Frage zur Frequenzweichenauslegung

Lautsprecherbau und -tuning

Frage zur Frequenzweichenauslegung

Beitragvon Jake52 » 11.12.2014, 21:22

Hallo XOler,

sicher kann mir hierbei jemand von Euch weiter helfen:


Gegeben ist ein Chassis, bei dem als untere Grenzfrequenz 800Hz bei einer 12db/oct. Weiche (besser noch 18db/oct.) angegeben ist.
Wenn ich nun eine NT2 Weiche mit 500Hz generiere, hab ich den gleichen -18db Punkt.

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Ist das so machbar oder wird das Chassis im Bereich unter 800Hz mit der NT2 zu stark belastet?


Vielen Dank für Eure überaus hilfreichen und kompetenten Antworten! :cheers:

Schöne Grüße
Jakob
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Beitragvon uli.brueggemann » 11.12.2014, 22:10

Jakob,

wenn bei einer gegebenen Eckfrequenz 800 Hz eine 18 dB/oct-Weiche als besser empfohlen wird, bedeutet dies, dass das Chassis unterhalb der 800 Hz weniger belastet wird als bei einer 12 dB/oct-Weiche.
Demzufolge wäre das NT2 bei 800 Hz noch besser, da es eben noch steiler ist.

Ansonsten wäre es sinnvoll, eine Logsweep-Aufnahme z.B. von 400 Hz bis 10 kHz ohne Weiche zu machen und dann den Klirr anzuschauen. Solange der unterhalb 800 Hz flach bleibt, könnte man eben auch mit niedrigerer Eckfrequenz fahren. Vermutlich wird dann der Klirr aber ansteigen.

Grüsse
Uli
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Beitragvon Jake52 » 11.12.2014, 22:39

Vielen Dank Uli.

Ich bleib dann lieber bei den 800Hz.



Gruß Jakob
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Beitragvon modmix » 11.12.2014, 22:46

Hallo Jakob,

in Datenblättern muß der Hersteller notgedrungen Angaben machen, bei denen die Dimensionierung auf der sicheren Seite ist. Dazu gehört bei der unteren Eckfrequenz sicher, weit genug von der Resonanz entfernt zu trennen. Klirr ist dann wohl die nächste zu betrachtende Größe.

In meinen Boxen spielt ein AMT2310c. Im Datenblatt steht:
    FREQUENZBEREICH 1 - 25 kHz
    RESONANZFREQUENZ 1000 Hz
    EMPF. TRENNFREQUENZ 2000 Hz
...ohne Angabe zur Weiche :mrgreen:

Ich habe - in guter alter Tradition aus den Zeiten analoger Weichen - bei gut 2 kHz getrennt. Und zwar linearphasig mit 96 dB/Oct.

Dann fiel mir auf, daß der Mitteltöner in der Box oberhalb ein 1 KHz deutlich mehr k3 produziert, als es der AMT in diesem Bereich tun würde... Unter der Annahme, daß der Trennfrequenzangabe kaum mehr als 18 dB/Oct. zugrundeliegen würden, wird der AMT bei solch einer Auslegung bei seiner Resonanz mit über den ganz breiten Daumen geschätzt mit 18 dB weniger Pegel angesteuert - da kann ich bei 96 dB/Oct. ja ganz deutlich mit der Trennfrequenz Richtung Resonanz gehen...

Ob das der AMT aushält?... Warum denn nicht?... Mutig habe ich es schließlich gewagt und bei 1,1 kHz getrennt. Bin belohnt worden mit einem klar besseren Klang (weniger Schärfe und vermutlich auch gleichmäßigeres Rundstrahlverhalten - nicht geprüft).

Der AMT spielt auch nach vielen Wochen immernoch fein.

hth
Ulli
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Beitragvon Jake52 » 12.12.2014, 00:05

Hallo Ulli,

bei mir handelt es sich auch um einen AMT. Der Hersteller gibt an:

Frequenzbereich 800-18000Hz
Resonanzfrequenz 800Hz
Die 800Hz mit 12db-Weiche

Mit einer LR 3.Ordnung bin ich bei -18db bei 422Hz
Um auf die gleichen Punkt zu kommen, kann ich bei NT2 bei 500Hz trennen.
Ich stelle mir eben die Frage, ob im Bereich 0 bis -18db das Chassis mit NT2
nicht wesentlich stärker belastet wird.

Ich möchte den Mitteltonbereich natürlich so weit als möglich nach unten ausdehnen,
ohne das Chassis zu überfordern.
Drüber,vielleicht ab 8000Hz, dann noch einen richtigen AMT-Hochtöner der von 2500Hz-30000Hz
arbeiten kann.
Dann wäre im Übernahmebereich jede Menge Spielraum.

Schöne Grüße
Jakob
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Beitragvon freezebox » 12.12.2014, 00:16

Hallo Jakob,

Ich würde versuchen, einen Filter zu bauen, der im Bereich oberhalb von -18dB unter der empfohlenen 12dB/800Hz Filter Kurve liegt. Die NT2 Filter fallen erstmal ziemlich flach ab, bevor sie steil werden. Wie Du sagst ist der obere Bereich schon stärker von Bedeutung hinsichtlich der Belastbarkeit, als der Bereich unter -18dB.
Ich denke die Hersteller-Empfehlungen sind auf den Klirr bezogen. Um welchen AMT handelt es sich denn? Ich kenne nicht viele AMTsmit einem so niedrigen Einsatzbereich.

Grüße,
Jörn
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Beitragvon Jake52 » 12.12.2014, 00:31

Hallo Jörn,

das sind die beiden Dayton AMT1-4 und AMTPRO4.

Ich hab ja momentan die BG Neo3 und Neo10 verbaut.
Gekauft im Januar, hab ich einen 10er schon im Juli wegen Verzerrungen getauscht bekommen.
Nun sind beide HT genauso dahin. Bei sweep hört man deutlich 2 Frequenzen parallel.
Jetzt bekomm ich die AMTs dafür.


Wegen der Belastung zwischen 0und -18db hab ich mir Sorgen gemacht.
Ich werde, wenn´s soweit ist, auch mal Klirrmessungen machen.

Bis dahin wird halt geplant. :lol:


Gruß Jakob
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Beitragvon modmix » 12.12.2014, 00:42

Hallo Jakob,
bei dem Frequenzgang des Dayton AMTPRO4 wäre ich überrascht, wenn er unterhalb der Resonanz (800Hz) sinnvoll eingesetzt werden kann...
Viel Spaß beim Planen!
Ulli
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Beitragvon Hans-Martin » 12.12.2014, 08:13

Steilflankige Frequenzweichen haben Nebenwirkungen, deren Auswirkungen im Ein-/Ausschwingverhalten ich lieber den Digitalspezialisten überlassen möchte.
Akustisch ist bei üblichen Direktstrahlern ein Sprung im Rundstrahlverhalten sicher nicht opportun.
Bei einer Kombination von Dipolen wird bei geschickter oder sinnvoller Aufstellung/Ausrichtung dieses Problem weitgehend ausgeblendet, und der FG auf Achse dominiert.

Bei den Weichen ist die Steilheit doch auch mit Phasendrehungen verbunden, das angrenzende Chassis muss mit passender Ordnung und Phase möglichst homogen angepasst sein, die Sprungantwort zeitkohärent sein. Sonst geht die räumliche Abbildung flöten und/oder der Frequenzgang wird wellig. Die Montage auf einem Brett, also die akustischen Zentren nicht wirklich in einer Ebene, verlangt nach Aufmerksamkeit, und wenn Filter höherer Ordnung eingesetzt werden, noch mehr.

Ich würde das Dayton Chassis nur zwischen 2,5-9kHz einsetzen, wo es im +/-3dB Bereich bleibt. Mit entprechender Schallführung ließe sich der Bereich unter 2kHz vermutlich akustisch besser anpassen, den ausgeprägten Einbruch (immerhin -6dB!) reduzierend.
Zweifellos ist die Entlastung von niedrigen Frequenzen vorteilhaft, wird aber irgendwann bei Filtern höherer Ordnung von anderen hörbaren Effekten zunichte gemacht.
Wenn schon der Hersteller eine Senke um 6dB mit Oktavbreite angibt, wo man geschönte FG-Darstellung erwarten sollte, würde ich diesen Problembereich nach Ursachen erforscheb und in die Filterüberlegung miteinbeziehen.
-6dB mitnehmen/zulassen oder vermeiden, das ist hier die Frage, und da brauche ich über die Optimierung der anderen Aspekte gar nicht mehr nachdenken.
Grüße Hans-Martin
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Beitragvon freezebox » 12.12.2014, 13:47

Hallo Jakob,
Hallo Hans-Martin,
Hallo Forenten,

Ich denke, wenn man erst ab 2,5 kHz ansetzen möchte, tut es auch schon der AMT1-4 alleine...Die Idee von Jakob ist wohl, mit einem AMT schon recht tief an den TMT anzukoppeln, oder? Und den Schlenker im Bereich unter 2,5 kHz können wir in der Aktivtechnik ja recht einfach ausbügeln :cheers: - im Impedanzverlauf sehe ich hier keinen Hinweis auf eine Störung was dagegn sprechen könnte - die Verzerrungen kenne ich dort allerdings nicht.

Prinzipiell ist es Sinnvoll den großen AMT nicht zu weit hoch laufen zu lassen, da das vertikale Rundstrahlen sonst aufgrund der langen Membran recht kritisch wird - ich erlebe das bei meinen AMT-1 wenn ich mich aus dem Hör-Sessel erhebe, und das Klangbild dann sehr dumpf wird..

Grüße,
Jörn
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Beitragvon Jake52 » 12.12.2014, 17:54

Hallo miteinander,

den AMT1-4 bekomme ich zuerst. Dann sehe ich erstmal, wie sich der Neo10 damit macht.
Den kann ich ja schon ab etwa 300Hz einsetzen.

Ich denke auch, dass die Senke beim Pro4 durch Acourate kein Problem wird.
Da meine Neo3 weg sind, hab ich ja genügend Zeit zum Spielen.
Leider keine Musik! :cry:

Das mit dem tief Ankoppeln hat Jörn schon richtig verstanden. Aber Ulli hat natürlich Recht. Unter 800Hz wird da wohl nichts mehr gehn. Die Kurve kannte ich noch nicht.

Meine TMT ist ja ein Excel W22EX001. Der läuft im Grimm bis 1500Hz, aber bis dahin möchte ich auf keinen Fall.
Jetzt werde ich mal die Frequenzgänge mit verschiedenen Weichen messen.
Im Zeitbereich sieht das schon unterschiedlich aus.
Ich hab hier mal rot=NT2 und grün=LR4:

Bild

Und das Gleiche vom Neo10:

Bild

Jetzt muss ich mal schaun, wie flach die Filter für die einzelnen Chassis sein dürfen.

Schöne Grüße
Jakob
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Beitragvon cay-uwe » 12.12.2014, 19:00

Jakob,

die Problematik auf die Du stoßen kannst sind die theoretische Maximalpegel die im Übernahmebereich erreichbar sind, die zu erhöhten Klirr führen können. Das möchte ich anhand einer Simulation einer 2-Wege Box aufzeigen. Da wird ein Hochtöner empfohlen, der ab 2kHz mit 12dB betrieben werden soll. Demnach habe ich eine Aktivweiche simuliert, die mit 12dB bei 2kHz trennt. Ein anderes Mal habe ich die Weiche so gestaltet, dass sie mit 24dB trennt, allerdings ähnlich wie bei Dir eine Oktave tiefer, sprich 1kHz. Auch in diesen Fall war unterhalb von ca. 500Hz die Dämpfung der 24dB viel höher, aber darüber geringer als die 12dB, weil sie ja tiefer trennt. So sehen die theoretischen Maximalpegel aus, die zu erreichen sind.

Bild

Die rote Kurve zeigt den Maximalpegel den die Box mit 2kHz / 12dB Trennung erreichbar sind, die schwarze Kurve die mit 1kHz / 24dB. In beiden Fällen ergaben sich lineare Übergänge im Frequenzgang. Deutlich an der roten Kurve zu sehen ist, dass die Box einen sehr gleichmäßigen Maximalpgel im Übernahmebereich erreicht, wobei die 24dB Version einen bis zu 8dB Einbruch erleidet. Das wäre für diese Box schon kritisch, den im Bereich von ca. 1kHz kann es durchaus signifikante Pegel im Musikmaterial geben. Da typischerweise die Pegel zu unteren Frequenzen zunehmen, würde ich an Deiner Stelle sehr genau untersuchen, wie sich das verhält. Du kannst in eine ähnliche Situation wie die von mir gezeigte geraten.
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Beitragvon Jake52 » 12.12.2014, 21:08

Vielen Dank für die bisher erfolgten Tipps und Erläuterungen.

Für mich, der (noch) nicht ganz so tief in der Materie steckt, wäre wichtig zu erfahren,
ob Ausführungen wie von Hans-Martin und Cay-Uwe nun grundsätzlicher Natur sind, die jede
Weichen betreffen, oder ob z.B. der angeführte Fall von Cay-Uwe für Acourate kein
Problem darstellt.
Auch wenn Manches für mich persönlich irrelevant wäre, würde ich es trotzdem befürworten, wenn Basics weiter besprochen würden. Nur eben mit einem kleinen Hinweis zur Gültigkeit für welchen Fall.
So könnten wir für Interessierte ein kleines Nachschlagewerk erstellen.

Ich hoffe ja, dass andere Mitleser auch daraus lernen wollen und können.

Schöne Grüße
Jakob
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Beitragvon Hans-Martin » 12.12.2014, 22:34

Jake52 hat geschrieben:ob Ausführungen wie von Hans-Martin und Cay-Uwe nun grundsätzlicher Natur sind, die jede
Weichen betreffen, oder ob z.B. der angeführte Fall von Cay-Uwe für Acourate kein
Problem darstellt.

Hallo Jakob
Da Cay-Uwe hier von Maximalpegel schreibt, wo die 24dB-Weiche offenbar schlechter abschneidet als die mit 12dB, sollte die Aussage doch sehr klar sein.
Aber ich sehe eine grüne Linie, die unterhalb ca. 2,5kHz mit 12dB/Okt. abfällt, eine schwarze, die den TT bei 1kHz 12dB/Okt. abschneidet. Frage an Cay-Uwe, ob sein Text zum Bild und zu diesem Thema passt...?
Mich hat das von C-U formulierte Ergebnis auch überrascht, das hatte ich so direkt nicht vorhergesehen, es entsprach nicht meiner Erwartung, dass nahe der Transitfrequenz so ein starker Einbruch entsteht. Aber der Einbruch entsteht oberhalb der Transitfrequenz des TTs, weil der HT nicht liefert.

Aber es gibt eine goldene Regel, dass man um die Übergangsfrequenz eine Oktave "ordentliches" Verhalten der Chassis einplanen sollte, weil sonst die korrekte Addition beider Chassis nicht funktioniert. Mit steileren Weichen wird der Bereich vielleicht enger, aber um auf Ulis Einwand zurückzukommen, dass vermutlich der Klirr zunimmt, wenn man zu tief ankoppelt oder aber (neues Argument) den Pegel um sagen wir 6dB anhebt, entsprechend bei gleicher Abhörlautstärke in diesem Bereich 4-fachem Klirrfaktor.
Und das wieder deckt sich mit meinen Erfahrungen, die ich vor 30 Jahren mit der Pioneer D23 Aktivweiche gemacht habe. Verschob ich die Transitfrequenz höher, nahm die Auflösung in den Mitten ab, aber die Auflösung im Hochton schien besser, ging ich damit runter, wurde der Klang anstrengender in den Mitten und Höhen. Es galt, gehörmäßig den goldenen Mittelweg zu finden.
Das wird umso wichtiger, je näher sich die Übergangsfrequenz dem Übertragungsende des Chassis nähert. Da nimmt ja nicht nur die Belastbarkeit ab, auch der Klirr, und Phasendrehungen sind auch noch die Regelk, machen die Sache nicht einfacher. Alles Grund genug, derlei Extreme zu vermeiden.
Wer mit Raumkorrektursoftware den FG linearisieren kann, verlagert seine Interessen, stellt ggf. die LS anders auf, um unkorrigierbare Faktoren (wie Dips, Auslöschungen, destruktive Interferenz) zu vermeiden, die Probleme in korrigierbare Bereiche zu verlagern. Klirr am unteren Ende vermeidet man durch höhere Übergangsfrequenz. Únd wenn das Chassis im Bereich darunter in diesem Bereich in Partialschwingungen aufbricht, ist das auch nicht schön. Ein guter Entwickler sucht manchmal lange, bis er passende Kombinationen findet, oder er hat einen reichen Erfahrungsschatz mit gängigen Chassis und lässt sie nach bestimmten Kriterien optimieren. Ich habe bisher beides nicht...
Grüße Hans-Martin
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Beitragvon freezebox » 12.12.2014, 22:52

Hallo Jakob,

Vermutlich kennst Du den schon, aber vielleicht auch nicht..anscheinend bist Du nicht der Erste mit dieser Bestückung..

http://www.audiocircle.com/index.php?topic=126622.20

Grüße,
Jörn
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