Elliptiska delningsfilter för högtalare

[alexanderson]

Sådana konstruktioner är sällsynta !
Går ej att beräkna med de vanligaste beräkningsprogrammen för högtalardelningsfilter.
I Audio express september och oktober 2003 finns ett sådant filter !

[4kTRB]

Ja vart vill du komma?
Ska du designa ett sånt?
I HF-sammanhang brukar de vara vanliga när man tex vill
dämpa någon specifik överton högre upp i frekvens.

[xxargs]

Elliptiska filter ger ganska svår grupplöptidsdistorsion i närheten av sina brytpunkter så det är nog en orsak till den sparsamma användandet, förvisso kanske man kan prova att kompensera med allpass-filter men då blir det stora filternätverk och än större fördröjning (att högtalaren bromsar konrörelserna genom att förstärkaren agerar kortsluten signalmässigt gör det hela än mer komplicerat att konstruera eftersom varenda reaktiv och resistiv komponent där gör att kopplingen mellan elementet och förstärkaren minskar, bromsar mindre och elementet rör sig mer fritt som den själv vill)...

De första CD-spelarna som Philips levererade hade just elliptiska filter på sina utgångar efter D/A-omvandlaren (och troligen också på inspelningssidan med väldigt mycket snävare filter med typ 0 till -96 dB undertryckning mellan 20 kHz och 22k - detta var innan översamplingens tid) och det blev nästan sågat med fotknölarna av Audiofilerna (även om det också var mycket teknikmotstånd inblandat i dom här kretsarna också)

Hög grupplöptidsdistorsion i basområdet (och hög Q-värde i högtalaren) gör att tex. pukslag minskar/slutar att kännas i magen trots samma dB i ljudnivå då man har informationsdispersion - dvs 'informationen' när trumpinnen träffade skinnet på trumman sprids ut över tiden för att de olika frekvenskomponenterna som bygger upp 'pulsen' - fördröjs olika mycket, i kanske flera ms fönster genom filter och högtalarkabinett i kombination och man får inte till 'kicken' längre - de flesta i den situationen brukar då försöka kompensera det hela med att skruva upp volymen (och ökad hörselskade-risk)... - är det basreflex så är högtalarna trötta i avseende impulsrespons redan innan i och med att det är fjärde ordningens system....

---

Om du har en spice-simulator och några program som kan skapa elliptiska filter (kan finnas i själva spice-simulatorn om du har tur - idag är sådant gamma skåpmat så det bör vara lätt att hitta mjukvaror som kan dimensionera en elliptisk filter mha OP-ampar åt dig) - bygga kretsen ungefär som du har tänkt dig i simulatorn och sedan köra in 4-kantvåg, (eller hellre en pulståg med mycket kort '1' och lång '0') så kan du få en uppfattning hur illa det kan bli med pulssvaret.

gör den konceptuella testen innan du försöker ge dig på att dimensionera en passiv koppling före en högtalare - för det lär inte bli bättre...

Skall man ha filter med minst påverkan när det gäller grupplöptid så är det bessel-filter, men ordningstalet blir fort hög även för en ganska moderat branthet.

[rikkitikkitavi]

Totalt meningslöst att simulera i spice om du inte får mes komplexa impedansen på elementen och deras frekvenssvar, i tilltänkt låda.

Även om man kan anta att de är minimifasobjekt.

[superx]

Hur många poler hade du tänkt dig? Har man få poler så kommer skillnaden mellan elliptiska filter och butterworth vara så små att det är meningslöst att skilja typerna åt iom komponentvariationer etc. gissar jag.

[xxargs]

@rikkitikkitavi

Jag menar om man vid simulering får något motsvarande

impulssvar.png

För Lågpassidan med spärrband början vid 1000 Hz och typ 38 dB undertryckning 1500 Hz om 4'-ordningens cauer-filter (1 dB rippel i passbandet) faktiskt är så bra ide med tanke på all ringning

Frekvens och fasgång samt grupplöptid:

frekvenssvar och fasgång.png

Detta innan man börja snickra på någon passiv lösning med högtalarelement involverad då det knappast blir enklare av det...

Grupplöptidsdistorsion är över 1 ms mellan 700 och 1000 Hz vilket gör att 1000 Hz tonen är fördröjd över 1 ms gentemot 700 Hz komponenterna eller bra bit över halv period på denna.

Kör man ned detta på basområdet och delning mellan lågbas och mellanbas så skulle det nog inte finnas så mycket kvar av trummornas transienter då högpassidan förmodligen ser lika jäklig ut...

[rikkitikkitavi]

Jag vet, därför jag skrev att elementen är minfas, dvs deras bidrag till fasförskjutningen aka grupplöptiden är inte mer än vad som kan deriveras från deras frekvensgång.

Men det blir roligt att designa fram ett Cauer med en komplex impedans som lite element, som har stora variationer i sin a parametrar, och dessutom med tajta komponenttoleranser speciellt på induktanserna

Jag tror att rena elliptisla filter implementeras bäst i aktiva domänen antingen analogt eller digitalt, om man kan hantera grupplöptiden. Speciellt det senare går att kompensera linjärt i digitala domänen.

Eller?

[lillahuset]

Bara en liten fråga. Varför battar man med LC-filter till högtalare idag när både effektförstärkare och signalprocessorer är så billiga?

[rikkitikkitavi]

För att ett passivt filter ger lägre distortion

För att det är fortfarandd betydligt dyrare med aktiva lösningar än passiva filter?

För mera läsning rekommenderas faktiskt.se

Aktiv delning görs med fördel mellan bas och tvåvägs toppar.

[HUGGBÄVERN]

Ja vart vill du komma?
Ska du designa ett sånt?

Jag har också länge undrat.
Mycket hänvisande till artiklar som du intelänkar till, inga konkreta byggprojekt. Även om det är elektriska ting du tar upp, är dina "frågor" mer passande för Faktiskt, om du nu bara ska spamma.