänge funktioniert das schon nicht mehr zu 100 %, bei kleineren Treiberabstand (der Schallzentren)/ Wellenlängenverhältnissen schon garnicht mehr.


Ich finde klassisches D'Appolito --mit -3dB bei der Trennfrequenz-- immer noch am besten, allerdings nicht nur dritter Ordnung sondern bevorzugt Erster.
Wieso erster Ordnung ?
Den Hochtöner musst du mir mal zeigen, der bei den nötigen tiefen Trennfrequenzen 6 dB akustisch kann und überlebt...

Gruß
Peter Krips

[Grasso]

Was ist "viel größer als" ?
Selbst bei der 10-fachen Wellenlänge funktioniert das schon nicht mehr zu 100 %, bei kleineren Treiberabstand (der Schallzentren)/ Wellenlängenverhältnissen schon garnicht mehr.
Bei Linkwitzweichen, deren zwei Treiber ihre akustischen Zentren bei der Trennfrequenz ein Viertel der Wellenlänge voneinander entfernt haben, ist die Summe in einem Abstrahlwinkel von +-Pi/2 theoretisch gerade mal -3dB. Verdoppelt man jetzt die Trennfrequenz, hat man einen -3dB tiefen Einbruch schon bei +-Pi/6.


Wieso erster Ordnung ?

Den Hochtöner musst du mir mal zeigen, der bei den nötigen tiefen Trennfrequenzen 6 dB akustisch kann und überlebt... Von 25mm-Kalotten habe ich schon lange nicht mehr geträumt. Aber viel von kleinen "Breitbändern", also 13x7cm mit 14mm Spule.

[Kripston]

Hallo,

Bei Linkwitzweichen, deren zwei Treiber ihre akustischen Zentren bei der Trennfrequenz ein Viertel der Wellenlänge voneinander entfernt haben, ist die Summe in einem Abstrahlwinkel von +-Pi/2 theoretisch gerade mal -3dB.
Also meine Simuprogs sagen mir auch, dass der -3 dB Einbruch bei +-Pi/2 (also +-90 Grad) ist.


Verdoppelt man jetzt die Trennfrequenz, hat man einen -3dB tiefen Einbruch schon bei +-Pi/6.oder -3 dB bei +-30 Grad und bei +- 90 Grad vollständige Auslöschung.
In beiden Fällen handelt es sich um einen deutlichen Energieeinbruch, oder etwa nicht ?


Von 25mm-Kalotten habe ich schon lange nicht mehr geträumt. Aber viel von kleinen "Breitbändern", also 13x7cm mit 14mm Spule.Klar geht das mit tieferer Trennung besser, nahezu einwandfrei wird es aber erst dann, wenn die akustischen Zentren bei 1/8 oder noch besser bei 1/10 der Wellenlänge der Trennfrequenz auseinanderliegen.

Gruß
Peter Krips

[Grasso]

Hallo,

Also meine Simuprogs sagen mir auch, dass der -3 dB Einbruch bei +-Pi/2 (also +-90 Grad) ist.

oder -3 dB bei +-30 Grad und bei +- 90 Grad vollständige Auslöschung.
In beiden Fällen handelt es sich um einen deutlichen Energieeinbruch, oder etwa nicht ? Nicht im Ersten, denn -3dB erst bei +-Pi/2 in der Senk- ODER Waagrechten bedeutet, daß die Leistung um weniger als 1dB verliert.
Klar geht das mit tieferer Trennung besser, nahezu einwandfrei wird es aber erst dann, wenn die akustischen Zentren bei 1/8 oder noch besser bei 1/10 der Wellenlänge der Trennfrequenz auseinanderliegen.Ich meine 1/4.

[Pappenheimer]

Hallo Peter...

Du schreibst..: "Hallo Andreas, leider stimmen die Werte für die Besselweichen nicht."

--> ich hab eben noch mal den Strassacker-F-Weichen-Rechner durchgeeiert.. und zumindest
korrespondiert meine Tabelle mit "meinem Butterworth-Multiplikator" mit dem Strassacker-Rechner..

DANN ist DER auch schon mal falsch... -- muss dann mal die Formel aus dem RAE-Handbuch
ins Excel fummeln..

HINTERGRUND der Tabelle ist, dass ich meine ganzen FrequenzweichenBauteile in ein Gehäuse
bauen will.. wo ich mittels Mikroschaltern und Bananenbuchsen einen schnellen Bauteile-
Wechsel haben können will. -- wenn ich z.B. mal einen Hochtöner abstimmen will, oder so..

Da kommen alle Folien-, oder Russen/Bosch/PIO-Cs rein, Spulen, Niederohm-drahtwiderstände.. etc..

http://www.amoenkediek.de/audioipics/Bessel-Tabelle_2.JPG

Also nicht mehr mit etlichen Krokoklemmen einen "Bauteile-Verhau" herum liegen zu haben.

Was da nun Schalter wird, oder Buchse, ist alles noch nicht "raus", es ist eine Ideenskizze.
Und DA ist so eine Tabelle dann schon gut, wenn man mal eben nachgucken kann..

ZACK --> neuen Kondi-Wert schalten, und erneut messen...so stell ich mir das vor..

Das Gerät wird so 1/2 -- 19" breit, und 3 HE hoch.. kann man wenn man will ggf. in ein Rack stacken.
Das teuerste sind die Schalter und Buchsen, der rest ist alles da.. -- ALU -- Spulen - Kondis in
z.T. bester Bosch- oder Russen PIO-Qualität gute Folien.. etc.. --> Kostenpunkt also max. 50 euro

lg,
-Andreas-

[Grasso]

Hi!
Manchmal ist das aber doch zu "flach", und man will "so was zwischen" 6-db und 12 db-Butterworth.. Erster Ordnung funzt nur richtig ohne Verpolung, Zweiter nur mit. Wie soll es etwas dazwischen geben? Was vorkommt, ist, daß man eine Weiche phasenmäßig zweiter Ordnung mit einem Tiefpass erster Ordnung aufbauen muß, weil der Tieftöner bei der Trennfrequenz schon zu viel Allpaß ist. Das, was ich unter einer Besselweiche verstehe, hat bei der Trennfrequenz eine Phasenverschiebung zwischen Tief- und Hochton, eine langgestreckte Phasenverzerrung, also weniger Gruppenlaufzeit, und eine Senke im Amplitudenfrequenzgang. Doch nachdem man diese Senke entzerrt hat, ist aus dem Vorteil im Zeitverhalten ein Nachteil geworden, weil die Filter im Bereich der Trennfrequenz steiler geworden sind.