Phasendrehungen @ Frequenzweichen

[BK 0]

Hallo,

 

wie ist das mit den Phasendrehungen der Hochpässe, Tiefpässe, Bandpässe ?

 

Man sagt eine 24dB Linkwitz hat 360°.

 

Dreht der HP 180° nach vorne und der TP 180° nach hinten so dass 360° Differenz bei rauskommt ?

 

Ein TP erzeugt ja scheinbar eine Verzögerung, was macht der HP ?

Das Signal kann ja kaum hinten früher rauskommen als es vorne reingekommen ist.

 

 

Hat inzwischen jemand die Subtraktiv-Weiche gebaut ???

 

 

Grüsse, Bernhard

 

[andreasw 1]

Hallo

 

Die Phasendrehung ist abhängig von der Ordnung der Weiche.

24dB Weichen drehen um 180°, und zwar genau auf der Trennfrequenz. HP hin, TP her, und dann ergibt sich unverpolt eine gute Addition. Vor allem bei LR-Filtern mit -6dB auf der Trennfrequenz. Die Phasendifferenz zwischen HP und TP ist überall 360° über das komplette Frequenzspektrum. Alles "in phase".

 

Das ergibt zB bei LR 4.Ordnung (24dB) eine komplette 360Grad Phasendrehung über das ganze Signal beim Durchlaufen des Spektrums. (eine Summierung = 2 wege)

Eine Dreiwegweiche zB dreht natürlich 720° insgesamt.

 

Da diese Phasendrehung allerdings "weich" läuft und keine Sprünge macht, ist das nicht hörbar.

 

Die Phasendrehungen der Chassis sind dabei unberücksichtigt.

 

Subtraktivweichen haben letztlich keinerlei Vorteile, was die Phasendrehung angeht, denn auch für sie gilt die Signaltheorie!

"Standard" Subtraktivweichen (Filter, Allpass, Subtrahierer) haben in meinen Augen gegenüber "normalen" Filtern praktisch nur Nachteile.

Subtr.Filter in der Hawksford-Riley-Topologie scheinen jedoch nicht uninteressant zu sein.

 

"Zeitrichtige" Filter gibt es nicht! Höchstens digital!

 

gruß

Andi

 

[WUGGU 0]

Hallo,

 

Wie ist das denn bei Filtern anderer Ordnung?

1. Ordnung

2. Ordnung

3. Ordnung

6. Ordnung (gibts bei Orcadesign - Hochpass - Filter sehr oft)

 

und welche der Filter kann man sinnvollerweise kombinieren wenn man mal von der Theorie ausgeht?

 

--

Mit freundlichen Gruessen - Best Regards

Wuggu

 

;-) YABS - Yet Another Better Sound ;-)

 

 

[andreasw 1]

Hallo

 

Pro Ordnung sinds 45° auf der Trennfrequenz. Und die ist definiert als -3dB Punkt in der Amplitude. (Ausnahme Linkwitz-Riley, da sinds -6dB, weil es ja zwei Butterworth hintereinander sind)

Bei 6dB-Filtern ist die Differenz also 90° zwischen Hp und Tp. Wegen lediglich 3dB Abschwächung summieren sie unverpolt gut.

12dB haben insgesamt 180°, -> verpolen.

18dB ergibt 270°, Polung ist, soviel ich weiß, durch Probieren zu ermitteln. (18dB hab ich nochnie verwendet)

24dB wieder unverpolt wegen 360°.

Prinzipiell sind allgemeine Aussagen schwierig bis unmöglich, weil die Treiber ja auchnoch zu berücksichtigen sind. in aller Regel passen die Trennfrequenzen auch nicht nach Lehrbuch zusammen (wegen -3dB), usw usw.

 

Ich persönlich mag zB keine Filter, bei denen Zweige verpolt werden, also 2.Ordnung.

Ich setz entweder auf 1. oder 4.Ordnung.

1. Ordnung geht halt bloß bei sehr breitbandigen Chassis.

 

Hilft nur Ausprobieren.

 

gruß

Andi

 

[WUGGU 0]

Hallo,

 

also hat jetzt ein Filter 6. Ordnung 270° Phasendrehung, dazu kommen 135° vom Filter 3. Ordnung, sind 405°. Ist also nichts Halbes und nichts Ganzes. Gibts da jetzt irgendwelche richtwerte auf die ich hinarbeiten sollte?

 

--

Mit freundlichen Gruessen - Best Regards

Wuggu

 

;-) YABS - Yet Another Better Sound ;-)

 

 

[andreasw 1]

LETZTE BEARBEITUNG am: 28-Nov-02 UM 17:48 Uhr (GMT) [p]Hallo

 

Worauf willst Du überhaupt hinaus? Was willst Du miteinander kombinieren?

Warum Filter 6.Ordnung??

 

 

gruß

Andi

 

[WUGGU 0]

Hallo,

 

habe hier mehrere Bauvorschläge von Orca - Design, die ihre Bändchenhochtöner regelmässig mit einem Filter 6. Ordnung trennen. Dazu kommt meist ein Mitteltieftöner mit einem Filter 3. Ordnung. Da mir diese Kombination sehr seltsam vorkommt suche ich nach Gründen die für einen solchen Filter sprechen bzw. nach Merkmalen wie sich diese Kombination zueinander verhält...

 

--

Mit freundlichen Gruessen - Best Regards

Wuggu

 

;-) YABS - Yet Another Better Sound ;-)

 

 

[andreasw 1]

Hallo

 

Offenbar verwenden sie Filter 6.Ordnung, um die Bändchen zu schützen. Sehr pessimistische Einstellung, gleich zu so hoher Ordnung zu greifen. Aber wenns so ist.....

Für den MT genügt offenbar 3.Ordnung (durchaus glaubwürdig ;-)).

 

Das Entscheidende ist aber die PRAXIS! Genau diese Chassis mit genau diesen Filtern ergeben offenbar genau das, was der Entwickler wollte. Ob auch die Filter 6.ordnung wirklich nötig sind, oder dem Entwickler gerade gut ins Konzept passen, wer weiß.....

 

Allgemein gültige Aussagen fände ich hier falsch am Platz.

 

 

 

gruß

Andi

 

 

 

[WUGGU 0]

Hallo,

 

naja, der Entwickler von den Boxen war niemand anderes als der Entwickler der Bändchen selbst. Aber da mir das Ganze so seltsam vorkommt wollte ich mal ein paar Expertenmeinungen hören...

 

Danke vielmals!!!

 

--

Mit freundlichen Gruessen - Best Regards

Wuggu

 

;-) YABS - Yet Another Better Sound ;-)

 

 

[Mwf 0]

Hi Wuggu,

 

wie Andi schon erwähnte, kommen die akustisch-mechanischen Ü-Funktionen der LS hinzu.

 

Je nachdem wie dicht obere und untere Grenzfrequenz zum Crossover liegen, kann man überschlägig

 

* eine (= breitbandiges Chassis) bis

* zwei (= Fgrenz nahe Fx)

Filterordnungen dazurechnen.

 

So kommt es, daß i.d.R. elektrische Filter 2. bis 3. Ordnung reichen für ein Über-alles Linkwitz-Riley Crossover 4.Ordnung (Kennzeichen: beste Addition ohne Umpolung).

 

Auch der Laufzeitunterschied durch Tiefenversatz (Offset) der akustischen Quellen geht hier ein:

1/8 Wellenlänge = 45° = 1 Filterordnung bei Fx;

für Fx = 3 kHz also ~14 mm.

 

Genanntes Beispiel mit 6./3.Ordnung erscheint mir etwas extrem.

Zielfunktion 8. Ordnung ?

Dann müsste der MT (8-3=) 5 Ordnungen = 225° durch eigenes Tiefpassverhalten und (Zurück-)Versatz ausmachen ?

 

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Abweichungen vom perfekten in-Phase-Verhalten der Einzelzweige (Chassis+Filter) zeigen sich darin, dass die Haupt-Abstrahlachse im Fx-Bereich nach oben oder unten gekippt ist

--Ausnahme: Coax bzw. d`Apollito --

bzw. die Addition auf Achse 6 dB nicht erreicht.

 

 

Gruß,

Michael

 

 

 

[WUGGU 0]

Hallo,

 

der Tieftöner ist verpolt angeschlossen, also +180°. Wenn ich dann richtig rechne müsste ich 45° durch eigenes Tiefpassverhalten haben ?!?

(habs vermutlich nicht so richtig verstanden, was?)

 

--

Mit freundlichen Gruessen - Best Regards

Wuggu

 

;-) YABS - Yet Another Better Sound ;-)

 

 

[Mwf 0]

LETZTE BEARBEITUNG am: 02-Dez-02 UM 02:39 Uhr (GMT) [p]Hi Wuggu,

 

>>>...der Tieftöner ist verpolt angeschlossen,...<<<

 

Das ändert natürlich einiges...

 

Eine positive Addition mit verpolten Weichenzweig ist nur bei Gesamt-Filterfunktionen 2., 6., 10. .... Ordnung möglich.

Hier also wahrscheinlich 6.Ordnung.

 

Dann ist die Phasenlage bei Fx:

Hochpass 6 x +45° = +270°

Tiefpass 6 x -45° = -270°

Die Differenz zwischen beiden Zweigen ist 540° (= Periode 360° + 180°, also Gegenphase, daher Umpolung notwendig).

 

TMT: elektr. Tiefpass 3. Ordnung,

d.h. 6-3 = 3 Ordnungen müssten Mechanik/Akustik und Offset zusätzlich bringen (3 x 45° = 135°).

Das ist zwar immer noch etwas viel, aber durchaus möglich.

 

Der Hochtöner mit elektr. Filter 6.Ordnung dürfte sich theoretisch keinerlei eigene "Fehler" mehr erlauben (6-6 = 0).

Wahrscheinlich wirkt aber das Filter bei Fx praktisch nur wie ~5.Ordnung (= +225° bei Fx) aufgrund von Verlusten in den (3) Spulen oder bes. flacher Filterauslegung.

 

Insgesamt passts mit einem verpolten Zweig schon besser.

 

 

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In deiner Rechnung setzt du eine Umpolung (= 180° frequenzUNabhängig)

mit Phasendrehungen durch Filter (= frequenzABhängig, die typische flache S-Kurve) gleich.

Das ist falsch.

 

Die DIFFERENZ zwischen zwei Filter-Phasengängen

 

-- HP + TP, beide S-förmig mit gleicher Kenn-/Grenzfrequenz und gleicher Ordnung --

 

ist jedoch wieder frequenzUNabhängig !

Daher kann eine Differenz von 180° (+ evtl. 360°-Perioden) durch Umpolen zu breitbandig positiver Addition gewendet werden :-).

 

Diese Rechnungen mögen etwas theoretisch und unübersichtlich erscheinen, ich kann aber im Moment keinen Link beisteuern der das Ganze via Graphik erhellt :-(.

 

 

Gruß,

Michael