Frequenzweiche im Pre-Amp mehr Leistung?

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Felix0703
Ist häufiger hier
#1 erstellt: 16. Okt 2018, 21:46
Moin,
Ich werde demnächst meine Pa aufrüsten. Ich werde meine Anlage im Pre-Amp um eine Frequenzweiche erweitern.

Grund Optimierung der Ton Quallität. (warum auch sonst...)

Auf jeden Fall hab ich mich im Netzt mit der Materie etwas auseinander gesetzt und bin immer wieder darauf gestoßen, dass eine Endstufe potentiell mehr Leistung generieren kann, wenn man den Frequenzbereich den sie verstärkt beschränkt.
An sich macht es ja sinn, wenn man ein ungefiltertes Signal einspeist, dass die gesammte Signal Bandbreite verstärkt werden muss.
Wenn ich jetzt z.B. n LowPass mit TF bei 80hz einsetze, dann wird ja von dem Maximalen Frequenzband nur noch ein kleiner Teil verstärkt und so müsste ja für den kleineren Frequenzbereich mehr Energie zur Verfügung stehen, da dieser ja nicht aufgewendet werden muss.
Erstens: ist das wirklich so oder ist die Leistungskapazität bei "x" Hz immer gleich?

Zweitens: Wenn das stimmt mit dem Leistungseinfluss ist dieser dann groß? Wahrscheinlich nicht oder? Höhere Frequenzen haben ja eine geringere Energie, daher hört man ja den Bass auch meistens weiter weg noch wummern aber halt nicht die hohen Töne.
Bz. wenn ich das ganze umdrehe und für die Tops den Bereich von 0-80Hz raus Filter würde sich dann ein größerer Unterschied ergeben?

Mal abgesehen, davon das ich von der Mehrleistung nichts hätte, da sich die Lautstärke wahrscheinlich nur in ein paar Zehntel DB ändern wird, wäre es interessant zu wissen ob sich das ganze so abspielt oder nicht.

Lg Felix
Zalerion
Inventar
#2 erstellt: 17. Okt 2018, 02:29
Die Endstufe verstärkt das, was reinkommt.
Der Bass braucht generell mehr Leistung als alles andere, um in unseren Ohren gut (ausgeglichen, gleich laut, fett,...) zu klingen.
Die höchste Amplitude - zumeist im Bass - bleibt natürlich auch nach einer Trennung bestehen. Die Endstufe die den Bass verstärkt, muss das gleiche leisten.
Für die, wo der Bass nicht, zählt dann die höchste Amplitude in den ihr zugeteilten Frequenzen.
Es ist ja nicht so, dass da alles einzeln ankommt, sondern es ist die Addition der Wellen, oder nach einer Frequenzweiche, wenn man so möchte, das Ergebnis der inversen fourier Transformation bei der vorher entsprechende Frequenzen abgesenkt wurden. (zumindest bei Digital. Gibt natürlich auch analog,...)

In Summe wird eine Endstufe die gleiche Leistung ziehen und andere weniger, aber gesamt natürlich mehr als eine.

Klar, wenn ein Lautsprecher von einer Frequenz befreit wird, bei der er früher ans Limit kommt als bei allen anderen, dann ist es möglich, dass er lauter wird.

Aber das hängt auch von den Kombinationen ab, dem Aufbau, der vorher gefahren wurde und da keines davon bekannt ist, ist eine Prognose nicht möglich.



Ob höhere Frequenzen wirklich weniger Energie haben weiß ich nicht. Man BENÖTIG weniger um sie entsprechend wiederzugeben, aber das heißt ja noch nichts.
Meines Wissens nach sind es gerade die hohen Frequenzen, die Hörschäden verursachen - ob das aber an der hohen Energie liegt oder an was anderen weiß ich nicht.
Und natürlich verliert der Hochton auf Distanz eher Energie.

(Ähnliches Beispiel: von einer Armbrust willst du nicht auf kurze Distanz getroffen werden - auf langer ist es aber kein Problem, da sie ihre Energie verlieren. Bei einem Bogen dagen ist die kurze im Vergleich zur Armbrust relativ "harmlos", aber der Pfeil verliert auf langer Distanz nicht seine Wirkung.
Deine Überlegung scheint also nicht ganz schlüssig zu sein.
Im Zweifel bitte Physiker oder Akustiker konsultieren.
Für die gestellte Frage ist es aber eigentlich vorerst nicht relevant)
bierman
Inventar
#3 erstellt: 17. Okt 2018, 09:08
Der alte Streit - aktive vs. passive Weichen

was das hier im Forum schon für Glaubenskriege ausgelöst hat (und anderswo noch schlimmer).
So als wären passive Frequenzweichen ursächlich für alles was bei der Wiedergabe schief läuft.

Wahr ist: man kann aktiv deutlich preiswerter hohe Steilheiten realisieren. Je nach Lautsprecher-Konfiguration kann eine gut passende passive Weiche ziemlich hohe Kosten verursachen. Dicke Spulen und große Kondensatoren eben. Die von Vertretern der reinen aktiven Lehre™ gern angeführten technischen/elektrischen Nachteile beziehen sich praktisch ausschließlich auf unzureichend dimensionierte Weichen in Lautsprecherboxen an denen die Hersteller viel Geld verdienen wollen. Und Weichenteile sieht der Käufer praktisch nie, also kann man da sparen...

Erst mit einer digitalen Weiche (DSP) können Phasenlage und Delay einzelner Wege wirklich problemlösend angegangen werden. Allerdings: Wenige Hersteller machen das.

Nachteile der aktiven Konstruktion:
- zusätzlicher Stromverbrauch der aktiven Weiche
- zusätzlicher Stromverbrauch durch die Ruheströme der zusätzlichen Verstärker
- höheres Grundrauschen (wenn das nicht klar ist schreib ich auch gern noch was dazu)


Ich hab selbst mal versucht eine relativ gute 3wege-Box auf mobil-aktiv umzubauen. Statt einem Kanal TPA3116 an der Box gab es dann einen Amp-Kanal für den 25cm Basslautsprecher und der andere hat Mittel- und Hochtöner über die ansonsten kaum geänderte Passivweiche versorgt. Man sollte nicht den Aufwand unterschätzen den man treiben muss bis sowas wenigstens wieder so gut klingt wie vorher. Und dabei war in meinem Fall vor dem Bass bloß ein 12dB Tiefpass um 500Hz der problemlos nachzubilden war. Der Mittel/hochtonzweig bekam der Einfachheit halber nur einen Hochpass und nutzte die passive Weiche samt verbauten Korrekturgliedern (Pegel/Frequenzbereich) weiter.
Effektiv war die Box am Ende etwas lauter nutzbar und klang dabei noch ziemlich gut. Nachdem sie einmal verliehen war kam sie mit kaputtem Hoch- und Mitteltöner zurück. Der Hochtöner verbrannt, der Mitteltöner klanglich nicht mehr ganz so schön wie vorher.


Um zum Schluss noch mal konkret auf mobile Boxen einzugehen:
- ggü einer sehr aufw. Passivweiche kann man Gewicht sparen wenn die zusätzl. Technik sehr leicht ist
- verstärkerseitige Überlastung/Übersteuerung beim Subwoofer ist deutlich weniger störend als beim Mittel/Hochton - somit kann der sinnvoll nutzbare Pegel (bevor es nur noch schreit) tatsächlich spürbar höher ausfallen
- mehr Bauteile bedeuten immer auch mehr Ausfallrisiko... ich bin in der Vergangenheit ziemlich gut damit gefahren nicht immer das letzte Quäntchen Klangqualität mit einer erheblich aufwändigeren Konstruktion zu erkaufen.


Was ich damit vor allem ausdrücken will: die Überlegung ist im Prinzip richtig, scheitert in der Praxis aber an real existierenden Bedingungen


Um was für Lautsprecher geht es denn konkret?
Felix0703
Ist häufiger hier
#4 erstellt: 17. Okt 2018, 10:00
Mein Vater hatte ausm Schützenverein zwei aa craaft pl 12/2 mf Tops mit gebracht.
Eigentlich sollten sie auf den Müll da bei einem der Hochtöner durch war.
Ich hab mir das ganze mal angeschaut und das Problem war auf eine überlastete Frequenzweiche zurück zu führen, die dann den HT abrauschen lassen hat...
Das ganze repariert und jetzt haben wir für wenig Geld recht gut klingende Top Teile.
Im Betrieb ist mir aufgefallen, dass sie im unteren Bass bereich recht wenig klang Produzieren.

Daher bau ich jetzt meinen Sub ausm Zimmer um. Hatte mir mal nen 2x12" Sub mit Kenwood KFC-W112S
gebaut, jedoch mit nem recht hohen Tuning... Jetzt krieg jedes Chassis n eigenes Gehäuse und das ganze kommt in nen Bandpass 6te ordnung rein.

Von der Berechnung her spielt der Sub optimal von ca. 30-80Hz.
Ich hatte in WinISD n bisschen mit den Frequenzverläufen rum gespielt, im Zuge auf Lowpass Filter.

Optimal würde es nach meinen Vermutungen Klanglich bei 90hz den Crossover geben, da der Frequenzverlauf vom Sub kaum eingeschränkt wird und die Tops unten herum eh nicht so viel Wirkungsgrad erziehlen, jedoch spielen sie sehr leistungsstark im "Kickbass" Bereich.

Mit dem Grundrauschen hab ich mich auch schon beschäftigt und bin über die sog. Di-Boxen "gestolpert".
Da ich ja von nen Wechsel zwischen unsymetrischen und unsymetrischen Signalen hab ist bei mir schon ein leichtes Grundrauschen in der Anlage vorhanden. Damit sollte sich das dann ja auch zumindest etwas minimieren. Wäre jetzt aber nicht das Problem, da die Anlage eh nur Privat genutzt wird und auf Partys meist die Musik durch läuft, somit geht das eher unter...


Aktuell Spielt der Sub übrigens über ne Passive Weiche, an sich zufrieden mit dem ganzen, jedoch trennt die erst bei 120Hz und auch mit ner recht flachen Flanke, da man Vocals noch recht gut mit hört.
Daher hatte ich an n DSP gedacht, da man so recht Frei einstellen kann wie die Frequenzen getrennt werden und wie sauber das geschieht. Da ich das ganze dann ja modular einstellen kann, kann ich auf grund meiner recht geringen Erfahrung einfach ausprobieren was am besten klingt, anstatt mit für ein Haufen Geld verschieden Passiv weichen an zu schaffen und dann so zu schauen...

EDIT: Als Weiche würde the t.racks DS 2/4 Digital zum Einsatz kommen


[Beitrag von Felix0703 am 17. Okt 2018, 10:19 bearbeitet]
Zalerion
Inventar
#5 erstellt: 17. Okt 2018, 11:56
Das was du geschrieben hast hat rein technisch recht wenig mit aktivem Betrieb zu tun (also, wie er eigentlich gedacht ist - auch wenn natürlich die Trennung aktiv erfolgt).
Das macht man eigentlich fast immer so, da eine passende Weiche für so tiefe Frequenzen inzwischen schon teurer ist als eine aktive Lösung. (mit einem DSP stimmt das zwar nicht ganz, aber von der Idee her. Auch der Entwicklungspunkt ist richtig, man braucht weniger Teile auf Halde und nicht ganz so viel Erfahrung zum anfangen).

Das rauschen - sofern es keine massiven Störungen oder 50hz Brummen sind - hängt wahrscheinlich eher mit einer schlechten Gainstruktur zusammen.

Insgesamt: Was du schreibst ist nicht grundsätzlich falsch, aber du kennst viele Zusammenhänge nicht und ziehst daraus einige falsche Schlüsse
Reference_100_Mk_II
Inventar
#6 erstellt: 17. Okt 2018, 12:26
Aktive Trennung von Subwoofer und Topteilen ist eigentlich Standard seit vielen Jahren.
Aber nein, "mehr Leistung generieren" kann ein Verstärker dadurch nicht.
Es wird nur den eingestellten Filtern entsprechend weniger Leistung "genutzt".

Es ist tatsächlich so dass der elektrische Energiegehalt der tiefen Frequenzen für die Audiowiedergabe wesentlich höher ist, als der für die hohen Töne.
Befreit man nun ein Topteil vom Bassbereich indem man ein Hochpassfilter einschleift, bekommt dieses auch weniger Energie zugeführt.
Bei einem Subwoofer ist das aber mMn irrelevant, da hier (anteilig) eh "so viel" Leistung aufgewendet wird, dass der MT/HT-Anteil kaum was ausmachen würde, wenn er "mit dabei" wäre.



Noch was zu deinem Kenwood-Moped:

Lass das mal lieber mit 6th BP.
Das EBP ( = Fs / Qes ) ist viel zu niedrig dafür.
Nur ca. 58 Zähler, sollte aber min. bei 90 oder besser noch 100 und mehr liegen.
Das Ding gehört in geschlossene oder maximal 4th BP Gehäuse.

Und mithalten können die mit den 12" Tops auch nicht. Nicht mal im Ansatz.
Auch nicht wenn beide Subs nur ein Topteil bedienen sollten.
Da darfst du gerne auf zwei 15" PA-Subwoofer umsteigen.
Deine Tops sind zwar kein professionelles Material, aber "klein" sind sie nun auch nicht mehr.

Verkauf die Dinger möglichst gewinnbringend und dann schau dich nach was anderem um.
Auch eine aktive Frequenzweiche/DSP wird da nichts ändern/verbessern/rausholen können.
cptnkuno
Inventar
#7 erstellt: 17. Okt 2018, 15:43

Felix0703 (Beitrag #4) schrieb:

Mit dem Grundrauschen hab ich mich auch schon beschäftigt und bin über die sog. Di-Boxen "gestolpert".

Die hilft dir gegen Rauschen aber auch nicht
Felix0703
Ist häufiger hier
#8 erstellt: 17. Okt 2018, 16:08
Danke erstmal für die Antworten zum eigentlichen Thema

Dass der Ausgangspunkt mit der Hardware nicht optimal ist ist mir auch bewusst.
Das ein Bandpass 6ter Ordnung nicht optimal ist, ist mir ebenfalls bewusst (hatte ich auch in der Chassis Bewertung für verschiedene Gehäuse in BassCADe gesehen)
Ich hatte mit den Einstellungen bei den verschiedenen Gehäuse Typen rum gespielt und hab komischer weise beim Bandpass 6ter Ordnung im Bezug auf den Pegel und Frequenzgang einfach die für mich am besten Werte erziehlt, da das Chassis in dem Gehäuse möglichst tief Spielen sollte.
Kann natürlich sein, dass ich bei der geschlossenen Box bzw. beim Bandpass 4ter Ordnung größere Volumina hätte eingehen müssen um selbiges zu erreichen, aber dann wäre mir die Box zu groß geworden....
Btw. Nach der Bedienungsanleitung des Subs, hat er im Vergleich von Geschlossen zu Bassreflex, mit dem Bassreflex-Gehäuse eine bessere Pegelabgabe im niedrig frequenten bereich. Die betrifft, wie es sich auch schon beim Testen heraus gestellt hat, ja auch den Bandpass 4te zu 6te Ordnung.
Mit 90dB/W/m ist das Chassis eh nicht gerade der Brülller was Effizienz und Lautstärke Pegel anbetrifft.
Wiederum ist es sowieso jetzt zu spät, da das holz jetzt schon fertig zugeschnitten ist.
Hatte sich gerade ergeben da ich durch nen Praktikum von nem Freund beim Tischler günstig ans Holz gekommen bin.
Und groß Geld für neue PA Chassis wollte ich jetzt nicht unbedingt ausgeben...

Im aktuellen Zustand hab ich die Tops schon mal mit dem Sub zusammen spielen lassen (Outdoor)
Klanglich gab sich da ein sehr homogenes Klangbild, nur bei den Niedrigeren Frequenzen (30-45Hz Ca.) kam nicht wirklich was rum, der Sub ist halt recht hoch getuned.
Wenn ich die Tops alleine Spielen lassen hab war das Klangbild sehr flach.
Daher die neuen Gehäuse für den Sub, unter anderem auch mit dem Grund ne bessere Bassverteilung zu erzielen, da in dem Damaligen Setup nur relativ in der Flucht zum Sub der Bass Hörbar war.

Mein Ziel ist es nicht mit der Anlage hunderte von Leuten zu Beschallen.
Es ist eher son Hobby Projekt (hat sich bei den Komponenten wahrscheinlich schon heraus gestellt), da ich beruflich gesehen auch gerne in diese Richtung gehen möchte.
Der Haupt zweck der Anlage sind eh nur kleine Party´s im Freunde und Bekanntenkreis mit so max 50 Leuten.
DB
Inventar
#9 erstellt: 17. Okt 2018, 17:47

Felix0703 (Beitrag #4) schrieb:

Mit dem Grundrauschen hab ich mich auch schon beschäftigt und bin über die sog. Di-Boxen "gestolpert".
Da ich ja von nen Wechsel zwischen unsymetrischen und unsymetrischen Signalen hab ist bei mir schon ein leichtes Grundrauschen in der Anlage vorhanden. Damit sollte sich das dann ja auch zumindest etwas minimieren. Wäre jetzt aber nicht das Problem, da die Anlage eh nur Privat genutzt wird und auf Partys meist die Musik durch läuft, somit geht das eher unter...

DI-Boxen ändern am Grundrauschen einer Anlage nichts. Sie können lediglich Brummen, welches aufgrund von Erdschleifen entsteht, verhindern.

Brummen und Rauschen sind sowohl von ihrer Entstehung als auch Behandlung grundverschiedene Dinge.
Beim Auto sind ein Wassereinbruch im Kofferraum und ein Pleuellagerschaden auch grundverschiedene Dinge. Es käme wohl niemand auf die Idee, seinen Wagen wegen eines feuchten Gepäckabteiles in die Werkstatt zu bringen und auf die Frage nach dem Problem klopfende Geräusche aus dem Motor zu nennen.


MfG
DB
Felix0703
Ist häufiger hier
#10 erstellt: 17. Okt 2018, 17:55

DB (Beitrag #9) schrieb:

DI-Boxen ändern am Grundrauschen einer Anlage nichts. Sie können lediglich Brummen, welches aufgrund von Erdschleifen entsteht, verhindern.

Brummen und Rauschen sind sowohl von ihrer Entstehung als auch Behandlung grundverschiedene Dinge.
Beim Auto sind ein Wassereinbruch im Kofferraum und ein Pleuellagerschaden auch grundverschiedene Dinge. Es käme wohl niemand auf die Idee, seinen Wagen wegen eines feuchten Gepäckabteiles in die Werkstatt zu bringen und auf die Frage nach dem Problem klopfende Geräusche aus dem Motor zu nennen.


Alles Klar. Da hab ich wohl n bisschen was durchn Kram gekriegt
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