Membrangegenkopplung von Lautsprechern

[JFA]

Im Open Loop Gain ist das ein völlig normales Verhalten. So betreibst Du den OP aber nicht, sondern eigentlich immer mit Gegenkopplung. Den TL07x kannst Du z. B. mit Verstärkung A=10 betreiben, dann hast Du konstante GLZ bis ca. 200 kHz.

Schau dazu in den Tietze Schenk, Kapitel 4 und 5

[wgh52]

Hallo Matthias,

ich schließe mich Jochen vollumfänglich an! Das Diagramm zeigt das Verhalten ohne Gegenkopplung, das im Regelkreis aber gar nicht benutzt wird, ja sogar zu starker Schwingneigung führen würde. Aber wir wollen ja keinen Rechteckoszillator bauen Interessant ist in diesem Zusammenhang die im gleichen Bild zu sehende open-loop Verstärkung und deren Grenzfrequenz, die so bei 30 Hz liegt (von Dir aber nicht als unbrauchbar moniert wurde... ).

Zusammengefasst mal zur Erinnerung:

• Verringert man die open-loop Verstärkung durch ohmsche Gegenkopplung, erhöht sich die Verstärkungsbandbreite/-grenzfrequenz. Die Verstärkungshorizontale läuft dabei immer in die abfallende Charakteristik der Open-Loop-Verstärkung hinein und definiert so die Grenzfrequenz.
• Der Phasenübergang verschiebt sich zwingend(!) mit zu höheren Frequenzen und die 45° Phasenschiebung ist immer an der aus der Gegenkopplung resultierenden Verstärkungsgrenzfrequenz (siehe oben).
• Durch Gegenkopplung werden noch weitere Parameter verändert, z.B. die resultierende Quellimpedanz des Verstärkers, das Rauschen ändert sich ebenfalls usw.

Ich hoffe das hilft der Erinnerung wieder auf die Sprünge

In meinen B&M Omegas läuft in der Tiefton-Regelschleife (mit Mikrofon als Sensor) zuverlässig und klaglos ein guter alter NE5534 und macht das ganz ausgezeichnet Sehr hohe closed loop Verstärkung und riesige Bandbreite werden in diesem Falle nicht abgefordert, der OPV läuft als PI Regler, dieser stellt die Box auf 32 Hz untere Grenzfrequenz ein.
Phasenverschiebungen kommen da eher von der unteren Grenzfrequenz der analogen Regelung selbst oder von Koppelkondensatoren in der davor liegenden Kette. Der OPV selbst steht in der Regelung "weit über den Dingen".
Man kann vielleicht noch die subjektiv klanglichen Eigenschaften von OPVs in die Auswahl einbeziehen, da ist der NE5524 trotz seines Alters noch gut im Rennen, modernerweise sieht man oft Empfehlungen für z.B. OPA164x oder LME497xx als Audio OPV.

[Giesskanne]

Danke, das mit klingt einleuchtend. Da habt ihr mir einiges an Wissen voraus.
Meine Elektronikkenntnisse sind leider noch etwas begrenzt, da ich mir bis jetzt alles selbst beigebracht habe. Ich kann also noch dazulernen. Einen NE5534 hab ich noch hier.
Habe mir erstmal ein Oszi und einen Signalgenerator bestellt damit ich in Kürze auch Messungen machen kann (Akustische Phase bzw. Gruppenlaufzeit)

Folgendes ist in Planung;
- GLZ-Messung Unterschied zwischen Closed Box vs. H-Frame/Dipol.
- Ziel: GLZ linear zu bekommen (20-300hz)
(mit einem H-Frame müsste das kein Problem sein. Der Subwoofer muss aber dann großen Membranhub haben).

- Transduktanz-Endstufe bauen (habe diese Schaltung hier gefunden):
http://www.diyaudio.com/forums/chip-...amplifier.html
Den LM3875 ist leider obsolet. Werde stattdessen den LM3886 nehmen. 68 Watt müsste reichen.

- Als Subwoofer hab ich den Monacor SPH380TC ins Auge gefasst (H-Frame oder Closed Box) … mal schauen was bei den Messungen der Gruppenlaufzeiten (in Kombination mit der Strom-Endstufe dabei rauskommt.
Der Monacor hat eine Fs von 21,5 hz (d.h. die Impedanzkurve ist relativ flach). Da dürfte es mit der Strom-Endstufe keine so starke Anhebung ( Resonanz-Überschwingungen) geben denk ich. Falls doch, versuche ich mit einem HighPass den unteren Resonanz-Peak von unten abzuschneiden.

- Um das Ganze zu entzerren, verwende ich den Behringer DCX2496 (um die Filter zu justieren)(allerdings 1ms Latenz). Wenn die Einstellungen stimmen, baue ich dann die Analog-Version.

Ich weiss nicht ob es von der Gruppenlaufzeit/Phase einen Zeitvorteil hat die Low- und HighPass-Filter mit OTA-Opamps zu realisieren??
Der Strom ist doch (bei Kondensatoren) doch um 90 Grad schneller als die Spannung (bzw. die Spannung ist um 90 Grad verzögert).
Dann müßte ein LowPass-Filter mit stromgeregeltem OTA-Opamp von der GLZ doch schneller sein, oder nicht?
Oder hab ich da was falsch verstanden?

http://alt.ife.tugraz.at/LV/AST/OV2.pdf

[スピーカ]

...
- Transduktanz-Endstufe bauen (habe diese Schaltung hier gefunden):
http://www.diyaudio.com/forums/chip-...amplifier.html
Den LM3875 ist leider obsolet. Werde stattdessen den LM3886 nehmen. 68 Watt müsste reichen...

Stromgesteuerte Endstufen sind im Bassbereich wegen der Resonanzfrequenz und der damit verbundenen Impedanz problematisch. Alle, die ich kenne und die damit experimentiert haben, raten davon ab. Aber kennst du die Schaltungsvariante ACE-Bass? Das ist Quasi eine Servoschaltung. Manche schwören drauf.Vielleicht wäre das was für dich.
Gruß Patrick

[capslock]

Im Open Loop Gain ist das ein völlig normales Verhalten. So betreibst Du den OP aber nicht, sondern eigentlich immer mit Gegenkopplung. Den TL07x kannst Du z. B. mit Verstärkung A=10 betreiben, dann hast Du konstante GLZ bis ca. 200 kHz.

Schau dazu in den Tietze Schenk, Kapitel 4 und 5

Das ging mir beim Lesen der Frage auch durch den Kopf, aber Du hast es ja treffend formuliert!

[andy58]

Werde stattdessen den LM3886 nehmen. 68 Watt müsste reichen.
http://alt.ife.tugraz.at/LV/AST/OV2.pdf

Sorry aber 68 Watt reichen bei dem Chassis gerade mal für Standgas. Häng da mal ne Null dran dann dann passt`s.
Gruß Andreas

[Yogibär]

Hallo Giesskanne,

Die Gruppenlaufzeit zu linearisieren ist ein großes Ziel, das Du aber nur mit FIR Filtern per DSP realisieren kannst.
Jedes analoge Filterglied verzerrt die GLZ, je tiefer die Frequenz, desto größer die GLZ. Wenn Du mal mit z.B. ARTA die Gruppenlsufzeit misst und anschaust, wirst Du sehen, dass sie mit steigender Frequenz kleiner wird. Möchtest Du dies linearisieren, dann muss mit steigender Frequenz das Delay ansteigen, quasi als inverse Funktion zur GLZ, damit sich insgesamt eine konstante GLZ ergibt. Das funktioniert nur mit FIR Filtern, da für das frequenzabhängige Delay, Verzögerungen des Signals, sprich Zwischenspeicherung des Signals, erforderlich ist.

Viele Grüsse

Thomas

[Giesskanne]

Stromgesteuerte Endstufen sind im Bassbereich wegen der Resonanzfrequenz und der damit verbundenen Impedanz problematisch. Alle, die ich kenne und die damit experimentiert haben, raten davon ab. Aber kennst du die Schaltungsvariante ACE-Bass? Das ist Quasi eine Servoschaltung. Manche schwören drauf.Vielleicht wäre das was für dich.
Gruß Patrick

Der Monacor hat einen relativ flachen Impedanzverlauf. Da dürfte das mit einer reinen Strom-Endstufe eigentlich nicht so das Problem werden.
https://www.monacor.com/media/PDF/G/...0/G103260K.pdf

Vielleicht vorher die Resonanzfrequenz mit mit einem parametrischen EQ entspr. absenken.
Für die Dämpfung ist ja dann gleichzeitig auch die Gegenkopplung zuständig, die möglichst phasenlinear arbeiten soll.
Das Ganze ist ein Experiment für mich. Mal sehen was daraus wird.
Ich werde am WE erstmal die Teile für den Amp bestellen. Alles zusammenlöten, und dann gehts weiter.


@andy58,
Ja, die 68 Watt sind verdammt knapp. Mal schauen wie effektiv die Strom-Endstufe dann so ist. Travo wurde glaub ich 160 VA empfohlen. Bisschen Reserve hat man dann ja noch.

[JFA]

Erkläre doch mal bitte Deinen GLZ-Fetisch und was das ganze mit einem VC-Verstärker zu tun haben soll

[josh_cpct]

JFA, recht hat er. Die Mehrheit der hier besprochenen Korrekturen beschränkt sich auf lineare Verzerrungen der Minphasenverhältnisse (Phase, Amplitude, Ein- und Ausschwingen).

Das ist cool zu sehen als Funktionsdemo, aber mit Kanonen auf Spatzen.

Interessant wäre ein Durchbruch in dem was sonst kaum geht, Dämpfung unlinearer Verzerrungen, K2 k3 IMD.
Und zwar nicht von 30 auf 3% sondern von 3% auf 0.01%.

Gruß
Josh

[Tobias]

Frage : wie denkt man mit einem peq die Resonanzfrequenz?
Das Blick ich nicht. Das hat doch miteinander nichts zu tun

[josh_cpct]

Die Frage ist ja wodurch macht sich die Resonanzfrequenz akustisch relevant Bemerkbar?

IdR ist es die Abknickfrequenz unter der es zb mit 2. Ordnung bergab geht. Dieser Knick hat eine gewisse Güte. Das Ausschwingen folgt dem Minphasenverhalten.

Booste ich mit EQ unterhalb, verschiebt sich die Eckfrequenz nach unten.

Ja das Impedanzmaxima wird man so nicht verschieben. Aber der Transient sieht trotzdem gleich aus, verglichen mit Chassis niedrigerer Fs.

Gruß
Josh

[Giesskanne]

Erkläre doch mal bitte Deinen GLZ-Fetisch und was das ganze mit einem VC-Verstärker zu tun haben soll

Ich erhoffe mir von der Strom-Endstufe das sich das Einschwingverhalten verbessert (die erste Sinuswelle soll möglichst sauber und in voller Amplitude vom LS wiedergegeben werden, und nicht erst die Dritte oder Vierte).
Dadurch müsste sich dann die GLZ (die ja am Maximalen der “Umhüllenden“ gemessen wird), ja auch verkürzen.


Ob das dann tatsächlich so ist, wird mir dann leider erst die Messung zeigen (vor allem in der Closed-Box-Variante (10 Liter… mal sehen)).

Zuerst mal versuche ich nur das Einschwingverhalten sauber hinzubekommen, denn andernfalls gelingt auch eine saubere Gegenkopplung nicht.
Die anderen Nachteile (langes Nachschwingen, welche eine Strom-Endstufe mit sich bringt), soll dann später (theoretisch) die Gegenkopplung verhindern.).

[josh_cpct]

die erste Sinuswelle soll möglichst sauber und in voller Amplitude vom LS wiedergegeben werden, und nicht erst die Dritte oder Vierte.

Geht nicht. Brauchst du noch endlose Bandbreite. Phase allein reicht nicht.

[wgh52]

Hallo Matthias,

mir dämmert jetzt so langsam was Du eigentlich machen willst:
Im Endeffekt soll (vielleicht klingt's übertrieben) das Chassis Rechtecksignale übertragen können, und zwar mit flachem Dach, also ohne Amplituden- und Phasenverzerrungen.

Das haben schon viele versucht! Die ältesten (mir bekannten) Versuche mit analoger Steuerung sind von Peter Pfleiderer, der die Koeffizienten der Übertragungsfunktion des eingebauten Chassis mit einem Analogrechner so veränderte, dass die Übertragungsbandbreite signifikant nach unten und oben erweitert wurde und so in einem breiteren Frequenzbereich die Phasenverschiebungen konstant waren.

Mit einer Konstantstromendstufe allein ist das was Du realisieren willst auf keinen Fall zu leisten!

Es gibt Lösungen, die im Tiefenbereich mit Sensorregelung und im mittleren/oberen Frequenzbereich des Chassis von Konstantspannungs- auf Konstantstromverhalten der verwendeten Endstufen übergehen. Ein Vorteil der Lösung mit Sensorregelung ist z.B., dass Verhaltensveränderungen des Chassis (Temperaturgang, Alterung,...) durch den Sensor miterfasst und weggeregelt werden.

Ein Grundproblem, das Du wegsteuern möchtest ist ja eigentlich die Massenträgkeit des Masse-Feder-Systems, die ja (anschaulich gesehen) zum Einschwingen über mehrere Perioden führt. Hohe Verstärkung (hoher Energieeintrag je Zeiteinheit) während dieser Phase, die mit forschreitendem Einschwingen dann abnimmt (um nicht überzuschwingen) ist also gefordert. "nur die Phase" zu entzerren reicht also nicht, Das Chassis muss sozusagen "stark beschleunigt" werden. Das Endstufenprinzip allein kann das nicht leisten, es muss zusätzlich eine auf das eingebaute Chassis eingestellte Steuerung (siehe Pfleiderer) oder Regelung (siehe z.B. B&M, Silbersand, usw...) hinzukommen. Das von Dir zitierte ACE-Bass-Prinzip (auch aus den 1980ern) dämpfte (vereinfacht gesagt) mit negativer Endstufenausgangsimpedanz die Einbauresonanz weg und "prägte" dem System per zusätzlicher Steuerung neue Chassiseinbauparameter ein, welche das BassReflex-System dann zu abgrundtiefen Bässen befähigte. Problem: Langzeitstabilität / Alterung.

Vielleicht hilft mein Vortrag etwas zum Verständnis der Sachlage.

Falls ich einige Dinge nicht korrekt dargestellt haben sollte, bitte ich um Korrektur von kompetenter Seite!

[Giesskanne]

Hallo Winfried,
Ok, dann werde ich für den Subwoofer die Pfleiderer-Entzerrung versuchen + Sensor (Elektret-Mikrofon), und dann später schauen ob ein Stromverstärker irgendeinen Vorteil bringt.

PS:
Die Pfleiderer-Entzerrung habe ich mir mal angeschaut. Habe aber nirgendwo einen Schaltplan für das eigentliche Modul gefunden.

Man könnte doch auch einen einfachen EQ nehmen. Was ist an der Pfleiderer-Schaltung denn besonders? (Der regelt doch auch nur die Amplitude..)
Oder man nimmt sowas hier:
http://sound.whsites.net/project84.htm

PS:
Gibt es eigentlich einen EQ wo die Amplitude gleich bleibt, und man lediglich die Phase (Phase-Delay) justieren kann?

Genau sowas suche ich im Prinzip.

[josh_cpct]

Audiovero Acourate

Rephase

Eclypse FirDesigner

[Giesskanne]

Audiovero Acourate

Rephase

Eclypse FirDesigner

Ja genau sowas hier:


Ich wüsste gerne wie so eine Filter-Schaltung analog aufgebaut ist.

[josh_cpct]

Glaube nicht das ein solch akausaler Energiespeicher analog umzusetzen ist. Schön wärs.

Gruß
Josh

[Yogibär]

Ich wiederhole mich gerne, dass geht nur mit FIR Filtern.

VG

Thomas