Subtraktionsweichen

[phase_accurate]

Es gibt einen Ertefakt genau rechts von den 300 Hz, welcher um 10 dB kleiner ist von der Seite. Das kann natürlich auch irgend etwas anderes sein.

Zu der Richtung, für welche korrigiert wird, möchte ich noch etwas sagen: Man sitzt normalerweise sehr wohl auf Achse, aber der Direktschall macht nur einen klitzekleinen Anteil am Schall aus, den wir am Platz hören. Der grösste Anteil des gehörten Schalles ist off-Axis. Deshalb meinte ich ja auch, dass man aufpassen sollte, für welchen Winkel man korrigiert (falls es dann tatsächlich richtungsabhängig ist).

Den Hub eines Woofers elektrisch als Funktion der antreibenden Spannung nachzubilden ist nicht sonderlich schwierig. Man muss bloss aufpassen, dass man mit dem Modulator nicht schaltungstechnisch mehr Verzerrungen erzeugt, als man eigentlich kompensieren möchte (fast alle spannungsgesteuerten Filter sind hier im Nachteil).

Bezüglich Subtraktionsweichen (Cay Uwe):
Ja - eine Topologie mit zurückversetztem Tweeter ist besser geeignet für eine Subtraktivweiche als wenn alle Schallentstehungsorte auf einer Ebene liegen. Im Moment experimentiere ich gerade mit einem coolen Koax von Beyma. Die verzögerte Abstrahlung des Tweeters ist hier tatsächlich hilfreich.

Wilsst Du eine klassische Subtraktivweiche implementieren oder eine subtrractive-delay Weiche nach Lipshitz und Vanderkooy ?

Gruss

Charles

[Ralph Berres]

Den Hub eines Woofers elektrisch als Funktion der antreibenden Spannung nachzubilden ist nicht sonderlich schwierig. Man muss bloss aufpassen, dass man mit dem Modulator nicht schaltungstechnisch mehr Verzerrungen erzeugt, als man eigentlich kompensieren möchte (fast alle spannungsgesteuerten Filter sind hier im Nachteil).

Man kann ein analogen Multiplizierer, den man für die kaskadierten Allpaesse benötigt duch z.B. einen Pulsbreitenmodulator, aufgebaut mit C-Mos Schalter und einen Dreieckgenerator hoher Frequenz realisieren. Die Switchfrequenz wird sowieso weggefiltert, wenn sie ausreichend hoch ist. Ich denke da so in einen Bereich um Megahertz.

Einen analogen Multiplizierer ala Gilbertzelle oder gar Mosfet als regelbaren Widerstand würde ich auch nicht nehmen wollen. Beide haben einen ziemlich hohen Klirrfaktor.

Leider habe ich kein LT-Spice Modell für einen CD4066 oder ähnliches gefunden, sonst hätte ich das mal simuliert. Eine Verzögerungsleitung welche bis 200us verzögert und einen 300Hz Rechteck noch unverfälscht weitergibt, habe ich als Simulation schon erstellt. Sie besteht aus 8 in Reihe geschaltete Allpassglieder 1.Ordnung. Das reicht locker für 3cm Lautsprecherhub.

Ralph

[phase_accurate]

Ich glaube nicht, dass es nötig ist einen 300 Hz Rechteck korrekt wiedergebven zu können. Die vorgeschaltete Weiche wird aus diesem sowieso einen "Softeck" machen !

Es gibt in P-SPICE einen spannungsgesteuerten Schalter, dessen on-und off Widerstand man definieren kann. LT-SPICE hat sicher auch sowas. Dies gibt natürlich nur eine grobe Annäherung, da der Ein-Widerstand von einem CMOS Analogschalter nicht unbedingt linear ist (d.h. das Ohmsche Gesetz gilt nur annähernd). Aus diesem Grund würde ich den steuerbaren Widerstand nicht dominant machen. D.h. so dass dieser nur einen jeweils kleinen Anteil an dem jeweiligen Frequenzbestimmenden Widerstand ausmacht. Den Allpass würde ich als State-Variable Filter ausführen.

Gruss

Charles

[Ralph Berres]

Es gibt in LTspice sogar einen idealen AM und FM Modulator. Aber das ist ja nicht der Sinn der Sache.
Ich will das doch lieber mit realen Bauelemente simulieren. Was sie Spannungsabhängigen On Widerstände der Cmos Schalter betrifft: 1. es gibt Cmos Schalter dessen Spannungsabhängigkeit sehr gering ist, 2. mit zunehmender Betriebsspannung wird die Spannungsabhängigkeit auch geringer, 3. es gibt Schaltungsmöglichkeiten, wo sich der Spannungsabhängige Widerstand nicht bemerkbar macht.
Z.B. wenn man den Schalter direkt an den -Eingang eines OPs hängt dessen +Eingang an Masse hängt. ( Null Ohm Knotenpunkttechnik, wie es auch bei Mischpulten angewendet wird. Die Spannung die dann am Schalter abfällt, ist dann nur noch im unteren Milivoltbereich, und stört somit nicht mehr. Der zugehörige Widerstand des Knotenpunktverstärkers ist dann vor dem Schalter angesiedelt, und nicht hinter dem Schalter wie häufig gerne gemacht wird. Wenn der On-Widerstand z.B. 100 Ohm beträgt, und der Widerstand davor 10 Kohm, wirkt sich die Spannungsabhängigkeit des Widerstandes des geschlossenen C-Mos Schalters nur noch zu einen hunderstel aus. Der Klirrfaktor sinkt dadurch um 2 Zenerpotenzen.

Ralph

[cay-uwe]

Bezüglich Subtraktionsweichen (Cay Uwe):
Ja - eine Topologie mit zurückversetztem Tweeter ist besser geeignet für eine Subtraktivweiche als wenn alle Schallentstehungsorte auf einer Ebene liegen. Im Moment experimentiere ich gerade mit einem coolen Koax von Beyma. Die verzögerte Abstrahlung des Tweeters ist hier tatsächlich hilfreich.

Wilsst Du eine klassische Subtraktivweiche implementieren oder eine subtrractive-delay Weiche nach Lipshitz und Vanderkooy ?

Hi Charles,

auch ich arbeite an der Entwicklung mit einem Coax von Beyma. Das ist recht Interessant was da so auf ein zukommt ... Da musste ich eine Laufzeitkorrektur für den Tief- Mitteltöner implementieren um aus meiner Sicht hörtechnisch gute Ergebnisse zu erreichen. Das ist aber eine andere Baustelle.

In diesen Fall würde ich gerne die klassische Implementierung versuchen. Ich habe zwar schon einen sehr guten Stand mit meinen "Flachen Filtern" erreicht, weil ich auch eine sehr gute Abstrahlcharakteristik bis ca. 60 Grad erreicht habe. Es interessiert mich halt ob man noch etwas drauf setzen kann. Wie gesagt in diesen Fall liegen die SEO tatsächlich auf einer Ebene.

[phase_accurate]

Hallo Cay Uwe

Dies war der 12xa30nd nicht wahr ? Ich bin am experimentieren mit dem 8cx300nd für Nahfeld Einsatz. Wie gross war denn das nötige Delay für den Hochtöner ? Beim meinem schätze ich so um die 60 bis 90 us (2 bis 3 cm).

Gruss

Charles

[cay-uwe]

Hallo Cay Uwe

Dies war der 12xa30nd nicht wahr ? Ich bin am experimentieren mit dem 8cx300nd für Nahfeld Einsatz. Wie gross war denn das nötige Delay für den Hochtöner ? Beim meinem schätze ich so um die 60 bis 90 us (2 bis 3 cm).

Hallo Charles,

bei meiner Weiche handelt es sich, um es mit Deinen Worten zu sagen, um eine ELEKTRIKER-Weiche , also Passivweiche.

Laut Lehrbuch wäre die Laufzeitverzögerung ca. 56uS.

Die ELEKTRONIKER-Weiche, also Aktivweiche, wird irgendwann mal folgen.

Jetzt werde ich aber erst mal Versuche mit der klassischen Subtraktionsweiche machen und würde mich um etwas Schützenhilfe freuen um nicht bei 0 anfangen zu müssen

[Ralph Berres]

[

Jetzt werde ich aber erst mal Versuche mit der klassischen Subtraktionsweiche machen und würde mich um etwas Schützenhilfe freuen um nicht bei 0 anfangen zu müssen

Hallo Cay-Uwe

Die klassische Subtraktionsweiche hat den Nachteil das ein Zweig der Weiche immer nur 6db/ Oktave Steilheit hat, und es zu einer leichten Pegelüberhöhung im Übergangsbereich kommt. Dafür ist das Gruppenlaufzeitverhalten optimal.

Bei einer Zweiwegweiche würde auch ein LR Weiche genauso gehen wie eine allpasskompensierte Subtraktionsweiche. Beide weisen oben genannte Nachteile nicht auf, dafür sind sie im Gruppenlaufzeitverhalten schlechter.

Ralph

[cay-uwe]

Ralph,

bei der klassischen Subtraktionsweiche ist mir das klar mit der Erhöhung. Allerdings, spielen die benutzten Chassis auch eine Rolle und deswegen habe ich mal die Frequenzgänge mit Phase in den Thread gestellt. Wenn man sich z.B. die Daten bei 2 kHz anschaut, dann macht der Hochtöner einen Schallpegel von 103 dB bei einer Phase von 90 Grad. Der Tief- Mitteltöner macht ein Pegel von 103 dB bei einer Phase von 0 Grad. In der Addition würde nicht +6dB Erhöhung geben, sondern nur +3 dB, weil es eine Phasenverschiebung von 90 Grad zueinander gibt.

Da bei den Subtraktionsweichen, die Phase für Hochpass und Tiefpass gleich ist, wird sich das nicht ändern. Darauf wollte ich hinaus ...

Aus dem Bauch heraus würde ich sagen, dass in diesen Fall eine 12dB TP-Weiche kombiniert mit einer 6dB HP aus der Subtraktion evtl. eine recht lineares Bild abgibt ...

Na ja, ich sehe, ich muss mal meine kleinen OPs verlöten ...

[phase_accurate]

Die Ueberhöhungen beziehen sich immer auf die einzelnen Zweige. In der Summe ist der Frequenzgang flach.
Je höher die Ordnung, desto höher sind diese Ueberhöhungen. Deshalb solte man mit der kleinstmöglichen Ordnung fahren, die möglich ist.
Des Weiteren kommt hinzu, dass man wegen den vorhandendn Chassisfrequenzgängen nicht einfach eine Subtraktivweiche nehmen und vorschalten kann. Man muss für den jeweiligen Fall eine Schaltung entwickeln, welche zusammen mit den Treibern die gleichen Frequenzgänge ergibt wie die Zweige der Subtraktivweiche. Im Falle eines FAST Systems z.B. geht das effektiv noch mit einer Art subtraktion. Bei den gezeigten Chassisfrequenzgängen von Cay Uwe eher nicht mehr. Hier müssen wir schon etwas tiefer in die Trickkiste greifen.

Ich werfe noch einmal einen BLick darauf und lasse das "geistig verdauen" !

Gruss

Charles

[phase_accurate]

Zu den 90 Grad vom hochtöner werden dann noch diese vom hochpass kommen und dann ist es passiert: Ein "Loch" im Frequenzgang !
Ich würde trotzdem einmal probieren, eventuell sogar mit einer symmetrischen Subtraktivweiche 2./2. Ordnung. Weisst du wie diese aussehen muss ?
Falls nicht kann ich Dir die Topo per Mail schicken (ein bild hier hochzuladen ist mir zu mühsam).

Gruss

Charles

[wgh52]

Hallo Ralph,

Falls ich recht verstehe, geht's Dir weniger um das Subtraktivprinzip an sich als um akustisch linearisierten Phasengang.

Wenn dem so sein sollte, schlage ich vor das quasi-phasenlineare Weichenprinzip von Samuel Harsch, einem schweizer Toningenieur, zu eruieren.

Ich habe diese Weiche ca. zwei Jahre erfolgreich bei meinen aktivierten B&W N804 als Aktivweiche eingesetzt; sie brachte damals einen Durchbruch bezüglich räumlicher Abbildung und Feinzeichnung. Ich kam jetzt wieder auf diese Weiche, weil sie eine Kombination von 12 db/Okt Bessel Hochpass und 24 dB/Okt Butterworth Tiefpass verwendet, plus (langes) Delay im Hochton. Realisiert wird das mit digitalen Aktivweichen, ich verwendete eine Sony SRP-F300, die ja eine Delayfeinabstimmung (Sprungantwortoptimierung) zulassen. Die Sony ist eine PA/Studioweiche, die Bedienung sehr einfach und intuitiv.

Gruss,
Winfried

2019

[cay-uwe]

Zu den 90 Grad vom hochtöner werden dann noch diese vom hochpass kommen und dann ist es passiert: Ein "Loch" im Frequenzgang !
Ich würde trotzdem einmal probieren, eventuell sogar mit einer symmetrischen Subtraktivweiche 2./2. Ordnung. Weisst du wie diese aussehen muss ?
Falls nicht kann ich Dir die Topo per Mail schicken (ein bild hier hochzuladen ist mir zu mühsam).

Gruss

Charles

Ja das Loch zeigen meine Simulation wenn ich z.B. eine LR2 bei ca. 2.3 kHz trenne. Das rührt ja daher, dass der Tief- und Hochpass immer weiter auseinander laufen was die Phase anbetrifft. Das passiert aber so wie ich das verstanden habe nicht bei der Subtraktionsweiche. Da sind die Phasen für HP und TP ja gleich. Unter den Umständen gibt es oberhalb von 1.5 kHz bei den Chassis eine sehr gute Addition. Das Verhalten sollte doch bei einer Subtraktionsweiche erhalten bleiben, oder ?

[cay-uwe]

Winfried,

Deine Ergebnisse mit den Ansatz von Samuel Harsch hattest Du mir mal geschickt und sind sehr brauchbar. Allerdings handelt es sich bei meiner Entwicklung um eine Analogweiche, da ich "Real Time" fahren möchte.

Wie gesagt, ich habe eine Passivversion bereits fertig und mein Ansatz der "Flachen Filter" würde sich auch auf die Aktivweiche portieren lassen.

Da das Thema Subtraktionsweichen in diesen Forum sehr oft besprochen wird, habe ich mir gedacht ich probiere das auch mal. Frei nach dem Motto: " Man lernt nie aus "

[uli.brueggemann]

Leute,

schaut Euch doch auch mal bei John Kreskovsky um.
Leider bei Geocities nicht mehr online. Aber das Web vergisst ja so schnell nicht. Also z.B.
http://www.open-end-music.de/vb3/attach ... tid=2238&d...
und dann noch ein Rechenprogramm auf http://www.pvconsultants.com/audio/tp/tpsdm.htm

Grüsse, Uli

Addendum:
http://www.bodziosoftware.com.au/Multi.pdf
http://www.reocities.com/kreskovs/GenFiller.html