Abacus/Rieder-Verstärker und APC-Schaltung

JOE
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Beitrag von JOE »

Hallo Gert,

danke für diese Klarstellung:
Fortepianus hat geschrieben:Das hebelt beispielsweise die Amplituden- und Phasenfehler der passiven Weiche aus. (Die Schaltung kann allerdings nichts daran ändern, wenn die Spannung nicht korrekt in Schalldruck umgesetzt wird.)
(...)
Diese Schaltung regelt also die Fehler der passiven Weiche aus, aber nicht die Fehler der Chassis.
Da ich mich mit meinem laienhaften Verständnis mühsam durchkämpfen muss(te), war ich mir bislang nicht sicher, ob ich mit der (von mir nur zu vermutenden) Relativierung, die Du jetzt formuliert hast, richtig liege.

Und es ist sicher auch richtig zu empfehlen:
Fortepianus hat geschrieben:... lasst uns bitte zwei Dinge trennen, falls wir überhaupt weiter diskutieren wollen:
  • 1. Welche Vor- und Nachteile bietet die Rieder-Schaltung?
    2. Warum klingen Abacus APC-Lautsprecher gut?
Gruß
Joe
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Rudolf
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Beitrag von Rudolf »

Fortepianus hat geschrieben:... lasst uns bitte zwei Dinge trennen, falls wir überhaupt weiter diskutieren wollen:
  • 1. Welche Vor- und Nachteile bietet die Rieder-Schaltung?
    2. Warum klingen Abacus APC-Lautsprecher gut?
Auch von meiner Seite besten Dank für diese Klarstellung, Gert!

Ich möchte noch etwas ergänzen:

zu 1.
Soweit es allein um die Rieder-Schaltung geht, interssiert hier im Aktivforum die Verwendbarkeit als Endstufe zum Antrieb eines Chassis (hinter der aktiven Frequenzweiche). Im Speziellen geht es darum, welche Vor- bzw. Nachteile die Riedersche Hybrid-Lösung aus Spannungs- und Stromgegenkopplung (so nenne ich sie einmal) z.B. gegenüber der von Gert favorisierten reinen Stromgegenkopplung hat. Es handelt sich hierbei also um die Diskussion der Rieder-Schaltung im engeren Sinne.

zu 2.
Die APC-Schaltung von Abacus scheint eine Kombination von Rieder-Schaltung und Abacus-Know-how darzustellen. Dabei geht es insbesondere um die Ausdehnung der Gegenkopplung auf ein passives Filter-Netzwerk mit mehreren Chassis unter Beibehaltung der Phasenlinerarität. Hierbei handelt es sich also um die Diskussion der Rieder-Schaltung im weiteren Sinne. Ich gehe davon aus, dass wir Näheres hierzu nur über Abacus selbst erfahren können.

Ich habe mich daher entschlossen, den Thementitel von "Abacus-Verstärker: IGK oder UGK?" in "Rieder-Schaltung: IGK oder UGK?" umzubenennen. Die APC-Schaltung sollten wir besser separat in einem eigenen Thema diskutieren. Ein guter Anlass wäre Fujaks anstehender Test von Abacus APC-Lautsprechern über die Weihnachtsfeiertage. Vielleicht füttert uns Abacus dazu auch mit weiteren informationen?

Viele Grüße
Rudolf
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Fujak
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Beitrag von Fujak »

Hallo zusammen,

ich freue mich, dass der Thread nun wieder eine klarere Ausrichtung und Struktur bekommen hat. Auch von meiner Seite Dank an Gert; dadurch habe ich nun wieder inhaltlichen Anschluss und Orientierung finden können.

@Rudolf: Ich werde zu APC einen eigenen Thread eröffnen, sobald ich erste Ergebnisse bieten kann (das wird irgendwann zwischen Weihnachten und Neujahr sein). Mein Mess-Equipment nebst meinen Ohren stehen schon in den Startlöchern.

Grüße
Fujak
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Rudolf
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Beitrag von Rudolf »

Fujak hat geschrieben:ich freue mich, dass der Thread nun wieder eine klarere Ausrichtung und Struktur bekommen hat.
Man muss den Jungs nur genügend drohen. :mrgreen:

Viele Grüße
Rudolf
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Joachim Rieder
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Beitrag von Joachim Rieder »

Hallo Rudolf !

Hier nur noch ein kleiner Hinweis! Auf Seite 4 habe ich schon geschrieben, dass die Verstärkerschaltung von mir schon lange vor meiner Kooperation mit ABACUS zum Patent angemeldet worden war. Und dass die Idee zu dem Phasen- und Amplituden kontrollierten Lautsprecher ebenfalls schon lange vor dieser Kooperation entstanden ist. Tatsächlich entwickelt und gebaut wurde er dann ausschließlich von mir, nachdem ich mit ABACUS kooperierte. Die Patentanmeldung erfolgte dann durch mich und auf meinen Namen im Jahr 1984. Beide Patente sind allein schon wegen der Zeit abgelaufen. Herr Hanno Sonder, der jetzt bei ABACUS Feder führend für beide Sachen ist, war damals noch im Kindergarten.
Die Patentanmeldung für den Verstärker hast Du ja schon auf Seite 5 veröffentlicht
Die Patentanmeldung für den Lautsprecher findest Du bei google unter "rieder verstärker", auf Seite 2 - der vorletzte Eintrag. Titel: Phasen-und Amplituden kontrollierter Lautsprecher.

Heute nur so viel zu Deiner Information.

Mit freundlichen Grüßen. Jochen
Joachim Rieder
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Beitrag von Joachim Rieder »

Hallo Rudolf!

Eine kleine Korrektur zum vorherigen Artikel.

Die Patentanmeldung für den Verstärker hast Du auf Seite 4 veröffentlicht.
Die Patentanmeldung für den Lautsprecher ist vom 5.11.1986. Das Aktenzeichen ist: DE3637666A1
Bei der googke Suche muss "Rieder verstärker" Rieder groß geschrieben werden und es kann auch der letzte Eintrag sein.

Viele Grüße Jochen
lessingapo
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Beitrag von lessingapo »

hi,dort kann man aber auch finden,dass die schaltung damals wohl gar nicht so neu war(analog forum)
und dass Jochen einen job sucht(xing)...kann evtl bedeuten, dass Jochen seine schublade gar nicht
aufmachen möchte?
gruss an alle Wolfgang
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Fritz

Beitrag von Fritz »

Hallo,

Richtig, eine Standardschaltung...

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Es gab auch schon Audio-Verstärker.

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Und heute gibt es Verstärker die in erster Näherung dem Rieder-Prinzip folgen, aber aus den Erkenntnissen von vor über 20 Jahren bis heute weiter entwickelt sind.
  • Keine (ernsthaft messbaren) Übernahmeverzerrungen
  • 100% Trennung zwischen Strom und Spannung
In den mir bekannten Verstärker-Entwicklerkreisen nichts "Neues".
In meinem Linkwitz-Orion Projekt verwende ich solche Verstärker.

Gerts vorherige Aussage, ich hätte da irgend ein Fehler gemacht ist nicht richtig, er hat da was verwechselt. :cheers:

Gruß Fritz
JOE
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Beitrag von JOE »

Fritz hat geschrieben:Gerts vorherige Aussage, ich hätte da irgend ein Fehler gemacht ist nicht richtig, er hat da was verwechselt.
Das mag sein, Fritz, nur, was soll da wie verwechselt worden sein?

Das finde ich zwischenzeitlich immer wieder so unerfreulich an der Diskussion hier, dass da mit Andeutungen, Behauptungen, Unterstellungen usw. gearbeitet wird, was vielleicht den Schreiber befriedigen mag :mrgreen: , den anderen aber nicht die Bohne weiter hilft. (Im hier teilweise üblichen Stil hätte ich schreiben müssen: "... was nicht weiter helfen soll". Darauf verzichte ich aber ganz bewusst.)

Gruß
Joe
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uli.brueggemann
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Beitrag von uli.brueggemann »

JOE hat geschrieben:
Fritz hat geschrieben:Gerts vorherige Aussage, ich hätte da irgend ein Fehler gemacht ist nicht richtig, er hat da was verwechselt.
Das mag sein, Fritz, nur, was soll da wie verwechselt worden sein?
Wenn ich die erste Zeichnung von Fritz mit der später nachfolgenden "Übersichts"-Zeichnung von Fritz schlichtweg vergleiche, ist der von Gert bemängelte Punkt klar zu erkennen. Die Übersichtszeichnung ist demzufolge falsch.

Grüsse, Uli
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Joachim Rieder
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Beitrag von Joachim Rieder »

Hallo Fritz!
Schön, dass Du da eine Schaltung veröffentlicht hast. Nämlich die von dem CD Spieler.
Nur, mit dieser Schaltung wird ganz offensichtlich kein Schallwandler angetrieben, sondern an jedem Kollektorausgang je ein Relais. Und warum dieses? Weil vielen Leuten bekannt ist, dass ein Emitterausgang Schwierigkeiten mit einer Induktivität hat. Im Übrigen ist es Standard, eine Last mit dem Kollektor zu treiben.
Doch wahrscheinlich nie einen Lautsprecher. Ich selbst habe in der Peripherie meiner Verstärker auch öfter dieses Prinzip angewendet. Nicht, weil es besser ist, sondern weil es sich halt wegen der zur Verfügung stehenden Spannung eben so anbot.
Der Schaltplan des unten dran abgebildeten Verstärkers interessiert mich schon und vor allem, auch von wann der ist.
Grüße von Jochen.
Zwodoppelvier
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Beitrag von Zwodoppelvier »

Hallo zusammen,

nach Gerts Beitrag konnte man hoffen, daß die Diskussion an Transparenz gewönne, aber nun wird doch gleich wieder heiße Luft hin- und herbewegt, daher mein Einwurf:

@lessingapo: Deine Hinweise bzl. der Person Joachim Rieder liegen außerhalb der Thematik. Hier geht es um seine Verstärkerschaltung und deren Funktion und Möglichkeiten.

@Fritz: das Beispiel eines auf den ersten Blick ähnlichen Schaltplanauschnitts bringt uns hier, glaube ich, nicht weiter. Erläutere auch bitte, was Du mit der Kurzformulierung "100% Trennung zwischen Strom und Spannung" genau meinst ? Sonst klingt dies für mich lediglich wie eine Floskel wie aus einem Werbeflyer.
Auch mich würde interessieren, welcher Verstärker das ist, von dem die Frontansicht gezeigt wurde, und wofür dieser einen Beleg darstellen soll.

Freundliche Grüße
Eberhard
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Fritz

Beitrag von Fritz »

Hallo Jochen,

im Philips CD-Player ist es eine Motorregelung. Ich erinnere mich aber auch noch an einen Kopfhörer-Verstärker der so aufgebaut war. Ist doch aber auch egal, oder? Es war einfach eine bekannte Schaltung.

Das Prinzip-Schaltbild des abgebildeten Verstärkers ist die diskret aufgebaute Variante deiner OP-Schaltung.

Wann? Laut Dia 1985/1986. Vielleicht liest ein Tester von damals mit und kann genauere Angaben machen.

Hallo Eberhard,

wenn ich eine komplexe Last elektrisch kontrollieren möchte, und es drei Größen gibt, und ich zwei Größen davon kontrolliere (i und u), bleibt eine unkontrollierte Größe (Phasenlage von i und u) übrig. Das ist mit 100% Trennung zwischen I und U gemeint. Der Rieder-Verstärker arbeitet in erster Näherung so.

Gruß Fritz
lessingapo
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Beitrag von lessingapo »

hi,zitat aus analog-forum: Der hier im Forum unter dbf angemeldete Dr. Bernhard Fuß baut seine Verstärker in Emitterschaltung. Darüber hinaus hat er für Aaron, Sovereign und Phonar Verstärker nach diesem Schaltungsprinzip entwickelt. Phonar baut inzwischen keine Verstärker mehr und die aktuellen Verstärker von Sovereign und Aaron stammen nicht mehr von dbf, benutzen aber nach wie vor die von Ihm eingeführte Emitterschaltung.
villeicht bringt uns das weiter?
gruss Wolfgang
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Rudolf
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Abacus APC-Schaltung

Beitrag von Rudolf »

Hier nun die von Jochen zitierte zweite Patentschrift mit der "APC-Schaltung" (Amplifier Phase Controlled):
Patentschrift DE3637666A1 vom 19.5.1988 hat geschrieben: Phasen- und Amplituden-geregelter Lautsprecher mit beliebig vielen Wegen

Anwendungsgebiet
Originalgetreue Musik-, Sprach- und Geräusch-Reproduktion. Stand der Technik

Trotz intensiver Forschung ist es bisher nicht gelungen, einen Schallwandler zu entwickeln, das ganze hörbare Frequenzspektrum geradlinig abstrahlen kann. Deshalb enthalten Lautsprecher für originalgetreue Wiedergabe mehrere Schallwandler, von denen jeder für ein bestimmtes Frequenzband besonders geeignet ist. Die Auftrennung des ganzen Spektrums erfolgt über eine sogenannte Frequenzweiche. Der einzelne Bereich wird als Weg bezeichnet. Diese Weiche besteht bei passiven Lautsprechern aus passiven, frequenzabhängigen Bauteilen. Dieser Lautsprecher benötigt für das ganze Spektrum nur einen Verstärker. Es ist dabei unwesentlich, ob der Verstärker als separate Komponente vorhanden ist, oder ob dieser in das Lautsprechergehäuse eingebaut ist. Die bisher bessere Konstruktion enthält als wesentliches Bauteil eine sogenannte aktive Frequenzweiche, und wird daher als aktiver Lautsprecher bezeichnet. Hierbei wird das Tonsignal schon vor der Verstärkung in einzelne Wege aufgetrennt. Jedes Band wird in einem eigenen Verstärker aufbereitet und jeder Verstärker versorgt nur einen Weg. Hierdurch kann jeder Verstärker speziell an seinen Schallwandler angepaßt werden. Die besten Konstruktionen enthalten außerdem einen oder mehrere Regelkreise zum Regeln der Lautsprechermembran. Als Regelungsgeber werden unterschiedliche Systeme verwendet. Es ist auch üblich, eine Frequenzgangkorrektur besonders im Baßbereich vorzunehmen. Dies ist auch bei passiver Konstruktion mit integriertem Verstärker möglich, in dem das Übertragungsverhalten des Verstärkers auf den Lautsprecher abgestimmt wird. Aktive Lautsprecher enthalten üblicherweise auch eine Einschaltautomatik, um die Stromaufnahme bei Nichtgebrauch niedrig zu halten. Diese Automatik reagiert normalerweise auf ein ankommendes Tonsignal.

Kritik
Den bisher bekanntgewordenen aktiven Lautsprechern ist gemein, daß zwar die Schallabstrahlung des einzelnen Schallwandlers perfekt sein kann, das Zusammenspiel der einzelnen Schallwandler aber dem Zufall überlassen bleibt. Dieses Zusammenspiel ist sehr stark von der Raumakustik und dem Aufstellungsort abhängig und ausschlaggebend für die räumliche Abbildung. Außerdem ist der technische Aufwand von mindstens 2 Verstärkern je Lautsprecher und speziellen Schallwandlern mit Regelungsaufnehmer enorm und steht meistens in keinem akzeptablen Verhältnis zur erzielten Klangverbesserung.

Ein wesentlicher Punkt der Kritik ist, daß derartige Systeme auch einen Preis haben müssen, der sich am technischen Aufwand orientiert.

Die üblicherweise verwendete Einschaltautomatik ist problematisch, da sie eine Reaktionsschwelle haben muß. Liegt diese Schwelle so niedrig, daß sie von leiser Musik überschritten wird, wird die Automatik auch von jedem Störsignal ausgelöst. Liegt sie so hoch, daß diese ungewollte Einschaltung nicht erfolgt, ist es fast unmöglich, leise Musik zu hören.

Lösung
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Lautsprecher zunächst mit einer passiven Frequenzweiche aufgebaut wird, und nur einen Verstärker bei beliebig vielen Wegen enthält. An die Frequenzweiche sind dabei keine besonderen Ansprüche gestellt. Der Verstärker muß jedoch bestimmte Bedingungen erfüllen.

1. Die Ausgangsspannung soll ausschließlich von der Gegenkopplung abhängig sein.
2. Der Stromfluß muß in Richtung und Größe von der Ausgangsspannung unabhängig sein.

Die meisten handelsüblichen Verstärker erfüllen diese Bedingungen nicht. Deshalb wird für die Konstruktion dieses Lautsprechers das Prinzip des als "ABACUS Rieder" bekannten Verstärkers verwendet. Die Konstruktion des Lautsprechers bewirkt eine phasenlineare und amplitudengeregelte Schallabstrahlung. Daher die Bezeichnung "Amplifier Phase Controlled" kurz "APC.

Der wesentliche Bestandteil der "APC" Schaltung ist ein Summierverstärker. An den Eingängen dieses Summierverstärkers wird das Spannungssignal der einzelnen Wege nach der Frequenzweiche wieder zum ursprünglichen komplexen Spannungssignal summiert. Dieses komplexe Signal bildet die Gegenkopplungs-Spannung des "ABACUS Rieder" Verstärkers. Da die Ausgangsspannung dieses Verstärkers nur von der Gegenkopplung abhängig ist, sind die Einzelspannungen nach der Weiche phasenrichtig und amplitudengeregelt.

An den einzelnen Summierwiderständen erfolgt eine Frequenzgangkorrektur der einzelnen Schallwandler, im Ausgangssignal oder der Gegenkopplung des Summierverstärkers eine Frequenzgangkorrektur über den gesamten Tonfrequenzbereich.

Die Regelung der Schallwandler erfolgt ebenfalls über den Summierverstärker. Es ist ein besonderes Merkmal des "ABACUS Rieder" Verstärker, daß dieser den Schallwandler auch ohne äußere Regelschleife nur über die Gegeninduktionsspannung regelt. Dieser Effekt wird in der "APC" Schaltung verstärkt ausgenutzt. Da die Gegenkopplung direkt am Schallwandler abgegriffen wird, erfolgt die Regelung unmittelbar ohne Umweg über die passive Frequenzweiche, da als Folge dieser Schaltung die Spannung vor der Weiche vom Verstärker automatisch so eingestellt wird, daß der Stromfluß im Schallwandler von der Membranbewegung abhängig ist und somit die Membran regelt.

Die Einschaltautomatik reagiert nicht auf ein Tonsignal, sondern wird durch den Netzstrom eines anderen Gerätes ausgelöst. In der Regel ist dies ein Vorverstärker, wie er zum Ansteuern von aktiven Lautsprechern ohnehin notwendig ist. Dieses Gerät wird an einer Steckdose des Netzteils angeschlossen und schaltet mit Hilfe der im Netzteil enthaltenen Steuerelektronik durch seinen Stromverbrauch die Lautsprecher ein.

Vorteile
Die vorher beschriebene Schaltung ermöglicht die Konstruktion von Lautsprechern, die bei beliebig vielen Wegen die einzelnen Schallwandler zu phasenrichtigem Verhalten zwingt. Die Regelung über den ganzen Frequenzbereich des Lautsprechers ergibt eine exakte Reproduktion der einzelnen Schallanteile. Da für die Konstruktion vorzugsweise nur ein Verstärker erforderlich ist, wird ein Preis-Leistungsverhältnis erreicht, wie das bei keinem anderen Konzept möglich ist. Durch die Kombination von "ABACUS Rieder" mit "APC" ist es erstmals möglich, Lautsprecher mit beliebiger Leistungsbandbreite ohne Gehäusevolumen-Vorgabe zu konstruieren. Durch eine elektronische Signalaufbereitung ist es möglich, die Schallwandler-Parameter nach "Thiele und Small" zu überwinden.

Weitere Ausgestaltungen
Am Summiererverstärker können auch Signale von separaten Regelungsgebern zusammengeführt werden.

Es ist außerdem möglich der Elektronik des aktiven Lautsprechers einen oder mehrere passive gleicher Konstruktion parallelzuschalten.

Durch geeignete Beschaltung einer aktiven Frequenzweiche und Ansteuerung mit dem komplexen Signal des Summierverstärkers ist auch eine Mehr-Verstärker-Konstruktion möglich.

Das sogenannte Netzteil (Transformator und Gleichrichter) wird mit einer Einschaltautomatik kombiniert und in ein separates Gehäuse eingebaut. Dies macht nur einen Transformator und nur eine Einschaltelektronik für beide Lautsprecher erforderlich.

Das separate Netzteil ermöglicht außerdem den einfachen Austausch gegen ein solches mit anderer Netzspannung oder für Batteriebetrieb. Das Netzteil kann außerdem sehr einfach an die Zulassungs-Vorschriften in anderen Ländern angepaßt werden.

Da zum Betrieb von aktiven Lautsprechern ohnehin ein Vorverstärker notwendig ist, kann dieser auch das Netzteil enthalten. Dann erübrigt sich eine Einschaltautomatik.

Das separate Netzteil kann eine zweite Steckdose enthalten, die parallel zum Transformator eingeschaltet wird und damit die ganze Anlage mit dem Netz verbindet.

Quelle: http://www.patent-de.com/19880519/DE3637666A1.html
Viele Grüße
Rudolf
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