Modulair actief analoog filter met mezaninne boardjes...

[vacuphile]

Als je de signalen VL en VH optelt, krijg je inderdaad een perfect vlakke frequentiekarakteristiek.

Met V bedoel je Volt?

Wel is er een 3db vermogensverlies in de som PL + PH als je niet VL en HL optelt, maar de vermogens PL en PH. Linkwitz-Riley rules? Mwah...

Dit begrijp ik niet helemaal. Ik neem aan dat P = Power. Ik heb gelezen dat LR het XO punt op -6dB leggen ipv -3 db zoals gebruikelijk. Zorgt dat voor een -3 dB dip in Power? Hoe zit dat dan?

Een standard butterworth op -3 db geeft weer een kleine bult voor en na XO

Linkwitz-Riley rules? Mwah...

Hoe bedoel je "Mwah..."?

Vind je dat de credits eigenlijk naar Stephen Butterworth toe gaan of dat dit filter ook zijn nadelen heeft?

En in het laatste geval wat zie jij dan als het nadeel van dit type filter?

Ik ben erg onder de indruk van hoe het klinkt met mijn koptelefoon hoor ik geen verschil tussen het org. en gefiltered signaal...

E.

Geen enkel filter is ideaal, maar Butterworthfilters hebben het voordeel dat de karakteristieken van de highpass en lowpass versies bij hetzelfde -3 dB punt spiegelbeeldig zijn t.o.v F-3, zodat de group delay in beide helften hetzelfde is. Daardoor lopen de fasekarakteristieken evenwijdig, er is dus een constant faseverschil tussen H en L. Dat is een erg prettige eigenschap als je bundelingsfouten op de cross-over wilt voorkomen.Dat voordeel is er ook in Linkwitz-Riley, omdat dat immers gewoon twee 2e-orde Butterworth filters in cascade zijn. Tot zover dus ideaal.
Het cross-over punt wordt bij LR inderdaad op het -6dB punt gelegd, omdat anders de "constant voltage"eigenschap (Vl + Vr is freq.onafhankelijk, V is spanning) niet opgaat. Maar dat betekent wel dat op het cross-over punt het vermogen tot de helft daalt (laag -6 dB = P/4, hoog -6 dB = P/4, som is P/2 =-3dB. Dat is minder ideaal.
Wat de credits betreft: Butterworth heeft waarschijnlijk nooit aan luidspreker toepassingen gedacht. zijn idee verscheen in oktober 1930 in "Wireless Engr."vol 7. Het ging hem daarbij voornamelijk om de "maximally flat" eigenschap.
Linkwitz was vooral bezig met de fouten in de off-axis responsie (active/passive crossover networks for noncoincident drivers, 1976/1978) en minder met de power responsie. Niettemin leidt de dip in de power response mogelijk tot een afwijkende klank op plaatsen, anders dan op de as.
Ten slotte, met een koptelefoon naar de gesommeerde output luisteren maakt dat je het voornaamste voordeel, nl de parallel lopende fasekarakteristieken, en de bijbehorende gunsige bundeling, niet kunt horen. Het voornaamste nadeel, de dip in de vermogensresponsie, hoor je evenmin. Er zijn nog veel meer filters die op deze manier beluisterd bijna ideaal zijn ( de constant-voltage familie, inclusief de subtractieve filters) Als echte luidsprekerfilters zijn die echter verre van ideaal.
Dit was een lang verhaal, maar wie "mwah" zegt moet ook B zeggen. En wie was nou toch die Riley?
groet, Tom

Riley was een makker van Linkwitz en samen hebben ze dit bedacht. Linkwitz is een echte heer, dus die heeft de eer netjes gedeeld.

Nog even over de verwarring 3dB/6dB.

L&R hebben helemaal gelijk. Het klopt dat twee even sterke random signalen bij elkaar opgeteld +3dB zijn, maar dat geldt niet bij de optelling van twee identieke signalen in phase. De versterking bedraagt dan +6dB. Dat was eigenlijk wel het inzichtje waar het allemaal om is te doen.

En zo werkt het ook in de praktijk uit.

[Pjotr]

L&R hebben helemaal gelijk. Het klopt dat twee even sterke random signalen bij elkaar opgeteld +3dB zijn, maar dat geldt niet bij de optelling van twee identieke signalen in phase. De versterking bedraagt dan +6dB. Dat was eigenlijk wel het inzichtje waar het allemaal om is te doen.

En zo werkt het ook in de praktijk uit.

Welk inzichtje? Als het gaat om een combinatie van 2e orde Butterworth filters gaat dat ook op. Alleen heb je in het X-over punt een verzwakking van beide van 3 dB . De netto som (of eigenlijk de som met een van de filters geïnverteerd) is dan een bult van 3 dB . In de praktijk schuif je daarom de -3 dB frequenties uit elkaar. Je krijgt dan geen mooi vlak resultaat meer en de GD is ook niet meer gelijk maar het voldoet in de praktijk meestal wel al is het niet optimaal. Je kunt wel hele mooie filters maken maar her faseverloop van de drivers zelf gooit dan weer roet in het eten.

B.t.w. Met een Gaussich filter heb je in het X-over punt een verzwakking van 6 dB en is de som vlak.

[Tom Magchielse]

Riley was een makker van Linkwitz en samen hebben ze dit bedacht. Linkwitz is een echte heer, dus die heeft de eer netjes gedeeld.

Nog even over de verwarring 3dB/6dB.

L&R hebben helemaal gelijk. Het klopt dat twee even sterke random signalen bij elkaar opgeteld +3dB zijn, maar dat geldt niet bij de optelling van twee identieke signalen in phase. De versterking bedraagt dan +6dB. Dat was eigenlijk wel het inzichtje waar het allemaal om is te doen.

En zo werkt het ook in de praktijk uit.

Zoals Pjotr terecht schrijft is er helemaal geen verwarring. Als je twee sinusvormige spanningen uit een X-over filter zo wilt optellen dat de som op het crossover punt weer 1V is, dan zullen die spanningen allebei 1/2V (-6 dB) moeten zijn. Het vermogen is dan 1/4 van Pmax voor elk, samen 1/2 Pmax. Het halve vermogen komt overeen met -3dB
Bij een tweede-orde Butterworth heb je de keus uit crossen op het -3 dB punt, het totale vermogen wordt dan 1/2 Pmax + 1/2 Pmax dus weer 1P max. De spanning is daar 0.707V voor elk, samen 1.424V dus +3dB t.o.v !V . De bult van 3 dB die dan ontstaat kun je wat minder maken door de cross-over punten wat uit elkaar te trekken, zie Pjotr. Het hele verhaal is natuurlijk erg theoretisch, omdat de drivers met hun amplitude-en fasekarakteristieken er nog achteraan komen..
Het optellen van random spanningen leidt tot een nieuwe random spanning. Aan zoiets kun je geen amplitude toekennen, alleen over het gemiddelde vermogen is iets te zeggen. Dat zal verdubbelen, en dus 3 db hoger worden. Alleen een true-RMS meter zal daar de correcte waarde van +3dB voor de spanning aanwijzen, met andere meters zul je afwijkingen vinden. Met cross-overs heeft dat niets te maken.
@Pjotr: Als ik een 4e orde Bessel LP/HP combi doorreken, krijg is een bijna vlakke som, (-0.52 dB op het cross-over punt van in dit voorbeeld 100Hz) als het LP deel een afsnijfreq. heeft van 40Hz, en de HP een afsnijfreq van 240Hz. De karakteristieken crossen dan op 100Hz, op -4 dB. De group-delays zijn dan ongelijk voor LP en HP, die zouden alleen gelijk zijn als de afsnijfreq. gelijk zouden zijn. Moeilijke filters, die Bessels!
groet, Tom

[Pjotr]

Ha Tom,

De all-pass functie kan voor 2e orde alleen met een Q van 0,5 (Gaussisch 2e orde filter) gerealiseerd worden. Als je het uitschrijft in het s-domein volgt dat er direct uit. Voor een 4e orde gaat het alleen met een cascade van gelijke 2e orde filters met een Q van 1/√2 (Butterworth 2e orde filters). Dat is wat Linkwitz beschrijft.

Dat beide -6 dB in het x-over punt moeten zijn gaat natuurlijk alleen op als de fase tussen beide filters 0 graden of 180 graden is op dat punt. Als de onderlinge fase daar anders is dan wordt die verzwakking natuurlijk ook anders. B.v. bij 1e orde filters en bij het "ideale" filter met de toegevoegde band-pass component is de verzwakking 0 dB op het x-over punt.

Grappig is wel dat bij de som van een 2e orde LP, BP en HP voor de totale som de Q-factor niet meer uitmaakt voor een vlak resultaat (mits uiteraard gelijk voor alle drie de filters). Voor de initiële steilheid van de afzonderlijke filters en het gehoormatig resultaat wel Maar goed, w.m.b. is dat een gepasseerd station in de praktijk en alleen theoretisch leuk.

[Erwin]

... met een koptelefoon naar de gesommeerde output luisteren maakt dat je het voornaamste voordeel, nl de parallel lopende fasekarakteristieken, en de bijbehorende gunsige bundeling, niet kunt horen. Het voornaamste nadeel, de dip in de vermogensresponsie, hoor je evenmin. Er zijn nog veel meer filters die op deze manier beluisterd bijna ideaal zijn ( de constant-voltage familie, inclusief de subtractieve filters) Als echte luidsprekerfilters zijn die echter verre van ideaal.

Misschien een domme vraag maar waarom hoor je die verschillen niet met een koptelefoon op en wel via aparte luidspreker units?

Als ik de wiki pagina erop na sla dan lees ik dat bij een 2de orde LR filter de som van de twee signalen 0 dB is en dat betreft dan waarschijnlijk de signaal spanning.

http://en.wikipedia.org/wiki/Linkwitz%E ... ley_filter

Edit: Waar komt dan die dip in de vermogens response vandaan (mijn algemene filter kennis schiet hier te kort)? Dat begrijp ik wel. Halve spanning op XO levert ook halve stroom en dus 1/4 vermogen.

Dit was een lang verhaal, maar wie "mwah" zegt moet ook B zeggen.

Hahaha. Ik waardeer het. Teveel mensen die tegenwoordig zomaar "Mwah..."" roepen zonder dat ze het kunnen onderbouwen

Ik begrijp dat deze "Mwah..." meer generiek bedoeld is omdat geen enkel filter ideaal kan zijn.

Bedankt voor de uitgebreide toelichting!

En wie was nou toch die Riley?

Wat ik ergens heb gelezen waren hij en Russ Riley collega's in de tijd dat ze bij HP werkte.

[Erwin]

Sorry ik had dit nog niet goed begrepen:

Als je twee sinusvormige spanningen uit een X-over filter zo wilt optellen dat de som op het crossover punt weer 1V is, dan zullen die spanningen allebei 1/2V (-6 dB) moeten zijn. Het vermogen is dan 1/4 van Pmax voor elk, samen 1/2 Pmax. Het halve vermogen komt overeen met -3dB

Edit: Oke ik begrijp de som; Spanning is de helft dus de stroom de helft dus vermogen een 1/4. Simpel, maar waarom kan de som van de spanning en het vermogen niet allebei goed zijn op het XO punt?

Dat komt natuurlijk weer door die ellendige imaginaire getallen ...

Maar ik begrijp het wel. Het is een nare consequentie van het feit dat je signalen verzwakt en daardoor het vermogen dubbel verzwakt. Daar ontkom gewoonweg niet aan als je een XO creëert.

Als je nou een 4de orde filter vergelijkt met een 2de orde filter is dan de vermogens dip van het 4de orde filter stijler en over een korter frequentiebereik?

Dat zou weer een plus zijn voor het 4de orde filter?

Bij een tweede-orde Butterworth heb je de keus uit crossen op het -3 dB punt, het totale vermogen wordt dan 1/2 Pmax + 1/2 Pmax dus weer 1P max. De spanning is daar 0.707V voor elk, samen 1.424V dus +3dB t.o.v !V . De bult van 3 dB die dan ontstaat kun je wat minder maken door de cross-over punten wat uit elkaar te trekken...

Wat ik hieruit begrijp is dat; Of de spanning maakt een bult van +3dB en dan is het vermogen vlak; Of de spanning is vlak en dan is het vermogen op het XO punt de helft ... Correct?

zie Pjotr. Het hele verhaal is natuurlijk erg theoretisch, omdat de drivers met hun amplitude-en fasekarakteristieken er nog achteraan komen..

Daarom zou ik geneigd zijn om voor 4de orde te kiezen. Minder overlap...

[Erwin]

Bij een tweede-orde Butterworth heb je de keus uit crossen op het -3 dB punt, het totale vermogen wordt dan 1/2 Pmax + 1/2 Pmax dus weer 1P max. De spanning is daar 0.707V voor elk, samen 1.424V dus +3dB t.o.v !V . De bult van 3 dB die dan ontstaat kun je wat minder maken door de cross-over punten wat uit elkaar te trekken...

Ik heb er gisteren nog even over na liggen denken en ik begrijp het rekenwerk. Dat is duidelijk maar wat is er nou belangrijker? Dat de spanning gelijk is op het XO punt of het vermogen? Luistertechnisch ben ik geneigd om te zeggen het vermogen dus 2de orde op -3dB...

En waarom hoor ik de vermogens dip niet via de koptelefoon?
Dan zou je dat toch ook moeten horen?
Luister ik niet goed genoeg?

[Pjotr]

Ik heb er gisteren nog even over na liggen denken en ik begrijp het rekenwerk. Dat is duidelijk maar wat is er nou belangrijker? Dat de spanning gelijk is op het XO punt of het vermogen? Luistertechnisch ben ik geneigd om te zeggen het vermogen dus 2de orde op -3dB...

Waar je naar luistert is SPL (Sound Pressure Level), dat geeft je de indruk van hoe luid het klinkt. Dat is géén vermogen maar vergelijkbaar met spanning. De SPL is ook evenredig met de spanning op de speaker, niet met het vermogen wat de speaker in gaat. En daarom klinkt een x-over waarvan de som van de totale spanningen recht is ook rechter. Zou je een filter hebben waarvan de som een constant vermogen oplevert dan gaat dat meer "forward" klinken, althans bij de som van een 2e orde HP en LP. Bij 1e orde filters en bij die filters van B&O met een filler driver ligt dat weer anders, daar is het vermogen EN de SPL constant in het x-over gebied. (Het heeft i.d.d. ergens met die verdraaide complexe getallen te maken en de bijbehorende faseverschuivingen).

Uiteindelijk is het filter één ding maar de constructie van de speaker weer een ander heel belangrijk ding. Zo bedacht b.v. d'Appolito de MTM opstelling om het a-symmetrische afstraal gedrag van 1e orde filters op te lossen.

Het is al 50 jaar onderwerp van discussie wat nou het beste zou zijn en klinken.

Als je luistert met een hoofdtelefoon ligt het weer anders: Daar tel je de filters elektrisch op met de spanning en gaat de totale spanning naar de hoofdtelefoon. Dan hou je gewoon I^2 x R in de spoeltjes van de hoofdtelefoon en telt het niet akoestisch op.

[Tom Magchielse]

Ha Tom,

De all-pass functie kan voor 2e orde alleen met een Q van 0,5 (Gaussisch 2e orde filter) gerealiseerd worden. Als je het uitschrijft in het s-domein volgt dat er direct uit. Voor een 4e orde gaat het alleen met een cascade van gelijke 2e orde filters met een Q van 1/√2 (Butterworth 2e orde filters). Dat is wat Linkwitz beschrijft.

.

Hoi Pjotr,
Dat klopt. Ik had het over Bessel filters. Daar wordt de tweede-orde gerealiseerd als Q=1/wortel(3). Toch wat anders dan Gaussian Magnitude, hoewel de GD op elkaar lijkt. groeten,
Tom

[Tom Magchielse]

Bij een tweede-orde Butterworth heb je de keus uit crossen op het -3 dB punt, het totale vermogen wordt dan 1/2 Pmax + 1/2 Pmax dus weer 1P max. De spanning is daar 0.707V voor elk, samen 1.424V dus +3dB t.o.v !V . De bult van 3 dB die dan ontstaat kun je wat minder maken door de cross-over punten wat uit elkaar te trekken...

Ik heb er gisteren nog even over na liggen denken en ik begrijp het rekenwerk. Dat is duidelijk maar wat is er nou belangrijker? Dat de spanning gelijk is op het XO punt of het vermogen? Luistertechnisch ben ik geneigd om te zeggen het vermogen dus 2de orde op -3dB...

En waarom hoor ik de vermogens dip niet via de koptelefoon?
Dan zou je dat toch ook moeten horen?
Luister ik niet goed genoeg?

- Stel je voor dat je een L/R filter hebt, met 2 uitgangen, L en H. Die sluiten we aan op twee versterkers Al en Ah die 10x versterken en belast worden met 10 Ohm. Het filter versterkt 1x in de doorlaatband. De ingangsspanning is 2V. In het diepe laag geeft het filter L: 2V af aan Al, en Al geeft dus 20V af, wat overeenkomt met 40 Watt. Idem voor H en Ah in het tophoog. Op de crossover frequentie geeft het filter aan beide versterkers -6 dB ofwel 1V af, de versterkers produceren nu allebei 10 V ofwel 10 W aan hun uitgang, samen 20 W. Op de crossover frequentie halveert het totale vermogen, dus -3dB in het vermogen. Voorts hebben we nog een versterker die met de som L + H wordt gevoed, en die 5x versterkt, voor de koptelefoon. Die ontvangt 4V aan zijn ingang bij alle frequenties want VL + Vh = constant 4V bij Linkw/R , en geeft dus 20 V en 40 W af, ook op de crossover frequentie. Dus kun je via de koptelefoon dat vermogensverlies niet horen, het is er op die uitgang niet.
- Is het hoorbaar, en is een dip van 3 dB in de vermogensresponsie erger dan een piek van 3 dB in het directe veld? Want dat zou het alternatief zijn met 2e orde Butterworth filters. De vraag is lastig te beantwoorden. Het totale uitgestraalde vermogen van de luidsprekers geeft aanleiding tot een geluidvermogensniveau Lw in de luisterkamer dat bedraagt Lw= Lp - 10*log(T60/T1) +K. In die K zit onder andere het volume, en de atmosf. druk. Daar bemoeien we ons nu even niet mee. Hierin is Lp het geluiddrukniveau en T60 de nagalmtijd, T1 = 1sec. Het blijkt dat het geluiddrukniveau in de kamer Lp dus afhangt van het totale uitgestraalde vermogen Lw en van de kamerakoestiek (T60, en K) . Uit diverse onderzoeken is nu gebleken dat een monotoon dalende Lw de beste score qua geluidkwaliteit geeft. En dat pleit dan tegen Linkwitz-Riley filters, omdat die in principe die dip in Lw geven. Waarmee nog niet gezegd is dat de piek van het tweede-orde filter altijd te preferen zou zijn.
- Andere filters? Ga je naar 3e-orde filters, die dus crossen met 90 graden faseverschil, dan blijkt een vrijwel constante som-output wel te combineren te zijn met een constant afgestraald vermogen. Bruikbaar is de 3e-orde Butterworth combinatie.
- Hoe dan wel? Een filter kun je beter niet uit een tabellenboek of een website halen, maar optimaliseren voor de drivers in kwestie, rekening houdend met de geluiddruk onder een aantal hoeken en met het totaal uitgestraalde vermogen. Dan blijkt al snel dat deze hele discussie rijkelijk theoretisch is. Maar dat Linkwitz-Riley rules? Mwah..
groeten, Tom

[markbakk]

Dan blijkt al snel dat deze hele discussie rijkelijk theoretisch is

Tsja...
En ik had al het idee dat hier wat respectabele techneuten oude koeien uit de sloot aan het halen waren
Maar bij deze: een bescheiden aanmoediging!

[Pjotr]

En ik had al het idee dat hier wat respectabele techneuten oude koeien uit de sloot aan het halen waren
Maar bij deze: een bescheiden aanmoediging!

Vooruit, gooi jij er eens een nieuwe koe in dan

[Erwin]

En ik had al het idee dat hier wat respectabele techneuten oude koeien uit de sloot aan het halen waren
Maar bij deze: een bescheiden aanmoediging!

Vooruit, gooi jij er eens een nieuwe koe in dan

En geen DSP

[Erwin]

Bij een tweede-orde Butterworth heb je de keus uit crossen op het -3 dB punt, het totale vermogen wordt dan 1/2 Pmax + 1/2 Pmax dus weer 1P max. De spanning is daar 0.707V voor elk, samen 1.424V dus +3dB t.o.v !V . De bult van 3 dB die dan ontstaat kun je wat minder maken door de cross-over punten wat uit elkaar te trekken...

Ik heb er gisteren nog even over na liggen denken en ik begrijp het rekenwerk. Dat is duidelijk maar wat is er nou belangrijker? Dat de spanning gelijk is op het XO punt of het vermogen? Luistertechnisch ben ik geneigd om te zeggen het vermogen dus 2de orde op -3dB...

En waarom hoor ik de vermogens dip niet via de koptelefoon?
Dan zou je dat toch ook moeten horen?
Luister ik niet goed genoeg?

- Stel je voor dat je een L/R filter hebt, met 2 uitgangen, L en H. Die sluiten we aan op twee versterkers Al en Ah die 10x versterken en belast worden met 10 Ohm. Het filter versterkt 1x in de doorlaatband. De ingangsspanning is 2V. In het diepe laag geeft het filter L: 2V af aan Al, en Al geeft dus 20V af, wat overeenkomt met 40 Watt. Idem voor H en Ah in het tophoog. Op de crossover frequentie geeft het filter aan beide versterkers -6 dB ofwel 1V af, de versterkers produceren nu allebei 10 V ofwel 10 W aan hun uitgang, samen 20 W. Op de crossover frequentie halveert het totale vermogen, dus -3dB in het vermogen. Voorts hebben we nog een versterker die met de som L + H wordt gevoed, en die 5x versterkt, voor de koptelefoon. Die ontvangt 4V aan zijn ingang bij alle frequenties want VL + Vh = constant 4V bij Linkw/R , en geeft dus 20 V en 40 W af, ook op de crossover frequentie. Dus kun je via de koptelefoon dat vermogensverlies niet horen, het is er op die uitgang niet.
- Is het hoorbaar, en is een dip van 3 dB in de vermogensresponsie erger dan een piek van 3 dB in het directe veld? Want dat zou het alternatief zijn met 2e orde Butterworth filters. De vraag is lastig te beantwoorden. Het totale uitgestraalde vermogen van de luidsprekers geeft aanleiding tot een geluidvermogensniveau Lw in de luisterkamer dat bedraagt Lw= Lp - 10*log(T60/T1) +K. In die K zit onder andere het volume, en de atmosf. druk. Daar bemoeien we ons nu even niet mee. Hierin is Lp het geluiddrukniveau en T60 de nagalmtijd, T1 = 1sec. Het blijkt dat het geluiddrukniveau in de kamer Lp dus afhangt van het totale uitgestraalde vermogen Lw en van de kamerakoestiek (T60, en K) . Uit diverse onderzoeken is nu gebleken dat een monotoon dalende Lw de beste score qua geluidkwaliteit geeft. En dat pleit dan tegen Linkwitz-Riley filters, omdat die in principe die dip in Lw geven. Waarmee nog niet gezegd is dat de piek van het tweede-orde filter altijd te preferen zou zijn.
- Andere filters? Ga je naar 3e-orde filters, die dus crossen met 90 graden faseverschil, dan blijkt een vrijwel constante som-output wel te combineren te zijn met een constant afgestraald vermogen. Bruikbaar is de 3e-orde Butterworth combinatie.
- Hoe dan wel? Een filter kun je beter niet uit een tabellenboek of een website halen, maar optimaliseren voor de drivers in kwestie, rekening houdend met de geluiddruk onder een aantal hoeken en met het totaal uitgestraalde vermogen. Dan blijkt al snel dat deze hele discussie rijkelijk theoretisch is. Maar dat Linkwitz-Riley rules? Mwah..
groeten, Tom

Bedankt voor de toelichting op de koptelefoon kwestie. De signalen worden alweer bij elkaar opgeteld voordat ze worden weergegeven. Dus daarom ook geen vermogens verlies bij XO. Pas als de twee signalen apart worden versterkt en weergegeven zal de som een vermogens dip vertonen bij bij een -6 dB XO.

Hier neem ik natuurlijk geen genoegen mee want ik wil dit tastbaar en hoorbaar maken. Dus een tweedeorde Butterworth op -3 dB zou dus wel een verschil moeten geven op de koptelefoon...

Dat wordt nog een avondje solderen...

En ik wil nogsteeds niets horen over een DSP

[Pjotr]

Hier neem ik natuurlijk geen genoegen mee want ik wil dit tastbaar en hoorbaar maken. Dus een tweedeorde Butterworth op -3 dB zou dus wel een verschil moeten geven op de koptelefoon...

Jah

Even los daarvan is nog helemaal niet te sprake gekomen hoe je die filters implementeert. Doe je dat met Salle-Key filters, Fliege filters of weer een andere variant?

S-K filters hebben de minste componenten maar je moet er veel van vervangen als je iets veranderen wilt. Fliege filters hebben meer componenten nodig maar daar hoef je er minder van te vervangen als je iets wilt veranderen aan de Q of F_0. B.v. als je Q van het filter wilt veranderen (Gaussisch, Bessel of Butterworth of iets anders) hoef je maar 1 weerstand te veranderen bij gelijkblijvende F_0. Bovendien zijn ze erg simpel uit te rekenen en zijn de C en R waarden gelijk voor complementaire LP en HP 2e orde filters.

[Erwin]

Dat is niet zo moeilijk. Ik ken alleen de Sallen-Key filter topology dus dat zal het ook wel worden

Daarmee is het ook in lijn met de LR filters waarmee ik het wil vergelijken.

Moet alleen de juiste waarden van de componenten nog berekenen.

[Pjotr]

Daarmee is het ook in lijn met de LR filters waarmee ik het wil vergelijken.

Dat snap ik niet. Een LR2 filter is gewoon een Gaussich 2e orde filter (Q = 0,5) en een LR4 een cascade van 2 Butterworth 2e orde filters (Q = 0,71).

Hoe je dat implementeert maakt toch verder niet uit? De lol van die Fliege topologie is juist dat je maar 1 weerstand hoeft te veranderen om die Q in te stellen zonder dat de afsnijfrequentie verandert. Lijkt mij juist wel makkelijk. Bovendien geen gedoe met moeilijke condensator waarden.

Nou ja zie maar, het jouw feestje

[Erwin]

Na wat meer lees- en speurwerk ben ik het met je eens dat dit Fliege Filter ook heel interessant is. Tot nu toe was ik alleen bekend met het Sallen-Key en Multiple Feedback (MFB) type filter circuits en alleen nog maar S-K filters gemaakt.

Ik begrijp wat je zegt dat het niet uitmaakt hoe je het filter implementeert en dat het alleen om de karakteristieken van het filter gaat. Voor mijn gevoel sta ik net met 1 voet op het spreekwoordelijke ijs en ben ik nog niet helemaal klaar voor een elf steden tocht.

Mijn volgende stap is om een Butterworth filter met Sallen-Key circuit te beluisteren naast mijn huidige LR4. Als ik dat heb gedaan sta ik open voor andere type circuits. Toch een soort van watervrees denk ik, maar wie Mwahh... zegt moet ook B zeggen heb ik laatst gelezen

Moet de waarden voor C en R voor het Butterworth filter nog bepalen. Ik wil de XO frequentie ook op 3k4 leggen want dat heb ik al gemaakt in LR4 en dan kan ik ze makkelijk vergelijken. Echter om de verschillen te beluisteren zou je waarschijnlijk beter een lagere frequentie kunnen kiezen want 3k4Hz is al wel redelijk hoog qua gevoeligheid van ons gehoor...

p.s. Weet je trouwens zeker dat een LR2 een Gaussich 2e orde filter (Q = 0,5) is want als ik hem selecteer in FilterPro van Texas Instruments dan zit ik altijd vast aan minimaal 3 polen en kan ik niet 2 polen selecteren... ?

[Erwin]

Ik denk dat het zoiets moet worden.

Alleen voor het HP filter komen de waarden niet zo handig uit.
Wat dat betreft is LR wel handig met dezelfde waarden voor HP en LP.

[b_force]

Dat programma vond ik sowieso echt niet fijn werken
Beetje buggy enzo

Daarom heb ik toen die Excelsheet gemaakt

Een Butterworth is trouwens gewoon een filter met dezelfde weerstanden, maar met teruggekoppelde condensator die twee keer zo groot is als de andere.
Een LR2 is idd een 2e orde met Q=0,5
Hierbij hebben de condensatoren dezelfde waarde.

[Pjotr]

Ha Erwin,

Dat een Gaussich filter er in zit is al heel wat. In de meest van die progjes zit dat er niet eens in. Een Gaussich, Bessel of Butterworth zijn dezelfde filters en verschillen alleen in Q-factor.

Er zit bij die progjes vaak wel een addertje onder het gras waar je op letten moet: De meest progjes berekenen het filter a.d.h. van de -3dB frequentie en niet a.d.h. van f_0. Voor audio wil je meestal een filter a.d.h. van f_0. Alleen met een 1e orde RC of RL filter en 2e orde Butterworth is de -3 dB frequentie gelijk aan F_0, voor andere filters is dat niet zo.

Een tijdje terug kwam ik langs dit progje: http://www.schematica.com/filter_wiz_files/FWPRO.htm voor het berekenen van actieve filters. De filters kun je dan simuleren in het bijbehorende eSketch: http://www.schematica.com/filter_wiz_files/FWPRO.htm Ik heb het niet geprobeerd dus of het wat is kan ik niet zeggen maar het ziet er op het eerste gezicht wel goed uit.

B.t.w. Die Fliege filters hebben wel standaard een versterking van 2, op zich niet een probleem. Er is ook een notch variant van mocht je dat ooit nodig hebben. Dat vind je in dit document: http://focus.ti.com/lit/an/sloa096/sloa096.pdf op pagina 14.

[b_force]

Zoals ik al zij, gewoon even de formules opzoeken en zelf een sheet maken

@Peter,
Met die variant heb ik weleens zitten experimenteren.
Beviel me eerlijk gezegd niet heel erg.
Je hebt 4 kritische weerstanden en je condensatoren moeten ook nog redelijk matchen.
Anders lukt het gewoon niet om een hoge Q te krijgen en de frequentie ook nog eens goed af te stemmen.

Ik meende dat de verhouding Ro en Rq ook niet al te gek moest worden.
(het is alweer een hele tijd geleden )

[Pjotr]

Een hoge Q bij een notch filter is met iedere topologie kritisch. Beste gaat dat eigenlijk nog met een dubbel-T filter. Maar ook dan zijn de component waarden kritisch. Meer dan 40 dB demping gaat erg lastig worden en gaat eigenlijk niet zonder na-trimmen van weerstanden. Gelukkig zijn we in het audio pad niet echt geïnteresseerd in hoge Q-waarden.

[b_force]

Is deze niet op een of andere manier nog te modificeren naar een soort parametric eq?
Een notch is namelijk eigenlijk oneindig diep.

Het liefst pas je frequentie, Q en amplitude aan.

Eventjes zoeken op de NAS en het leverde mij dit op:
http://focus.ti.com/lit/an/slyt235/slyt235.pdf

Destijds ben ik daarmee aan de slag gegaan.

[Tom Magchielse]

p.s. Weet je trouwens zeker dat een LR2 een Gaussich 2e orde filter (Q = 0,5) is want als ik hem selecteer in FilterPro van Texas Instruments dan zit ik altijd vast aan minimaal 3 polen en kan ik niet 2 polen selecteren... ?

Gaussische filters volgen qua amplitude de Gauss-curve. Dat zou leiden tot een constante groeplooptijd en een symmetrische impulsweergave. Gaussisch betekent ook een ronde dalende vorm die nergens een constante helling krijgt maar alsmaar steiler gaat lopen naarmate f hoger wordt. De Gauss-curve ontstaat uit een transcendente functie, die een machtreeks in f zou vergen met een oneindig aantal termen. Als we een eindig aantal componenten willen, moeten we de reeks afbreken. Dat leidt ertoe dat we een karakteristiek krijgen die maar over een beperkt gebied ( 6 of 12 dB) Gaussisch is. Dat eerste ronde gedeelte van de curve lijkt op die van een polynoomfilter met een lage Q. Een tweede-orde filter met een Q van 0.5, of zelfs 0.577 (Bessel) lijkt voor de eerste 6 dB aardig Gaussisch. De groeplooptijd daarvan is verre van constant, maar wel constant dalend, waarbij de Bessel variant iets minder snel daalt. Voorbij 2 x Fc gaat het echte Gauss-filter de andere in steilheid voorbij. Kennelijk noemt men een 2e-orde filter met een Q van 0.5 Gaussisch, maar heel groot is de overeenkomst met the real thing niet.
Twee van die 2e-orde filters met een Q van 0.5 (LP en HP) vormen samen een LR2 filter, omdat de som van de spanningen inderdaad freq. onafhankelijk is. (Dat heet tegenwoordig een all-pass crossover). De fasekarakteristieken van LP en HP zijn gelijk zoals LR ook vereist. De uitgangen worden in tegenfase aangesloten, en de Q moet akelig goed gelijk aan 0.5 zijn, anders ontstaat er toch een bult op het crossover punt. Hopelijk verduidelijkt dit de zaak een beetje.
groet, Tom