Eerste orde filter slecht voor tweeter?

[Wieger61]

Ergens op zijn site schrijft Linkwitz dat hij voor tweeters bij voorkeur ten minste 3e orde filters gebruikt, omdat 2e orde filters hem al te vlak zijn. Dit heeft met de uitslag van de conus te maken, schrijft hij. Volgens mij, correct me if I am wrong, is die conusuitslag bij constante wisselspanning onder de resonantiefrequentie van een luidspreker, dus ook een tweeter, constant, maar neemt deze bij verder stijgende frequentie 12dB/oktaaf (?) af (Het precieze mechanisme daarvan weet ik niet meer, heb geen Beranek bij de hand). Als je nu de tweeter aansluit op een 2e orde hoogdoorlaatfilter, dan neemt de uitslag bij toenemende frequentie door het filter eerst toe. Daarna is de uitslag, afhankelijk van de eigenfrequentie van de tweeter en de kantelfrequentie van het filter, over een kort of langer frequentiebereik maximaal, voordat de uitslag van de conus afneemt. Volgens mijn inschatting.

Omdat ik de theorie niet zo snel bij de hand heb, heb ik de proef op de som genomen en een klein conustweetertje in serie met een 47uF condensator op een versterker aangesloten. Inderdaad voel je bij een sweep de conus een tijdje trillen, wat boven een bepaalde frequentie juist afneemt.

Is dat erg? Een tweeter zal sowieso niet veel voelbaar trillen. Die zitten meestal strak vast. Maar hoe zit het met het gedissipeerde vermogen? Göran van audio excite doet er niet moeilijk over en werkt het liefste, lijkt, met eersteordehoogdoorlaatfilters, wat Linkwitz zou gruwen. Worden de tweeters dan niet te warm? Ik lees nergens over rokende tweeters. Gaat de kwaliteit van het hoog niet achteruit doordat de tweeter te vaak te ver buiten zijn rustpositie en dus in potentieel niet lineaire gebieden werkt? Of is Linkwitz een oude zeur?

[pappaleo]

Linkwitz heeft wel een punt. Over het algemeen luisteren we niet naar gelijkmatige sinussen (ik niet althans) maar naar een complex muzieksignaal dat over het algemeen een grotere amplitude heeft naarnate de frequentie lager wordt. Een eerste orde filter kan in bepaalde gevallen te weinig filteren.
Daarentegen zijn er natuurlijk een aantal tweeters op de markt die het toegevoerde vermogen bij lagere frequenties nog prima kunnen verwerken.

[Pjotr]

Klopt. Met 1e orde kun je niet alleen veel lager belasten maar doordat de conus/dome/ribbon ook veel meer uitslag blijft maken in een gebied waarvoor zij niet bedoeld zijn, schiet de IM vervorming ook flink omhoog. Ribbons kun je niet eens lager dan 2e orde filteren. Anders gaan ze geheid roken (of in tweeën). Of je moet ze erg hoog folteren (>5K). Maar dan nog blijven ze kwetsbaar.

[ds23man]

Of je moet ze erg hoog folteren

Ik weet niet Peter wat je in je vrije tijd doet, maar dit geeft een behoorlijk andere kijk op de zaak.

[Walt]

Er wordt ineens een hoop duidelijk!

[Pjotr]

Of je moet ze erg hoog folteren

Ik weet niet Peter wat je in je vrije tijd doet, maar dit geeft een behoorlijk andere kijk op de zaak.

Het feest der herkenning?

[Zweitse]

De zweep erover

[jeroen_d]

Eerste orde kan op zich prima mits het kantelpunt niet te laag ligt. En Linkwitz legt het te laag zelfs. BV in de Orion met de millennium tweeter, die klinkt het best als je hem vanaf 2kHz laat beginnen en niet op 1440Hz. De meeste tweeters niet lager dan 3kHz met eerste orde filtering.

[Pjotr]

Het kan natuurlijk altijd. Maar het blijft een afweging. Je kunt dan gewoon veel minder zwaar belasten. En het is nog maar de vraag wat het gehoormatig voordeel is door de asymmetrische afstraling en etc. Maar ok er zijn fans van. Al heb ik nog geen een ontmoet die ook daadwerkelijk 1e orde en 2e orde heeft uitgeprobeerd in een vergelijkbare set up en iets duidelijk reproduceerbaars over het klankverschil kon zeggen.

[pappaleo]

Perse een bepaade filterhelling aanhouden is ook weinig pragmatisch. Ik gebruik juist die filterhellingen waarbij de gebruikte units in de gebruikte opstelling akoestisch het mooist op elkaar aansluiten en waarbij ze qua fase een beetje met elkaar in de pas lopen in het overname gebied. Dat kan beide 2de orde zijn of een combinatie van 2de en 3de orde.

Eerste orde filtering gebruiken bij zowel HP als LP telt zelden mooi op over het hele gebied waar de units elkaar overlappen.

[Wieger61]

Maar wat als je met een condensator in serie met je tweeter akoestisch al op een 2e of 3de orde zit? Dan krijgt je tweeter elektrisch 1e orde voor z'n kiezen, waar dus Linkwitz van gruwt. Wie heeft de formules paraat om de gevolgen te voorspellen? Linkwitz kan zulke zaken zo mooi voorrekenen. Waar zit nu feitelijk het probleem?

[MarcelvdG]

Beetje van het onderwerp af: eerste-ordefiltering kan heel mooi werken bij elektrostaten met gesegmenteerde stators. Een collega van mij heeft ooit zoiets in elkaar gebeund, zie https://home.kpn.nl/verwa255/esl.html

[MarcelvdG]

Maar wat als je met een condensator in serie met je tweeter akoestisch al op een 2e of 3de orde zit? Dan krijgt je tweeter elektrisch 1e orde voor z'n kiezen, waar dus Linkwitz van gruwt. Wie heeft de formules paraat om de gevolgen te voorspellen? Linkwitz kan zulke zaken zo mooi voorrekenen. Waar zit nu feitelijk het probleem?

Volgens mij kan dat alleen als het kantelpunt van het filter dichtbij de resonantiefrequentie van de luidspreker ligt, want de resonantiefrequentie is ongeveer het kantelpunt van de elektroakoestische overdracht. Dan gaat het dus zeker ten koste van meer vervorming en minder belastbaarheid.

[pappaleo]

Maar wat als je met een condensator in serie met je tweeter akoestisch al op een 2e of 3de orde zit?

Dan filter je te laag.

[MarcelvdG]

Dat bedoel ik

[Tom Magchielse]

Filteren van de tweeter hangt af van twee problemen zoals Pjotr al aangaf:
- Het toegevoerd vermogen dat de lichte spreekspoel kan verwerken.
- De maximale uitwijking die zal optreden en die tot beschadiging of vervorming kan leiden
Als je de filter-orde lager kiest, b.v eerste orde, dan zal het toegevoerde vermogen bij dezelfde afsnijfrequentie toenemen.
Als de afsnijfrequentie hoger kiest bij gelijkblijvende orde, dan zal het toegevoerde vermogen juist afnemen, die twee effecten kunnen elkaar compenseren.
De optredende uitwijking zal voor frequenties onder de resonantiefrequentie van de tweeter groter worden naarmate de frequentie lager is. Laat je de afsnijfrequentie dus onder Fs vallen, dan zal een uitwijkingsprobleem kunnen optreden.
Zolang de afsnijfrequentie maar ruim boven Fs ligt, zal er met de uitwijking niet zo veel gebeuren.
In de praktijk gedraagt een tweeter zich ook al als een tweede-orde highpass, met een vrij hoge Q ( b.v. 0.7-1.2 )
Zelfs met een eerste-orde filter krijg je dus akoestisch al een derde orde high-pass karakteristiek. Dat moet dan ingepast worden in je totale cross-over concept. Maar één ding is zeker, een akoestische eerste-orde karakteristiek krijg je nooit.
Resumerend; Met een hoge afsnijfrequentie of een robuuste tweeter kun je een eerste-orde filter wel gebruiken, maar veel voordelen heeft het niet ( nadelen wel) .
vr groet,
Tom

[Wieger61]

Mij gaat het vooral om het effect van eerste orde elektrisch op de tweeter, waarbij dus onderscheiden moet worden tussen een kantelfrequentie voor, op of na de eigenfrequentie van de tweeter. Wat zo'n filter akoestisch oplevert, interesseert me even niet. Welke nadelen heeft het eerste orde elektrisch filteren zoals Linkwitz aangeeft? Een beetje is me al duidelijk, maar wat precies?

[Wieger61]

Ligt de kantelfrequentie van het filter flink boven de eigenfrequentie van de tweeter, zie ik ook geen problemen. Maar vanaf welke verhouding tussen die twee moet je oppassen?
Wat je in ieder geval niet moet doen, is rekenen op de natuurlijke akoestische afname onder de resonantiefrequentie en enkel tegen de gelijkspanning een grote condensator in serie zetten. Dan ligt je filterkantelfrequentie te laag en trilt de tweeter te veel. Helder.

[jeroen_d]

Het kan natuurlijk altijd. Maar het blijft een afweging. Je kunt dan gewoon veel minder zwaar belasten. En het is nog maar de vraag wat het gehoormatig voordeel is door de asymmetrische afstraling en etc. Maar ok er zijn fans van. Al heb ik nog geen een ontmoet die ook daadwerkelijk 1e orde en 2e orde heeft uitgeprobeerd in een vergelijkbare set up en iets duidelijk reproduceerbaars over het klankverschil kon zeggen.

Ik heb dat vaak geprobeerd en ook toegepast. Je komt met 2de orde elektrisch en een wat lager kantelpunt uit op akoestisch 4de orde. Met eerste orde elektrisch en een wat hoger kantelpunt kun je 2de orde akoestisch goed benaderen in het overnamegebied. De tweeter dient dan geïnverteerd te worden. Dit klinkt mooier omdat je door meer overlap tussen mid en tweeter een constanter afstraalgedrag kan creëren in het horizontale vlak. Dit lukt vaak erg mooi met een wat kleinere middentoner, niet groter dan 5".

Een mooi voorbeeld is de klassieke 3-weg die ik voor mijn ouders had ontworpen en gebouwd.
http://www.zelfbouwaudio.nl/forum/viewt ... 59&t=14793

[Tom Magchielse]

Het vermogen dat in een meerwegssysteem in iedere driver terecht komt, hangt natuurlijk af van de kantelfrequenties.
Bij benadering geldt dat bij een crossoverfrequentie van 5 kHz ca 8% van het vermogen in de tweeter eindigt, met 2.5 kHz is dat ongeveer 15%, met 1.2 kHz is dat 25%. Daarbij is uitgegaan van "steile " filtering. Ga je over van 3e orde naar 1e orde dan mag je volgens mij rekenen met de dubbele crossoverfrequentie, dus 3e orde op 1.2 kHz is vergelijkbaar met een 1e orde filter op 2.5 kHz. Voor ruige popmuziek kunnen deze getallen wat hoger uitvallen, ze gelden voor "gemiddelde" muziek. Afhankelijk van wat de tweeter kan hebben, de gewenste luidheid en het soort muziek is een eerste-orde filter wel of niet toe te passen.
vr groet,
Tom M

[albertk]

Je kunt ook na de condensator een spoel zetten met een kp en orde of twee lager . Ik heb een meetplaatje gezien van een eerste orde filter waar het filter op twee khz lag, maar onder de 500 hz bleef de input constant.

[bas focal m180]

Eerste orde filter slecht voor tweeter?
Tegenwoordig zijn er legio tweeters die laag te filteren zijn, waar je vroeger op 3 kHz of zelf 4 kHz zat halen sommige nu al 1,5khz. Een 6 db filter op 2,5 / 3 kHz is dus realiseerbaar met de juiste tweeter.
Er is zelfs een bandtweeters die 12db op 1,5 kHz in te zetten is.

Ook zelf mogen ervaren hoe een oude philips rsq8p bandtweeter speelde op 1,5 kHz met een 6db filter. Ging luid zat zonder vervorming waar te nemen.
Hulde aan philips.

[VintageHarry]

Die laatste kan inderdaad behoorlijk laag, voor het beste resultaat wordt door de "kenners" echter toch wel 2 kHz/12dB aanbevolen. Je kunt deze trouwens nog steeds vinden, maar nu bij Stage Accompany. Kosten wel een paar centen...

[Wieger61]

Welk signaalniveau krijgt de tweeter te verduren? Craig Anderton heeft de data van allerlei soorten muziek verzameld: http://www.harmonycentral.com/articles/ ... ical-style
Ik heb even opgezocht: Wil je een inschatting maken van de maximale uitslag van de tweeter zonder filter, dan volgt die volgens Beranek & Mellows (2012, p.254) uit onderstaande formule waarbij je voor r de meetafstand tot de tweeter invult en voor f als ijkpunt de resonantiefrequentie van de tweeter. Al blijft de uitslag misschien beperkt, het vermogen dat gedissipeerd wordt, is zonder filter gewoon u x u / R en kan dus zonder filter behoorlijk oplopen. Dat in ieder geval niet doen dus.

[satefan]

Ik draai hier al geruime tijd met een 1e orde elektrisch filter (dus alleen een cap voor de tweeter) in mijn tweeweg, ala het recept van Goran zoals genoemd in de openingspost. Deze cross ik op 2200hz.

De tweeweg meet heel netjes, en klink qua fase en afstraling erg goed. En...het kan hard genoeg. De tweeter vervormt niet noemenswaardig en houd het al die tijd prima vol.

Persoonlijk merk ik dat hogere orde filters me maar lastig kunnen bekoren. Dit is niet theoretisch onderbouwd, maar proefondervindelijk. Ik beluisterde bijvoorbeeld een tijd terug een tweeweg (Paradigm geloof ik) en ook dat klonk heel erg lekker, goede afstraling en mooie fase. Eenmaal thuis even gegoogeld en vond het schema van het filter. Bleek ook 1e orde elektrisch.

Kortom, afhankelijk van gekozen tweeter kan het prima. Uiteraard zijn er allerlei 'vuistregels' denkbaar, gebaseerd op theorie en beschikbare materialen van vroeger, maar volgens mij moet je uitgaan van de technische specs van de tweeter die je daadwerkelijk gaat inzetten. Kan hij het geleverde vermogen aan (spreekpoel) zonder (teveel) vervorming (stijfheid/constructie) van de conus/tweeter aan?