Kaffe Filter

[didiba 0]

Mit der Zeit stieß ich auf verschiedene Filtertypen.

Butterworth, Linkwitz-Riley, Bessel, Chebychev.

Sie haben unterschiedliche Bauteilewerte. Auf der Suche nach Beschreibung was die machen hieß es unisono, daß sie den Frequenzgang geradebiegen, also unterschiedslos seien. Da könnte man sich die Filter ja nach Preis aussuchen.

Das hört sich an, als ob man Kaffee mal durch ein braunes, mal durch ein weißes Filter gießen würde. Der Kaffe bleibt der gleiche.

Stimmt das? Oder gibt es da Klangunterschiede etc.???

 

 

[Bernhard 0]

Hallo didiba,

 

elektrische Filter sind elektrische Schaltungen, die in erster Näherung bestimmte Frequenzanteile durchlassen und andere sperren; ein Tiefpaßfilter überträgt die tiefen Frequenzen unverändert (d.h. mit gleicher Amplitude) und dämpft dafür die hohen Frequenzen (verringerte Amplitude), ein Hochpaßfilter läßt die hohen Frequnzen unverändert und dämpft nur die tiefen Frequenzen; ein Bandpaßfilter läßt nur einen bestimmten Frquenzbereich unverändert und dämpft alle darunter- und darüberliegenden Frequenzen usw.

 

Bezüglich dieser einfachen Betrachtungsweise verhalten sich Butterworth-, Bessel, Tschebyscheff- usw. Filter gleich; bei genauerem Hinschauen gibt es aber doch Unterschiede, und die liegen hauptsächlich im Bereich des Übergangs zwischen dem Durchgangsbereich und dem Sperrbereich; die Sperrwirkung eines Filters setzt normalerweise nicht plötzlich ein, sondern verläuft in einem größeren Frequenz-Bereich und dieser Übergangsbereich darf beim Entwurf von Filterschaltungen nicht vernachlässigt werden.

 

Mit einem Cauer-Filter lassen sich besonders steile Übergänge vom Durchgangsbereich zum Sperrbereich erzielen; mit den Nachteil, daß sowohl Duchgangsdämpfung als auch Sperrdämpfung eine gewisse Welligkeit aufweisen.

 

Tschebyscheff-Filter arbeiten auch sehr steil mit einer Welligkeit im Duchgangsbereich.

 

Butterworthfilter ist der Filtertyp mit der steilsten Charakteristik, das ohne Welligkeit im Durchlaßbereich und Sperrebereich arbeitet.

 

Neben dem Amplitudenverlauf ist manchmal das Phasenverhalten eines Filters von besonderem Interesse; ein Bessel-Filter weist im Duchlaßbereich eine weitgehend konstante Gruppenlaufzeit auf (lineare Phase), was bei Frequenzweichen für Lautsprecherboxen manchmal gewünscht wird, die Besonderheit beim Linkwitz-Riley-Filter ist, daß der Phasenverlauf des Tiefpaßfilters exakt dem dazugehörigen Hochpaßfilter entspricht. Allerdings weisen alle diese Filter einen weniger steilen Übergang der Amplitudendämpfung von Durchlaß- zu Sperrbereich auf.

 

D.h. es gibt ebensowenig das "ideale" Filter, wie das "bestklingende" Filter, sondern nur welche die mehr oder weniger gut geeignet sind, die Vorgaben an eine bestimmte Schaltung (z.B. Frequenzweiche) zu erfüllen.

 

Grüße

 

Bernhard

 

 

 

[didiba 0]

Erstmal schönen Dank für die Erklärung. Ein wenig hilft mir das schon weiter.

Ich hatte bei Vance Dickason gelesen ohne aber klanglich relevante Hinweise zu finden. Ein und dieselbe Box an verschiedene Filtertypen anzuschließen habe ich auch noch nicht gemacht. Fragt sich noch, nach welchen Kriterien man diesen oder jenen Filtertyp wählen sollte.

ich bin ja auch kein Eggsberde. Da bleiben noch -Fragen offen. (z.B. kann ich mir unter Phase nichts vorstellen, da hab ich ein dreidimensionales Bild im Kopf, Schallausbreitung wie ein Bettfeder. Kann man drehen wie man will. Gruppenlaufzeit ist auch so eine unbekannte Vokabel, die Dickason für mich nicht ausreichend erklärt.

 

[mtiso 0]

Hallo,

unter der elektrischen Phase versteht man im allgemeinen die Verschiebung von Strom und Spannung.

Zeichen Die mal ein Sinus auf und jetzt kopiere den Identischen Sinus einwenig verschoben (nach rechts) darueber. Nun siehst Du zwei verschobene Sinusschwingungen. Der eine waehre die Spannung, der Andere der Strom. So das Verhaeltnis der Beiden ist die "Phasenverschiebung". Also sprich wenn die Spannung ansteigt, steigt der Strom erst spaeter an (wir haben ja speichernde Bauteile im Signalweg, auch der LS ist ein solches). Merke dass sich das Mass der Verschiebung mit der Frequenz aendert. Somit siehst Du dass es recht kompliziert werden kann.

 

Gruesse Michael

 

 

 

Es gibt viel zu tun, hoeren wir's an :-)

 

[Philipp 0]

Hallo didiba,

die Frage nach dem "richtigen" Filterverlauf stellt sich in der Praxis so nicht. Man baut ein geeignetes System auf, z. B. ein zwei-Wege System, und bastelt dann so lange durch verändern der Bauteilwerte an der Weiche herum, bis sich der gewünschte Frequenzgang einstellt. Daraus ergibt sich dann ein Filterverlauf, z. B. Cauer, dessen Kenntnis aber von untergeordneter Bedeutung ist. Nur weil ein Filter im Durchlass wellig ist, ist es nicht a priori schlecht, man könnte damit einen welligen Frequenzgang ausgleichen.

Einfache Erklärung zur Gruppenlaufzeit: Zeit, die eine Frequenz braucht, um das Filter zu durchlaufen. Ein idealer Lautsprecher hätte eine konstante Gruppenlaufzeit und alle Frequenzen verließen zum selben Zeitpunkt die Membran, bzw. kämen zum gleichen Zeitpunkt am Ohr an.

Grüsse, Philipp

 

 

[Pierre 0]

[h2]Hallo[/h2]

 

Unter http://www1.my-files.de/pierreone/Oeffentl...Forum/Guete.xls habe ich dir eine Excel-Datei hinterlegt. Mit ihr kannst du den F-Gang von Filtern 2.Ordnug mit beliebiger Güte simulieren.

 

Tschau Pierre

 

[Bernhard 0]

Hallo didiba,

 

bei passiven Frequnzeweichen sind in der Praxis im Endeffekt nur 2 Filter-Charakteristiken von Bedeutung und das sind Butterworth und Linkwitz-Riley, alles andere ist exotisch und hat im Grunde keine Bedeutung; Butterworth und Linkwitz-Riley unterscheiden sich durch das Abstrahlverhalten der Lautsprecher im Übergangsbereich; über das Thema müßte aber in Deinem Lautsprecherbuch einiges stehen.

 

Das andere Problem hat Philipp schon beschrieben: die Filterschaltungen, so wie sie in den einschlägigen Büchern abgedruckt sind, gelten strenggenommen nur für Chassis mit linealglatten Frequenzgängen und frequenzunabhängiger Impedanz (= Widerstand) und gleich großem Wirkungsgrad; diese Verhältnisse sind aber in der Praxis nur sehr selten anzutreffen; deshalb müssen normalerweise zusätzliche Elemente in die Frequenzweiche eingefügt werden wie. z.B. Impedanzlinearisierer, Sperrkreise, Spannungsteiler; darüberhinaus müssen in der Regel nahezu alle Bauteilewerte optimiert werden --- entweder durch try and error --- wie es Philipp beschrieben hat oder durch Messen der Chassisfrequenzgänge (Amplitude + Phase) im eingebauten Zustand, Importieren der Frequenzgänge in ein Schaltungsoptimierungsprogramm und Berechnen der Bauteile-Werte mittels PC.

 

Grüße

 

Bernhard

 

[kestudio 4]

Außer Butterworth und Linkwitz gibts da schon noch ´n paar weitere: Melitta usw. sowie ein paar aus dem anderen Lager: Winston EarlGrey z. B. Das Problem ist die Dämpfung von Vibrationen - an anderer Stelle im Forum bereits ein grßes Thema - hier sind eindeutig FilterTÜTEN zu empfehlen (Tüten sowieso).

Bei Winston und Co. sollte man die Kordel drumwickeln, das minimiert Verzerrungen im Bereich um 40Hz und stellt einen Saugkreis für den Heinzelmann dar, der solches mit betörender Mittenwiedergabe belohnt und subjektiv schneller zu sein scheint, man muß dann halt den CD-Player etwas bremsen, sonst ist der Lautsprecher früher fertig . . .

 

Gruß, Klaus

 

[didiba 0]

Also Ihr mit euren Witzen, nee, nee, nee.

Beim Tee kommt es auch darauf an, ob die Blätter sich fei entfalten können, oder im Teeei eingesperrt sind. außerdem macht Tee fett. Ja, ja, der liebe Zucker!

 

Zuerst einmal schönen Dank für die Beiträge. Hat etwas geholfen. Ich denke auch, daß die verschiedenen Typen eher historischen Wert haben. die Zielvorstellung ist ja gleich.

Gelesen habe ich noch, daß ein bestimmter Besseltyp gut sei für hohe Gehäusegüte mit niedriger Chassisgüte. Bei mir ist die Chassisgüte genau richtig für ein geschlossenes Gehäuse (Fs/Qes=52). Aber eine Frage hab ich noch.

Wie kriegt man eine Gehäusegüte von 0,7 auf 1,1???

didiba

 

 

[Bernhard 0]

Hallo,

 

>>> Wie kriegt man eine Gehäusegüte von 0,7 auf 1,1 <<<

 

Ganz einfach, nimm statt dem Umzugskarton oder ausgedientem Rehdeko-Gehäuse mal ein richtiges Gehäuse und bohr so viele Löcher rein, bis es paßt ;-); nein jetzt mal Ernst beiseite: irgendwas stimmt mit Deinen Zahlenwerten nicht; die Gehäusegüte liegt normalerweise bei Werten 5..10; eine Gehäusegüte von 0.7 oder 1.1 paßt da nicht so recht; aber auch wenn Du die Gesamtgüte meinst, 1.1 für ein geschlossenes Gehäuse? Irgendwas geht da durcheinander.

 

Grüße

 

Bernhard

 

[Mwf 0]

Hallo didiba,

 

ganz einfach, Boxenvolumen verkleinern!

Und zwar um den Faktor 1.1/0.7 = 1.57 ins Quadrat = 2.47, also Boxenvolumen mehr als halbieren (auf 40%).

Natürlich geht dadurch auch Tiefbass verloren, sodass ich annehme, dies ist nicht die gewünschte Lösung.

Eine anderer Weg Qb zu erhöhen ist das Vorschalten von Widerständen. Hierbei geht aber Wirkungsgrad/Verstärkerleistung verloren, also auch nur selten sinnvoll.

 

Es geht wohl um das Thema Hochpass-gefilterte Bass-Systeme, also Kombination von geschlossener oder BR-Box + vorgeschaltetem Filter. Hierbei spielen die Eigenschaften des vorgeschalteten Filters allein (z.B. Bessel mit gutem Einschwingverhalten) keine Rolle mehr. Das Gesamtsystem hat ein ganz anderes Einschwingverhalten, das über die gewünschte Gesamt-Übertragungsfunktion bestimmt wird.

Danach muß das Filter ausgesucht werden.

Zeichne doch einfach mal den zu erwartenden Frequenzgang deiner Box auf und zusätzlich die gewünschte Kurve des Gesamtsystems. Die Differenz zwischen beiden ist der Filterverlauf den du brauchst. Dies wird wahrscheinlich ein eher peakiger Verlauf sein, also ein Tschebyscheff-Typ mit 1 bis 2 dB Welligkeit bzw. ein Filter mit einem Q um oder größer 1.

Ich würde Dir raten dich eher im Bausatzmarkt nach einem einstellbaren Filter (Q und Grenzfrequenz) umzusehen, das ist wesentlich flexibler als irgendein festabgestimmtes Fertigteil.

 

Gruß,

Michael

 

[didiba 0]

Eyh Alter

bin beeindruckt.

Du hast aber 'ne Nase.

In der Tat, darum geht es mir. Mit Vorkondensator eine kleine PA-Gesangsanlage mit den z.Z. billigen Selenium Treibern zu basteln. Kleine Kiste, Baß nicht so wichtig, Mitten umso mehr. TSP sind leider nicht vollständig. Neuling bin ich auch, aber es ist ja noch kein Meister etc. und feige gilt nicht.

Ich habe hier die 17 cm, die 8 Zöller und die 10 Zöller. Die Aufgabenteilung ist etwas unterschiedlich (Gesang, Floor-Monitor, Partybox).

Vielen Dank für eure Hilfe, (komme noch mal darauf zurück, wenn ich in den Büchern was nicht verstehe).

didiba