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HiFi Heimkino Forum
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julius20

Suche Infos zur Phasensubtraktionsweiche....

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Hi,

 

habe vor ein paar Monaten die Duetta aus der Klang & Ton als passive Version nachgebaut. Habe dann irgendwann etwas über die " Aktivierung " der Duetta gelesen und mir den PDF File von der SAC Seite heruntergeladen. Die Klang & Ton hat als Filter eine Phasensubtraktionsweiche eingesetzt. Leider kann man die Beschriftung des Schaltplans nicht erkennen. Google findet auch nichts bzgl. der Phasensubtraktionsweiche. Hat jemand vielleicht einen Link zu einer Seite, die mir den Weg aus meiner Unwissenheit zeigt. Schlecht wäre auch nicht einen lesbaren Scan der entsprechenden KT Seiten...! Perfekt wären Formeln zur Errechnung der R und C Werten.

 

 

Gruß Arno

 

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Hi Arno,

 

so ne Subtraktionsweiche ist nicht allzuschwer nachzuvollziehen.

Wichtig ist dabei, daß ein sog. Allpaß und ein klassisches Filter parallelgeschaltet sind und deren Ausgangssignale durch einen Differenz-Verstärker voneinander subtrahiert werden. Das Filter muß nur die jeweils doppelte Ordnung des Allpasses haben. Also bei z.B. nem Filter 4ter Ordnung (24dB/oct) muss es ein Allpaß 2ter Ordnung (oder auch 2 hintereinander geschaltete 1ter Ordnung) sein. Ob HP oder TP-Filter ist dabei erstmal egal, allerdings ist jetzt noch darauf zu achten (bezüglich der Topologie), daß sowohl das Filter, als auch der Allpaß die Phase gleichsinnig drehen.

Allpaß-Schaltungen findeste ebenso wie Standard-Filter (Butterworth, oder Linkwitz-Riley 24dB in Sallen-Key- oder Equal-Components-Topologie) mt Google und die Differenzstufe ... nun ja jeder OP ist ja ein Differenzverstärker :-)

 

jauu

Calvin

 

 

 

 

*Intelligenz statt dicker Worte!* :-) Calvin&Hobbes

 

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Hallo

 

 

So eine Subtraktionsweiche mag erstmal interessant ausschauen, ist sie auch zweifelsohne. Aber wenn man "etwas" genauer hinschaut, fragt man nach dem Sinn.

Vergleiche doch mal die besagte (Duetta) Weiche mit einer ganz normalen, herkömmlichen und gut abgehangenen LR-Weichentopologie, deren Trennverhalten die oben genannte Subtraktivweiche im übrigen exakt nachzubilden versucht (?!).

Zähl mal die Zahl der OPs, Bauteile, Aufwand. Fällt Dir was auf?

 

(....Im übrigen hat der Entwickler W.Fuchs/Volpe hier und anderswo bisher auf keine meiner mehrmaligen Nachfragen bzgl. dieser Weiche reagiert. Nicht nur bzgl der Motivation zu dieser (Art von) Weiche, sondern auch zu inhaltlichen Unstimmigkeiten des Begleittextes in der K&T. Tja, was soll ich davon halten?..... ;-) .. )

 

 

 

 

gruß

Andi

 

 

> Beim "Testhören" sind die Ahnungslosen wenigstens von der Straße <

 

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Hi Arno,

 

Im Elektor-Sonderheft 3 (1986) wurde diese Topologie unter dem Namen Selektor mit flexiblem Platinenlayout für 2/3-Wege, 12/24dB und variabler Baßanhebung angewendet.

 

jauu

Calvin

 

 

*Intelligenz statt dicker Worte!* :-) Calvin&Hobbes

 

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Guest Jürg Gulotti

Hallo,

Tja, die Sache hat eben schon einen Vorteil, wenngleich die elektrischen Werte sich NICHT von denen eines gewöhnlichen Filters gleicher Ordnungszahl und Topologie unterscheiden, wie die Simulationen mit exakten Bauteilwerten ja schön zeigen:

 

Durch die Subtraktionsstufe fallen die unvermeidbaren Bauteiltoleranzen nicht kumulativ ins Gewicht, vor allem die Alterungs- und Temperaturdriften der Bauteile! :Applause:

In wie grossen Stückzahlen produzierst Du, damit die Bauteilekosten sich rechnen? Zudem geht weniger Arbeitszeit für Abgleicharbeiten flöten.

Revox baute in Ihren frühen Aktivserien auch Phasensubtraktionsweichen ein. Heutzutage korrigieren sie die Impulsantwort perfekt mit einer (digitalen)Feedforwardtechnik, bei Alterung der Membranen wird dies aber auch zunehmend ungenauer... :Nerd:

 

Wer's aber "perfekt" haben will, der verwende lieber gleich ein phasenlineares sehr steilflankiges (Brickwall) Digitalfilter MIT Laufzeitkorrektur der Chassis eng um die Hörposition herum gemittelt gemessen. So wird auch die Impulsantwort des LS viel besser. Zu beachten bei digitalen Lösungen ist natürlich immer auch die Latenzzeit des Systems. Will heissen: je tiffrequenter und je steiler das Filter abtrennt, desto grösser ist die Signalverzögerung. Die darf für Echtzeitsysteme 25mS nicht überschreiten. Ansonsten kann es passieren, dass die LS im Heimkino eingesetzt zu unschönem Synchronizitätsverlust zwischen Stimme und Lippenbewegungen führen.

 

Viel Spass bei der Weichenentwicklung und Frequenzgangabstimmung, vor allem bei nicht gemittelten Frequenzgängen im Freifeld und am Abhörplatz! :jubel2:

 

Viele Grüsse aus der Schweiz

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Hallo,

Tja, die Sache hat eben schon einen Vorteil, wenngleich die elektrischen Werte sich NICHT von denen eines gewöhnlichen Filters gleicher Ordnungszahl und Topologie unterscheiden, wie die Simulationen mit exakten Bauteilwerten ja schön zeigen:

 

Durch die Subtraktionsstufe fallen die unvermeidbaren Bauteiltoleranzen nicht kumulativ ins Gewicht, vor allem die Alterungs- und Temperaturdriften der Bauteile! :Applause:

In wie grossen Stückzahlen produzierst Du, damit die Bauteilekosten sich rechnen? Zudem geht weniger Arbeitszeit für Abgleicharbeiten flöten.

Revox baute in Ihren frühen Aktivserien auch Phasensubtraktionsweichen ein. Heutzutage korrigieren sie die Impulsantwort perfekt mit einer (digitalen)Feedforwardtechnik, bei Alterung der Membranen wird dies aber auch zunehmend ungenauer... :Nerd:

 

Wer's aber "perfekt" haben will, der verwende lieber gleich ein phasenlineares sehr steilflankiges (Brickwall) Digitalfilter MIT Laufzeitkorrektur der Chassis eng um die Hörposition herum gemittelt gemessen. So wird auch die Impulsantwort des LS viel besser. Zu beachten bei digitalen Lösungen ist natürlich immer auch die Latenzzeit des Systems. Will heissen: je tiffrequenter und je steiler das Filter abtrennt, desto grösser ist die Signalverzögerung. Die darf für Echtzeitsysteme 25mS nicht überschreiten. Ansonsten kann es passieren, dass die LS im Heimkino eingesetzt zu unschönem Synchronizitätsverlust zwischen Stimme und Lippenbewegungen führen.

 

Viel Spass bei der Weichenentwicklung und Frequenzgangabstimmung, vor allem bei nicht gemittelten Frequenzgängen im Freifeld und am Abhörplatz! :jubel2:

 

Viele Grüsse aus der Schweiz

 

Hallo,

 

 

auf eine Antwort auf einen fast 8 Jahre alten Beitrag. Alle Achtung....

Trotzdem ist das Thema wohl für mach einen "aktuell".

 

Das mit den Bauteiletoleranzen und der T-Unempfindlichkeit müßtest Du irgendwie nachweisen. ;-) . Ansonsten könnte ich das "fast" nicht glauben....

Die Bauteilewerte driften in beiden Weichentopologien gleichermaßen. Die Auswirkungen scheinen mir demnach vergleichbar.

 

Die Bauteilekosten wären auch weniger eine Treibergröße, eher der Aufwand. Warum soll man mehr Bauteile, insbesondere OPs als unbedingt nötig verwenden. Der Sinn erschließt sich mir nicht.

 

Gut, Subtraktionsweichen sind eine Alternative. Kann jeder basteln, was er will.

 

ich kann mich noch dunkel an die Lobeshymnen erinnern, die in diesem angesprochenen Artikel auf die Subtraktionstopologie ausgerufen wurden ... darum gings mir, das war und ist einfach nicht richtig.

 

Gruß Andi

 

Viel Spass bei der Weichenentwicklung und Frequenzgangabstimmung, vor allem bei nicht gemittelten Frequenzgängen im Freifeld und am Abhörplatz! :jubel2:

Wie das gemeint ist, verstehe ich nicht. Mich kannst Du ja nicht meinen ...

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Hi,

 

eine Subtraktionsweiche wie sie damals in Elektor vorgestellt wurde, braucht immer noch eng tolerierte Bauteile von beträchtlicher Anzahl, damit der ´Gleichlauf´ der Phasen in den parallel geschalteten H- oder L-Pässen und den Allpässen hinreichend genau ist.

Elrad stellte 1995 eine andere Topologie vor, die erstmals von Prof. Hawksford 1988 in einem AES-Blatt besprochen wurde. Die Hawksford-Struktur weist gleich mehrere Vorteile auf, die sich aus der Art der Erzeugung der Filterzweige ergeben.

Am Anfang des Filters steht ein Differenzverstärker auf dessen positiven Eingang das Signal geht. Am Ausgang des Diff-amps wird einerseits ein gefiltertes Hochpass-Signal eines Zweiges abgegriffen, andererseits geht das Signal auf eine Kette von Integratoren. Jeder Integrator erhöht die Ordnung des Filters um je eine Ordnungsstufe (-6dB/oct). Für ein -12dB-Filter sind demnach 2, für eines mit -24dB/oct sind 4 Integratoren nötig (nur gerade Filterordnungen erzeugen hioer symmetrische Filterflanken). Die Ausgangssignale aller Integratoren werden ausummiert (bei Verwendung von invertierenden Integratoren kann dazu ein Differenzverstärker genommen werden) und auf den negativen Eingang des Eingangs-Differenzverstärkers gegeben. Das Ausgangssignal des letzten Integrators bildet das Tiefpass-Signal. Der Clou an dieser Topologie ist, daß bei einer -12dB-Weiche nur zwei Integratoren, also 2 RC-Netzwerke genau sein müssen, aber unabhängig voneinander, bei einer -24dB-Weiche unabhängige 4 RC-Netzwerke. Es kann also jeder einzelne Integrator für sich getunt werden und die Bauteilwerte können z.B. auf niedriges Rauschen oder Erhältlichkeit getrimmt werden. Da hier der zweite Filterzweig quasi aus dem ersten errechnet wird, verlaufen die Filterflanken immer symmetrisch, unabhängig von den Toleranzen der Bauteile. Die Phasendifferenz zwischen den Kanälen ist immer und unbedingt 0°. Für eine komplette 2-Wege-12dB-Weiche reicht ein Quad-OPamp, 10 Widerstände (2 frequenzbestimmende und 8 gleichwertige), sowie 2 Kondensatoren. So weniger Bauteile bedarf es um ein in Theorie und Praxis perfekt funktionierendes Filter zu bauen. Es gibt nur wenige Makel, die aber entscheidend sind. Der erste ist, daß das Filter nicht die Übertragungsfunktion des LS-Treibers berücksichtigt. Ohne Equalizing des Treibers auf eine lineare Übertragungsfunktion (H=1) wird so gut wie nie ein überragendes Endergebnis erzielt. Der zweite ist, das bei niedrigen Trennfrequnezen das Filter relativ schwinganfällig ist. Der dritte ist, das das Filter selbst nur wenige OPamp Baugruppen benötigt, aber in Verbindung mit den Equalizern sich schnell OPamp-Gräber zusammen summieren. Dem Klang von OPamp-bestückten Weichen fehlt es an Authentizität und Leben, umso mehr je mehr OPs beteiligt sind. Eine klassische Weichenstruktur wie z.B. das unitygain-SallenKey-Filter dessen Filterfunktion so dimensioniert ist, daß es auch direkt ein Equalizing enthält (der Designansatz, dem praktisch alle passiven Lautsprecherfilter folgen), führt ebenfalls zu Filtern mit einer geringen Anzahl an (diskreten) Bauelementen und klingt weitaus echter.

 

jauu

Calvin

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Hi,

 

eine Subtraktionsweiche wie sie damals in Elektor vorgestellt wurde, braucht immer noch eng tolerierte Bauteile von beträchtlicher Anzahl, damit der ´Gleichlauf´ der Phasen in den parallel geschalteten H- oder L-Pässen und den Allpässen hinreichend genau ist.

Elrad stellte 1995 eine andere Topologie vor, die erstmals von Prof. Hawksford 1988 in einem AES-Blatt besprochen wurde. Die Hawksford-Struktur weist gleich mehrere Vorteile auf, die sich aus der Art der Erzeugung der Filterzweige ergeben.

Am Anfang des Filters steht ein Differenzverstärker auf dessen positiven Eingang das Signal geht. Am Ausgang des Diff-amps wird einerseits ein gefiltertes Hochpass-Signal eines Zweiges abgegriffen, andererseits geht das Signal auf eine Kette von Integratoren. Jeder Integrator erhöht die Ordnung des Filters um je eine Ordnungsstufe (-6dB/oct). Für ein -12dB-Filter sind demnach 2, für eines mit -24dB/oct sind 4 Integratoren nötig (nur gerade Filterordnungen erzeugen hioer symmetrische Filterflanken). Die Ausgangssignale aller Integratoren werden ausummiert (bei Verwendung von invertierenden Integratoren kann dazu ein Differenzverstärker genommen werden) und auf den negativen Eingang des Eingangs-Differenzverstärkers gegeben. Das Ausgangssignal des letzten Integrators bildet das Tiefpass-Signal. Der Clou an dieser Topologie ist, daß bei einer -12dB-Weiche nur zwei Integratoren, also 2 RC-Netzwerke genau sein müssen, aber unabhängig voneinander, bei einer -24dB-Weiche unabhängige 4 RC-Netzwerke. Es kann also jeder einzelne Integrator für sich getunt werden und die Bauteilwerte können z.B. auf niedriges Rauschen oder Erhältlichkeit getrimmt werden. Da hier der zweite Filterzweig quasi aus dem ersten errechnet wird, verlaufen die Filterflanken immer symmetrisch, unabhängig von den Toleranzen der Bauteile. Die Phasendifferenz zwischen den Kanälen ist immer und unbedingt 0°. Für eine komplette 2-Wege-12dB-Weiche reicht ein Quad-OPamp, 10 Widerstände (2 frequenzbestimmende und 8 gleichwertige), sowie 2 Kondensatoren. So weniger Bauteile bedarf es um ein in Theorie und Praxis perfekt funktionierendes Filter zu bauen. Es gibt nur wenige Makel, die aber entscheidend sind. Der erste ist, daß das Filter nicht die Übertragungsfunktion des LS-Treibers berücksichtigt. Ohne Equalizing des Treibers auf eine lineare Übertragungsfunktion (H=1) wird so gut wie nie ein überragendes Endergebnis erzielt. Der zweite ist, das bei niedrigen Trennfrequnezen das Filter relativ schwinganfällig ist. Der dritte ist, das das Filter selbst nur wenige OPamp Baugruppen benötigt, aber in Verbindung mit den Equalizern sich schnell OPamp-Gräber zusammen summieren. Dem Klang von OPamp-bestückten Weichen fehlt es an Authentizität und Leben, umso mehr je mehr OPs beteiligt sind. Eine klassische Weichenstruktur wie z.B. das unitygain-SallenKey-Filter dessen Filterfunktion so dimensioniert ist, daß es auch direkt ein Equalizing enthält (der Designansatz, dem praktisch alle passiven Lautsprecherfilter folgen), führt ebenfalls zu Filtern mit einer geringen Anzahl an (diskreten) Bauelementen und klingt weitaus echter.

 

jauu

Calvin

 

ps:

M. 0. J. Hawksford, A family of circuit topologies for the Linkvvitz-Riley (LR-4) crosso­ver alignment, Audio En­gineering Society preprint No. 2468 (82. Convention, 1987)

Signalsplitting, Elrad 1995

Application Note AN 727 "Filter Design Using Integrator Blocks"

Artikelserie erschienen in der analogZONE von Dave Van ESS (Cypress Semi) " Signals-from-Noise, What Sallen-Key Filter Articles don´t tell You"

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Hi Calvin

 

super Beitrag!

 

Elrad stellte 1995 eine andere Topologie vor, die erstmals von Prof. Hawksford 1988 in einem AES-Blatt besprochen wurde. Die Hawksford-Struktur weist gleich mehrere Vorteile auf, die sich aus der Art der Erzeugung der Filterzweige ergeben.

Ja, die Filter-Topologie kenne ich. Aber genau DIE wurde in der K&T eben NICHT verwendet, sondern der "klassische" Differenz-Filter mit parallelen Allpass-Zweigen. Also null Vorteil gg. klassischem Linkwitz-Riley-Design. Abgesehen von mehr OPs. :-)

 

gruß Andi

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