Super Aktivweiche SAW 30
T.Hartwig-ELektronik Inh. Thomas Hartwig
Blumenweg 3a,  D-34355 Staufenberg
Tel. 05543-3317,  E-Mail
Bürozeit: Mo-Do, ca. 14.00-16.00 Uhr
Ust. ID. Nr.: (VAT) DE 115268023
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Audiomodule
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Leidenschaft durchbricht übliche Gewohnheiten
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3-Wege Mono o. 2-Wege Stereo
Aufwändige Bestückung
mit fast 150 Bauteilen
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.

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.
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
fast vergessen

State-Variable-Filter
4.Ordnung


THEL-Katalog 1992
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!

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
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
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
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
Allgemeine Beschreibung,
Anschlussskizzen
symmetrische Eingänge
2-Wege-Stereo, Sub-Sat
2-Wege-Mono
3-Wege-Mono Anordnung
4-Wege
Frequenztabelle
Messkurven
Amplituden-Frequenzgang
und Phasenfrequenzgang
Amplituden-Frequenzgang der Summe
Amplituden-Frequenzgang der Differenz
Frequenzgang  der Phasendifferenz
Frequenzgang  normierte Gruppen-
Laufzeit und Phasenfrequenzgang
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SAW-30.2 (2-Wege-Stereo) und SAW-30.3 (3-Wege-Mono) sind identische Module.
Lediglich die Kondensatorwerte sind anders gruppiert (8 gleiche Werte, oder je 4 gleiche Werte),
und die Stellungen der Steckerstifte haben andere Positionen.

Preise (inkl. Mwst)

Modul
Anwendung
Euro



SAW 30.3
3-Wege Mono
225,00



SAW 30.2
2-Wege Stereo oder Sub-Sat-Weiche
225,00
 .
Angabe der Konensatorwerte für den groben Einstellbereich nicht vergessen!
(Ein Kondensatorsatz (8St) im Preis inbegriffen, siehe Frequenztabelle)


Frequenzkondensatoren
Wird eine nachträgliche Änderung des groben Einstellbereiches der Frequenzen erforderlich, so können entsprechende Kondensatoren nachbestellt und umgelötet werden. Unter der Leiterplatte sind extra große Lötflächen vorhanden. Pro Bereich sind immer vier gleiche Werte nötig.
Preise (inkl. Mwst)
Wert
Typ
EUR
1n0
FKP
1,50
2n2
FKP
1,50
4n7
FKP
1,50
10n
FKP
1,50
22n
FKP
1,50
47n
MKP
1,50
100n
MKP
1,50
 
Technische Daten
+/-5 bis
max +/-35V
optimal:
+/-12bis20V
Stromaufnahme
SAW 30.2/30.3
+/-40mA
bei +/-20V
Frequenzbereich 0dB
0 -300kHz
-3dB
0 -700kHz
Anstiegszeit (HP)
1µs
Lastwiderstand
>600 Ohm
Störspg. abstand.
ca. 100dB*
Kges
0,002%
Eing. Widerstand
10kOhm
Verstärkungsfaktor
0 bis 3
Filter-Steilheit
24dB/Okt
Maße
121x85x15mm

Die Eingangsspannung darf
die Betriebsspannungshöhe
nicht überschreiten. maximal
jedoch nicht über +/-18Vs

* =  +/-1,5dB je nach
eingestellter Frequenz.
Eingang = 0dB Studionorm
(775mV / 600 Ohm Ri)


Netzteilempfehlung 2x18V
z.B. NT10HQ-18
(reicht für bis zu 5xSAW)
z.B. BLP10-22
(reicht für bis zu 2xSAW)

Wichtig
Da die Aktivweiche "SAW" keine eigenständige Funktion besitzt, ist der Anschluss von zusätzlichen Modulen und Bauteilen nötig, wie z.B. Trafo, Gleichrichtung, Siebung, Buchsen für Ein- und Ausgänge, Netz-Schalter, usw. um ein funktionsfähiges Gerät zu erhalten.

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Teile-Checkliste
für Geräte

Was wird alles für ein
Fertig-Gerät benötigt?