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3-Wege Mono o. 2-Wege Stereo
Aufwändige Bestückung
mit fast 150 Bauteilen
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SAW-30
Die Referenz-Aktivweiche
Diese analoge Präzisions-Weiche
ist nicht mit den allgemein bekannten Aktivweichen vergleichbar.
Seit 1988 können
wir dieses Filterdesign, das auf psycho-akustischen
Erkenntnissen beruht, mit anhaltendem Erfolg anbieten, während
viele andere Weichenprinzipien gekommen und gegangen sind. Durch die konsequente
Beachtung aller wesentlichen Parameter, ohne sich auf bestimmte Vorlieben
zu beschränken, ist damals eine ungewöhnliche Schaltungsart entstanden.
Wegen der sehr komplexen und nicht einfach zu verstehenden Funktion, hat
sie jedoch keine große Verbreitung gefunden und ist daher wenig bekannt
geworden, obwohl das audiophile Hörempfinden auf eine ganz besondere
Weise in den Mittelpunkt gestellt wird. Das ist sofort hörbar und
wird auch in den nächsten Jahrzehnten so bleiben, egal wieviel Digitalweichen
und andere neue Prinzipien mit unendlich vielen Einstellmöglichkeiten
noch entstehen (und wieder gehen) werden. |
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24dB/Okt.
Aktivweiche mit Null-Phasendrehung
Für das audiophile
Hörerlebnis genügt nicht immer das umfangreiche Ingenieurswissen
über Elektrodynamik.
Auch die Hörphysiologie
muss mit einfließen.
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Die Aktivweiche
mit dem besonderen Hörerlebnis seit 1991
Bereits
in den siebziger Jahre wurden in einer englischen Universität zahlreiche
Experimente in der Psychoakustik durchgeführt und dokumentiert. Man
erkannte enge Zusammenhänge zwischen "Audio-Design" und Hörempfinden,
wie z.B. Einflüsse der Gruppenlaufzeit und Phasenwinkel.
Auf
Grundlage dieser Erkenntnisse enstand das sogenannte State-Variable-Filter,
worauf auch das Schaltungsprinzip unserer Aktivweiche basiert.
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In
den achtziger Jahren wurde das endgültige Design eines State-Variable-Filters
4. Ordnung in einem Studienartikel des offiziell anerkannten weltweiten
Audio-Fachmagazins
-AES- veröffentlicht
(Audio-Engineering-Society,
Ausgabe Oct 1983, 8-12, Nr.2011-B2.
Von
Dennis A. Bohn, Rane Corporation, Mountlake Terrace, Washington).
Nur
einsehbar für anerkannte, registrierte Mitglieder der AES.
www.aes.org
https://de.wikipedia.org/wiki/Audio_Engineering_Society
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fast vergessen
State-Variable-Filter
4.Ordnung
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THEL-Katalog 1992
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Damals
(80er Jahre) konnten wir diese Schaltung als einzelnen Hybridbaustein anbieten
und den analogen Messgeräten ihre Grenzen aufzeigen.
Anfang
der neunziger Jahre haben wir dann eine komfortable Platine mit diesem
speziellen Hybrid-Schaltkreis entwickelt und angeboten. Mit den vielen
Einstellmöglichkeiten bieten wir sie bis heute in einer technisch
nahezu unveränderten Schahltung an.
Das
State-Variable-Filter der achtziger Jahre ist nicht veraltet, sondern zur
Perfektion gereift!
Damals
wie heute zählt dieses Filter immer noch zur Referenz in Klang und
Präzision.
Man
hört es einfach sofort!
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THEL-Katalog 1992
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Die Highlights
1.
Einstellbar auf 2-Wege, 3-Wege, 4-Wege, oder Sub-Sat-Weiche
2.
Präzise
Einstellung der Trennfrequenzen mit absoluter Wiederholgenauigkeit ohne
Messgeräte.
3.
Alle Ausgangspegel mit Trimmpotis einstellbar - von Null bis dreifachem
Eingangspegel.
4.
Betriebsspannungs-Aufbereitung durch Regelschaltung und Glättung On-Board.
Technische Einzelheiten siehe weiter unten.
SAW 30.2 / 30.3
2-Wege Stereo / 3-Wege Mono
Aufwändige Bestückung
mit fast 150 Bauteilen
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Es
ist keine gewöhnliche Aktivweiche mit präzisen Trennungen
der Frequenzbereiche nach bestimmten Filtercharakteristiken - das können
viele andere Weichen auch, wie z.B. separate 24dB/Oct Hoch- und Tiefpässe
oder sogenannte Subtraktionsfilter.
Die außergewöhnlichen
Eigenschaften dieser Aktivweiche werden durch die Anwendung einer weniger
bekannten Schaltungstechnik erreicht:
Ein speziell berechnetes
State-Variable-Filter 4. Ordnung, nach dem Prinzip des Linkwitz-Riley-Filters.
Null-Phasendrehung
zwischen den Filtern bewirkt Gruppenlaufzeit- und Phasenwinkel-Optimierung
Hier
geht es darum, neben der technischen Perfektion die perfekte Harmonie mit
dem Hörempfinden zu schaffen.
Das wird erreicht, indem die
Ausgangssignale der Filter bei jeder Frequenz
völlig
zeitgleich zueinander auftreten, denn durch die Verkettung von
Hoch- und Tiefpass kontrollieren sich diese sozusagen gegenseitig, indem
aus dem Tieftonzweig die korrespondierende Übertragungsfunktion für
den Hochtonzweig ermittelt wird. Somit werden nur vier Kondensatoren
für die gemeinsame Korrespondenz von Hoch- und Tiefpass benötigt
(nicht je vier, wie sonst üblich). |
In der Summe ergibt sich eine
perfekte Übertragung in Zeit und Pegel. Der Kompromiss besteht darin,
dass die frequenzabhängige Phasendrehung diesess Analogfilters hier
nicht zwischen den Filterpässen, sondern nur zwischen Ein- und Ausgang
der Weiche verlegt wird. Dieser Phasenwinkel hat so gut wie keinen Einfluss
auf das Hörempfinden.
Das ist neben technischer
Präzision vor allem eine Anpassung an das natürliche Hörempfinden.
Durch diese Optimierung
der Gruppenlaufzeit können auf dem Weg von den einzelnen Lautsprecherchassis
lässt das Ohr die Signale akustisch wieder perfekt zu einer harmonischen
Ganzheit verschmelzen.
Die
Verstärkung bei der Trennfrequenz beträgt -6dB (Linkwitz-Riley-Kurve).
Das ergibt an jedem Punkt
eine konstante Summenleistung von Hoch- und Tiefpass.
Sie werden den
Unterschied sofort hören und die Musik natürlicher empfinden.
Denn durch die konsequente
Einhaltung der erwähnten Grundlagen gibt es hier nicht die bekannten
Nachteile steilflankiger Filter.
Es gibt keine Überschwinger,
keine erhöhten Impulsverzerrungen und keine Verschlechterung der Gruppenlaufzeit,
wie sonst bei 24dB-Filtern bekannt ist. Hier wird sogar noch eine Verbesserung
gegenüber einem 6dB-Filter erreicht.
Da die Ausgangs-Signale
immer zeitgleich auftreten, setzen sich besonders im Üernahmebereich
die in verschiedene Frequenzbereiche aufgeteilten Impulse akustisch wieder
perfekt zusammen. Somit bleiben sogar einmalig auftretende Peaks nahezu
unverfälscht erhalten.
Da
das Ohr auf Zeitverzerrungen von dicht nebeneinander liegenden Frequenzen
besonders empfindlich reagiert, ist hiermit der psycho-akustische Hintergrund
dieser Weiche erklärt.
Durch
die steile 24dB Trennung und dem besonderen
Zeitverhalten ist die Fehlermöglichkeit stark redziert, und es ergibt
sich eine breitere Strahlungsachse und somit höhere Wahrnehmung der
Räumlichkeit auch außerhalb der Stereomitte.
Eine
Positionierung des Hörplatzes genau zwischen den Boxen und einem bestimmten
Abstand ist somit weniger wichtig geworden.
Auch
der Tieftöner profitiert von dieser sehr steilen Abtrennung nach oben,
da der kritische Bereich der Partialschwingungen schneller verlassen wird.
Das
ist nicht nur Theorie, sondern sofort und eindeutig hörbar - auch
wenn es für einige nicht vorstellbar sein mag.
Früher haben wir speziell
vom Hersteller modifizierte OP-Amps eingestezt. Heute setzen wir allgemein
erhältliche audiophile OP-Amps ein. Dadurch ist zwar der Bauteileaufwand
etwas höher geworden, aber es stehen uns jetzt noch mehr Optimierungsmöglichkeiten
der ursprünglichen Schaltung zur Verfügung.
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Beschreibung
der technischen Möglichkeiten
2-Wege;
3-Wege; 4-Wege; Subwoofer- Satellitenmodul
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Kinderleichte
Bedienung
Alle Parameter sind ohne
Messgeräte präzise einstellbar. Die durchdachten Einstellmöglichkeiten
und der extrem schmale Überlappungsbereich reduzieren mögliche
Fehler auf ein Minimum..
Trennfrequenzen
einstellbar (24dB/Okt.)
Bereich: 31 Hz bis 12kHz
(siehe
Frequenztabelle).
Bei Bestellung geben Sie
den ungefähren Bereich Ihrer gewünschten Trennfrequenz an (ca.
4:1 = 2 Oktaven);
Pro Frequenz werden immer
vier gleiche Kondensatoren eingebaut.
Beispiel: Zwei-Wege-Weiche
Stereo (SAW 30.2) mit einer Trennfrequenz von ca. 150-550 Hz = 8 x 22nF-Kondensator.
oder Drei-Wege-Weiche Mono
(SAW 30.3), Trennfrequenz unten (zw. Tief- und bandpass) ca. 150-550Hz
= 4 x 22nF; oben (zw. Band- und Hochpass) ca. 1500-5500 Hz = 4 x
2,2nF.
Den Feinabgleich können
Sie mit 16 Schaltstufen innerhalb des angegebenen Bereiches präzise
und mit absoluter Wiederholgenauigkeit selbst vornehmen. Die entsprechenden
Kondensatorwerte können auch nachträglich geändert werden.
Dazu sind extra große Lötflächen vorhanden, um beim Auslöten
keine Leiterbahnen zu beschädigen. Standardmäßig sind 100n
oder 47n MKP-Kondensatoren und ab 22nF abwärts hochwertige Folien
Kondensatoren (FKP) bestückt. (Im Preis inbegriffen - bitte Wert angeben,
s.Frequenztabelle).
Pegeleinstellung
Mit den Keramik-Trimmpotis
lässt sich der Ausgangspegel eines jeden Kanals einstellen (0 bis
3-faches Eingangssignal). Dadurch können Sie die Pegel der unterschiedlichsten
Lautsprecher-Chassis angleichen oder die tonale Eigenschaft einer Box dem
persönlichen Geschmack anpassen.
Im Auslieferungszustand
ist jeder Kanal auf genau Verstärkung 1 abgeglichen (ca. Poti-Mittelstellung)
Alle
Eingänge sind auch echt symmetrisch beschaltbar (zwei Spannungseingänge),
jedoch nicht die Ausgänge. Wird eine vollsymmetrische Anordnung
gewünscht, so muss die Weiche doppelt aufgebaut werden. Die Eingangsspannung
darf die Betriebsspannungshöhe nicht überschreiten, maximal jedoch
nicht über +/-18V. Siehe Techniktabelle (Ein-Ausg.
sym-asym).
Rausch-Optimierung
Filterschaltungen rauschen
generell mehr, als reine Verstärkerstufen, da relativ hohe Quellwiderstände
wirksam sind. Da man mit sehr kleinen Widerständen schlecht arbeiten
kann, erhält man einen höheren Rauschabstand nicht durch die
Wahl eines besonders rauscharmen OPs, sondern durch eine möglichst
hohe Signalspannung im Filter, damit sich der Abstand zur Rauschspannung
vergrößert.
Daher wird bei der SAW der
Pegel im Eingang um das 3-fache (10dB) angehoben - die Filter daher mit
dreifacher Spannung betrieben. Mit dem Pegelsteller am Ausgang kann der
Pegel wieder (samt Filterrauschen) auf 1 (0dB) abgesenkt werden. Somit
ergibt sich ein um ca. 10dB höherer Rauschabstand als bei konventionellen
Filtern mit Verstärkung 1. In der Praxis ergibt sich daraus ein nahezu
unhörbares Rauschen.
Die dreifache Verstärkung
ist bei der max. Eingangsspannung der Weiche zu berücksichtigen.
Die Ausgangsspannung beträgt max. +/-15V (vor dem Ausgangsregler).
Dividiert durch drei ergibt eine max. Eingangsspannung von +/- 5V (3,5Veff).
Versorgungsspannung
bis +/-35 Volt
Eine sog. Gyratorschaltung
(hoch
induktive elektronische Drossel) in der Spannungsversorgung bewirkt
eine sehr hohe Glättungswirkung der Versorgungsspannung, dadurch könnte
sogar eine weniger gut gesiebte Spannung verwendet werden.
Außerdem wird intern
auf +/-18V begrenzt, so dass eine wesentlich höhere Spannung angelegt
werden kann. Somit kann die Weiche bei Bedarf evtl. aus vorhandenen Betriebsspannungen
versorgt werden, ohne dass diese Spannung herabgesetzt werden muss.
Zusatzmodule
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Equaliser
EQ-X
Das Wunderwerkzeug zur elektronischen
Frequenzgang-Korrektur in nahezu allen Anwendungen der Audiotechnik einsetzbar.
Alle Parameter getrennt und völlig unabhängig voneinander einstellbar:
Frequenz: 14Hz -
20kHz; Gain: +/- 22dB; Güte: (Q) 0,5
bis 25; |
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SAW Manual.pdf
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Allgemeine Beschreibung,
Anschlussskizzen
symmetrische Eingänge
2-Wege-Stereo, Sub-Sat
2-Wege-Mono
3-Wege-Mono Anordnung
4-Wege
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