Diskussion Frequenweichenentwicklung (Flankensteilheit / CD-Horn Entzerrung)

    • Neu

    Kurze Umfrage an die erfahrenen Selbstbauer / Selbstentwickler,


    ich habe mittlerweile schon eine Menge Lautsprecher / Weichen entwickelt und auch schon viele Varianten bzgl. Flankensteilheit und CD-Horn Entzerrung durch (habe auch das nötige Equipment zum Simulieren / Messen und den technischen Hintergrund). Bei allen Varianten schaffe ich es, wenn die Lautsprecher (bzw. Hörner) als solche nicht ganz übel sind, auf Achse einen glatten Frequenzgang hinzubekommen (Geschmacks EQ baue ich erstmal grundsätzlich nicht ein).


    Im Laufe der Zeit bin ich (bei den typischen 2-Weg Topteilen) doch inzwischen meistens auf die ganz klassische 12dB Weiche zurückgekommen und für die CD-Horn Entzerrung auf einen parallel Kondensator zum seriellen Widerstand im Hochtonzweig (den man ja sowieso quasi immer braucht, um den HT anzupassen). Irgendwie erscheint mir diese Variante als die klanglich am "gutmütigsten" bzgl. unterschiedlichem Programmaterial und bezüglich off-axis Verhalten (vielleicht weil der Phasengang und das Ein- / Ausschwingverhalten gutmütiger ist?) . Klar, der HT wird etwas stärker belastet und fängt dann vielleicht etwas früher an zu klirren und sollte nicht zu knapp dimensioniert sein.


    Allerdings ist das eher so ein Bauchgefühl, und nicht so richtig durch Vergleichsmessungen mit unterschiedlichen Varianten bestätigt.


    Hat das schonmal jemand von Euch systematisch untersucht bzw. wie sind denn da so Eure Erfahrungswerte?


    viele Grüße,


    C.

    • Neu

    Eine systematisch wissenschaftliche Untersuchung an Passivweichen habe ich nicht durchgeführt, aber mal als Start ist es sicher nicht verkehrt mit einem Spannungsteiler am Treiber den Pegel auf den Wirkungsgrad des Weges darunter anzupassen.

    Ob man dann passiv mit einem 12dB oder 18dB Hochpass arbeitet, würde ich davon abhängig machen, wie sich der natürlich Pegelabfall der Treiber-Horn Kombination um die Trennfrequenz herum verhält.

    Ich gebe mir z.B. vor, dass ich eine akustische Flankensteilheit (also Treiber-Horn Frequenzgang + Passivweiche) von 24 dB/oct. haben will und schaue dann, ob ich das mit einer Spule und einem Kondensator hinbekomme, oder ich zwei Kondensatoren für eine Filterschaltung 3. Ordnung brauche.


    Weiterhin ist auch der Laufzeitversatz zwischen der Treiber Horn-Kombination und dem Weg darunter entscheidend, denn ich möchte ja mit der Phasenverschiebung in Summe (mechanischer Versatz der Schallentstehungszentren + Phasendrehung der Weiche) bei der Übergangsfrequenz keinen Phasensprung haben.


    Dabei nie vergessen, dass man den Hochtöner ja auch verpolt anschließen kann, um eben eine entsprechenden "Verschiebung"/"Drehung" der Phase bei der Trennfrequenz zu erzielen.

    Die Trennfrequenz ist ja auch nur bedingt frei wählbar, da man ja je nach Flankensteilheit der Weiche und der maximalen lineraren Auslenkung der Treibermembran nich beliebig tief trennen kann und zum anderen der Abstrahlwinkel bei der Trennfrequen zwisichen Treiber-Horn Kombination und dem Weg darunter nicht springen, sondern annähern gleich sein soll.


    Trotz gleicher Ordnung (typischerweise 2. oder dritter Ordnung) des Filters läßt sich die Flankensteilheit der Trennung ja in noch im weiten Bereich durch die Konjugation (Verhältnis) von Kondensator(en) zur Spule beeinflussen. (Der Wert der Bauteile nach "Berechnung" passt ja eigentlich nie)


    Oftmals läßt sich durch einen Widerstand in Reihe zur Spule des Hochpasses noch etwas Feintuning betreiben.


    Die Entzerrung eines Abfalls zu den Höhen hin kann man dann durch einen kleinen Kondensator parallel zum Serienwiderstand des Spannnungsteilers versuchen.

    Je nach Erfordernis kann es auch nötig sein, den Wert des Serienwiderstands durch zwei Widerstände in Serie zu realisieren und nur einen davon mit dem kleinen Kondensator zu überbrücken.


    Bei der Dimensionierung dieses passiven High-Shelf Equalizers ist aber zu berücksichtigen, dass ein Horn, welches keine perfekte CD Charakteristik besitzt, eine Bündelung der Höhen auf Achse haben wird. Daher wird dann die Entzerrung einen Kompromiß darstellen müssen, damit off Axis noch genug Hochton ankomme, es aber auf Achse nicht zu viel Höhen werden.


    Soweit mal zum einfachsten naheliegenden Vorgehen.

    Jetzt gibt es aber auch Horn Treiber Kombinationen, bei dem eine Weiche wie oben beschrieben nicht zu zufriedenstellenden Ergebnissen führt.


    Zum Beispiel kann ein Mittenbuckel einem das Leben schwer machen, der zu tieferen Frequenzen erst mal wieder abflacht, bevor der Roll off am unteren Übertragungsende der Treiber-Horn Kombination einsetzt. Hier lohnt es sich z.B. mit einem Sperrkreis den Buckel flachzuziehen, um dann bei der weiteren Weichenentwicklung es mit einem gutmütigeren Frequenzverlauf einfacher zu haben.



    Das ist natürlich jetzt alles recht allgemein, aber nicht umsonst ist eine gute Passivweiche nicht mal schnell zusammengestrickt.


    Es gibt auch recht unglückliche Paarungen aus Lautsprecherkonuschassis, Schallführungen, Treibern und Mittelhochtonhörnern, die eine extrem aufwändige Passivweiche fordern würden um ein gutes Ergebnis zu bekommen. In solchen Fällen würde ich dann eine andere Lautsprecherkombination/Konstruktion vorziehen, die einem die Passivweichenkonstruktion einfacher macht, oder eben aktiv trennen.


    Was zum Beispiel passiv nie wirklich gut funktioniert, ist ein extrem langes Mittelhochtonhorn, wo also der Treiber sehr weit hinten sitzt, mit einem direktstrahlenden Konuschassis passiv zu trennen.

    Dazu müßte man das Konuschassis mit mehreren kaskadierten passiven Allpässen sehr weit nach "hinten" holen, was mit vernünftigem Aufwand nicht machbar wäre.



    Falls es Dir "bassking67" um eine spezielle Konstruktion geht, kannst Du gerne mehr Details liefern.

    Viele Grüße,
    Fux

    Einmal editiert, zuletzt von Fux ()

    Gefällt mir 1
    • Neu

    Ich bin ja kein routinierter Entwickler aber meine Erfahrung sagt folgendes:

    Meine Mufus (22 Stück 12“/1,4“, 60° konisches Limmer Horn) laufen seit 20 Jahren ohne eine einzige geschrottete Spule trotz(!) 12dB Weiche. Warum?

    Der eingesetzte DE900 ist für den 12er so überdimensioniert, dass er massiv über Zementwiderstände ausgebremst werden musste. Damit ist er trotz relativ niedrigem -6dB Punkt so wenig belastet, dass ihm die Flankensteilheit wurscht ist. ;)

    • Neu

    Fux


    Wenn ich das so lese, gehe ich grundsätzlich ähnlich vor wie Du das beschreibst:


    1. mal die theoretisch perfekte Weiche berechnen (mit den korrekten Re und Le der Treiber, welche Flankensteilheit auch immer) und aufbauen

    2. Wege getrennt messen (also schon mit LS in der Box)

    3. HT Zweig durch Spannungsteiler passend absenken

    4. unterschiedlich gepolt anschließen um zu schauen, was grundsätzlich besser passt

    5. falls der TT einen "Mittenbuckel" zeigt, Saugkreis berechnen und "probierend / simulierend optimieren" oder vielleicht mal die Trennfrequenz etwas nach unten schieben, falls der Buckel schon in der Gegend der Trennfrequenz liegt

    6. Trennfrequenzen vielleicht etwas verschieben, falls man im Übergangsbereich eine Überhöhung oder einen Einbruch hat (dabei auch immer mal abseits der Achse messen um zu sehen, ob man da nichts verschlimmbessert)

    7. CD Hornentzerrung (meistens über Parallekondesnator zum Serienwiderstand oder manchmal auch über "gezielte Fehlanpassung" der Weiche im HT Zweig, wobei man dann auch den Spannungsteiler wieder anpassen muss)

    8. Wenns nichts ist zurück zu 1. ;)


    Bei dem konkreten Fall, über den ich mir gerade Gedanken mache, geht es um eine kleine 8/2 Box (Frontfill / Nearfill / Mini-Topteil) mit Precision Devices PDN.8BM31 (ist halt schon da) und XT-120 (ist das größte was reinpasst) und als Treiber B&C DE12 oder Celestion CDX1-1445.


    Noch zu meinem Höreindruck bzgl. 12dB Weichen / 18dB Weichen ganz allgemein; die 12dB Varianten kommen mir meistens "direkter" vor.


    Und zur Bündelung der Höhen; ich versuche es meistens, auf der Achse so linear wie möglich hinzubekommen und habe dann bei den meisten Hörnern abseits der Achse einen leichten Rolloff, was dann m.E. ganz gut passt.


    viele Grüße,


    C.

    • Neu

    Interessant!

    Den TT beweiche ich meist relativ "einfach", soweit das die Konstruktion zuläßt.

    Also typischerweise ein Boucherot-Glied parallel zum TT und dann einen 12dB Tiefpass dazu.

    Die Optimierung des Frequenzgangs bezüglich des Abstrahlwinkels mache ich meist so auf halbem Weg zum Nennabstrahlwinkel. Sprich bei einem 60 Grad Horn so etwa 15 Grad neben der Achse, da ja direkt auf Achse eher weniger Leute stehen.

    Bei deinem kompakten 8" Top wirst Du wohl so irgendwo um 2,2kHz herum trennen.

    Tiefer geht das ja auch mit den genannten Treibern und Horn kaum.

    Das 8" Chassis würde bei 2,2kHz etwa einen Abstrahlwinkel von etwa 70 Grad haben. (-6dB Punkt)

    Das XT120 hat nominell 90x60 Grad, so dass eine Übergangsfrequenz von 2,2 kHz einen Kompromiss zwischen horizontaler und vertikale Abstrahlung ergeben würde.

    Nach Datenblatt des XT120 hat das Horn bei 2,2kHz aber eher 85 Grad, sowohl vertikal als auch horizontal.

    Das würde theoretisch eine Trennung bei etwa 1,8kHz erfordern, da dort das 8" Chassis auch etwa in 85 Grad abstahlt. Das kann aber die Horn-Treiber Kombination nicht.


    Die nominelle (unterschiedliche) Anstrahlung in beide Ebenen besteht eher nur zwischen 3 und 5 kHz. Weiter oben fällt dann der horizontale und vertikale Abstrahlwinkel praktisch wieder zusammen.


    Die leichte Einschnürung bei einer Übergangsfrequenz von 2,2 kHz ist aber meiner Meineung nach zu verschmerzen.


    Hast Du Bilder oder Messungen zu Deinem Projekt?

    Viele Grüße,
    Fux

    • Neu

    Fux


    Ja vielen Dank für die Tipps. Bezüglich der Trennfrequenz habe ich mir schon ähnliches überlegt, allerdings hatte ich mir das Abstrahlverhalten noch nicht im Detail angeschaut.

    Bilder und Messungen stelle ich dann mal zusammen, wenn ich ein bisschen weiter gekommen bin.


    viele Grüße,


    C.