Frage zur aktiven Entzerrungs meines Subs

Wenn Du mit einem Lautsprechergehäuseberechnungsprogramm (Bandwurm-Wort!) eine geschlossene Box berechnest, so siehst Du einen Bassabfall von 12dB/Oktave. Um wirklich Bass zu bekommen, musst Du ein Filter mit dieser 12dB-Steilheit verwenden.
Der von Dir vorgeschlagene EQ ist eigentlich nicht mehr als ein normaler Klangregler mit drei unterschiedlichen und einstellbaren Frequenzen. Damit ist einem Sub kaum auf die Sprünge zu helfen.
Ob das Unterfangen von Erfolg gekrönt sein kann, ist aber auch eine Frage des eingebauten Lautsprechers. Für eine bestimmte Lautstärke bei einer bestimmten Frequenz ist eine entsprechende bewegte Luftmenge nötig. Es ist also die Frage, wie gross die Membranfläche und wie gross der maximale lineare Hub der Membran ist. Als Beispiel ein Subwoofer von B&O. Hier werden 4 Chassis in kleinstem Gehäuse verbaut. Damit Bass möglich ist, muss eine 12 dB-Entzerrung eingesetzt werden. Das bedeutet pro Oktav eine Leistungs-verachtfachung! Also braucht es eine Endstufe, die das liefern kann. Aber der Schalldruck, der erzeugt werden kann, hängt letztlich von der Membranfläche und dem maximalen Hub ab. Wenn da Ende Feuer ist, nützen auch kW nichts.
Zu Deinem Problem: Man müsste also vom Chassis mehr wissen, um seine Grenzen auszuloten und man müsste die Messkurve (oder die berechnete Kurve) haben, um die Grenzfrequenz festzustellen. Dann könnte ein EQ egbaut werden, der den Pegelabfall ausgleicht.

Chassis ist ein Omnes SW1201PC, Link dazu hier:

http://www.omnesaudio.de/html/sw_12_01_pc.html

Ist verbaut in ca. 35 Litern geschlossen, ergibt ein Qtc von knapp unter 0,6 (rein rechnerisch). Das würde ich schonmal nicht als "kleinstes Gehäuse" ansehen (bei dem der Woofer ggf. sogar unterhalb der Resonanz arbeitet). Vielleicht hattest Du das gedacht?

Ich verstehe nicht, warum ich 12db/Oktave anheben soll, um "wirklich" Bass zu bekommen. Prinzipell habe ich ja schon Bass, f3 liegt lt. Simulation derzeit bei knapp über 30 Hz:

http://www.htpc-tech.de/cinema/omnes.jpg

Vielleicht hast Du ja noch ein paar Ideen dazu. Was machen denn die üblichen Submodule als Entzerrung?

Lars

Hallo

Ist ähnlich wie beim Sub310.
Der benötigt auch eine Bassanhebung von 40Hz +6dB, damit er auf eine Untere Grenzfrequenz von 24Hz kommt.
Dafür reicht allerdings der oben erwähnt parametrische Equalizer.
Andere Submodule machen es auf genau diesem Prinzip.
Bei dir wäre es am besten, wenn du angibst, wo die Bassentzerrung (bei WinISD einstellbar) greifen muss und wieviel dB Verstärkung du brauchst.

Die Schaltung kann man schön auf eine kleine Lochrasterplatine aufbringen.

Hallo Peter,

danke für die Hilfe, das klingt ja schonmal ganz gut.

Die Entzerrung sollte ca. 3..5 dB bei etwa 30..33 Hz bringen. Bei der obigen Schaltung müsste ich also den Schwingkreis etwas vermutlich anpassen.

Mit 4,5dB bei 30 Hz sieht das ganze so aus:

http://www.htpc-tech.de/cinema/OmnesBassanhebung.jpg

Die ca. 100W die das Chassis dann an die Auslenkungsgrenze bringen verträgt es auch.

Ein Tipp zur Stromversorgung der Schaltung wäre noch gut!

Danke,
Lars

Du bräuchtest als Netzteil eins was +12V/-12V liefert.
Das wars dann auch schon.
Habe mir auch so eine Schaltung zusammengebaut.
Ist nicht sehr schwer.

So viel bringt die Anhebung,laut Simulation allerdings nicht.
Das wäre bei BR. Gehäuse bestimmt ne Menge mehr.
Probiere es doch mal mit einer Anhebung von 25Hz.

Sorry habe mich wohl vergugt.
Bringt doch schon ne ganze Menge bei 30Hz.

Hallo,

Will kein BR-Gehäuse. Bin positiv überrascht, wie wenig kritisch das geschlossene Gehäuse in Sachen Aufstellung ist -- dabei will ich gern bleiben.

Wg. Netzteil:

http://www.synrise.de/diy/supply/supply.htm

Wäre diese Schaltung gut? Scheint mir okay zu sein.

Was für Bautypen sollte man für Widerstände und Kondensatoren in der Equaliser-Schaltung nehmen? Metallfilm? Kohleschicht?

Lars

Das Netzteil sieht gut aus.
Ist vieleicht ein bischen überdimmensioniert, aber das macht nichts.

Als Widerstände am besten Metallschicht nehmen mit 1% Toleranz und bei den Kondensatoren hast du ja freie Auswahl.
Wichtig auch bei denen ist die Toleranz.
Bei Wima gibt es die MKS2 mit 5% Toleranz.
Diese habe ich auch verbaut.

Die "Bass-Boost"-Schaltung im angegebenen Link ist im ursprünglichen Sinne gemeint: Bass-Beule!

Es geht schaltungstechnisch viel einfacher und gleichzeitig viel, viel besser. Der Bass im geschlossenen Gehäuse stellt einen Hochpassfilter zweiter Ordnung dar. Schaltet man nun einen aktiven Hochpassfilter zweiter Ordnung mit hohem Q-Faktor davor, entsteht insgesamt ein Hochpassfilter vierter Ordnung mit niedriegerer Grenzfrequenz, aber steilerem Abfall unterhalb der Grenzfrequenz.

Im Gegensatz zur "Bass-Beulen"-Schaltung kann das bei richtiger Abstimmung die Impulswiedergabe sogar verbessern und der Basslautsprecher wird kaum mehr belastet, da jetzt keine Energie mehr in sinnlose Membranbewegungen unterhalb der Grenzfrequenz verschwendet wird.

Die Angabe "Maximaler Hub" ist immer dann mit äußerstem Mißtrauen zu betrachten, wenn nicht auch gleichzeitig die Polplattendicke P und die Wickelhöhe W der Schwingspule mit angegeben ist. Der lineare Hub ist dann immer +-( W - P )/2.

Nur bei einem echten linearen Hub von +-12mm wäre der Preis für den Lautsprecher gerechtfertigt!

Ein Butterworth-Hochpass 4.Ordnung benötigt zwei Teilfilter mit Q = 0.54, fo/fi = 0.719 und Q = 1.31, fo/fi = 1.39.

Für Qtc = 0.54 ist Vb = 64.3l/((0.54*0.54/0.34*0.34)-1) = 42l.

Fc ist dann 31.6Hz*0.54/0.34 = 50.2Hz und fo = 50.2Hz*0.719 = 36.1Hz.

Der benötigte aktive Hochpaßfilter 2.Ordnung muß damit eine Grenzfrequenz von 36.1Hz / 1.39 = 26Hz bei einem Q-Faktor von 1.31 aufweisen.

Das ideale Gehäusevolumen ist 42 Liter.

Der -3dB Punkt sollte dann bei etwa 20Hz liegen, ein für einen so kleinen Subwoofer ausgezeichneter Wert!

Hier ist der benötigte Hochpassfilter:

http://img126.exs.cx/img126/4666/26hp2a24ms71vl.jpg

Es ist ein Sallen-Key-Hochpass mit fo = 26Hz und einer inneren Verstärkung von 2.24, was einen Q von 1.3 ergibt. Das Ausgangssignal wird nicht am Ausgang des ersten OP abgenommen, sondern über einen Impedanzwandler an dessen invertierendem Eingang. Die Gesamtverstärkung ist dann oberhalb von fo wieder gleich 1, also 0dB. Am Ausgang des ersten OP ist sie +7dB.

Da könnte er ja auch gleich einen Tschebyscheff nehmen, der funktioniert ja ähnlich.
Der Nachteil dieser Schaltungen ist, das du im oberen Frequenzbereich noch überschwingen hast (Restwelligkeit).
Es ist also keine richtig saubere Sache, aber dafür die einfachste Möglichkeit für einen Bassboost.
Probleme könnte es geben, wenn du in deiner Endstufe schon einen Subsonicfilter (Hochpass) drinne hast.
Da könnte eine ganz schön große Phasenverschiebung auftreten.

@Peter Box

Kennst du die Grundlagen für Aktivfilter ( z.B. sehr schön beschrieben im "Tietze-Schenk" ) und die Theorie für "aktiv gefilterte Bassysteme" ( Fortsetzungsband von "Lautsprecher - Dichtung und Wahrheit" )? Dann wäre dir klar, das dies sehr wohl eine "saubere Sache" ist.

Der elektronische Hochpass und der akustische Hochpass ergeben multipliziert einen Butterworth-Hochpass 4.Ordnung, mit einer insgesamt für Butterworth und NICHT für Tschebyscheff typischen Restwelligkeit. Wichtig ist dabei nur, dass alle Parameter eingehalten werden. Bei diesem speziellen Lautsprecher funktioniert das nur mit Vb = 42l und nur mit einem elektronischen Hochpass 2.Ordnung mit fo = 26Hz und Q = 1.3.

Ich habe das Verfahren zig-mal in der Praxis eingesetzt und ich kann dir versichern, es funktioniert ohne meßbare und ohne hörbare Welligkeit.

Die untere Grenzfrequenz des Verstärkers sollte hier allerdings unter 10Hz liegen.

Sorry, aber soweit habe ich mich damit nun auch nicht beschäftigt. Da fehlt mir einfach die Zeit.
Möglich, das dein Vorschlag eine saubere Lösung ist.
Ich kenne nun mal nur den "typischen" Buckel und die Restwelligkeit dieser Filter.
Hatte einen in meiner Subendstufe. War ein Tschebyscheff.
Und der hat so dermaßen noch geschwungen, das ich bei 50Hz einen richtigen Einbruch hatte.
Da entschied ich mich zum para. Equalizer.

Wäre nicht schlecht, wenn du darüber noch ein bischen mehr Infos geben könntest, da dieses Gebiet sehr interessant ist.

@PeterBox

Ein "bischen mehr Infos" zu dem Thema könnte locker ein Buch füllen. Ich muß daher auf die angegebene Literatur verweisen.

Ich habe das ganze hier angeschnitten, weil das Beispiel mit dem geschlossenen Sub so einfach war und wenn die Parameter des Beispielchassis stimmen, so ergibt sich hier ein Subwoofer, der für seine Größe Erstaunliches leistet und den ich mir vielleicht sogar selbst bauen werde.

Mit dem Filter in deiner Sub-Endstufe würde das ganze auch funktionieren, er muß nur exakt auf den Lautsprecher im passenden Gehäuse abgestimmt werden, sonst ergibt sich mit Sicherheit ein völlig chaotischer Frequenzgang.

Auch vor ein Bassreflex-System kann man einen aktiven Hochpass setzen. Dann ergibt sich insgesamt ein Hochpass 6.Ordnung und die Berechnung wird richtig kompliziert - also nur etwas für Profis. Dafür hat man dann die maximal niedrige Grenzfrequenz mit dem kleinstmöglichen Gehäuse.

Dann gib mir mal einen Tipp bei meinem Sub.
Es ist der Sub310 mit dem Mivoc XAW310HC Chassis.
Der Tschebyscheff war auf eine fg von 19Hz und einen Bassboost von 35Hz bei+5dB.
Idealerweise bräucht ich aber 40Hz +6dB, die ich mit einem Equalizer (siehe oben) schon selber aufgebaut habe.
Im Netz findet man über deine Filter fast gar nichts.
Leider kann ich dir keine Frequenzgangkurve geben.

@Peter Box

Ich brauche zumindest die Thiele-Small-Parameter des Chassis, dann kann ich dir den Filter berechnen.

Hallo

Habe die TSP gefunden

Thiele Small Parameter
Nom. Impedanz 4
Re (Ohm) 2.80
Fs (Hz) 30
Qms 4.90
Qes 0.33
Qts 0.31
VAS (l) 81.00
SD (qcm) 489.00

Mms (g) 116.00
BxL (Tm) 13.70
SPL (dB) 1W/1M 90
Frequenzbereich (Hz) 25
linearer Xmax (mm) +/- 10.00
Induktion Le (mH) 1.90
RMS (Watt) 225
max. (Watt) 600


Schwingspule
Durchmesser (mm) 63
Höhe (mm) 30.00
Größe
Aussendurchmesser (mm) 336
Einbaudurchmesser (mm) 282
Einbauhöhe (mm) 154
Gewicht (g) 9300

OK, dann führ doch mal die Berechnung, wie ich sie weiter oben vorgeführt habe, mit den Werten von deinem Chassis durch.

Die von Beobachter beschriebene Filterung funktioniert hervorragend, setzt allerdings die Kenntnis der wirklichen Chassisparameter voraus - Herstellerangaben (Serienstreuung!) nutzen hier wenig.

Ein bisschen Messen muss schon sein ....

Gruß - Detlef

@detegg

Ich habe die genauen Parameter für den Aktivfilter in der Praxis auch stets meßtechnisch ermittelt. Die wenigsten Selbstbauer haben aber ein Meßequipment mit ausreichender Genauigkeit. PC-unterstützte Frequenzgang- und TSP-Meßgeräte soll es schon ab 99€ geben, fraglich ist allerdings, ob man den damit gemessenen Werten dann eher trauen kann, als den Herstellerangaben ( zumindest, wenn es sich um einen seriösen Hersteller, z.B. Audax, handelt und nicht um irgendeinen Vertrieb oder Importeur ).

Bei einem "aktiv gefilterten Bassreflex-System 6. Ordnung" kommt man um ein genaues Messgerät nicht herum.

Bei einem "aktiv gefilterten geschlossenen System 4. Ordnung" sind etweiige Toleranzen aber nicht ganz so kritisch. Erfahrungsgemäß reicht hier schon eine Genauigkeit von +-10% für fo und +-5% für den Q-Faktor des aktiven Hochpassfilters.

@Peter Box

Mit völlig ausreichender Genauigkeit kannst Du für deinen Sub exakt den gleichen aktiven Hochpass verwenden.
Dein Bass braucht dann ein geschlossenes Gehäuse mit 40 Litern Innenvolumen.

Tja mein Problem ist, das der Sub schon fertig ist.
Der war als Bauvorschlag in der HH.
Es ist ein BR Sub mit 70l Nettovolumen. Die maße des BR. Kanals habe ich jetzt leider gerade nicht zur Hand.
Er ist jedenfalls auf eine "Bassboost" Frequenz von 40Hz/+6dB angewiesen, damit er eine untere Grenzfrequenz von 24Hz erreicht.
Mir ging es eigentlich nur um einen Verbesserungsvorschlag meines benötigten Bassboostes.

Wer hat das Ding denn entwickelt?

70l Nettovolumen sind für diesen Lautsprecher auch und gerade für Bassreflex eindeutig zu viel. Es dürfte deinem Sub nicht unbedingt ( je nach Bassreflex-(Fehl-)Abstimmung ) an Tiefgang fehlen, aber auf jeden Fall an Präzision. Wenn der subjektive Höreindruck hier mit einer Anhebung um 6dB bei 40Hz besser ist, umso schlimmer!

Leg doch mal für 30l Styroporklötze in das Gehäuse, kleb das Reflexrohr zu und setz den beschriebenen Aktivfilter davor. Es dürfte ein Unterschied wie Tag und Nacht sein.

Sorry, hab einen Rechenfehler gemacht ( darf ich doch auch mal, oder? ).

70l kann hier als Bassreflex funktionieren.

Den beschriebenen Versuch kannst Du trotzdem machen.

Aus dem ganzen ein gefiltertes Bassreflexsystem 6. Ordnung zu entwickeln, wäre aber ohne Messcomputer aussichtslos.

@beobachter

... hast Du möglicherweise Platinen oder ein Layout für diesen Filtertyp?

Gruß - Detlef

Sieh mal nach unter "Verstärkermodul für Aktivsysteme".

Dort ist ein Layout für eine 200W-MOS-Endstufe mit beliebig einstellbarer Übertagungsfunktion für jeden Lautsprecher

Wow, geil was heir zusammen kommt... War zwei Tage beruflich unterwegs und komme gerade aus dem Staunen nicht mehr raus.

Die Schaltung sieht ja echt recht einfach zu bauen aus.
Ich werd mir das am Sonntag mal zu Gemüte führen und nächste Woche mal shoppen gehen.

Lars

Hallo Beobachter,

hast Du die beiden Hochpässe mal simuliert? Wenn ja, womit geht das gut? In WinISD kriegt man nur so in etwa eine Idee, wo das hinführt, einen Sallen-Key-Filter scheint es da nicht zu geben.

Dann könnte ich auch mal rumprobieren, was passiert, wenn man statt 42l nur 38l oder so nimmt.

Danke,
Lars

Hall Lars,

... verwende in WinISD ein Hochpass-Filter 2.ter Ordnung mit den von Beobachter angegebenen fc=26Hz und Q=1,31

(Ein Sallen-Key-Filter ist ein HP/TP mit Einfachmitkopplung und variabler Verstärkung)

Detlef

Unter der Voraussetzung, dass die Parameter des Lautsprechers stimmen, ist die Simulation überflüssig.

Was wirklich etwas bringt, ist ein genaues Frequenzgang-Messgerät, um den Filter dann in der Praxis zu optimieren.

Die besten Tipps zu brauchbaren Messgeräten erhält man bei der Redaktion der "Klang & Ton".

Mmh, ein "SOS Hochpass" sieht recht gut aus, da komme ich aber nur bis ca. 30HZ bei -3dB. Reicht mir an sich aber auch, ich dachte halt nur ich hätte was falsch gemacht, so dass ich die ca. 20Hz die Beobachter genannt hatte, nicht nachvollziehen konnte.

Ich verstehe halt noch nicht ganz, warum ich den elektrischen Hochpass nicht auch auf eine andere Gehäusegröße bzw. eine andere Gesamtgüte des eingebauten Chassis abstimmen kann...

Vielleicht kann mich da ja jemand erleuchten...

Lars

Moin,

Du kannst natürlich auch eine andere Abstimmung wählen. Die von Beobachter genannten Werte gelten wohl für eine Butterworth Abstimmung mit Qt=0,707 und ergeben das theoretische Optimum.

Willst Du z.B. auf 20Hz abstimmen, kommen andere Filtertypen/Gesamtgüten ´raus. Ich benutze dazu Listen aus einem Klinger-Fachbuch. Mathematisch kompliziert geht´s aber auch ....

Gruß - Detlef

Hi,
ist aus dem Omnes 20Hz sub nun etwas geworden?
das hört sich ja alles sehr gut an. Aus 40L geschlossenem Gehäuse einen 20Hz Sub zu zaubern.

Könnte man den Filter mit einem zum Filter sitzenden poti entsprechend anpassen? Dass heist nicht einfach per Schalter ein und ausschalten sondern seinen Einfluss steuern?

Chris

Hi Chris,

das macht in diesem Fall keinen Sinn - ist doch das System "Filter/Gehäuse/Chassis" auf eine bestimmte, optimierte Wiedergabefunktion ausgelegt.

Sub-Verstärkermodule haben teilweise ein Poti zur Einstellung der Einsatzfrequenz/Verstärkung - das sind aber reine "Glücksknubbel", ähnlich einem Bassregler am Verstärker/Receiver oder am Equalizer

Gruß - Detlef

Hi Chris,

bin leider noch nicht weiter. Hab im Moment wenig Zeit für die Bastelei und überlege eher, derartige Spielereien mit einer DCX2496 zu veranstalten, dann muss man für Änderungen nicht groß Bauteile einkaufen und rumlöten.

Lars

Hab im Moment wenig Zeit für die Bastelei und überlege eher, derartige Spielereien mit einer DCX2496 zu veranstalten

... gute Idee!

Detlef