Filter - boxnbauer.de

Die Hauptaufgabe der Frequenzweiche ist es natürlich unsere Chassis in die Bahnen zu weisen, damit jede Chassis auch nur in dem vorgesehenen Bereich arbeitet. Hierzu verwenden wir Filter. Man unterscheidet zwischen Hoch- und Tiefpassfilter. Hochpassfilter lassen die Hohen Töne passieren, wären Tiefpassfilter die tiefen passieren lassen. Zu beachten ist, dass die Filter nicht abrupt bei einer genauen Frequenz das Spektrum abschneiden. Die Trennung erfolgt fließend über ein gewissen Bereich. So erfolgt die Trennung bei Filtern 1. Ordnung sehr sanft, wärend Filter 4. Ordnung ziemlich steil trennen. Eine Steile Trennung ist auf den ersten Blick besser. Betrachte man jedoch, dass man mehr Bauteile benötigt und jedes Bauteil wieder Toleranzen aufweist und zudem den Klang beeinflusst wird schnell klar, dass es besser ist Filter 1., 2. oder 3. Ordnung zu wählen.

Trennfrequenz

Die Trennfrequenz gibt an, bei welcher Frequenz das eine Chassis endet und das nächste die Arbeit übernimmt. An der Trennfrequenz sollten beide idealerweise mit gleichen Anteil arbeiten. Dabei dürfen beide natürlich nur mit halber Lautstärke (-6 dB) spielen. Daher fängt der Filter schon vor der Trennfrequenz das Wirken an.
Leider ist es in der Realität oft nicht so einfach. Damit das so funktioniert, müssen beide Chassis Phasengleich arbeiten, was sie in der Regel nicht tun. Eine mögliche Lösung ist es, den Hochtöner zum Beispiel etwas nach hinten zu versetzen, bis die Phase an der Trennfrequenz zum anderen Chassis passt. Sind die Phasen sehr weit auseinander (>90°) macht es sinn ein Chassis umzupolen. Letzter weg zum Feintuning ist nun die Trennfrequenz eines Chassis leicht zu verschieben, bis der Frequenzgang akzeptabel verläuft.

Grundauslegung

Boxsim unterstützt uns auch bei der Auslegung der Filter. Unter Extras > Standardweichen, findet man alles notwendige um Filter auszulegen.

Filter 1. Ordnung

Hier gibt es nicht viel zu sagen. Mit den Werten aus Boxsim ergibt sich der 3 dB Abfall an der Trennfrequenz. Aber Moment – wollten wir nicht 6 dB? Ja – eigentlich sollten es 6 dB sein. Durch die Filter entstehen jedoch auch Phasendrehungen und diese werden hiermit ausgeglichen. Hier kann man letztlich nur die Trennfrequenz hin und her schieben. Auf die Filter Steilheit hat man keinen Einfluss und auch die Phasendrehung ist, wie sie ist.

Da die Filterwirkung sehr flach ist, ist der Übergangsbereich sehr breit daher müssen die Chassis gut aufeinander abgestimmt sein.

Tiefpass	Trennfrequenz
Spule $\uparrow$	$\downarrow$
Spule $\downarrow$	$\uparrow$

Hochpass	Trennfrequenz
Kondensator $\uparrow$	$\downarrow$
Kondensator $\downarrow$	$\uparrow$

Filter 2. Ordnung

Hier schlägt Boxsim schon zwei mögliche Schaltungen vor. Es gibt also mehrere Möglichkeiten den Filter auszulegen. Man hat nun zwei Stellschrauben einen Kondensator und eine Spule. Damit kann Trennfrequenz, Steilheit und Phase beeinflusst werden. Aufpassen muss man bei der Steilheit. Mit steigender Steilheit neigt die Schaltung zum Überschwingen. Die folgenden Tabellen zeigen, wie sich was auswirkt:

Tiefpass	Trennfrequenz	Steilheit/ Überschwingen	Phase
Spule $\uparrow$	$\downarrow$	$\downarrow$	$\downarrow$
Spule $\downarrow$	$\uparrow$	$\uparrow$	$\uparrow$
Kondensator $\uparrow$	$\downarrow$	$\uparrow$	$\downarrow$
Kondensator $\downarrow$	$\uparrow$	$\downarrow$	$\uparrow$

Hochpass	Trennfrequenz	Steilheit/ Überschwingen	Phase
Kondensator $\uparrow$	$\downarrow$	$\uparrow$	$\downarrow$
Kondensator $\downarrow$	$\uparrow$	$\downarrow$	$\uparrow$
Spule $\uparrow$	$\uparrow$	$\downarrow$	$\downarrow$
Spule $\downarrow$	$\downarrow$	$\uparrow$	$\uparrow$