Subtraktionsweichen

[Schorsch]

Hallo Gert,

so eine Engelsgeduld hat man nur im Urlaub

Viele Grüße
Georg

[Fortepianus]

Hallo Georg,

so eine Engelsgeduld hat man nur im Urlaub

ich habe eben den Eindruck, dass die Mühe sich bei Ralph lohnt . Die Tatsache, dass er mit Messgeräten umgehen kann, diverse Schaltungen selbst gebaut hat und sich Fragen stellt, die alles andere als dumm sind, und nicht zuletzt, dass Friedrich Müller ihn damals eingestellt hat, machen mich neugierig.

Viele Grüße
Gert

[cay-uwe]

Hallo Ralph,

Jetzt erfahre ich von dir, dass man die Gruppenlaufzeitprobleme eigentlich ignorieren kann.

nicht ganz , ich meinte, wenn sie stetig fällt und keine großen Werte annimmt. Bei größeren Werten, also z. B. 50ms bei 100Hz, klingt eine männliche Stimme völlig verfremdet. Das ist übrigens ein typischer Wert, wie er bei einfachen Bassreflexsystemen auftritt.

Hallo Gert,

persönlich kenne ich keine Box, die so hohe GLZ bei 100 Hz aufweisen. Meistens entsprechen, zumindestens nach meinen Simulationen, die Werte bei 100 Hz eher dem was eine Closed Box besitzt, nämlich ca. 2 - 5 ms.

Was man mit S-Weiche aus einer alten BM12 rausholen kann, haben wir (Michael und ich) ja vor einiger Zeit in Zweibrücken gezeigt beim Vergleich von verschiedenen BM12en: BM12 V-Fet ohne S-Weiche, mit S-Weiche und BM12 Prozessorgeneration mit und ohne Phasenentzerrer.

Mich würde sehr stark interessieren, wie sich das klanglich auswirkt. Das wurde bestimmt in einen anderen Thread hier besprochen, oder ?

Ansonsten, wenn es um die S-Weichen geht, meine ich mich erinnern zu können, dass die Philips MFB Boxen solche besitzen. Ich habe vor vielen, vielen Jahren mal eine Abhandlung darüber gelesen und meine, dass Philips sogar die akustische Charakteristiken der Mittel- Hochtöner miteinbezogen hat.

[Fortepianus]

Hallo Cay-Uwe,

Was man mit S-Weiche aus einer alten BM12 rausholen kann, haben wir (Michael und ich) ja vor einiger Zeit in Zweibrücken gezeigt beim Vergleich von verschiedenen BM12en: BM12 V-Fet ohne S-Weiche, mit S-Weiche und BM12 Prozessorgeneration mit und ohne Phasenentzerrer.
Mich würde sehr stark interessieren, wie sich das klanglich auswirkt. Das wurde bestimmt in einen anderen Thread hier besprochen, oder?

ja, hier.

Ansonsten, wenn es um die S-Weichen geht, meine ich mich erinnern zu können, dass die Philips MFB Boxen solche besitzen. Ich habe vor vielen, vielen Jahren mal eine Abhandlung darüber gelesen und meine, dass Philips sogar die akustische Charakteristiken der Mittel- Hochtöner miteinbezogen hat

Die Chassis sind einbezogen in Form von angepassten Übernahmefrequenzen. S-Weiche ist keine drin, ich hab' den Schaltplan, allerdings nicht hier im Urlaub verfügbar.

Viele Grüße
Gert

[cay-uwe]

Gerd,

wie gesagt, ist lang her, dass ich mal ein Bericht über die MFB gelesen hatte.

Mach mal jetzt etwas Urlaub

[Ralph Berres]

Hallo Georg,

so eine Engelsgeduld hat man nur im Urlaub

ich habe eben den Eindruck, dass die Mühe sich bei Ralph lohnt . Die Tatsache, dass er mit Messgeräten umgehen kann, diverse Schaltungen selbst gebaut hat und sich Fragen stellt, die alles andere als dumm sind, und nicht zuletzt, dass Friedrich Müller ihn damals eingestellt hat, machen mich neugierig.

Hallo Gert

Danke für die Rückendeckung.

Auch wenn ich so manches mathematisch nicht verdauen kann, weil mir die Vorbildung fehlt (Ich bin nur ein kleiner Radio Fernsehtechnikermeister), versuche ich mich doch so weit es mir möglich ist, mit den physikalischen Hintergründen zu beschäftigen, damit ich mich nicht ganz auf so subjektive Meinungen verlassen muss. Dein Wissen und auch das von Uli schätze ich ungemein hoch ein. Ich habe deinen Lautsprecher übrigens vor ein paar Monaten in Zweibrücken gehört, und kann nur sagen Hut ab.

Was die Messtechnik und meine Hobbys betrifft, so bin ich auch viel in der Hochfrequenztechnik zu Hause. Als Funkamateur, der auch Fernsehsender selbst baut, bleibt das nicht aus.

siehe http://www0.fh-trier.de/~berres/meine%20Werkstatt/2011/

Leider bin ich was Programmieren betrifft ein Ober-Dau, sonst hätte ich den Versuch so eine Weiche mit einen DSP zu realisieren auch schon aufgegriffen. Übrigens die von mir angestrebte Weiche soll in meiner BM76 Platz finden. Da werkelt ein Elektronikeinschub einer BM6 der allerersten Generation. Ich will die Weiche so konstruieren, das man sie direkt gegen die alte Weiche austauschen kann. Eine Dopplerkorrekturkarte soll später huckepack aufgesteckt werden können. Das realisieren der Layouts und der eigentliche Schaltung ist für mich nachher kein Problem. Aber ich anfange zu layouten will ich in der Simulation erst mal eine Weiche realisiert habe, so wie ich sie gerne hätte.

Die anderen mit Engelsgeduld mitlesende Mitleser mögen mir verzeihen, dass ich so einfach hier ins Forum reingeplatzt bin.

Ralph

[phase_accurate]

Wenn du nicht allzu "dauig" im Löten bist, kannst Du auch mit diesem Prozessor hier Frequenzweichen bauen:

http://www.analog.com/en/audiovideo-pro ... oduct.html

Programmiert wird das Ganze via GUI:

http://www.analog.com/en/audiovideo-pro ... s/fca.html

Habe mir das Development Kit dazu vor einer Woche zugelegt und ich muss sagen das Ding ist sexy !

Ich werde es benutzen um analoge Aktivweichen zu entwickeln. D.h. zuerst in digital aufsetzten und messen und und anpasen und messen und ....

Sobald das so misst wie gewünscht, wird das Ganze als Analogschaltung implementiert.


Gruss

Charles

[Ralph Berres]

Hhm, genau die beschriebene Version eines zu dem der Weiche inversen Allpasses *vor* einer konventionellen Weiche, also *im* Signal, ist das was ich oben beschrieb, und das geht in Reinheit nur digital (und da prima), mW. Von L. & V. gibt es ja ein paar Weichenpapers, hättest du evtl. den Link oder Titel parat?

Hier der Link: http://webcache.googleusercontent.com/s ... er&ct=clnk

Zu Hause hatte ich den abgespeichert. Kommt zwar ein wenig spät aber ich hoffe nicht zu spät.

Jetzt habe ich erst mal 4 Wochen Urlaub. In der Zeit werde ich meine Bastelbude ausräumen , neuen Fussboden legen lassen, neue Elektroinstallation reinbauen ( ich brauche so an die 60 Steckdosen ) neue belastbarere Regalschienen für die Regale montieren, und neue Netzwerkverkabelung legen ( meine ist noch BNC Koaxkabel ). Hoffentlich schaffe ich das noch bevor ich in Rente gehe.

Ich versuche aber trotzdem nebenbei noch an dem Projekt dran zu bleiben.

Ralph Berres

[Fortepianus]

Hallo Ralph,

Hier der Link
http://webcache.googleusercontent.com/s ... er&ct=clnk

Zu Hause hatte ich den abgespeichert. Kommt zwar ein wenig spät aber ich hoffe nicht zu spät.

danke für den Link. Das ist keine linearphasige Weiche in dem Sinn, wie Uli, Charles und ich das meinen, das ist eine phasenstarre 3Weg-S-Weiche nach Lipshitz und Vanderkooy, wie ich sie auch einsetze. Wenn auch - mit Verlaub - bei mir in erheblich pfiffigerer schaltungstechnischer Ausführung, außerdem mit vier Wegen. Die Summe aller Wege zeigt eine GLZ wie in diesem Beitrag in dem Diagramm etwas weiter unten. Hier sieht man dann die Platine, die ich entworfen habe für die Nachrüstung älterer BM-Lautsprecher, bestückt in der 3Weg-Variante.

Jetzt habe ich erst mal 4 Wochen Urlaub. In der Zeit werde ich meine Bastelbude ausräumen , neuen Fussboden legen lassen, neue Elektroinstallation reinbauen ( ich brauche so an die 60 Steckdosen ) neue belastbarere Regalschienen für die Regale montieren, und neue Netzwerkverkabelung legen ( meine ist noch BNC Koaxkabel ). Hoffentlich schaffe ich das noch bevor ich in Rente gehe.

Da wünsche ich guten Wirkungsgrad .

Viele Grüße
Gert

[Ralph Berres]

Das ist keine linearphasige Weiche in dem Sinn, wie Uli, Charles und ich das meinen, das ist eine phasenstarre 3Weg-S-Weiche nach Lipshitz und Vanderkooy, wie ich sie auch einsetze.

Das ist genau die Weiche von welcher ich die Simulationsergebnissse reingestellt hatte.

Diese wollte ich als Grundlage nehmen, weil sie zwischen den Ausgängen keine Phasenverschiebubg auftritt, was glaube ich die Intention des Knaben Vanderkooy war, und für die Ortungsschärfe wichtig ist.

Ich wollte anderseits aber auch das Einschwing und Gruppenlaufzeitverhalten optimieren, weil ich diese für nicht so glücklich gelöst erachte. Allerdings einen Lösungsansatz auser vo dem von Uli zitierten Franzosen habe ich noch keine gefunden. Da bin ich noch auf der Suche. Meine Idee war eventuell ganz am Eingang die Phase wieder zurück zu biegen, um ein glattes Überalles Gruppenlaufzeitverhalten zu bekommen.
Aber wie du schon bemerkt hast, scheint ein Allpass , welches mit zunehmender Frequenz ein ansteigende Gruppenlaufzeit bewirkt, extrem schwierig bis scheinbar unmöglich zu realisieren sein.

Ich hatte übrigens mal auch mit 12db und 24db LR Filter experimentiert. Auch diese haben zwischen den Ausgängen keine Phasenabweichung, aber genau die selben Impuls und Gruppenlaufzeitverzerrung.

Es ist sogar schon schwierig einfache Allpässe zu bauen, welche bis 20KHz nicht klingeln, und nennenswerte Verzögerungszeiten besitzen. Das geht scheinbar nur mit riesig langen Ketten, ähnlich wie damals die Eierkettenspeicherics.

Aber vielleicht sind einfach nur meine Ansprüche so völlig bekloppt. Ich bin irgendwie durch die Nachrichtentechnik vorbelastet.

Eine linearphasige Weiche dürfte doch eigentlich diese Gruppenlaufzeitverzerrungen nicht kennen? Da die Gruppenlaufzeit doch die erste Ableitung der Phase ist oder irre ich da?

Ralph

[Fortepianus]

Hallo Ralph,

Das ist genau die Weiche von welcher ich die Simulationsergebnissse reingestellt hatte.

ok, verstanden.

Ich hatte übrigens mal auch mit 12db und 24db LR Filter experimentiert. Auch diese haben zwischen den Ausgängen keine Phasenabweichung, aber genau die selben Impuls und Gruppenlaufzeitverzerrung.

Das war dann aber nur eine Zweiwegweiche. Sobald Du mehr Wege realisierst, ist die Phasenstarre dahin. Aber schon bei zwei Wegen hat die S-Weiche den Charme, dass unabhängig von der Bauteiltoleranz die Summe stimmt. Allerdings müssen bei der S-Weiche die Bauteile in den Subtrahierern möglichst eng toleriert werden. Ich verwende da 0,1%ige Widerstände.

Es ist sogar schon schwierig einfache Allpässe zu bauen, welche bis 20KHz nicht klingeln, und nennenswerte Verzögerungszeiten besitzen. Das geht scheinbar nur mit riesig langen Ketten, ähnlich wie damals die Eierkettenspeicherics.

Ja, die obere Grenzfrequenz ist ein Parameter, der genauso linear in die Länge der Allpasskette eingeht wie die gewünschte Verzögerung .

Eine linearphasige Weiche dürfte doch eigentlich diese Gruppenlaufzeitverzerrungen nicht kennen? Da die Gruppenlaufzeit doch die erste Ableitung der Phase ist oder irre ich da?

Ganz einfach, digital kann man eine ganz normale Weiche nach dem Subtraktionsprinzip (mit Delay auf dem Originalsignal, bevor davon abgezogen wird), und ganz am Ende schaut man sich die Gruppenlaufzeit des ganzen Gebildes in Summe an. Davor hängt man dann genau so einen Allpass wie den, von dem Du analog träumst. Nur mit dem Unterschied, dass das digital in FIR-Technik locker geht. Und bei mir mache ich das so, dass ich durch den Einsatz von Acourate das bei der digitalen Raumkorrektur nebenbei miterledige.

Viele Grüße
Gert

[Ralph Berres]

Hallo Gert

Für das ganze auf digitaler Ebene zu lösen fehlen bei mir jegliche Voraussetzungen. Das fängt damit an, dass ich in meinem Hörzimmer keinen PC stehen habe, somit die Weiche also fest in den Lautsprechern eingebaut werden müssen. Es geht damit weiter das ich mit DSPs noch absolut keine Erfahrung habe. Weder in der Hardwareerstellung ( das bekäme ich eventuell noch gebacken ) noch in der Softwareerstellung. Dazu fehlen mir einfach die Programmierkenntnisse.

FFT Analyse mache ich mit meinen Oszillografen. Das einzige was ich mal gebacken bekommen habe , ist meine Messgeräte über IECbus zu steuern. Dazu habe ich einen HP Basicinterpreter , welches unter Win3.11 läuft. Ansonsten bin ich noch bei Win2000. ( In der FH ärgere ich mich tagtäglich mit Win7. Das kostet mich mehr Zeit, als die Zeitwersparnis bei der Bewältigung meiner Aufgaben durch das Windows).

Ich kenne auch keine für mich bezahlbare Simulationsprogramme für solche FIR Filter.

Platinenlayouts erstelle ich übrigens auf einen Orcad Dos Programm welches ich mal vor 20 Jahren gekauft habe.

Vermutlich werde ich als vorläufige Weiche die S-Weiche aufbauen, als Steckplatine für den uralten BM6 Einschub, und das Problem dann versuchen, später zu lösen. Ich wollte mich ja auch noch mit dem Dopplereffekt befassen. Das Problem erscheint mir einfacher lösbar zu sein. Zumindest habe ich da schon praktikable Lösungsansätze erarbeitet. Auserdem steht bei mir noch der Naubau eines Vorverstärkers und eines Tuners auf der Agenda. Mein alter Vorverstärker hat viel zu wenig Ein- und Ausgänge, da muss ich dauernd stöpseln. Und in meinen Tuner hatte mal der Blitz sich ausgetobt, sei dem ist er irgendwie taub geworden. Da beides sowieso schon Technik vor 30 Jahren war ist das die passende Gelegenheit.

Jetzt muss ich mich mal um Mäuschen kümmern, die will unbedingt auf meinen Bauch.

Ralph

[Ralph Berres]

Wenn du nicht allzu "dauig" im Löten bist, kannst Du auch mit diesem Prozessor hier Frequenzweichen bauen:

http://www.analog.com/en/audiovideo-pro ... oduct.html

Programmiert wird das Ganze via GUI:

http://www.analog.com/en/audiovideo-pro ... s/fca.html

Hallo Charles

Ob wohl ich im tiefsten Chaos (wegen Umbau meiner Bastelstube) bin, habe ich doch mal Zeit gefunden mich mal zu melden.

Ein Board mit diesen Prozessor zu stricken würde ich mir schon zutrauen. Aber das Programmieren dieses Prozessors traue ich mir nicht zu. Da habe ich einfach viel zu wenig Ahnung von.

Du schreibst das es da ein Hilfsprogramm gibt, mit der das kinderleicht gehen würde? Läuft dieses Programm auch auf Win2000? Ich weiß ich bin ein wenig rückständig. Wie wird die erstellte Firmware in den Prozessor übertragen? In der Applikation habe ich gesehen, das man ein bootfähiges Eprom braucht. Ich habe zwar ein Gerät mit dem man Eproms beschreiben kann, aber erzeugt die Software den Programmcode für den Prozessor als Hexfile? Du hast doch das Evolationskit, und kannst mir da sicherlich einiges erzählen.

Noch eine Frage zum Schluß. Reicht die Leistungsfähigkeit dieses Prozessors mit seinen 50MPS überhaupt aus um eine phasen- und laufzeitoptimierte Dreiwegweiche zu realisieren?

Für mich ist ein DSP absolutes Neuland. Ich mache ja schon um einen 8bit Mikroprozessor einen großen Bogen was Programmerstellung betrifft.

Gruß

Ralph

[phase_accurate]

Die SigmaStudio Software dient nur zur Erstellung der DSP Programme, welche dann auf den DSP geladen werden. Die Anforderungen an den PC wo diese Software drauf läuft sind deshalb nicht soooo hoch, aber ein etwas neuerer PC dürfte es dann schon sein:

<<<<<<<<<<<<<
The PC requirements for SigmaStudio are the following:

Windows Vista
Windows XP Professional or Home Edition with SP2
128 MB of RAM (256 MB recommended)
50 MB of available hard disk space
1024 x 768 screen resolution
USB 1.1/2.0 data port (Required for use with Evaluation hardware only)
>>>>>>>>>>>>>

Neuere Versionen der Software laufen übrigens auch auf Windows 7. Da das eigentliche DSP Programm auf dem DSP läuft und nicht auf dem PC ist eben keine allzu grosse Rechenleistung bei letzterem erforderlich.

Bei dem Development Kit habe ich sowohl die Möglichkeit per USB das Programm direkt zu laden wie auch das Programm in das vorhandene EEPROM zu laden. Dann ladet das Board schon beim Aufstarten mit dem richtigen Programm (muss dazu auf dem Board nur ein paar Einstellungen ändern).

Wie die Aufstarterei mit einer "richtigen" Implementation dann aussehen würde beschreibt das Dokument hier (Seite 27):

http://www.analog.com/static/imported-f ... AU1701.pdf

Wie der Output von SigmaStudio für den (E)EPROM Programmer aussieht, muss ich noch einmal anschauen. Ich muss mir noch überlegen, ob ich das System je benutzen werde um eigenständige DSP Umgebungen zu programmieren. Was ich damit tue ist im Grunde nichts anderes als analoge Aktivweichen zu emulieren, damit man diese dann in "analoge Hardware giessen" kann. Geht viel schneller als mit Steckbrett und ist für genau diesen Zweck auch viel flexibler als z.B. eine Behringer Weiche.

Gruss

Charles

[Ralph Berres]

Hallo Charles

Erst mal vielen Dank für deine Antwort.

Du wirst den Thread ja sicher aufmerksam verfolgt haben, und meine Intention kennen.

Ich wollte die Vorteile der V-L Weiche mit den auf allen Ausgängen exakt übereinstimmenden Phasengängen, mit meinem Wunsch konstante Gruppenlaufzeit auf dem summierten Ausgang unter einen Hut bringen.

Uli hat mir den Tip gegeben folgendermaßen vorzugehen:

1. einen Tiefpassfilter erzeugen,
2. davon die Gruppenlaufzeit ermitteln
3. einen Allpass bauen, der die inverse Gruppenlaufzeit erzeugt
4. mit Tiefpass und Allpass zusammen das linearphasige Tiefpassfilter nachbilden
5. das Signal eben durch den Tiefpass aus 4. schicken
6. das Signal parallel verzögern und zwar um die Zeitverzögerung des Filters aus 4.
7. das Ergebnis von 5. vom verzögerten Signal 6 subtrahieren = Hochpass.

Wie Gert schon richtig bemerkte wird man sich an Punkt 3 schon die Zähne ausbeißen, weil ein echtes Verzögerungsglied mit über den gesamten Hörbereich konstante Gruppenlaufzeit analog aufzubauen, extremst aufwendig bis unmöglich ist. Das ginge vielleicht mit Eimerketten ICs wie es sie in den 70ger Jahren mal gab. Das sind allerdings Rausch- und Klirrgeneratoren.

Also wäre der konsequente Schritt das digital zu lösen, da es analog scheinbar nicht lösbar ist. Nun kenne ich mich zu wenig mit digitalen Filer, als auch mit den DSPs zu wenig aus, um einschätzen zu können, ob das mit diesen DSP machbar wäre. Man könnte eventuell auch gleichzeitig die Dopplereffektkorrektur mit implementieren.

Du scheinst dich ja mit diesem DSP ganz gut auszukennen. Wie schätzt du die Sache ein?

Ralph