Phasenverschiebung im Frequenzweichenbau berücksichtigen?

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LordMeuchelmord
Neuling

#1 erstellt: 30. Aug 2010, 08:21

Hallo zusammen,

bin schon öfters durchs googeln hier im Forum gelandet und habe auch meistens so eine Antwort gefunden. Nun habe ich aber eine Bildungslücke, wo ich hoffe, dass ihr mir da helfen könnt, diese zu schließen.

Ich arbeite derzeit an einem Projekt, wofür hochwertige 2-Wege Frequenzweichen benötigt werden, da ich den Kollegen, für den ich den Umbau mache, nicht davon überzeugen konnte, zusätzliche 550€ in eine dritte Endstufe zu investieren, damit er sein Frontsystem vollaktiv fahren kann.

Der Bau und die Berechnungen für die benötigten Bauteile stellen zum Glück kein Problem dar. Da habe ich bereits genug Erfahrung sammeln können.
Wo ich ein Verständnis Probleme bei habe, ist die Phasenverschiebung. Diese möchte ich aber schon von vorn herein berücksichtigen und falls dies möglich ist vermeiden. Ich blicke da aber irgendwie überhaupt nicht durch und hoffe, dass es da irgendwelche Tricks gibt, oder jemand aus seiner Erfahrungen berichten kann.
Für die Berechnungen und Simulationen nutze ich „BassCADe“, aber allein durchs probieren war noch kein zufrieden stellendes Ergebnis zu erzielen.

Grüße

detegg
Inventar

#2 erstellt: 30. Aug 2010, 08:53

Moin alleine,

wenn ich Dich richtig verstehe, möchtest Du eine passive FW für einen 2-Wege LS entwickeln?
Deine Frage bezieht sich nur auf die elektrischen Phasenverschiebungen verursacht durch FW-Bauteile?

... mal bitte mehr Butter bei die Fische!

;-) Detlef

LordMeuchelmord
Neuling

#3 erstellt: 30. Aug 2010, 10:27

Ja, ganz genau... Es geht einzig und allein um die Phasenverschiebung durch eine passive Frequenzweiche.

Benötigt wird die Weiche für diese Lautssprecher:

RS 806 und

RS 801

[Beitrag von LordMeuchelmord am 30. Aug 2010, 10:29 bearbeitet]

detegg
Inventar

#4 erstellt: 30. Aug 2010, 11:23

... mmmh

Phasen- und Amplitudengang eines Hoch-, Tief- oder Bandpasses einer FW werden erst zusammen mit der nichtlinearen Impedanz des jeweiligen angeschlossenen LS-Chassis relevant.
Diese Impedanz der beteiligten Chassis (nach Realteil "Z" und Phase getrennt) muss aber messtechnisch vorliegen/ermittelt werden. Erst dann kannst Du die resultierende elektrische Übertagungsfunktion des "Systems" nach Amplitude und Phase bestimmen/simulieren.

Das alles bringt aber bei der Entwicklung eines LS-Systems gar nichts - das Ohr hört nicht elektrisch sondern akustisch.

Du müsstest also u.a. die unterschiedlichen Schallentstehungsorte der Chassis berücksichtigen und akustisch messen. Das Ergebnis gilt dann aber auch nur wieder für eine(n) bestimmte(n) Hörposition und -Raum.

Das kostenlose Prog boxsim von Visaton ermöglicht die Simulation einer LS-Kombi auf Grund gemessener Daten - zeigt auch den akustischen Phasengang.

btw. - HELIX impliziert bei mir jetzt CarFi?!

;-) Detlef

richi44
Hat sich gelöscht

#5 erstellt: 01. Sep 2010, 13:52

Dazu noch meine Erfahrungen:
Wenn Du einen Spannungssprung hast, als quasi eine Batterie an den Lautsprecher anschliesst, so bewegt sich die Membran und bei richtiger, gleicher Polarität bei allen Chassis gleich.
Wenn wir nun eine Dreiwegbox haben, so soll eben so ein Sprung auch gleich übertragen werden. Es ist also für die Sprungantwort wichtig, dass alle drei Chassis gleich arbeiten. Dann wird zuerst der schnelle Hochtöner auslenken, aber gleich wieder zurück in die Ruhestellung gehen. Ist dies der Fall setzt der Mitteltöner ein und bewegt sich in gleicher Richtung, um später auch wieder langsam in die Ruhestellung zu gehen. Und da übernimmt der Bass und lenkt in gleicher Richtung aus. Das Resultat ist eine Summe der Membranbewegungen (und damit der Luftbewegung) welche dem Sprung entspricht. Dies geschieht, wenn alle drei Lautsprechre gleich angeschlossen sind.
Jetzt nehmen wir an, wir hätten eine Dreiwegweiche zweiter Ordnung gebaut. Diese hat bei der Grenzfrequenz eine Phasendrehung von 90 Grad. Das bedeutet, dass der Tieftöner bei der Trennung zum Mitteltöner 90 Grad nacheilt, der Mitteltöner aber gleichzeitig 90 Grad voreilt. Das geht natürlich nur bei einem Sinussignal, aber damit messen wir ja den Frequenzgang. Und tatsächlich stellen wir bei der F-Messung in so einem Fall eine Lücke fest, wo sich die beiden Lautsprecher in ihrer Wirkung aufheben.

Was tun? Damit die Frequenzgangmessung gut aussieht wird der Mitteltöner einfach verpolt angeschlossen und schon sieht die Sache um Welten besser aus. Nur stimmt jetzt die Sprungantwort nicht mehr.

Machen wir eine Weiche erster Ordnung, so haben wir jeweils nur eine Phasendrehung von 45 Grad, sodass die Summe sich nicht aufhebt, sondern neutral verhält. Mit einer Weiche erster Ordnung kann man also den Sprung vernünftig abbilden, aber auch den Frequenzgang linear wiedergeben. Dass dazu natürlich die Einflüsse der Chassis bekannt sein müssen und in die Berechung einfliessen, versteht sich. Es müssen also alle erwähnten Parameter bekannt sein.

Weiter (und das ist die Krux an der Sache) müssen die Chassis überhaupt in der Lage sein, diese flachen Übergänge zu verkraften. Wenn in den Übergangsbereichen irgendwelche Resonanzen der Chassis vorhanden sind (unebener Frequenzgang), so führen diese Resonanzen ihrerseits zu Phasendrehungen, die wir nicht berücksichtigt haben. Ob die gewählten Lautsprecher dazu in der Lage sind, ist ohne Messung der Chassis nicht zu sagen.

Die grosse Frage ist natürlich, was das ganze werden soll. Aus den Chassis zu schliessen ist es etwas fürs Auto. Und da ist es ja gar nicht möglich die Lautsprecher so einzubauen, dass eine phasenrichtige weil zeitkorrigierte Wiedergabe zustande kommt. In so einem Fall ist es ziemlich egal, was man macht (etwas böse formuliert), optimal wird es nie.
Geht es um Musik im Heim müsste man wirklich erst mal wissen, wie die Aufstellung aussieht und wie die fertigen Boxen gestaltet sind, ob es da überhaupt Möglichkeiten gibt, den phasenreinen Klang zu produzieren oder ob dies immer wunschdenken bleibt...