Filter für DBA oder Aktivbox mit mehreren Bässen

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Zweck0r
Inventar

#1 erstellt: 19. Nov 2005, 22:34

Hallo,

ich plane eine Sonderform eines DBA (Double Bass Array), bei dem die vorderen Subwoofer bis in den Grundtonbereich laufen und Teil eines Dreiwegesystems sind. Die hinteren Subs müssen aber unter 100 Hz getrennt werden, damit sie nicht ortbar sind.

Das Problem dabei ist, dass beide Arrays idealerweise den gleichen Phasenverlauf aufweisen sollten, den ein zusätzlicher Tiefpass für das hintere Array natürlich verändern würde.

Ich hatte da eine Idee und augenscheinlich funktioniert sie noch besser, als ich das erwartet hatte

Das ganze ist eine Frequenzweiche mit Linkwitz-Riley-Charakteristik, deren Ausgangssignale hinterher wieder addiert werden bzw. subtrahiert wegen der 180 Grad Phasenverschiebung.

Das entstehende Summensignal hat durch die Linkwitz-Riley-Charakteristik einen völlig linearen Amplitudengang, aber exakt (!) den gleichen Phasengang wie das Ausgangssignal des Tiefpasses alleine.

Es ist nur eine Group-Delay-Kurve zu sehen, weil beide den gleichen Verlauf haben, ebenso der Phasengang in Grad.

So ein Filter ist auch für Aktivboxen mit mehreren Bässen interessant, von denen nur einer bis in den Mittenbereich gehen soll.

Grüße,

Zweck

teite
Stammgast

#2 erstellt: 04. Mai 2006, 16:29

Hallo,

Super Idee, allerdings relativ grosser schaltungstechnischer Aufwand.

Ich würde es so machen, vordere und hintere Arrays bei ca. 100Hz trennen und unterhalb von 100Hz die vorderen Subs Mono anzusteuern und überhalb 100Hz jeden Kanal einzeln.

Dazu müsste man also jeden Kanal trennen und dann wieder zusammenführen. Für den DBA-Effekt musst du den Bass eh mono betreiben.

Eigentlich müsste das bis auf das Zusamführen der Subkanäle für das vordere Array mit einer DCX hinzukriegen sein.

cu,
Stefan

ESELman
Stammgast

#3 erstellt: 08. Mai 2006, 11:24

Hi,

das ist eine Ausführungsform eines Subtraktionsfilters. Dabei tritt bei dieser Bauform das Problem der Bauteiltoleranzen und Anzahl der Bauteile auf. Gespiegelte Verläufe sind daher in der Praxis nicht 100%ig zu erwarten und es bedarf 8 engtolerierter Widerstände und 4 engtolerierter Kondensatoren Eine Ausführungsform, die wesentlich weniger der teuren eng tolerierten Bauteile braucht und grundsätzlich immer gespiegelte Verläufe bringt ist die Topologie nach Hawksford --> Analogrechnerweiche. Hier liegt auch unabhängig von der Flankensteilheit immer nur 1 OP direkt im Signalweg!
Das einzige Problem das selten auftauchen kann, ist eine Schwingneigung bei sehr tiefen Trennungen.

DerESELman

ps. wie stellt man hier Pics ein?

Ezeqiel
Inventar

#4 erstellt: 12. Mai 2006, 17:06

ESELman schrieb:

... ps. wie stellt man hier Pics ein?

Hm, ich bin in recht vielen Foren registriert. Manche davon haben eine Galerie, auf der man Photos hochladen kann, oft unbegrenzt viele.

Da lade ich dann auch schonmal Forenthemenfremde Bilder hoch, um sie in anderen Foren Posten zu können

Der Betreiber meines Clanforums hat's mir aber ausdrücklich erlaubt

Andere Möglichkeit wäre

Imageshack.

Gruss,
Ezeqiel

ESELman
Stammgast

#5 erstellt: 15. Mai 2006, 14:05

Hi,

hier ne schnelle Simu

12dB Filter. Die frequenzbestimmenden Glieder sind R2 C1 und R3 C2. Diese können unabhängig voneinander dimensioniert werden und Toleranzen spielen eine untergeordnete Rolle, da beide Zweige immer genau gleich-, bzw. gegensinnig laufen.

Schaltung

Amplitude und Phase

Amplitude und Gruppenlaufzeit

DerESELman

ps: Als OPs würde ich in Filterschaltungen eher FET-Typen bevorzugen, da Filter immer auch höhere Impedanzen haben und FETs dabei günstigere Rausch- und Eingangseigenschaften aufweisen als bipolare Stufen. OPA604/2604, OPA132/2132/4132, AD711/712/713, AD8610/8620 als Beispiele sind sehr gut verwendbar.

[Beitrag von ESELman am 15. Mai 2006, 14:19 bearbeitet]

ESELman
Stammgast

#6 erstellt: 15. Mai 2006, 14:37

Hi,

Teil 2
24dB Filter. Auch hier absoluter Gleichlauf und nur 4 frequenzbestimmende Glieder und nur 1 OP im Signalweg für den Hochpass!

Amplitude und Phase:

Amplitude und Gruppenlaufzeit

Aufgrund der geringen Anzahl frequenzbestimmender Glieder und deren Unabhängigkeit in der Dimensionierung, kann man wunderbar auf verschiedenste Frequenz-/Phasen- und Gruppenlaufzeitverläufe oder geringes Rauschen dimensionieren. Aber bitte nicht vergessen, daß zwar das Filter sehr gut funzt, aber für optimale akustische Ergebnisse die LS-Treiber i.d.R. per (biquadratischem) Equalizer ebenfalls optimiert sein sollten!

DerESELman

ps: ich frage mich aber die ganze Zeit schon, wie Du gleichen Phasenverläufe der Arrays bekommen willst, wenn das vordere Array nochmals als 3-Wegerich gefiltert wird??

[Beitrag von ESELman am 15. Mai 2006, 15:09 bearbeitet]

Zweck0r
Inventar

#7 erstellt: 16. Mai 2006, 03:51

Moin,

darüber muss ich am Wochenende mal etwas brüten, um das zu verstehen

Es ist allerdings offenbar eine "normale" Frequenzweiche, meine Schaltung ist im Endeffekt ein Tiefpass und ein Allpass, der den gleichen Phasengang wie der Tiefpass hat. Unten poste ich noch ein Blockschaltbild des Gesamtaufbaus, dann wird der Sinn klarer.

Mir ist übrigens hinterher aufgefallen, dass es noch viel einfacher geht als oben:

Praktischerweise hat so ein gewöhnlicher Allpass 1. Ordnung offenbar genau den gleichen Phasengang wie ein LR-TP 2. Ordnung mit gleichem RC. Das Gewurstel mit der Tiefpass-Hochpass-Addition kann man sich somit sparen und damit auch die Toleranzprobleme

Und jetzt das Blockschaltbild:

Die Allpässe vor Mittel- und Hochtönern sind nur nötig, wenn sich sonst keine saubere Addition ergibt. Den Hochton-Allpass kann ich mir sparen, eine Verpolung tuts auch.

Ich glaube auch nicht, dass der stereophone Basskanal vorne die DBA-Wirkung sehr stört, weil der Tiefbass üblicherweise sowieso monophon abgemischt ist. Aber wenn ich sowieso vorne bei 200 Hz trenne, kann ich die Frontkanäle auch noch zusammenrühren.

Grüße,

Zweck

ESELman
Stammgast

#8 erstellt: 16. Mai 2006, 16:48

Hi,

korrekt..Filter 2ter Ordnung und Allpaß 1ter, sowie Filter 4ter Ordnung und Allpaß 2ter laufen phasnmäßig gleich, wenn die Bauteiltoleranz Null ist.

Die Anordnung könnte funzen, Bedenken hätt ich im ersten Draufschauen bezgl. der Wirkung der Allpässe im Mittel-Hochton-Bereich. Gewöhnlich unterbleibt der Allpass im Bassbereich und der Bass wird als Referenzsignal genommen und der MHT-Bereich geallpasst. Hier sind u.U schon mehrere Allpässe in Serie nötig um die gewünschte Verzögerung zu bekommen. Hier kommt aber ohnehin schon ein Allpass im Bass hinzu. Schätze Du brauchst dann im HT-Bereich mindestens 2 bis 4 Allpässe für optimale Funktion.

DerESELman

Zweck0r
Inventar

#9 erstellt: 21. Mai 2006, 16:41

Moin,

die Allpässe wollte ich alle gleich aufbauen, um die gleiche Wirkung zu erzielen wie mit einem einzelnen Allpass vor der Dreiwegeweiche. Sprich die Dreiwegebox soll an den Trennfrequenzen nicht verändert werden, nur das Gesamtsystem soll zusätzlich mit dem Phasenverlauf des Rear-Tiefpasses beaufschlagt werden.

Grüße,

Zweck