Sub Vorstufe

Keiner ne Anregung, oder Idee??

Hallo Peter,

dann wollen wir ´mal.

Das Subsonic-Filter weist in der Simulation
bei 20 Hz schon eine Dämpfung von ca. 8 dB auf,
zusätzlich einen Phasensprung von 360 Grad.
Gewünscht?

Gruß Wilhelm

Wie kommst du auf 360° phasensprung??
20Hz -8dB klingt schon recht gut.
Wie simulierst du das?

Hi Peter,

Simulation mit Multisim (TM).

Die Phase springt bei ca. 20 Hz von - 180Grad auf + 180 Grad.

Sind - 8dB bei 20 Hz nicht schon ein wenig zu viel?

Nächste Simu:

Durchstimmbarer Tiefpass:

-24db bei 140 Hz und 240Hz, also nach der Simulation zu hoch.

Mit 47k und 50k Trimmer > 50 - 100 Hz

Gruß Wilhelm

Also nach meiner Berechnung stimmt der Tiefpass mit den Angaben genauso überein, wie angegeben.

Warum dreht sich die Phase nur so doll?

Hallo Peter,
Gibt es einen Grund für die gewählte Reihenfolge der einzelnen Stufen?

Gruß - Detlef

Eigentlich nicht.
Ich weis, der Tiefpass sollte vor den Subsonic kommen.
Ist die Reihenfolge nicht egal?

Ist die Reihenfolge nicht egal?

Ich denke, dass nein! Stichworte: Übersteuerung, Geräuschspannungsabstände, etc.

z.B. Lautstärkeregelung:
Am Eingang kannst Du über Poti/Festwiderstand einen Pegelabgleich machen bei differierenden Eingangssignalen. Die Filterstufen sollten möglichst mit konstantem Pegel gefahren werden (wg. Übersteuerung). Der Lautstärkeregler (Ausgangsabschwächer) am Ausgang schwächt auch das Rauschen der Filterstufen.

Hallo Peter,
Generell gibt es zwei Dinge, die mir nicht gefallen. Erstens beim "45 Hz +/-6dB" geht das 10k-Pot direkt an den Invers- bezw. Noninvers-Eingang. Das Teilerverhältnis und damit der Anhebungs- und Absenkbereich wird aber aus R36 zu R37 / R37 zu R39 gebildet. Für +/-6dB müsste folglich R37 grösser sein oder R36 und 39 kleiner. Hier ist der Faktor 11,5 = 21,2 dB. Du könntest auch wie beim 25 Hz am Pot 2 Widerstände vorschalten, je 5,4 k, und damit den Regelbereich verringern. Ob die Werte der verwendeten C so stimmen, habe ich nicht nachgerechnet.

Das zweite ist der Phasenschieber. In dieser Schaltung hast Du eine Phasendrehung, deren Frequenz verändert werden kann. Entweder ist sie bei rund 7 Hz 45 Grad(Pot max.) oder konstant 180 Grad (Pot 0 Ohm). Bei 20 Hz dürfte die Drehung bei mindestens 160 Grad liegen, bei 50 Hz 172 Grad. Ich behaupte, dass der Phasenregler so keinen wirklichen Sinn macht und überhaupt müsste er (wenn schon) eine Laufzeit ausgleichen. Dies ist aber nicht so einfach möglich. Daher verwenden verschiedene Subwoofer nur einen Phasenschalter 0/180 Grad.

@richi

Das ist doch mal ne Antwort.
Aber bei der Equalizerschaltung um OP10 hast du glaube ich was übersehen.
Der R37 und R39 sind doch für die Frequenz bestimmt.
Das Verstärkungs/Abschwächungsverhältinis besteht doch aus R36/Poti 3 und R39/Poti 3.
Oder habe ich da nicht aufgepasst?

Zum 2. die Phasendrehung.
Wie bekomme ich die da nur raus?
Anstatt des Potis kann man ja einen Schalter einbauen.
Aber wieseo dreht die ganze Schaltung so stark die Phase?

Verzweiflung

Aber wieseo dreht die ganze Schaltung so stark die Phase?

Die -3dB Frequenz Deines Subsonicfilters liegt bei ca. 28Hz. Allerdings ist der Phasengang - wie bei 24 dB-Filtern normal - gleitend pro Oktave ca. 90° . Im Einsatzbereich dreht die Phase dann um ca. 200° - die Verpolung des Chassis gleicht das wieder aus.



Ich hoffe, Du wirst aus den Daten schlau .....

Gruß - Detlef

Wie hoch ist dann die Phasendrehung beim Tiefpass?

Tiefpass = analog zum Hochpass

Bei der Hintereinanderschaltung mehrer (n) Filterstufen mit gleicher Grenzfrequenz (fgi) ergibt sich die "Über alles"-Grenzfrequenz beim Hochpass (Subsonic) zu fg=fgi*sqr(n) - in Deinem Fall 20Hz*1,414=28.28 Hz. Bei Tiefpässen gilt fg=fgi/sqr(n) - das ist bei der Dimensionierung zu beachten!

@Peter
Wie willst Du das 4-fach Poti beim TP realisieren?

Hallo,

4 Trimmer PT15 hintereinander mit gemeinsamer Achse.

Gruß Wilhelm

jau - hätte ich auch drauf kommen können. Dann brauchen wir uns an dieser Stelle auch keine Gedanken mehr zu Grenzfrequenzen und Phasengängen etc. zu machen.

Vorschlag: Die R´s (1% MS) der Filter wechselbar in Goldkontakten oder komfortabel mit Umschalter - durchstimmbar braucht nicht wirklich einer.

Gruß - Detlef

Frequenzbestimmend sind C18 und R37, zusammen mit C19 und R38 plus P4.
R36 und R39 ergeben eine Grundverstärkung von 1, weil beide gleich gross sind.
C18 und R37 ergeben aber neben einem Teil der Frequenzkurve des Filters auch einen Teil der Dämpfung oder Anhebung, weil sich ja ein Teiler von eben dieser RC-Kombination zu R36 oder R39 ergibt.

Beim 25 Hz hast Du R32 und R35 als gleich grosse Widerstände gewählt. Wenn Du dort das Pot nach rechts bewegst, ergibt sich am OPV durch den Teiler R34 zu R35 eine Verstärkung von 2 (+6dB). Zu R34 müsste man noch R30 hinzurechnen und die ganze Geschichte quadratisch addieren, um die genauen Werte zu bekommen. Es liegt aber dort bei etwa Verstärkung 2.
Bei den 45 Hz hast Du aber keinen Widerstand, der R34 entsprechen würde. Hier wird die Verstärkung im Maximum durch R39 und R37 gebildet (plus Xc von C18), sodass die maximalverstärkung bis gegen 10 geht. Und entsprechend ist die Absenkung auch so gross.
Um die Veränderung von 6 dB zu erreichen, müsste das Bild um das Poti ähnlich sein wie in der 25 Hz-Stufe. Also an jedem Poti-Ende ein Widerstand in der Grösse von R39 oder R36.

Ein Wort zur Grenzfrequenz (detegg)
Wenn Du ein normales RC-Glied als Hoch- oder Tiefpass verwendest, so ist letztlich die Steilheit 6 dB pro Oktave und der beginnende Abfall, also der - 1.5 oder -3 dB-Punkt schaltungsunabhängig. Bei elektronischen Schaltungen wie hier hängt es vom RC-Verhältnis ab, wie schnell der Abfall einsetzt. Um also die Grenzfrequenz, die ja immer bei -3dB definiert ist, festzustellen, müsste man eine ausgemessene Frequenzkurve EINES Filters haben und da den -1.5dB-Punkt suchen. Ist nämlich das zweite Filter identisch, ergeben die 2 -1.5dB die geforderten -3dB. Ob das bei Deinen Filtern mit einem Frequenzversatz von 1,414 stimmt oder nicht, bin ich nicht so sicher.

Bei der Phasendrehung gehe ich nicht weiter auf die eigentlichen Filter ein, sondern betrachte nochmals die Phasendrehschaltung mit OP13.
Angenommen, C24 und P5 wären nicht vorhanden, so hast Du am OP ein Signal am Noninvers. Nehmen wir einfach mal an, es wären im Moment +1V (wir nehmen an, dass am R44 keine Spannung abfällt). Folglich hast Du am Ausgang auch ein Signal von + (x) V. Wäre die Ausgangsspannung höher als +1V, so würde sich am Inverseingang eine höhere Spannung als +1V einstellen, sodass der Ausgang dadurch pegelmässig reduziert würde. Wäre der Ausgang zu tief, würde auch der Invers-Eingang unter die 1V kommen, sodass der Noninvers mit +1V eine entsprechende Verstärkung erzeugt.
Kurz gesagt: Du hast am Noninvers +1V, am Ausgang +1V und am Invers +1V.
Wenn Du nun den Noninvers auf Masse legst, so hast Du da 0V. Damit der OPV wieder ausgeglichen ist, muss am Invers auch 0V sein. Das erreichst Du, wenn der Ausgang -1V hat. Dann werden die +1V, die am R45 anfallen, durch die Spannung von R46 ausgeglichen. Und das ist nur möglich, wenn der Ausgang negativ wird. Voraussetzung ist allerdings, dass R46 und R45 gleich gross sind. Es darf also nicht wie in Deinem Schema ein Widerstand von 1k und einer von 910 Ohm sein. Das ist ein Fehler in Deiner Shaltung.
Wenn wir jetzt zwischen 0 und 180 Grad umschalten wollen, können wir einfach diese Schaltung nehmen und den Noninvers so betreiben oder an Masse legen.
In der gezeichneten Schaltung wird der Noninvers durch das Pot mehr oder weniger auf Masse gelegt. Ohne C ergäbe das nur eine Pegelveränderung und erst im Bereich gegen P=0 Ohm würde der Pegel wieder zunehmen, mit 180 Grad Phase. Durch das C ergibt sich am Noninvers immer eine Phasendrehung, die aber frequenzabhängig ist.
Ich habe übrigens gerade bemerkt, dass ich bei meiner vorherigen Berechnung einen Fehler gemacht habe. Die Phasendrehung wird mit steigender Frequenz nicht grösser, sondern kleiner bei Pot Maximum. Si ist also bei 20 Hz noch etwa 20 Grad und bei 50 Hz 8 Grad. Aber nichts desto trotz nützt eine frequenzabhängige Phasendrehung sehr wenig.
Dazu folgende Überlegung:
Ich habe (tatsächlich) 2 grosse Frontboxen und 2 kleine rückwärtige Dinger. Diese sind mit je einem Subwoofer verbunden. Würde ich die Phase auf die rückwärtigen Satelliten optimieren, würden Front-Tieftöner und Sub möglicherweise Phasenfehler aufweisen. Daher gibt es nur ein richtig oder falsch. Und das kann ich mit dem Schalter erreichen.

Bei elektronischen Schaltungen wie hier hängt es vom RC-Verhältnis ab, wie schnell der Abfall einsetzt

Absolut richtig - das Verhalten der Filter im Frequenz- u. Zeitbereich wird durch die gewählten Filterkoefizienten bestimmt.
Peter hat in seinem Entwurf für (durchstimmbaren) Tiefpass und Hochpass (Subsonic) eine gebräuchliche Abstimmung benutzt (R1=R2, C2=2*C1 im Falle des HP und C1=C2, R2=2*R1 beim Tiefpass). Damit ergibt sich im Übergangsbereich zw. HP/TP KEINE Überhöhung im Amplitudenfrequenzgang (LR-Abstimmung). Da die einzelnen Filter aber nicht in Zusammenhang stehen/unterschiedliche fg haben, hätte ich hier eine Abstimmung auf z.B. Q=0,5 (Bessel) vorgezogen.

Ob das bei Deinen Filtern mit einem Frequenzversatz von 1,414 stimmt oder nicht, bin ich nicht so sicher

Stimmt schon so - bei der Multiplikation der komplexen Teilübertragungsfunktionen der Einzelfilter ergeben sich um den Faktor 1/sqr2=0,707 kleinere fg bei gegebener Gesamtgrenzfrequenz. Also in diesem Falle für 20Hz die Einzelfilter auf ca. 14Hz abstimmen. Deine Erklärung trifft das Ganze schon ziemlich gut - bist halt praxisnah ..

Detlef

Für den Tiefpass wollte ich einen 4x4 Drehschalter verwenden, da ja eigentlich 4 Stellungen reichen.
Den 2. EQ habe ich rausgenommen, da er für mich nicht groß von nutzen sein dürfte. War nur als "Schmanckerl" gedacht.
Habe die Schaltung nochmal überarbeitet.
Guckst du hier:
http://img83.echo.cx/img83/3805/42nk.gif

Drehschalter = gute Lösung, nimm einen mit unterbrechenden Kontakten

Das RC-Glied vor dem Ausgangs-OPA ist gut. Dahinter würde ich auch eins setzen (DC-Offset). Vielleicht auch in den Eingang - ist Deine Quelle gleichspannungsfrei?

Wird das ein Mono-Sub oder 2 Stereo-Sub?

Im Subsonic-Filter besser die C´s um eine Potenz größer, damit die R´s entsprechend kleiner (wg. Rauschen).

Was unternimmst Du gegen Offsets und wie blockst Du die Ub ab?

... viele Fragen - GRuß - Detlef

Na ja wollte vor die NE OP`s je 2 22uF/25V C nehmen.
Gleichspannunsfrei ist meine Signalquelle.
Wird, ist ein Mono Sub.
Wenn die C`s größer, verschiebt die Phase sich dann nicht noch mehr?
Habe mal als Faustregel gelesen, bei Subsonic die C`s nicht größer als 10nF.

Direkt an die Ub-Beinchen unbedingt jeweils 100nF, die 22µF sind nicht zwingend notwendig, wenn das Netzteil gut dimensioniert ist.
Wenn es ein Mono-Sub wird, brauchst Du aber noch eine Addierstufe für die beiden Stereokanäle, LFE eines AVR wird wohl nicht verwendet?
Vergis´ mal die Phase, meistens addiert es sich zu ca. 180/360 Grad - die Laufzeiten/Sprungantworten sind wesentlicher. Deine Faustregel ist mir neu - hast Du da noch weitere Infos?

Die Faustregel kommt von Zucker.
Habe leider keine große Bibliothek, wo ich nachblättern könnte.
Habe LFE am Reciever dran, also einfach ohne Addierer.

Hallo Peter,

Die Faustregel kommt von Zucker.

die "Faustregel" war nur zur Berechnung eines Linkwitz gedacht, bei dem Korrekturfaktoren mit eingebaut sind. Dafür sollten beim HP die C`s 10n und biem TP die R`2 10K nicht übersteigen.
Für einen TP 24db Linkwitz müßten bei 10K der Rückkopplungs-C 400n und der Masse C 200n haben. Um Normwerte einsetzen zu können, müssen halt die R etwas angepasst werden.

Also ist die Schaltung so doch schon in Ordnung?
Ja gut die R`s muß man eben ein bischen variieren.

Kann ich die Schaltung so jetzt nehmen, oder spricht noch etwas dagegen??

Gibt es außer Multisim noch andere Software, wo ich die Schaltung mal simulieren könnte?

Gruß
Peter

Gibt es außer Multisim noch andere Software, wo ich die Schaltung mal simulieren könnte?

Ich verwende EWB v5.0 (Electronic Workbench) - ist zwar schon etwas älter (98), funktioniert aber gut.

Hast Du DSL?

Gruß - Detlef

Hallo Peter,

guckst Du hier: http://www.hifi-foru...ad=2175&postID=11#11

Das Programm ist frei und unbegrenzt in den Knotenpunkten.

@detegg

Die neue hatte ich schon mal als Demo, aber wo ich die neulich wieder draufspielen wollte, sagte ermir, das diese schon mal installiert war und bricht dann das Setup ab.
DSL habe ich.

Gruß
Peter

So habe EWB installiert. Ging ohne Probleme.
Nur irgendwie kann ich nichts simulieren.
Habe als Eingang den Funktionsgenerator genommen und zum Messen am Ausgang das Oszilloskop.
Signal ist klar, und die Masse ist auch vorhanden und trotzdem sehe ich keinerlei Anzeige.
Hat da einer ne Idee??

... mail mir doch mal die zum Projekt gehörige *.EWB Datei!

Gruß - Detlef