Güte einer aktiven Frequenzweiche bestimmen

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Wolf82
Schaut ab und zu mal vorbei

#1 erstellt: 28. Mai 2007, 13:00

Hi, ich habe hier noch einige LF 353 liegen, mit denen ich testweise (zu ersetzen durch TL 072) eine aktive Frequenzweiche bauen möchte. Letztendlich würde ich gerne eine 4-Wege Weiche bauen, aber fürs erste reicht mir eine 2-Wege für Satellitenlautsprecher und Bass.

Also Bräuchte ich einen Tiefpass und einen Hochpass. Ich würde gerne eine Butterworth Abstimmung (Q=0,707) bauen, aber bin mir nicht sicher, wie das geht. Ich habe hier schon diesen langen aktivweichen und subsonic Thread durchgelesen, aber leider fehlen mir noch folgende Informationen:

1. Wie berechne ich die Güte einer OP-AMP Weiche? Im Datenblatt zum LF 353 ist ein Schaltbild zu einer 24dB aktivweiche wahlweise HP oder TP. Hier wird für jede 12dB Stufe ein anderes Q angegeben...

2. Gibt es irgendwo eine einfache Stereo auf Mono Schaltung mit einem OP-AMP?

3. Wie wähle ich am sinnvollsten die Condensatoren und Widerstände des Tierfpass oder Hochpass? Hier wird öfters mal was anderes gesagt. Einer meint immer um die 10nF oder 100nF, ein anderer meinte, die Widerstände sollten um die 5K-15K sein.

Viele Grüße aus Köln,
Marius

bastler-tom
Ist häufiger hier

#2 erstellt: 28. Mai 2007, 18:51

hallo,
zu punkt 2: stereo auf mono
ich mach des imma mit 2 wiederständen in serie
zB:
oben ist rechts
unten ist links
mitte ist dann beides zusammengemischt
Frage:
wieso mit einem OP-AMP???

mfg
bastler-tom

Wolf82
Schaut ab und zu mal vorbei

#3 erstellt: 29. Mai 2007, 11:55

Hi, folgendes:

Zu 1: Ich weiß leider immer noch nicht, wie man die Güte berechnet. Hat einer ne Formel oder IDee oder Internetseite, die ich durchlesen könnte?

Zu 2: Ich möchte aus einem Stereosignal ein Subwoofer-Monosignal machen. Nur über zwei widerstände glaube ich führt zu einer massiven Abschwächung des Signals. Also wenn, müsste vorher oder nachher das Signal wider verstärkt werden. Ausserdem glaube ich, dass ein OP-Amp als Addierer oder Summierer der bessere Weg ist. Aber ich lasse mich auch gerne von anderem Überzeugen. Bin halt noch recht neu mit OP Amps...

Zu 3: Die Frage bleibt natürlich auch noch.

Ich habe mal einen Schaltplan einer gerade konstruierten 2-Wege aktivweiche unter Selbstbauten ins Forum gestellt. Vielleicht hat ja da auch noch jemand eine Idee...

Grüße, Marius

-3dB
Stammgast

#4 erstellt: 30. Mai 2007, 17:43

Hallo Marius,

für die Güte eines Filters unterschiedlichen Typs und Ordnung
gibt es IMHO keine Universalformel. Wäre auch zu kompliziert.
Eine gute Übersicht, mit Tabellen u.A. zur Güte, von Filtern
gibt die Biebel:
Tietze-Schenk - Halbleiter-Schaltungs-Technik

Die OP-Lösung zur "Monoisierung" ist die elegantere Lösung.
So dramatisch ist die Abschwächung bei drei gleichen
Widerstandswerten nicht, ca 3dB bei gleichen Signalen.

Gruß Wilhelm

detegg
Inventar

#5 erstellt: 31. Mai 2007, 09:17

Hallo Marius,

der lange "DIY-Aktivweiche/Subsonic"-Thread ist etwas unübersichtlich, dass meiste steht aber drin. Wenn ich bei der Suche behilflich sein kann, bitte fragen.

Wolf82 schrieb:

1. Wie berechne ich die Güte einer OP-AMP Weiche? Im Datenblatt zum LF 353 ist ein Schaltbild zu einer 24dB aktivweiche wahlweise HP oder TP. Hier wird für jede 12dB Stufe ein anderes Q angegeben...

Die unterschiedlichen Filterformen (BW, Bessel, LR etc.) ergeben sich aus spezialisierten Optimierungen der (komplexen) Übertragungsfunktionen der elektrischen Filter. Wenn Du also z.B die Güte eines bestimmten Filters berechnen möchtest, kommst Du um komplexe Mathematik nicht umhin.
Elektr. Fiter höherer Ordnung werden aus Filtern 1. und 2. Ordnung zusammengesetzt. Die einzelnen Teilfilter beeinflussen sich gegenseitig - die Teilfilter kekommen deshalb meistens abweichende Filterfrequenzen. Das Verhältnis dieser Teilfilterfrequenzen und die daraus resultierenden Güten Q der Teilfilter für die spezialisierten Optimierungen kannst Du aus Tabellen entnehmen.

Wolf82 schrieb:

2. Gibt es irgendwo eine einfache Stereo auf Mono Schaltung mit einem OP-AMP?

Hier wird eigentlich immer der "invertierende Addierer" genommen. Vorteil der Addition mit OPA ist die rückwirkungsfreie Beschaltung. Diese Schaltung haben wir bei der "DIY-Aktivweiche/Subsonic" eingesetzt.

Wolf82 schrieb:

3. Wie wähle ich am sinnvollsten die Condensatoren und Widerstände des Tierfpass oder Hochpass? Hier wird öfters mal was anderes gesagt. Einer meint immer um die 10nF oder 100nF, ein anderer meinte, die Widerstände sollten um die 5K-15K sein.

Auch das wird in o.g. Thread erklärt. Die Wahl ist stark abhängig von den verwendeten OPAs und bestimmt weitestgehend das Rauschverhalten der Filterschaltung - ich zitiere

detegg schrieb:

Der NE553x ist ein OPA mit bipolaren Transen im Eingang. Bei niederohmiger Beschaltung ist er in >90% aller Fälle immer noch die beste und günstigste Wahl in Audioschaltungen. Einsatz als Impedanzwandler/Ausgangsstufe. Die Einfach-Variante NE5534 bietet den Vorteil der Justage der DC-Offsetspannung und Frequenzkompensation mit Cc!
Hochpreisige Spezialisten (BB, AD etc.) machen nur selten wirklich Sinn.

Der TL07x ist ein OPA mit FET-Eingang. Seine Eingangströme sind um den Faktor 100 geringer als bei den bipolaren OPAs. Ein Fet-OPA kann also hochohmig beschaltet werden - ein grosser Vorteil in Filterschaltungen - die C´s bleiben schön klein! Besser und teurer sind z.B. OPAx134 (Burr Brown) oder AD71x (Analog Devices) - jeweils pinkompatibel!

Gruß
Detlef

KSTR
Inventar

#6 erstellt: 31. Mai 2007, 14:13

Hallo Marius

Mit deiner im anderen Fred eingestellten Schaltung kannst du auch gleich eine Linkwitz-Riley statt einer Butterworth-Weiche bauen (24dB), das ist eine bekannt optimale Filtercharakterstik dafür:

http://sound.westhost.com/project09.htm
(Linkwitz-Riley ist lediglich zwei identische Butterworth-Filter verkettet, also Butterworth² -- heißt auch so, "squared Butterworth")

Falls du den Tietze/Schenk nicht hast, hier steht auch alles dazu:

Active Filter Design Techniques
... oder gleich das ganze Buch: