T.Hartwig-ELektronik
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Audio-Module
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Aktiv-Systeme, Aktiv-Module
Grundlagen und Aufbau-Vorschläge
Seit 1988 - Elektronik für Aktivlautsprecher bei THEL
Manchmal muss man Traditionen brechen, um Innovationen zu schaffen
Im Jahre 1988 sind wir hauptsächlich durch unsere ausgereifte Aktiv-Elektronik bekannt geworden
(s. "Klang & Ton" Dez 1989). Dieses System wurde von uns permanent weiterentwickelt. Somit steht heute nicht nur die perfekte Aktivweiche SAW zur Verfügung, sondern ebenso alle zusätzlichen Komponenten wie variable Korrektur-Filter, Endstufen, Netzteile und vieles mehr - alles für den erfolgreichen Selbstbau.

Vergessen Sie den Spruch: "Das geht nur passiv"
Es ist eher umgekehrt! "Aktiv" sind Korrekturen möglich, die "passiv" fast unmöglich sind.
Gut - man kann passiv auch eine bestimmte Frequenz anheben, in dem man "ganz einfach" den ganzen Rest absenkt, aber -
...lassen wir das lieber.
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Aktives Prinzip: Für jedes Chassis wird eine Endstufe benötigt.
Die Trennung der Frequenzen wird in aktiven Filtern vor den Endstufen vorgenommen.
Die Vorteile für den Selbstbau aktiver Systeme

1. Mehr Freiraum im individuellen Gestalten der Lautsprecherboxen

2. Fast unbegrenzte Möglichkeiten nach eigenen Ideen vorzugehen

3. Die Wahrscheinlichkeit von Berechnungsfehlern sind auf ein Minimum reduziert

4. Mit unserer durchdachten und seit Jahren bewährten Elektronik sind auch Sie in der Lage, Ihre Traumbox zu realisieren

5. Anpassbar an Raum und Geschmack

 
Grundlagen des Aktivsystems
Aktive Lautsprecher gehören schon immer zu den exklusiven Systemen. Dennoch erfährt man relativ wenig über diese Technik. Das hat ganz bestimmte Gründe, auf die wir später eingehen. Die Vorteile gegenüber Passivsystemen liegen aber klar auf der Hand.
Wie auch das bekannte Buch Lautsprecherbau von Vance Dickason beschreibt, gibt es folgende Vorteile, die wir durch einen Kommentar näher erklären.

1. Verringerte Intermodulations-Verzerrungen infolge der verringerten Bandbreite, über die die Verästärker arbeiten. Ebenso wird ein Clipping durch tieffrequente Überlastung der Verstärker bei Mehrwege-Systemen nur auf ein Chassis begrenzt
Intermodulationsverzerrungen entstehen durch Überlagerung vieler verschiedener Frequenzen. Eine Endstufe hat es daher einfacher, wenn der zu übertragende Frequenzbereich kleiner ist. Wenn in einer Passiv-Anlage z.B.  tiefe Frequenzen hoch ausgesteuert werden, können die hohen Frequenzen clippen, da diese den tiefen aufmoduliert sind. In einem Aktivsystem hat ein Übersteuern der Tieftonendstufe keine Auswirkung auf den Hochtonbereich.

2. Vergrößerter Dynamikbereich. Ein 60W und ein 30W Verstärker in einem aktiven System werden bei dem gleichen Pegel klippen wie ein 175W Verstärker an einer passiven Frequenzweiche
Aus den vorher angegeben Gründen ergibt sich, dass die Summe aller Frequenzen die Aussteuergrenze festlegt. Wenn ein sehr tieffrequentes und ein sehr hochfrequentes Signal gleichzeitig übertragen werden, sinkt der mögliche Maximalpegel, da das hohe Signal dem tiefen aufmoduliert ist. Somit ist eine Aktivbox immer lauter als eine Passivbox, obwohl die Chassis gar nicht höher belastet werden, sondern alle gleichzeitig maximal belastet werden können.

3. Besseres Impulsverhalten
Steile Impulse verursachen plötzliche und hohe Stromanstiege auf dem Weg vom Verstärker zum Chassis. Anfangsimpulse von Instrumenten enthalten meist alle Informationen des Instruments, des räumlichen Ortes und tragen somit wesentlich zur räumichen Zuordnung verschiedener gleichzeitig gespielter Instrumente bei. Nicht nur die Resonanzen von Passivfiltern sonder auch jedes zu lange Kabel oder zu hochohmige Spule im Signalweg verfälscht die Übertragung von Impulsen.

4. Bessere Koppelung von Verstärker und Lautsprecher und Vermeidung der von passiven Frequenzweichen induzierten Resonanzen
Je niedriger der Innenwiderstand einer Endstufe, desto besser die Kontrolle des Chassis (Dämpfung). Dieser Innenwiderstand wird durch das Lautsprecherkabel erhöht. Wenn man bei größeren Längen ein zu dünnes Lautsprecherkabel gegen ein wesentlich dickeres austauscht, wird der Klang deutlich verbessert. Das ist bekannt und jederzeit nachvollziehbar. Wieviel mehr kann daher erreicht werden, wenn die Passivweiche aus dem Signalweg verschwindet? Sie hat einen viel größeren Anteil an Verlustwiderständen als das Kabel und gilt schlechthin als das Teil in der Übertragungskette, das die meisten Verzerrungen produziert. Der Wechselstromwiderstand eines Filters muss im Trennfrequenzbereich in etwa den gleichen Wert haben, wie der Widerstand des Chassis. (Sonst wäre es ja kein Filter). Das bedeutet aber, dass die Endstufe in diesem Filterbereich nur noch mit dem Dämfungsfaktor 1 auf das Chassis wirken kann! Im Durchlassbereich würde eine 0,5 Ohm Spule an einem 4W Chassis die Dämpfung auf 8 herabsetzen. (Dämpfung = Chassiswiderstand dividiert durch Innenwiderstand der Signalquelle). Was nützt hier also eine Endstufe mit extrem hoher Dämpfung? Bestenfalls, dass sie die Resonanzen eines Passivfilters besser im Griff hat. Im Aktivsystem werden Begleiterscheinungen, wie Filterresonanzen, Verschlechterung der Gesamtgüte, usw. verhindert. Moderne Computerprogramme können zwar solche Verlustwiderstände der "Passiven" mit einbeziehen und "wegrechnen", aber ist das Ergebnis dann wirklich so, als würden diese Nachteile nicht existieren ???

5. Bessere Funktion der Frequenzweiche, die mit konstantem Abschlusswiderstand arbeitet
In einer Passivweiche ist die Schwingspule immer Bestandteil der Weiche. Der Lastwiderstand am Filter ist maßgebend für alle Rechenergebnisse. Dieser Chassiswiderstand ist noch nicht einmal bei jeder Frequenz gleich. Es kann sogar vorkommen, dass bei einer starken Resonanzfrequenz des Chassis der Widerstand so hohe Werte erreicht, dass diese Frequenz, obwohl sie außerhalb des Durchlassbereiches der Weiche liegt, dennoch wiedergegeben wird, da das Filter in diesem Bereich keinen ausreichenden Lastwiderstand "sieht". Bei zu starker Abweichung müssen daher Impedanzlinearisierungen, bzw. Saug- oder Sperrkreise zusätzlich verwendet werden. Das hat zur Folge, dass man an einer einmal berechneten Weiche nicht einfach ein anderes Chassis einsetzen kann. Trennfrequenz und sogar die ganze Filtercharakteristik wären jedesmal eine andere.
Bei einer Aktivweiche, die vor einer Endstufe sitzt, ist der Chassiswiderstand ohne Bedeutung. Das Filter hat hier eine definierte Last innerhalb der Schaltung. Trennfrequenz und Filtercharakteristik bleiben immer erhalten, egal, ob ein 0,5Ohm oder ein 16Ohm Chassis an der Endstufe hängt. Ein unschlagbarer Vorteil für Selbstbauer, die experimentieren und so wenig Fehler wie möglich machen wollen. Außerdem lässt sich ein 24dB/Oct Filter realisieren, ohne die bekannten Probleme von steilflankigen passiven Filtern.

6. Bessere subjektive Klanqualität als bei passiven Hochpegelschaltungen
Es ist ein Unterschied, ob ein Filter mit Millivolt- und Mikroampere-Signalen durchlaufen wird, oder ob hohe Volt- und Ampere-Werte eine Rolle spielen. Letzteres hat mit mehr Nebenwirkungen zu kämpfen, wie Mikrofonieeffekte, viele Lötstellen, die hohe Ströme übertragen müssen, stärkere Qualitätseinflüsse der Filterelemente.

7. Einfachere Kontrolle unterschiedlicher Chassis-Empfindlichkeiten
Wenn ein Hochtöner zu laut ist, kann man in einer Passivweiche nicht einfach einen Widerstand vor den Hochtöner setzen. Mindestens die Trennfrequenz wäre dann eine andere, da, wie schon erwähnt, der Lastwiderstand maßgeblich für das Filter ist. Außerdem bedeutet ein Vorwiderstand in Reihe zu einem Kondensator im Prinzip eine wesentliche Erhöhung des Serien-Widerstandes (ESR) des Kondensators, da beide sich im Wert summieren. Ein niedriger ESR (Milliohmbereich) und somit Verlustfaktor eines Kondensators spiel dann keine Rolle mehr, da er nicht zur Geltung kommen kann. Daher hört man in einer solchen Kombination weniger Unterschiede zwischen verschiedenen Kondensatoren.
In einer Aktivversion wird einfach der NF-Pegel vor der Endstufe mit einem Poti verändert. Wirkungsgradunterschiede und tonale Charakteristik kann man somit anpassen, ohne dabei in die Übertragungsqualität zwischen Endstufe und Chassis einzugreifen.

8. Einfachere Manipulation von Phase, Zeitverzögerung, Resonanz, verschiedene Arten der Formgebung von Wiedergabekurven, Konturänderung und Equalizing."
Dieser Punkt ist heute nicht mehr nur dem professionellen Boxenhersteller vorbehalten. Auch der Selbstbauer kann speziell geforderte Anpassungen vornehmen, die passiv nur sehr schwer oder gar nicht realisierbar wären.
Solche zusätzlichen Manipulationsfilter können vor oder hinter einen Aktivweichenkanal geschaltet werden. Wir bieten dazu ein umfangreiches Programm an, das auch für den Selbstbauer mit Mess-Equipment kein allzu großes Problem darstellt.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass Aktivsysteme für den Hobbyelektroniker sehr berechenbar herzustellen sind.
Der bestehende HiFi-Markt ist eher darauf ausgerichtet, Verstärker und Passivboxen als einzelne Produkte anzupreisen. Würde man komplette Aktivboxen verstärkt hervorheben und auf die Vorteile verweisen, würde ein ganzer Markt sich ändern müssen. Daher bleiben die meisten Hersteller bei Ihrem Konzept. Wir wissen allerdings, dass die Chassishersteller, mit denen wir bisher Kontakt hatten, die aktive Ansteuerung immer als Vorteil ansehen. Die meisten stellen aber keine Lautsprecherboxen her, sondern fertigen nur die Chassis.

Deshalb sind sehr viele Aktivboxen nur im Besitz derer, die sich ihre Boxen selbst konstruiert haben mit dem guten Gefühl, eine überlegene Klanqualität durch eine überlegene Technik zu besitzen.

Bestehende Vorurteile stammen meistens aus dem Lager derer, die die aktive Filtertechnik nicht beherrschen oder die Möglichkeiten nicht ausreichend kennen.

Wir haben in den letzten über 25 Jahren erreicht, dass diese Technik vielen weiteren zugänglich gemacht wurde. Unsere Aktivelektronik ist europaweit bekannt und sehr vielseitig einsetzbar. Die Aktiv-Weichen und Korrektur Filter lassen sich in vielen Parametern in weiten Bereichen einstellen.
Alle unsere Komponenten passen perfekt zusammen, lassen sich aber auch in bereits bestehende Anlagen sehr gut integrieren.
Wir sind darauf spezialisiert, Ihnen dabei zu helfen und die richtige Auswahl zu treffen. Mit unseren elektronischen Komponenten ist daher vieles möglich. Und das sogar sehr hochwertig. 
Bei all diesen Aspekten kann man davon ausgehen, dass auch Selbstbauer mit geringeren Kenntnissen der Materie ein Erfolgserlebnis haben werden.
Wenn Sie unsere Webseiten aufmerksam durchsehen, werden Sie feststellen, dass es viele Kombinationsmöglichkeiten mit unseren Modulen gibt. Egal, ob aktiv oder passiv.

Ihrer Wunschanlage dürfte eigentlich nichts mehr im Wege stehen.