Hybrid Weiche .... sinnvoll?

[newmir]

Hi,

Nicht ganz neu, wird aber immer noch selten gemacht. Ich probier gerade am praktischen Beispiel aus, weiviel Sinn es macht eine passive Weiche mit einem DSP zu koppeln. Zu dem Thema gibt es ja verschiedene Möglichkeiten. Vorallem ist wohl die Kombi aus aktiven DSP gesteuerten Subwoofer und den Rest im selben Gehäuse, aber passiv getrennt sinnvoll. Im Moment denke ich aber über was anders nach. Und zwar eine passive Weiche (2-Wege), die nur das nötigste macht. Passive Weichen sind mittlerweile ein echter Kostenfaktor, wenn man für die Chassis weniger als 30 Euro ausgibt (und die machen ihre Sache echt gut). Das ganz wird über nur einen (Bluetooth-)Stereoverstärker betrieben (jede Seite nur einen Kanal). Als Bonus ist bei solchen Verstärkern mittlerweile ein DSP integriert. Warum also bei einer Zweiwegbox nicht das gerade ziehen mit dem DSP machen. Ich weiss es gibt auch vierkanalige und fünfkanalige Bluetoothverstärker, aber so einen kleinen in Stereo hatte ich hier gerade rumliegen. Eigentlich eine ganz brauchbare Sache mit ein paar Schwächen. Vorteil: Der Preis unter 20 Euro, Eingänge AUX, USB und Bluetooth. Programmieren des DSP über USB und ACPWorkbench (nicht von Arylic ....und auch nicht kompatibel, und ohne Wlan, aber ähnlich).

Zunächst stand mir einfach der Sinn nach einer sehr kompakten klassischen passiven Zweiwegbox. Warum? Das habe ich jetzt eine Weile schon nicht mehr gebastelt und es war mal wieder an der Zeit. Aber hier soll es eigentlich nur um das hybride Weichenkonzept gehen. Die Vorstellung des Böxlein kommt auch irgendwann, wenn fertig.

Ich habe übrigens auch das Abstrahlverhalten ordentlich gemessen und mir auch die Kantendiffraktion angeschaut. Die Kantendiffraktion hält sich aber echt in Grenzen und ist gut verteilt. Von dahr war mir klar, dass ich eine Trennung zwichen 2000 und 3000 Hz will. Unter 2000 Hz muss nicht wegen des HT und bei 3000 erzeugt der TT eine Kantendiffraktion und dann kommen noch höher auch irgendwann TT-Membranresonanzen. Der HT ist ein Ringradiator (ähnlich dem XT25SC90-4) und bündelt ab etwa 6000 Hz recht zügig. Er erzeugt aber sehr mäßige Kantendiffraktionen und wieviel mehr Energie ich oberhalb von 6000 Hz dann noch zusätzlich brauche, muss das Ohr später entscheiden.

An der passiven Weiche musste ich recht lange rumprobieren. Den Buckel vom Baffelstep zu begradigen und mit der Trennfrequenz trotzdem im gewünschten Bereich zu landen fand ich hier echt schierig. Oft lässt sich das ja quasi in einem Schritt erledigen, aber hier brauchte ich für den TT Zweig eine Kombi aus 12db Weiche und Saugkreis (nur für den Bafflestep). Die kleine Spule 100uH (leitet die Membranresonanzen um die 5400 Hz ab). Der HT kam mit einer klassischen 12db Weiche hin, braucht aber noch einen Kondensator parallel, damit er sich oberhalb von ca. 7000 Hz etwas mehr zurückhält. Es gibt auch wenig Flexibilität bei den Bauteilen, weil die Schaltung doch recht sensitiv reagiert ... Die Teile sollten eigentlich alle aus meiner gut gefüllten Restekiste kommen. Wenn einer Lust hat sich eine bessere passive Version auszudenken ....ich hänge die Vituixcad-Datei hinten dran. Ich fing an der Stelle an drüber nachzudenken ob es nicht billiger geht ....nicht weil es so unbezahlbar werden, aber in Kombi mit billigen Chassis und billigem Verstärker ärgert es micht einfach, wenn die Weiche dann viel Geld verbraucht.

Also habe ich erstmal alles weggelassen, was nur für den schönen Frequenzgang benötigt wird. Das soll der DSP machen. Dann hat man schlagartig auch viel mehr Freiheiten was die restlichen Bauteile angeht. Da habe ich dann erstmal was genommen was in der Nähe lag ...Wertemäßig und in der Bastelkiste und fertig.

Was man zunächst mal sieht ist die grüne Linie. Das ist nur die passive Weiche ohne irgendwelche DSP Korrekturen. Die recht gerade gelbe Linie ist dann der Frequenzgang mit passiver Weiche und den DSP Korrekturen. Was man noch sieht ist der TT Zweig und der HT Zweig jeweils mit passiver Weiche und dem schon programmierten DSP Korrekturen. Man muss ja schauen, wie die Flanken aussehen, wenn man am Gesamtfrequenzgang rumgespielt halt. Und auch wenn die Phasen garnicht passen, würde man das hier sehen. Aber mir ist nur die Membranresonanz bei etwa 5400 Hz unangenehm aufgefallen. Die ist vermutlich zu laut und dafür müsst die kleine Spule (0,1mH) wieder rein. Da werde ich aber erstmal noch Klirrfaktor messen .....

Bringt es das jetzt oder ist das Schwachsinn. Ihr könnt gerne meckern.

P.S.: Das wichtigste: So klingt das schon mal ganz ordentlich.

CR120+Ringradiator_v4.zip ...reicht das so oder muss ich die Messungen als seperate Dateien mitliefern?

[Chlang]

Hallo Michael,

ich habe jetzt schon in 2 Projekten sehr gute Erfahrungen mit Hybrid-Weichen gemacht, Das waren zwar jeweils Subwoofer mit 2-Wege-Satelliten (bei nur 4 aktiv vorhandenen Kanälen), aber bis auf die aktive Hochpasstrennung kann man die Satelliten dort durchaus mit deiner Idee hier vergleichen.
Wichtig meiner Erfahrung nach ist, dass die passive Trennung sauber funktioniert (Phase, Flanken, Bündelung etc.). Das Bügeln kann dann guten Gewissens der DSP übernehmen.

Grüße
Chlang

[ansch]

Hallo Michael,
Hallo zusammen,

ja, das habe ich in ähnlicher Weise auch mal gemacht: 2-In/4-Out für Stereo 3-Wege. Und genauso wie Chlang schrieb, soll die passive Trennung sauber sein. Frequenzgangentzerrung kann dann der DSP machen.
Aufpassen muss man bei unterschiedlichen Pegeln (z.B. zwischen Mittel- und Hochtöner). Wenn man das über den DSP 'Über-alles' ausgleicht, kann sich die Trennfrequenz verschieben und möglicherweise passen dann die Phasen an der dann resultierenden Trennung nicht mehr.

Zu dem von Dir, Michael, gezeigten Beispiel könnte man drüber nachdenken, die Flankensteilheit des Mitteltöners zu erhöhen um den Peak abzusenken. Überhaupt ist es so, dass gezielte Störungsbeseitigung eines Treibers bei 'Über-alles-Entzerrung' nicht funktioniert. Da dann eben doch passiv oder eben auf Vollaktiv.

Viele Grüße
André

[Darakon]

Macht Sinn, wenn man nur ein 2in-4out-DSP zur Verfügung hat und 2x 3-Wege machen möchte.
Wenn ich aber bereits ein 2in-8out-DSP besitze, würde ich es gleich nur über DSP machen.
Wie hieß der Slogan aus den 90gern ? "Die Zukunft ist digital."

[JFA]

Moin,

das ist eine allgemein gar nicht so verkehrte Idee, weil man sich den teuren Part an den aktiven Weichen spart: die Verstärkerkanäle. Passiv braucht halt nur einen Kanal pro Box. Und die passive Weiche wird vergleichsweise einfach. ZB muss man

Den Buckel vom Baffelstep

nicht begradigen. Es reicht, einfach die Trennung so zu gestalten, dass die Phasenlagen zueinander passen und am Ende das Abstrahlverhalten passt, den Rest erledigt der DSP. Dabei ist es egal, ob bei der Übernahme ein Buckel oder Senke entsteht, das lässt sich ohne Schmerzen glattbügeln.

Nur auf die Membranresonanzen des Tieftöners sollte man wirklich Sorgfalt verwenden, denn die kann man nachher nicht mehr ohne negative Rückwirkung auf den Gesamtfrequenzgang rausfiltern.

[timo]

meine Vorgehensweise bei der abstimmung in den letzten Jahren ist genau nach diesem Schema, ... zuerst per passiver Weiche den TMT und HT Trennen, später die Trennung zum SUB aktiv umsetzen und dann über alles Entzerren, ...



anbei drei Beispiele, aus den Jahren 2010 bis heute, 1. Aria TL, 2. Aria B100, und 3. Aria B100SicaHT, aktuell arbeite ich an der Aria B100G25NDWG, der Spielpartner ist ein Doppelsub mit GF250 in kleinem BR.

Was ganz Wichtiges, die Lautstärkeanpassung zwischen den Treibern TMT und HT mache ich NICHT aktiv, sondern mit MOX-Widerständen in der Passivweiche, so wie schon geschrieben passt dann die Trennung nicht mehr sauber.

mittlerweile kann das Verbiegen auch zB ein WIIM AMP, den ich für diese aktive Korrektur nutze. Ein Sub out hat das Teil auch (kleiner Class D versorgt den Sub) und die AktiveTrennung geht mit dem Teil auch, ... somit DSP, AMP und ... Alles in einem Gerät. Die Steuerung passiert mit einer APP am Iphone. Die Musik ist auf einer kleinen externen Festplatte.



im Vergleich zu dieser Kombination ...



... ist das von der Größe her schon ein enormer Fortschritt.

[walwal]

Das mache ich auch seit vielen Jahren so mit meinen 3-Wegern. Bass völlig ohne passive Bauteile, MT wird mit aktivem Hochpass getrennt, Tiefpass zum HT und HT mit passivem Hochpass getrennt. Einmessen und korrigieren.

So kann man die Raummoden im Bass zähmen und fast alles regeln. Es klingt deutlich sauberer als die passive Version.

[wgh52]

Ich bin ja AktivLS-Fan und hab von Passivweichen nur rudimentäre Ahnung. Bitte gestattet trotzdem meine Stellungnahme zum Thema:

Wenn man keinen Zugang zu "ausreichend vielen" Endstufen hat empfinde ich den hybriden Ansatz sinnvoll. Er hat halt andere Kompromisse als Vollpassiv oder Vollaktiv. Ich praktiziere den hybriden Ansatz schon lange an Passiv-Fertigboxen, zur Zeit Canton SP-206 für Fernseh-, SatRadio- und Internetradiotonwiedergabe (bei Phono muß ich z.Zt. noch auf DSP Korrektur verzichten): Vom TV mit Toslink in einen nanoDIGI 2x8, von diesem an einen D50s DAC und vom Musichall Trio in die Cantons. Mit diesem Konzept kann ich zwar keine Subwooferanbindung machen, aber das stört momentan noch nicht

Hallo Michael,

zum Projekt selbst: Membranresonanzen hinter der passiven Weiche per Saugkreis "auszuhungern" finde ich wichtig, damit sie nicht auf den Gesamtfrequenzgang "durchschlagen". Für meine Aktivlösungen habe ich sowas auch schon überlegt, aber noch nicht umgesetzt weil die Übergänge meiner derzeitigen Aktivweichen über zwei Oktaven (bei 24dB/Ok.) von "Membranschweinereien" weg sind

Was mir auffiel: Die Phasenmessung zeigt drei "wrap-arounds", mithin bis zu 540° Phasendrehung, vom Tief- bis zum Hochtonbereich. Wird hier noch einigermaßen konstante Gruppenlaufzeit oder Phasenbegradigung im Bereich 100...10000 Hz angestrebt oder ist das akzeptiert/gut so wie es ist?
Auch eine Sprungantwort des Lautsprechers würde mich interessieren.
Je nach DSP Möglichkeiten ließe sich noch Einiges optimieren

[ArLo62]

"Der Zweck heiligt die Mittel"
Wenn et denn jut jeht