Max. Groupdelay für analogen EQ

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wiesonich
Stammgast

#1 erstellt: 06. Nov 2007, 18:14

Nabend Leuts,

habe mit üblen Raumresonanzen zu kämpfen, deren Ursache ich nicht wirklich bekämpfen kann. Stattdessen möchte ich einen einfachen analogen EQ in die Endstufe einflechten, der die fragliche Frequenz (bei 80Hz) gezielt absenken soll.

Joe_Broesel hat im Wissens-Bereich dieses Forums eine aktive EQ-Grundschaltung eingestellt, mit der Frequenz und Dämpfung stufenlos eingestellt werden können. Die Flankensteilheit der Absenkung ist nicht einstellbar (sieht nach 12dB/Oktave aus). Aufgrund der Heftigkeit und der scharfen Abgrenzung meiner Raumresonanz bei 80 Hz brauche ich aber eine etwas steilere Flanke, um die nah angrenzenden Frequnezen, die keine Schwierigkeiten bereiten, möglichst ungedämpft zu belassen.

Ich habe Joe_Broesels Grundschaltung (die für Frequenzen von 50...150Hz) einmal mit PSpice simuliert und anschließend die Flankensteilheit so weit vergrößert, dass der -3dB Punkt der Absenkung nur noch etwa eine 1/4 Oktave von den fraglichen 80Hz entfernt liegt. Daraus folgt laut PSpice ein Groupdelay von etwa 35ms (grüne gestrichelte Linie). Vorher lag die Verzögerung bei 8ms (blaue gestr. Linie), der -3dB Punkt war aber über eine volle Oktave weit weg:

Leider kann ich die Auswirkung der größeren Laufzeit-Schweinereien nicht abschätzen, die aus einer sehr steilen Flanke entstehen. Lässt sich da eventuell eine grundsätzliche Aussage treffen, wie groß die Laufzeit-Verzögerung bei einer Frequenz von zum Beispiel 80 Hz in etwas sein darf?

Gruß und Dank für Eure Hilfe!
wiesonich

hreith
Inventar

#2 erstellt: 06. Nov 2007, 21:10

Hi wiesonich,

man sollte die den Phasenverlauf und den sich daraus ergebenden Laufzeitverlauf des EQ nicht isoliert betrachten sondern im Zusammenspiel mit der zu bekämpfenden Reso. Hier ergibt sich bei optimaler Abstimmung ein genau entgegengesetzter Verlauf, so dass am Ende nicht nur der Amplituden-, sondern auch der Phasenverlauf verbessert wird.

Analoge EQs mit einer so hohen Güte laufen gerne mit der Themperatur und Alterung weg, sind recht empfindlich gegen Bauteilstreuungen. Einfacher, genauer und langzeitstabil sind dsp-Lösungen. Damit kann man die Parameter in der Regel auch schneller ändern und so im Laufe der Zeit optimieren.

Kompensiert man eine Raumreso nur teilweise, dann hört sich das oft besser an als bei messtechnisch voller Kompensastion.

wiesonich
Stammgast

#3 erstellt: 06. Nov 2007, 22:38

Hi hreith,

die Dämpfung soll ja so schmalbandig ausfallen, damit sie der Bandbreite der vorliegenden Raumresonanz in etwa entspricht. Ich weiß nur nicht, ob die relativ große Laufzeitverzögerung des Filters bei der recht tief liegenden Raumresonanz von Bedeutung ist. Bin wahrlich kein Experte auf diesem Gebiet.

So weit ich das hier im Forum einmal gelesen habe, sollte die Laufzeitverzögerung eines Filters grundsätzlich möglichst kurz sein. Die zulässige (noch nicht wahrnehmbare) Laufzeitverzögerung soll aber von der Frequenz abhängen, bei der sie auftritt. Ich finde den Beitrag nicht wieder, wo das beschrieben wurde und kenne diese Grenzen einfach nicht.

Ein DSP wäre natürlich fein, aber der würde den Preisrahmen von 10 Euro vermutlich überschreiten. Es soll wirklich nur ein einfacher analoger Aktiv-Filter auf einer Rasterplatine werden, in grenzen einstellbar.

hreith
Inventar

#4 erstellt: 07. Nov 2007, 00:33

Hi wiesonich,

die Laufzeit ergibt sich aus der Änderung der Phase geteilt durch die Änderung der Frequenz. Eine starke Phasenänderung bei relativ geringen Frequenzen ist also zwangsläufig mit einer hohen Laufzeit verknüpft. Die Frequenz wird von deiner Reso vorgegeben, da kannst du nichts dran drehen. Die Phasenänderung wird von der Güte des Filters bestimmt: Je schmalbandiger, desto stärker die Phasenänderung. Auch da sind deine Vorderungen klar. Somit ergibt sich zwangsweise eine hohe Laufzeit. Wenn du dich nicht willst, dann darfst du eben nicht filtern.
Nun ist es aber wie gesagt so, dass die Raumreso ja genau entgegengesetzt verläuft - und zwar auch bezüglich der Phase. Raumreso und Filter zusammen ergeben also wieder eine geringe Laufzeit - geringer als die Einzellaufzeiten, da sie ein umgekehrtes Vorzeichen haben.
Das funktioniert aber nur dann nahezu perfekt, wenn die Parameter genau stimmen und auch nicht weglaufen. Ansonsten hast du quasi 2 benachbarte Resonanzen mit einem eher abenteuerlichen Phasengang. Und genau darum wirds mit einem analogen Filter problematisch.

wiesonich
Stammgast

#5 erstellt: 07. Nov 2007, 22:02

Stimmt, das Ganze ist schon recht knifflig mit einem analogen EQ. Einen möglichen Drift durch Temperatur und Alterung nehme ich aber zunächst in Kauf und werde die Stabilität der Parameter einfach beobachten. Eventuell lässt sich durch ein wenig Justage eine stabile Einstellung finden.

Gibt es eigentlich auch eine EQ-Schaltung, bei der neben der Frequenz und der Dämpfung auch die Flankensteilheit stufenlos einstellbar ist?