Was ist ein Sperrkreis und wozu dient dieser ?

HI!

ein Sperrkreis ist die Anordnung von nem kondensator, ner Spule und nem wisderstand parallel und das dann in reihe zu deinem Lautsprecher. Der Effekt ist, dass bei einer bestimmten frequenz 1/(2*pi*((L*C)^0.5)d der Widerstand des kreises sehr gross wird und somit kein strom mehr fließt.Der parallelwiderstand bestimmt nun noch die Bandbreite und somit auch die Dämpfung die erreicht wird!!

Brauchen tut man das meistensum resonanzpeaks(der Membran etc) zu unterdrücken!!

Cu tobi

@All,

besten Dank erstmal, tobi , für Deine schnelle Antwort. Ich finde es toll, daß man auch Antworten, auf Fragen die für viele banal erscheinen, erhält.

Jetzt muß ich dennoch weiterfragen : @All

"Resonanzpeak der Membran" - ist damit die Resonanzfrequenz (fs) gemeint - oder eher der Bereich im dem der LS sehr laut spielt und deshalb gedämpft werden sollte ?

Gruss & besten Dank für Eure Mithilfe

alfa.1985

Wenn ich falsch liegen sollte bitte berichtigen.

Danke für die berichtigung wieso kann ich den Beitrag nicht löschen?

Bekannt ist der Sperrkreis hier im Forum durch die beliebten Breitbänder geworden, du schaltest einen Kondensator, einen Widerstand und eine Spule parallel und hängst diese seriell in die Plusleitung, um eine Überhöhung im F.-Gang zu korrigieren, z.b. du hast einen Peak bei 4Khz mit 12db zuviel Lautstärke. Dieser Peak reicht aber von 2-6Khz,d.h. er hat nur bei 4Khz sein Maximum. Durch korrekte Wahl von Kondensator und Spule bestimmst du die Mittenfrequenz (4Khz) und auch Bandbreite (2-6Khz) des Peaks, der Widerstand dient jetzt dazu, den Pegel zu senken, je größer dieser ist, desto größer auch die Absenkung um die Mittenfrequenz.
Verstanden?
Eine Membranresonanz ist etwas anderes und ein konstruktives "Problem" eines Chassis. Stell dir vor, du willst einen LS mit Tiefmitteltöner und Hochtöner bauen, die Trennfreuqenz soll 2Khz betragen. Nur zeigt der TMT bei 4Khz eine Membranresonanz (Quasi ein "Materialfehler", halt stark vom Membranmaterial abhängig!) Um nun die optimale Funktion der Weiche zu gewährleisten, bastelst du einen Sperrkreis, der diese Frequenzen absenkt, damit dein Tiefpass für den TMT optimal funktioniert und ein glatter F.-Gang entsteht.
ACHTUNG: Das ist nur ganz grob erklärt! So einfach ist es natürlich nicht...

Harry

Hallo,

Zum Thema Sperrkreis kopiere ich eine Antwort von mir aus einem anderen Thread hier herein:
Ein Sperrkreis hat die Aufgabe einen bestimmten Bereich mitten im Übertragungsbereich um eine Mittenfrequenz herum zu sperren bzw. abzusenken.
Bei der Mittenfrequenz ist der induktive und der kapazitive Widerstand gleich groß, die Sperrwirkung am größten. Oberhalb dieser Frequenz wird der induktive Widerstand noch größer, der kapazitive Widerstand dagegen kleiner. Da die beiden Bauteile parallel geschaltet sind, dominiert jetzt der kapazitive Widerstand (also der Wert des Kondensators), da der induktive überbrückt wird.
Unterhalb dieser Frequenz verhält es sich genau umgekehrt, der induktive Widerstand dominiert.
Die Mittenfrequenz kann man ererechnen, indem man die Induktivität mit der Kapazität multipliziert, daraus die Wurzel zieht, das ganze mit 2Pi mal nimmt und aus dem Ergebnis den Kehrwert bildet.
Bei dieser Frequenz entsteht die größte Sperrwirkung, die durch den parallelen Widerstand abgeschwächt wird. Der absolute Pegel bei der Mittenfreguenz wird also größtenteils durch R bestimmt.
Die Wirkung der kapazitiven und induktiven Anteile ist aber auch ober- und unterhalb der Mittenfrequenz vorhanden.
Hierbei gilt, je größer L, desto tiefer sein Einfluß, je kleiner C, desto höher dessen Einfluß.
Da man die Mittenfrequenz durch die Multiplikation dieser beiden Werte erreicht, kann man durch beliebig viel andere Kombinationen auf die gleich Mittenfrequenz kommen.
Wenn man L beispielsweise um zwei Normwerte vergößert, muss man C um zwei Normwerte verkleinern.
Folge: die Mittenfreguenz bleibt (annähernd) gleich, aber die Wirkung der Bauteile wird breitbandiger bzw. bei umgekehrter Vorgehensweise schmalbandiger.
Als Fazit kann man sagen, dass R rund um die Mittenfrequenz den Pegel bestimmt und die jeweiligen kapazitiven und induktiven Werte (bei gleichbleibendem Verhältnis) die Bandbreite der Sperrwirkung.

Um das anschaulich zu verstehen, was ich meine, könntest du dir gratis Boxsim von UweG aus dem Visaton-Forum herunterladen ( http://boxsim.de/download/Boxsim095.zip ), dir einen beliebigen Visaton-Treiber (z.B. den FRS8 ) hereinladen und etwas rumexperimentiern.

Chaps - das ist genial !

aus Euren Antworten formt sich so langsam ein Verständnis für die Zusammenhänge. Jetzt erstmal : lesen - begreifen - ggf. nachfragen und dann vllt. nochmals posten

Das Forum und seine User sind eine echte Hilfe für Einsteiger und besonders toll finde ich, daß man auch zu einfachen Fragen verständliche Erläuterungen erhält.

Besten Dank & bitte, bitte weiter so

alfa.1985

@thanner,

danke für den Tipp - Boxsim hab ich schon, aber bislang nicht die Wirkweise der Parameter kapiert - denke mit den Hinweisen aus den Antworten komm ich schon mal einen Schritt voran

Viele Grüsse

alfa.1985

Im Bereich steigender Resonanzimpedanz kann man sowas schlecht einsetzen weil es dann schlecht dimensionierbar ist.

Gut geeignet ist es dagegen um symetrische SPL-Überhöhungen einzuebnen.

Im Prinzip handelt es sich um eine sogenannte Bandsperre,einen 6dB Hochpass parallel zu einem 6 dB Tiefpass,wobei aber der "tote" Mittenbereich durch den Widerstand bedämpft durchgelassen wird.Siehe Bild D ,die Kerbe reicht durch die Überbrückung mittels R aber nicht so tief ...

@Murray,

Du hast mich schon einmal vor einer Dummheit bewahrt "Anfänger baut Dreiwegbox mit Fertig-FW" und jetzt wieder gute Tipps gegeben - DANKESCHÖÖÖÖÖNNN

alfa.1985

@Chinch-Master,

den zweiten Satz habe ich verstanden. Den dritten muß ich erst noch mal genau auseinandernehmen und etwas bei Joe B. nachlesen. Darf ich dann auch ggf. nochmals wg. Satz 3 auf Dich zurückkommen ?

Viele Grüße

alfa.1985

Klar! Immer zu Diensten

Edit : Tiefpass hört auf ,Widerstand macht ab da (Dämpfung)weiter,später übernimmt dann der Hochpass,ungedämpft.Die Knickstellen in der Kurve D entsprechen der -3dB-Punkte der jeweiligen Filter.

@freestyle,

das verstehe ich ebenfalls - bin mir nur nicht ganz sicher, ob das genau das ist wozu man einen Sperrkreis braucht - bitte nicht falsch verstehen, aber die Antworten kommen schneller, als ich sie aufnehmen kann. Muß mich erstmal halbwegs mit der Materie vertraut machen.
Du kannst wirklich sehr anschaulich beschreiben und verständlich erklären - das finde ich absolut wichtig für User, die sich auf meinem Niveau bewegen - bitte bleib' (gerade für die Anfänger wie mich) immer nah' dran, da wir (die Anfänger) Deine Beiträge eben besser verstehen können, als manche sehr technisch detaillierten..

Beste Grüße & vielen Dank

alfa.1985

Nur leider ist frestyles Antwort falsch.

Was gegen seine geschilderten Probleme hilft, sind (Achtung, neue Fachbegriffe ):

Interner Helmholtz-Absorber
Hoch- und Tiefpass

MfG,

Spatz

@Spatz,

na gut - da bin ich ja froh, daß ich nicht frestyle's vermeintliche Probleme und auch deshalb nicht die neuen Vokabeln lernen muß .

Aber könntest Du mir einen kleinen Gefallen tun und mir das mit dem Hochpass und Tiefpass bitte nochmals aus Deiner Sicht erklären

Habe aus Chinch-Masters Erklärung das mit dem "toten Mittenbereich" noch nicht ganz kapiert

MfG &

alfa

Aaaaalso:

Hoch- und Tiefpass sind so ziemlich die wichtigsten Schaltungen in einer Frequenzweiche: Ihre Aufgabe besteht darin, die Frequenzen herauszufiltern, die ein Chassis nicht gut verträgt. Hierbei wird beim Hochpass ein Kondensator vor das Chassis (Hochtöner) geschaltet. Kondensatoren zeigen bei niedrigen Frequenzen einen Anstieg des Widerstandes, der den Stromfluss verringert. Bei Tiefpässen werden Spulen verwendet, die eben zu hohen Frequenzen einen höheren Widerstand haben, verwendet bei Tieftönern.

Man unterscheidet bei Hoch- und Tiefpässen 2 Merkmale.

1. Die Grenzfrequenz:
Je nach Bauteilwert fangen die Schaltungen erst bei einer bestimmten Frequenz an zu wirken, vorher stellen sie (fast) keinen Widerstand dar. Bei Spulen ist die entsprechende Frequenz um so niedriger, desto größer die Spule ist. Bei Kondensatoren bewirkt eine niedrigere Kapazität eine höhere Frequenz.

2. Die Flankensteilheit:
Ein einfacher Hoch- oder Tiefpass hat eine Flankensteilheit von 6 dB/Oktave, das heisst, dass das Chassis bei einer Verdoppelung (Halbierung) der Wirkfrequenz um 6 dB leiser spielt. Wenn man beim Hochpass nun eine Spule parallel schaltet (beim Tiefpass eben genau umgekehrt ein Kondensator), verdoppelt sich die Flankensteilheit auf 12 dB/8ve. Eine weitere Spule/Kondensator in Serie erhöht die Flankensteilheit auf 18 dB/8ve. Das kann man beliebig weiter fortführen. Immer seriell, parallel, seriell, parallel usw...

Der sogenannte Bandpass ist eine Mischform, die sowohl Hoch- als auch Tiefpass Charakteristik hat. Er wird bei Mitteltönern verwendet.

Bei Wikipedia und Google findest du mit diesen sicher Stichwörtern noch eine Menge.

MfG,

Spatz

Ich bringe ein Toast aus auf alle diejenigen klugen Köpfe hier, die ihr Wissen mit den Unwissenden teilen!!! Im Ernst, ich bin beeindruckt!


Hochinteressanter Thread, danke an alle hier !!

Je nachdem wie man Hoch- und Tiefpass verschaltet entsteht ein Bandpass(L und C in Reihe) oder eine Bandsperre(L und C parallel).
Legt man die Filterflanken bei einer Bandsperre auseinander(Bildchen A und B werden zusammengelegt und berühren sich dann auf der X-Achse) erhält man einen Mittenbereich in dem nichts durch das Filter gelassen wird.Schaltet man dazu einen Widerstand parallel hinzu(RLC parallel)wird in diesem Bereich das anliegende Signal um R bedämpft durchgelassen.

Edit : Bildchen C wäre also das Bandpass

Hallo zusammen,

vielen Dank @All für die sehr verständlichen Infos - so langsam kapier ich mehr und mehr.

Bedeutet mit Bildchen A und B hat man schon 2-Wege trennen und dazu braucht man eigentlich gar nicht viele Teile - aber halt nur theoretisch


Hat zwar nix mit Hochpass, Tiefpass usw. zu tun :
Von Euren Beiträgen ermutigt mache ich mich mal an eine gaaanz einfache Aufgabenstellung ran (habe diesen Tipp auch von einem freundlichen User bekommen).

Mein HT spielt in einer Zweiwege BR ca. 3 dB lauter als mein Bass. Also habe ich mir Widerstände besorgt und wollte diese so wie in diesem Bildchen verschalten (die Werte hab ich von freundlichem User bekommen).

http://img415.imageshack.us/img415/8712/daempfer8hk.jpg

Wenn das richtig klappt und ich wieder mal in ein richtiges Elektronikgeschäft komme, dann kauf ich mir mal ein paar Spulen und Kondensatoren zum rumexperimentieren. Chassis liegen jede Menge im Keller und ich will auch nicht wirklich so vermessen sein, mir eine richtige Weiche zu bauen - aber man kann ja mal erste Versuche machen.

Alsooooo - nochmals allerbesten Dank - das ist absolut Klasse, wie ihr Wissen an die Nixblicker vermittelt.

Viele Grüße &

alfa

Eine Frage an die Fachleute hier: Der Widerstand von Spulen und Kondensatoren lässt sich in Abhängigkeit der Frequenz berechnen (die Formeln sind bekannt - hoffe ich). So. Nur setzen diese eine lineare Beziehung zw. Frequenz und Widerstand voraus! Das wird durch die oben angesprochene Wirkung (s. Spatz) widerlegt. Was soll das? Kann mir das einer verständlich machen?

Ich versuch´s mal:

Ich nehme das Beispiel aus #2: Sperrkreis mit R,L,C parallel und dann in Reihe zum LS. Das dazugehörige Bild D findest Du in #9.

Vorweg: Wir haben es hier nur zum Teil mit s.g. reelen Widerständen zu tun (R), die Bauteile C und L bilden s.g. komplexe Widerstände, die neben Strom und Spannung auch von der Frequenz abhängig sind.

Allg.: Komplexer Widerstand Z = A+jwB mit A=Realteil und jwB=Imaginärteil (jw=j*2pi*f=komplexe Kreisfrequenz). Der Betrag von Z=/Z/=SQR(A^2+(wB)^2) ist mit dem Ohmmeter messbar.

Unser Beispiel: der resultierende (komplexe) Widerstand Z aus der Parallelschaltung von (komplexen) Einzelwiderständen: 1/Z=1/R+1/jwL+jwC

Diesen komplexen Gesamtwiderstand Z müssen wir jetzt in Realteil und Imaginärteil zerlegen (siehe oben: a+jwb) und daraus den Betrag bilden - das spare ich mir hier aber

Wie Du siehst, ist das Ganze überhaupt nicht linear, es könnte sich ja auch sonst nicht eine Kurve wie in #9-D über die Frequenz darstellen. Linear bedeutet immer eine Gerade! Die oben in #2 angegebene Mittenfrequenz des Bandfilters ergibt sich an der Stelle, wo nur der reele Widerstand R vorhanden ist und die beiden komplexen Teilwiderstande aus L und C sich aufheben.

nicht wirklich gut geglückt da kommt halt das Grundverständniss eines Ingenieurs hoch - hat man irgendwie verinnerlicht - bitte nicht schlagen!

Gruß
Detlef

Hat man dazu noch eine nichtlineare Abschlussimpedanz des Filters muss diese auf die gleiche Weise in die Berechnung mit einfliessen. Darum kann man mit Standart-Formeln keine funktionierenden Weichen für Lsp entwickeln.

Edit : Ingenieure müssen beide Wangen hinhalten

Ich habs nicht verstanden! Nochmal: Ist der Widerstand einer Spule/Kondensator proportional zur Frequenz? Das wird durch die Formeln vorgegaukelt. Anders lassen sich die Filterflanken (für mich) nicht erklären.

Um es kurz und schmerzlos zu machen : Nein.
Die Standartformeln beziehen sich nur auf eine Frequenz und taugen daher nicht den komplexen Widerstand zu erfassen.
Wenn man sich vor Augen hält das die Gleichspannungs-Ladekurven von L und C einer Euler-Funktion unterliegen wird das ganze klarer.




Die Standartformeln bieten einen kleinen Linearbereich,bei frequenzvariabler Anwendung dreht sich der Widerstand aber in der Phase und dadurch auch betragsmässig (du/di) .
Daher gibt es auch mit nur einem Bauteil schon so schöne Filterflanken.

Edit : Man kann sich sicher denken dass auch der Abschlusswiderstand des Filters,also hier die Chassisimpedanz, eine wesentliche Beeinflussung auf das Filterlayout hat(Ladestrom/-Spannung)...

Hallo...
sorry, dass ich den Busch nochmal hochhole, aber ich wollte nix Neues anfangen ;-)
zu meiner frage...meine FE207E haben bei 2700 HZ einen fiesen schmalbandigen Buckel.
Wenn ich nun Boxsim bemühe, sagt es mir, die Lösung wäre 0,1mH II 33uF ...OHNE Widerstand!
Geht das...also normalerweise würde ich sagen...klar, aber in allen Berechnungstools wird ein Widerstand vorgegeben, das macht mich unsicher.

Bastelwut schrieb:

Hallo... sorry, dass ich den Busch nochmal hochhole, aber ich wollte nix Neues anfangen ;-) zu meiner frage...meine FE207E haben bei 2700 HZ einen fiesen schmalbandigen Buckel. Wenn ich nun Boxsim bemühe, sagt es mir, die Lösung wäre 0,1mH II 33uF ...OHNE Widerstand! Geht das...also normalerweise würde ich sagen...klar, aber in allen Berechnungstools wird ein Widerstand vorgegeben, das macht mich unsicher.

Hallo,

klar geht das; in der HH wird es oft so gemacht; den R hast Du ja son durch den Innenwiderstand der Spule...

By the way; ich hoffe, Du nimmst nicht die Prospektdaten von Fostex zum simulieren; die stimmen mit der Realität nicht so wirklich überein... - zuminndest beim FE206E ist das so...

Gruß Jörn

[quote="jhohm"][quote="Bastelwut"]Hallo...
By the way; ich hoffe, Du nimmst nicht die Prospektdaten von Fostex zum simulieren; die stimmen mit der Realität nicht so wirklich überein... - zuminndest beim FE206E ist das so...

Gruß Jörn[/quote]

Tja...was bleibt...im Gegensatz zu dir mit deinen 206ern habe ich nicht die Möglichkeit zum Messen.
Aber was den 2700er Buckel angeht....der ist da, das habe ich in mehreren Foren gelesen UND!!! mit einem Software-Frequenzgenerator herausgehört.

Kann man einen Sperrkreis auch nachträglich in eine fertige Weiche einfügen ?
Es gilt eine starke Überhöhung im Bereich um 120 Hz zu unterdrücken, welche von den Chassis
verursacht werden.

Kann man einen Sperrkreis auch nachträglich in eine fertige Weiche einfügen ?

ja, wenn man weiss, mit welchen werten man sein ziel erreicht => wenn die werte nicht bereits bekannt sind ist i.d.r. messtechnik erforderlich.


wenn es allerdings um den genannten frequenzbereich um 120hz geht ist dieses vorhaben aus zweierlei gründen problematisch:
1) die genannte frequenz ist im bereich der grössten impedanzschwankung des chassis
2) die bauteilwerte werden groß=teuer
im regelfall ist bei solch tieffrequenten problemen aktivtechnik deutlich im vorteil

die frequenz von 120hz lässt mich zudem auf ein fehlabgestimmtes chassis schliessen. solchermaßen verursachten überhöhungen sollte dann konstruktiv entgegengewirkt werden. sprich: mit einem auf das chassis abgestimmten = passenden gehäuse.

Danke erstmal !

Es handelt sich um Kenwood LS 770 Boxen aus den 70ern.
25cm Koaxial-Chassis + 25cm Passivmembrane.
So sehen die Weichen aus :




Ich habe die Treiber bereits ohne Weiche direkt an den Verstärker geschlossen.
Selbst dann ist diese Überhöhung noch vorhanden. Momentan habe ich mir mit einem Equalizer geholfen
und bei 120 Hz um 6dB abgesenkt - hilft erstmal.
Zuerst dachte ich, Reflexionen oder irgendwelche Raummoden wären Schuld, aber dem ist nicht so.

Auf diesen Rechner bin ich gestoßen : Frequenzgang-Ebner
Jetzt ist nur noch die Frage, ob ich den Sperrkreis VOR oder HINTER der Weiche einfüge ?!

Ich hab was feines für Sperrkreis (Parallel Notch) und Saugkreis (Serial Notch) gebastelt,
ein Beispielbild zeigt, was das Ding jeweils macht.
Manchmal benötigt man auch beides!

http://www.jobst-audio.de/tools-frequenzweiche/sperrkreis

Den Sperrkreis würde ich hinter die Weiche machen, also in Reihe zum Chassis.
Gerade bei 120Hz rum kanns auch schon helfen die Impedanz mit dem Saugkreis zu glätten und
dann nen kleinen 6dB Hochpass zu verwenden, klanglich klappt's auch manchmal sogar ohne Hochpass,
auch wenn man messtechnisch im Frequenzverlauf kein Unterschied misst.

P.S. Mein Rechner nutzt andere Formeln als der von Strassacker (mMn. praxistauglicher) und funktioniert
recht gut, Ergebnisse schon mehrfach nachgemessen.

Super, das sollte mir sehr gut weiterhelfen

ich tendiere mehr zu einem fehlabgestimmten gehäuse...

frage: um was welche chassis handelt es sich? => TSP des chassis? gehäusevolumen?
wie hoch ist der widerstand des chassis bei genannter frequenz? => kannst du dies ausmessen? schwankungen um 20 ohm (!) sind in diesem frequenzbereich durchaus möglich, die berechnung mittels solcher tools damit für die katz'

Es handelt sich um TRIO T15-0051-05 Koaxialchassis.
Wie gesagt, die Dinger sind uralt. Problem ist : Ich habe weder das nötige Messequipment noch
die TSP dieser Chassis. Die Gehäuse haben ca. 50-60 Liter.

Evtl. haben die Leute von Kenwood damals nicht so genau gemessen

Jop, ohne Messmöglichkeit sind die Tools für die Katze,
auch weißte net genau wo welches Problem besteht.

Wenn du net von so weit weg kommst, kannste zum Vermessen gerne mal vorbei schauen.

PS:
Minimum wäre, wenn du die Impedanz bei besagter Frequenz messen könntest,
dann funken die Tools schon recht brauchbar.

Wie gehe ich dabei genau vor ?
Ich könnte einen 120 Hz Sinuston abspielen und dann mit dem Multimeter den ohmschen Widerstand
des Chassis messen. Falls es so geht ?!

Ich komme aus Berlin.

in berlin müssts doch ne selbstbaugruppe bzw. mehrere recht fitte forenmitglieder geben?
=> einfach mal das problem schildern und höflich anfragen, ob von denen jemand die TSP ausmessen könnte

Jop, ich würde auchma fragen, in Berlin sollten sich genug tummeln.

Mit Sinuston geht das leider net.
Du könntest dir aber die Demoversion von ARTA runterladen und dir die kleine Schaltung zum Impedanz-Messen aufbauen, kostet vielleicht 1,50€.
Dann kannstes selbst machen.

Ich kenne sogar jemanden der ARTA besitzt und entsprechendes Messequipment.
Den werde ich demnächst mal fragen

hsg berlin

Moin,

oder testweise den PC als Zuspieler nutzen und mal einen DSP testen: Equalizer auf 120Hz und fertig ist die Laube. Passt das, kann man immer noch einmal nach einem passendem (billigen!) Equalizer gucken:

http://www.hifi-wiki.de/index.php/Technics_SH-GE_70

Einfacher gehts nicht.

Harry