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T2021B - Ausgangsfilter an 16R
#1
Hallo Leute.

Bin neu hier. Alfsch hat mich auf Eurer Forum gebracht. ( Danke! Wink )
Ich habe nicht den allergroessten Background ( Komme eher von der SW Schiene), verzeiht bitte wenn ich hier ein paar Sachen durcheinanderbringe.

Auf http://www.diyaudio.com/forums/showthrea...did=138467

gibt es nicht allzuviel Feedback zu meinem Thema.

Mein Problem: Dimensionierung des Ausgangsfilters fuer meinen
Tri-2021B an 16 Ohm.

Datenblaetter etc. helfen hier nicht weiter.

Dann habe ich halt selbst mal versucht zu rechnen:

R=Rload
f=cutoff frequency

C=1/(SQRT(2) 2*PI*f*R)
L=SQRT(2)*R/(2*PI*f)

Rausgekommen sind 0.14uf und 36uh (2*36uh=72uh total) for best match of fc=50khz at R=16R.

Mit nem klassischen 4 R Setup (10uh und 0,47R) nach Datenblatt komme ich
bei 16R nicht hin. Das bringt mir eine Grenzfrequenz von 15khz und 180khz.
Nach der Berechnung laeuft das Ganze nach Datenblatt nur bei 4R Lautsprechern, schon bei 0,22uf und 10uh an 8R laufen die Filter schon ganz schoen auseinander.

Kann mir das jemand hier bestaetigen? Was muss ich noch beachten?
Ist das errechnete Setup OK?

Uebrigends wuerde es was helfen, wenn man einen Zobelfilter in die Lautsprecher bauen wuerde, um die Impedanz zu linearisien?
Damit sollte der Verstaerker doch eigentlich besser klarkommen.

Vielen Dank
Gruss




 
#2
Hallo soundcheck,

ich wünsch Dir erstmal ein herzliches Willkommen und hoffe, dass Du bei uns schneller und mehr feedback bekommst.

Als ich Deine Formeln sah, bin ich allerdings fast umgefallen. Wer hat denn heute noch nen Taschenrechner? misstrau Wir haben doch Spice Big Grin

LG, Gucki
 
#3
also im db steht so etwa: 10uh + 0,6uf

worauf willste eigentlich genau raus? linear bis...? oder mit anhebung usw ?
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#4
Die Rechnung als einzelne RC- bzw. LC-Filter macht keinen Sinn..
Zu
L & C weisen gegenläufige Phasenverschiebungen zwischen Spannung und Strom auf und bilden gemeinsam eine Resonanz aus. Wenn man so ein LC-Filter mit einem Lastwiderstand stark bedämpft, kriegt man ein Tiefpassfilter mit mäßiger Resonanzüberhöhung. Keinen Bandpass, wie du anzunehmen scheinst.
Die Drossel liegt seriell zur Last und formt damit einen Tiefpass, der Kondensator liegt nicht seriell zur Last und bildet somit keinen Hochpass.

.. woher nimmst du eigentlich die SQRT(2) in deinen Formeln?
Die Grenzfrequenz einfacher RC oder LC Filter ist bei der Frequenz wo der Betrag des Blindanteils gleich dem Ohmschen Anteil ist.R = XL = 2 PI f L oder R = Xc = 1 / (2 PI f C). In diesem Fall ist die Amplitude an beiden Bauteilen gleich. Da Strom und Spannung nicht in Phase sind, sondern 90 Grad, ergibt sich für den Betrag der Spannung an jedem Bauteil der Faktor SQRT(2) gegenüber der Eingangsspannung. Dieser Faktor hat aber in der Formel für die Grenzfrequenz nix verloren.

Spätestens wenn du das Zusammenwirken von L und C ermitteln willst, dann musst du die Phasenverschiebungen mit etwas mehr Detailliebe anschauen.
Das heisst: Zeigerdiagramme oder komplexe Rechnung.
...oder eben Simulation LTSpice... PSpice.... etc
 
#5
Hi Leute.

Danke schon einmal. Allerdings hat mich leider noch nicht eine Antwort - mal auf die Schnelle - auch nur einen mm weiter gebracht. Big Grin

Ich habe die Formeln nicht selbst erfunden. Wink Und die Ergebnisse fuer
die verschiedenen Setups scheinen zumindest korrekte Werte f�¼r C und L bei entsprechenden Lasten zu ergeben. Und ich glaube, ich liege nicht ganz falsch, wenn ich behaupte, dass fuer 16R ich mit einem Standarfilter fuer 4R voll daneben liege.

Wir sprechen hier doch ueber den allersimpelsten, meistgebraeuchlichsten Filter.
Gibt es da nicht ein paar einfache Eckwerte und Empfehlungen (bitte nicht Referenz zu Datenblatt,sondern vielleicht Formeln, bzw. nachzuvollziehende Herleitung). Waere auch froh natuerlich ueber einige leicht zu implementierende Verbesserungsvorschlaege?

(Oder sollte ich doch erst mal einen zweioechigen Kurs belegen, um mich in Spice einzuarbeiten? Wink )

Gruss
 
#6
Zitat:Allerdings hat mich leider noch nicht eine Antwort - mal auf die Schnelle - auch nur einen mm weiter gebracht.
tja, auf meine fragen in #3 willst ja nicht antworten...was soll ich dir also sagen?
42,1 uh + 0,372 uf ??

Verbesserungsvorschlaege...wofür? dh was verbessern?

+ ja swcad wäre hilfreich...einfach mal nen nachmittag rumspielen, dann kannste genug Wink
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#7
Zitat:Original geschrieben von alfsch

Zitat:Allerdings hat mich leider noch nicht eine Antwort - mal auf die Schnelle - auch nur einen mm weiter gebracht.
tja, auf meine fragen in #3 willst ja nicht antworten...was soll ich dir also sagen?
42,1 uh + 0,372 uf ??

Verbesserungsvorschlaege...wof����¯�¿�½���¯���¿���½����¯�¿�½������¼r? dh was verbessern?

+ ja swcad w����¯�¿�½���¯���¿���½����¯�¿�½������¤re hilfreich...einfach mal nen nachmittag rumspielen, dann kannste genug Wink

Erst mal muss ich ja verstehen wovon Du Ueberhaupt sprichst. Und Bezug zu "Datenblatt" hatte ich ja kommentiert. Wink

Ich benoetige keine Werte. Nur die Herangehensweise zur Ermittlung der Werte. Und was es dabei zu beruecksichtigen gilt.

Ich habe dann mal weitergeforscht. Wenn ich das bei TI richtig verstanden habe macht es Sinn den Filter so zu dimensionieren, dass es bei 20kHz einen 2db Peak (Q=?)geben kann, um L (und damit die Spule) so gering bzw. klein wie moeglich zu halten. Allerdings faengt man sich bei kleineren L Werten wohl ein hoeheres THD ein. Auch eine niedrige Grenzfrequenz fuehrt offensichtlich zu einer groesseren Spule. Hier waeren also z.B. fg=35khz besser als 20khz -- warum dann nicht 50kHz - haette man dann noch zuviele HF Anteile bei 300kHz?
Um dann nicht nur die Aussmasse der Spule klein zu halten, ist dann ja wohl auch das R der Spule nicht zu vernachlaessigen. Was gibt es da fuer Richtwerte -- < 3mOhm ?? Das spricht wieder f�¼r eine hohe fg und zudem einen guten Spulenkern bei dem ich mit sehr wenig Windungen auskomme.

Wie sollten all diese und evtl. ja auch noch weitere Parameter priorisiert werden?

Na gut. Ich denke ich komme am Simulieren wohl nicht vorbei. Doch letztendlich muss man doch wahrscheinlich einen Mittelweg finden, den es dann empirisch zu ermitteln gilt. (Und hier waere ich dann auf eure Erfahrung angewiesen)

Ein paar Tips waeren super:

Wie soll ich denn das Ersatzschaltbild fuer den Lautsprecher ansetzen?

Ich habe einen Breitbaender ganz ohne Weiche und einen Hochtoener getrennt ueber einen HP 1. Ordnung (1uf Kondensator).
Wie genau muss das Ganze werden? Kann ich L von den Lautsprechern vernachlaessigen?

Dank nochmal fuer eure Geduld.

Gruss


 
#8
Zitat:Erst mal muss ich ja verstehen wovon Du Ueberhaupt sprichst
jup, offenbar liegt genau dort das erste problem Rolleyes

Zitat:Wie sollten all diese und evtl. ja auch noch weitere Parameter priorisiert werden?
genau das war die frage an dich! was du eben haben willst...denn welche tips soll ich dir geben, wenn du nicht sagst was dabei rauskommen soll...

hoffe, das is mal soweit geklärt.

also: definier mal dein ziel! zb linearer fq bis xxkhz bei last soundso;
alles andere is sinnlos, denn es gibt viele möglichkeiten....

vgl: "ich will mein moped optimal tunen..." ja , was denn? vergaser, motor...was soll rauskommen? verstanden?

ohne klares ziel - kein klarer weg , bzw keine sinnvollen tips möglich!

Zitat:Ich habe einen Breitbaender ganz ohne Weiche und einen Hochtoener getrennt ueber einen HP 1. Ordnung (1uf Kondensator). Wie genau muss das Ganze werden? Kann ich L von den Lautsprechern vernachlaessigen?

ups, die erste konkrete angabe! es wird noch... Tongue
nein , L kannst nicht weglassen. is sogar sehr wichtig.
aber wir brauchen konkrete werte, dh messung deiner realen last.
bzw werte aus db von den speakern, falls vorhanden...
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#9
Hallo.


Ziel: Optimaler Klang.

Da gibt es - denke ich - nicht allzuviele Moeglichkeiten bei meinem 2021B an 16R

Speaker-Paramter:
Checke ich mal ab.

Uebrigends:

Bei weiterer Recherche im Internet stellt sich mir ein neuer Loesungsansatz dar:

"Gar kein Filter!!!" ( Im Datasheet Sinn)

Lediglich ein Ferrit-Bead ueber die Leitung und ggfs. 1nf gegen Ground, damit erschlage ich gleich
eine Hand voll Probleme? Die 300kHz sollten dem Speaker doch nichts anhaben - so steht's zumindest geschrieben.

Was sagt ihr denn zu diesem "Weniger ist Mehr" Ansatz???

Info:
Ich brauche nur so bis zu 3-5W maximal bei meinen 98db/SPL Speakern. Energetisch gesehen bewege ich mich hier auf sehr niedrigem Niveau.

Gruss
 
#10
Zitat:Original geschrieben von soundcheck

Hallo.


Ziel: Optimaler Klang.

dann nimm eine PCL82..
 
#11
Zitat:Original geschrieben von Gerd
dann nimm eine PCL82..

Genau! "P" steht für "phantastischer" und "CL" für "Clang" mit "82" Punkten auf der nach oben offenen Gerd-Sklala klappe

Oder besser gleich ne PCL86 ? misstrau
 
#12
Zitat:Ziel: Optimaler Klang.
is wie optimales wetter.
optimales ski-wetter.
optimales bade-wetter.
alles gleich? nicht ganz, oder?
dagegen: linearer frequenzgang am amp-output als ziel wäre ne klare definition.
ob die aber "optimal" is - das muss der wissen, der das ziel festlegt.

Zitat:Gar kein Filter!!!
geht wunnebar für nen subwoofer , die spule von nem grossen bass hat soviel induktivität, dass ein filter entfallen kann, falls der amp direkt am speaker sitzt; ansonsten stellen die leitungen super störsender dar... Tongue

also, wenn du nen ht mit dran hast , is der vmtl tot; ein bass allein geht ;deal2
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#13
...got it. Die seltsamen SQRT(2)-Formeln gelten für die Butterworth-Abstimmung.
Aber wie kommst du auf ne obere und untere Grenzfrequenz??
Zitat:Original geschrieben von soundcheck
Das bringt mir eine Grenzfrequenz von 15khz und 180khz.

Anyway, in deinem Fall mit nem Breitbänder + Hochtöner solltest du evtl. einfach mal den Impedanzverlauf zwischen 10kHz und 40kHz messen.
Oder wenn du kein Messequipment hast, dann kannst du auf gut Glück die Impedanzkompensation ausm Datenblatt des Breitbänders nehmen und davon ausgehen, dass bei den hohen für das Filter relevanten Frequenzen die HochtönerImpedanz auch noch parallel dazu liegt.
Deine Rechnung mit 16 Ohm ist vermutlich reichlich unrealistisch. Höherohmig als die Hochtoener-Impedanz wird dein Speakersystem bei der Filterresonanz kaum sein.

Wenn du keine Messmöglichkeiten hast und auch nicht simulieren kannst/willst,
dann bleibt nur PI*Daumen und Rechnung mit ner Impedanz leicht unter der Hochtönerimpedanz.


 
#14
Zitat:Original geschrieben von alfsch
linearer frequenzgang am amp-output als ziel w���¤re ne klare definition.
ob die aber "optimal" is - das muss der wissen, der das ziel festlegt.

geht wunnebar f���¼r nen subwoofer , die spule von nem grossen bass hat soviel induktivit���¤t, dass ein filter entfallen kann, falls der amp direkt am speaker sitzt; ansonsten stellen die leitungen super st���¶rsender dar... Tongue

also, wenn du nen ht mit dran hast , is der vmtl tot; ein bass allein geht ;deal2

1.
Linear oder nicht linear oder 2db Peak bei 20khz ist mir echt egal, solange man mir nicht erklaert was ich mir fuer Vor- und Nachteile damit einkaufe.
Es kann doch nicht so schwer sein mal klar zu sagen was der Koenigsweg bei einem relativ trivialen Ausgangsfilter sein sollte.
Da muss es doch Erfahrungswerte geben. Ich dachte ich bin hier bei den Class-D Spezis gelandet. Wink

Wenn ich dann ggfs. die Koenigsweg-Vorgabe habe kann ich dann auch meine Simulaton richtig angehen.

Falls ich hier nicht weiterkomme, werde mich dann wohl auf die TI Empfehlung verlassen, die ja einen 2db Peak bei 20khz als durchaus akzeptabel ansehen, um den Filter so schlank wie moeglich zu halten.

2. Das mit dem HT ohne Filter muss man mir auch noch mal erklaeren.

Warum sollte der abfackeln? Der macht doch bei 20kHz ziemlich heftig dicht. Was sollen die 300khz
denn da ausrichten?

Einen Teil des HF Schrottes bekommt man ja laut Audiodesign Guide schon ziemlich gut mit Ferrit Beads Cores raus.

Hat das hier noch keiner probiert?

Gruss

 
#15
Zitat:Original geschrieben von ChocoHolic

...got it. Die seltsamen SQRT(2)-Formeln gelten f�¼r die Butterworth-Abstimmung.
Aber wie kommst du auf ne obere und untere Grenzfrequenz??
Zitat:Original geschrieben von soundcheck
Das bringt mir eine Grenzfrequenz von 15khz und 180khz.

Anyway, in deinem Fall mit nem Breitb�¤nder + Hocht�¶ner solltest du evtl. einfach mal den Impedanzverlauf zwischen 10kHz und 40kHz messen.
Oder wenn du kein Messequipment hast, dann kannst du auf gut Gl�¼ck die Impedanzkompensation ausm Datenblatt des Breitb�¤nders nehmen und davon ausgehen, dass bei den hohen f�¼r das Filter relevanten Frequenzen die Hocht�¶nerImpedanz auch noch parallel dazu liegt.
Deine Rechnung mit 16 Ohm ist vermutlich reichlich unrealistisch. H�¶herohmig als die Hochtoener-Impedanz wird dein Speakersystem bei der Filterresonanz kaum sein.

Wenn du keine Messm�¶glichkeiten hast und auch nicht simulieren kannst/willst,
dann bleibt nur PI*Daumen und Rechnung mit ner Impedanz leicht unter der Hocht�¶nerimpedanz.

Ok -- endlich mal was handfestes!! Vielen Dank Chocoholic.

Deine Message:
Impedanzkorrektur des Lautsprechers ist empfehlenswert, um die Interaktion mit dem Ausgangsfilter zu minimieren! Korrekt?

Da bleibt dann wieder die Frage nach Aufwand/Nutzen? Und -- macht Ihr das auch so?

Thema Frequenzen:
Ich habe einfach die Formeln (entnommen aus der Transferfunktion) wieder nach f umgestellt und bekomme so fuer den kapazitiven und den induktiven Teil komplett andere Frequenzen. Bei dem "Datenblattfilter" lande ich bei gleicher Vorgehensnweise wieder bei der gleichen Frequenz.


Gruss
 
#16
Naja, ich fasse mal kurz zusammen.

Ohne Filter ist Gefahr für den HT, da er zwar Pegelmässig nicht viel mehr rausbringt, aber seine lütte Spule nicht genug H hat um die vollen, ungefilterten 400kHz mit +- Ub zu schlucken. Er muss noch viel thermisch vernichten, dafür ist er aber zu klein.

Ein 2dB Peak bei 20kHz dürfte kaum einer über 30 hören ... Wink

Ne relativ konstante Impedanz sorgt dafür, das das Filter am Ausgang sich so verhält wie erwartet, klar. Pfeift sie nach oben ab, sieht der Filter ne höhere Impedanz und die Grenzfrequenz sowie der Peak wandern nach oben, es kommt mehr HF durch...
Zobel-Glied als HF Grundlast.

BTW:
Auch falls es schon zu oft geschrieben wurde, ne schnelle Simu mit LTSpice (freeware) sagt mehr als 1k Worte.
"Ich hab Millionen von Ideen und alle enden mit Sicherheit tödlich."
 
#17

Ok. So langsam aber sicher daemmerts mir.

Ich habe nun auch gelernt, dass es tatsaechlich filterlose Amps bei TI und z.B. Maxim gibt.

Maxim hat so einen max9741. Der hat sogar einen differentiellen Eingang, kommt
ohne Ausgangsfilter aus und spielt offensichtlich bestens mit 16R Lasten.

Wäre so etwas evtl. eine Alternative?

Gruss
 
#18
Naja der max9741 schwingt auch bei fast 1MHz ... da bisste weit genug weg.
Dort langen die Ferritperlen wirklich.

Frage ist letzlich was du willst .... wir kennen nicht mal die Boxen welche angetrieben werden sollen ... Leistungsbereich, Einsatz (Wohnzimmer vs. PA)
"Ich hab Millionen von Ideen und alle enden mit Sicherheit tödlich."
 
#19
Zitat:Original geschrieben von Basstler

Naja der max9741 schwingt auch bei fast 1MHz ... da bisste weit genug weg.
Dort langen die Ferritperlen wirklich.

Frage ist letzlich was du willst .... wir kennen nicht mal die Boxen welche angetrieben werden sollen ... Leistungsbereich, Einsatz (Wohnzimmer vs. PA)

Boxen: Bastanis Kingtone (heute Apollo) - 98db/SPL - 16R - Wohnzimmer

Meine DipolWoofer treibe ich derzeit mit IcePowerModulen an.

Der Verstärker wird direkt mit dem DAC (Twistedpear-Buffalo mit LC-Audio Zapfilter II ) gekoppelt. DAC und Tripath werden mit Batterien betrieben.

Gruss
 
#20
aaaaahhh, der mensch will hi-end Big Grin das is doch mal ne ansage Big Grin

ok, mal ne frage: warum gerade die tripath dinger?
wegen dem geschrei um diesen 20$ pc-boxen-amp ?

haste den denn schon? lass mal was raus .. Cool

+ haste schon mal an ein nettes röhren-class-a projekt gedacht?
(nicht dass ich jetzt zum röhren-fan werde, aber bei deinen speakern bietet sich das einfach an)
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