Imedanzlinearisierung

[van der Ven 0]

Hallo Forum,

 

Maschinenbauer (zu denen ich gehöre) haben schonmal Probleme damit, die Logik des Stromflusses und den sich bietenden Widerständen zu verstehen. Bei mir wirkt sich das folgendermassen aus:

 

Bedingt durch die Schwingspuleninduktivität eines Chassis steigt der Frequenzabhängige R ( Impedanz ) des Chassis zu hohen Frequenzen hin an.

 

Diese müssten also leiser werden, da ja dort die Spannung stärker abfällt. Stimmt das so?

 

Das kann man nun durch ein RC Glied kompensieren.

 

Aber was tut sich damit im Frequenzverlauf?

Wird nun das Chassis im HT Verlauf lauter oder leiser durch die Linearisierung?

 

Da das RC Glied ab einer gewissen Frequenz ein Teil des Signals an Masse führt, müsste der HT Bereich doch leiser werden!?

 

Andererseits senkt das RC Glied ab einer gewissen Frequenz den Widerstand, da es ein Parallel R zum Chassi darstellt.

 

Somit müsste der Bereich lauter werden, da die Spannung dort nicht mehr so stasrk abfällt.

 

Was stimmt den nun?

 

Gruß

 

Stefan

 

Gruß

 

 

 

[andreasw 1]

Hallo Stefan

 

 

>Bedingt durch die Schwingspuleninduktivität eines Chassis

>steigt der Frequenzabhängige R ( Impedanz ) des Chassis zu

>hohen Frequenzen hin an.

Ja

>

>Diese müssten also leiser werden, da ja dort die Spannung

>stärker abfällt. Stimmt das so?

Nein.

Spannungs"abfall" bedeutet in diesem Zusammenhang nicht, daß weniger Leistung ankommt. In Verbindung mit einer Weiche sogar das Gegenteil.

 

Der Innenwiderstand des Verstärkers, der Weichenbauteile und des Chassis sind sinngemäß in Reihe. Gemäß ihres Widerstandsfrequenzverlaufs (Impedanz) teilt sich die Spannung entsprechend auf. Der Innenwiderstand des Amps sollte man hier (aufgrund <100mOhm) vernachlässigen (abgesehen von antiquierten Verstärkerkonzepten wie zB Röhren).

Dh. Je mehr Spannung an einem Bauteil "abfällt", desto mehr Leistung bekommt es ab. Es liegt sinngemäß mehr Spannung an.

>

>Das kann man nun durch ein RC Glied kompensieren.

Ja.

>

>Aber was tut sich damit im Frequenzverlauf?

Ohne Weiche tut sich garnix.

 

>Wird nun das Chassis im HT Verlauf lauter oder leiser durch

>die Linearisierung?

Man braucht die Linearisierung, damit die Weiche korrekt funktioniert.

Eine (passive) Weiche bildet zusammen mit dem Chassis einen frequenzabhängigen Spannungsteiler.

Will man zB einen Tieftöner tiefpassfiltern, legt man in Reihe dazu eine Spule. Die ansteigende Impedanz der Spule zu höheren Frequenzen läßt dann mehr Spannung an der Spule abfallen. Das funktioniert aber nur dann (lehrbuchmäßig) richtig, wenn die Impedanz des Chassis nicht ebenso ansteigt (!). Deswegen zieht man die ansteigende Imp. mit einem RC-Glied runter, um der Weiche eine konstante Last-Impedanz zu geben.

Weichen höherer Ordnung mit Parallelbauteilen gehen jeweils einen Schritt weiter. Also für zB einen Tiefpass 2. Ordnung gilt, daß die Serienspule impedanzmäßig ansteigt, dagegen der Parallelkondensator die Lastimpedanz >noch weiter< senkt, damit >noch weniger< Spannung am Chassis abfällt.

 

>

>Da das RC Glied ab einer gewissen Frequenz ein Teil des

>Signals an Masse führt, müsste der HT Bereich doch leiser

>werden!?

Nein. Die Gesamtimpedanz des LS sinkt im Verhältnis zum unbeschalteten Chassis, genauergesagt bleibt sie konstant. Das stellt aber für einen normalen Verstärker kein Problem dar.

 

>

>Andererseits senkt das RC Glied ab einer gewissen Frequenz den

>Widerstand, da es ein Parallel R zum Chassi darstellt.

Ja genau, das ist der Sinn der Sache

>

>Somit müsste der Bereich lauter werden, da die Spannung dort

>nicht mehr so stasrk abfällt.

Nein. Das liegt nur daran, daß Du eine falsche Vorstellung davon hast, was "Spannungsabfall" ist.

Es ist nicht zu verwechseln damit, wenn zB bei einer Stromquelle die Spannung abfällt durch Überlastung. >Im Prinzip< ist es dasselbe, aber von der anderen Seite aus gesehen. Die Spannung fällt am Innenwiderstand der Stomquelle ab.

 

Es wundert mich ehrlichgesagt, daß so ein (jahrelanger) Bastler wie Du solche Fragen über Basics stellt. ....

 

 

 

gruß

Andi

[van der Ven 0]

Hallo Andreas,

 

wundere Dich nicht. Das Ganze stellt sich so dar:

 

Es handelt sich nicht um eine Parallelweiche. Diese stellt den Spannungsteiler dar. Das leuchtet ein.

 

Aber wie wirkt sich das bei einer Serienweiche aus? Da ist kein Spanungsteiler in üblichem Sinne vorhanden. Es sei denn, die Gesamtweiche mit dem Chassi wird als Spannungsteiler betrachtet. Das hat aber nichts mit den üblichen 12 db Weichen zu tun. Stell die vor, dass ein Chassi nur mit Sperrkreise beschaltet ist. Die Linearisierung ist, laut Entwickler zwingend notwendig, damit die Weiche korrekt arbeitet. Egal ob Röhren Amp oder Tranistor Amp.

 

Wenn ich diese Aussage so schlucke, muß sich ohne die Linearisierung der Klang verändern.

 

In welche Richtung wird das gehen?.

 

Es erscheint mir nicht ganz so trivial. Sicher schraube ich schon seit geraumer Zeit. Des ein oder anderen mals möchte ich jedoch bestimmte Dinge verstehen. Du hast dir viel Arbeit gemacht. Erstmal Danke. Trotzdem sehe ich für mich die Frage nicht geklärt.

Eventull verstehe ich auch was nicht ganz.

 

Viele Grüsse.

[andreasw 1]

Hallo

 

Auch eine Serienweiche ist ein Spannungsteiler. Man sieht es der Weiche ja buchstäblich an ;-) .

Wie es sich letztlich klanglich auswirkt, wenn man zB eine Impedanzlinearisierung wegläßt, kann man aus der Ferne nicht sagen. Das hängt, wie bei Parallelweichen, von den Chassis ab. Die genaue Abstimmung ist eben dahin.....

Grundsätzlich kann man sagen, daß, egal bei welcher Frequenz und in welcher Schaltungsvariante auch immer, eine höhere Impedanz auch bedeutet, daß mehr Spannung abfällt. Impedanz hier stellvertretend für die "Gesamtimpedanz" des Treibers, also Treiber incl. Parallelglied(er). Und natürlich immer in Verbindung mit einem Serienglied, also einer Weiche.

 

 

 

gruß

Andi

 

[h_reith 3]

Also ganz generell gibt es 2 Arten der Impedanzlinearisierung - entweder für die gesammte Box oder für das einzelne Chassis.

 

Eine Linearisierung am Chassis wirkt sich natürlich immer auf die Verhältnisse in der Weiche aus. Da kann man nicht ungestraft was weglassen oder dazusetzen.

 

Ein Chassis weis ja nicht, in welcher Weiche es sitzt oder ob überhaupt eine da ist. Alles was entscheident ist, ist die an ihm anliegende Spannung. Aufgrund dieser Spannung fliesst ein Strom durch die Schwingspule und das Chassis erzeugt Schall.

Beim Zusammenspiel von mehreren Chassis kommt es auf die Pegel- und Phasenverhältnisse der Spannungen an den einzelnen Chassis an, damit sich deren Schallanteile entsprechend phasengleich addieren können.

Ob die Weiche nun seriell, parallel oder wie auch immer teilt ist dabei zunächst zweitrangig.

 

Bei der Berechnung einer normalen parallelen Weiche spielt im Prinzip nur die Impedanz des Chassis für den einzelnen Weg, nicht die der anderen Chassis eine Rolle. Wird die für die Weiche sichtbare Impedanz durch Parallelglieder verändert, so ändert sich auch das Übertragungsverhalten.

Bei einer seriellen Weiche spielen alle Impedanzen der Chassis eine mehr oder weniger grosse Rolle, da diese mitentscheident für den Spannungsverlauf an den einzelnen Chassis sind.

Man munkelt zwar, dass serielle Weichen oft die Impedanzschwankungen der Chassis (durch Temperatur oder Tolleranzen bedingt) teilweise kompensieren könnten, doch dieses Argument steht auf wackligen füssen. Kann ein Hochtöner einen z.b 400Hz-Einbruch des TT wirklich ausgleichen oder macht der dann nur mehr Mist?

 

Ansonsten lassen sich auch Serienweichen oft mit normalen Simulationsprogrammen berechnen. Man muss die Weiche nur etwas anders zeichnen und die z.b 2 Wege nacheinander berechen.

[matus 0]

Hallo Hubert,

 

ich stimme Dir ja technisch voll zu, außer Dir

und Udo W. scheint es ja in unser Deutschland

kaum einen zu geben, der was über Serienweiche weiß,

und weltweit auch nicht viele, bis auf diesen

Typen in Australien und dann scheint auch noch

irgendwo in Usa einer zu stecken ...

 

Das mit irgendwelchen Temperaturausgleichsübungen

halte ich für Voodoo.

Ein HT kann auch keinen Mist vom TT kompensieren,

auch nicht umgekehrt. Die Kunst bei der Serienweiche

besteht darin, alle beteligten Bauteile (ein Chassis

ist in erster Linie eine Spule) in ein Gesamtkonzept

einzubringen.

 

Erklär mir doch bitte mal genauer, wie Du mit einem

gängigen Simu-Prog. da neu Erkenntnisse sammeln

willst. Das Problem ist doch, daß diese programs

nicht in der Lage sind, zwei hintereinander

geschaltete Chassis für verschiedene Frequenzgänge

gleichzeitig in eine Berechnung einzubeziehen.

 

 

 

und Andi,

guter Erklärungsversuch, seh ich auch so.

 

 

[h_reith 3]

Hi Matthias,

 

ein Bild sagt oft mehr als viele Worte:

http://www.audiomap.de/forum/user_files/903.gif

Nehmen wie eine ganz einfache Serienweiche und zeichen den Weg für z.B den Tieftöner etwas um.

Dann schauen wir uns die Impedanz des HT an.

Nun setzen wir diese entsprechend ein und haben eine Weiche, die wohl viele Simulationsprogramme verarbeiten können.

 

Dann machen wir das gleiche nochmal und lösen es für den HT auf.

Am Ende haben wir dann 2 Weichen - jeweils eine für jeden Weg.

 

Wir erhalten auf diese Weise exakt die gleiche Schaltung - nur die Darstellung ist etwas verändert worden. Dier beiden Teilergebnisse muss man dann eventuell in einem weiteren Schritt zusammenfügen.

Wir können aber auf diese Art praktisch jede Serienweiche erstmal analysieren und durchspielen, was passiert, wenn wir irgendwo Werte ändern.

Dabei wirst du auch erkennen, dass die Sache mit dem Themperaturausgleich kein Voodoo ist. Es ergibt sich zwangsläufig aus der Verkopplung der Wege, dass bei schwankender Impedanz eines Chassis das andere dann eine ebenfalls geänderte Ansteuerung erhält.

Ob das von Vor- oder Nachteil ist, ist eine ganz andere Sache.

 

Was dabei nicht berücksichtigt ist, ist die Sache mit der Rückwirkung.

Das wird aber auch bei üblichen Weichenberechnungen gerne unter den Teppich gekehrt: Ein Lautsprecher sendet ja nicht nur Schall ab sondern wirkt auch als Mikro. Dabei wird dann der Schall über die Membran aufgenommen und erzeugt eine entsprechende Spannung an seinen Anschlüssen. Diese sollte von der Weiche möglichst "gefressen" werden. Hier verhalten sich parallele und serielle Weichen auch unterschiedlich, da solche Störsignale bei parallelen mehr oder weniger bedämpft werden, bei den Serienweichen aber auch in das andere Chassis eingespeist werden. Naja, für die erste grobe Betrachtung ist das aber Kleinkram.