Bessere Lautspecher für das nicht Bose System.

Zitat von Ulli

Ja, soweit zu erkennen ist, hat slugg für den Woofer keine Weiche genommen, sondern nur beim Tweeter einen glaube ich sogar nur nomalen Kondensator dazwischen gelötet. Das hat erst mal zur Folge, das bei den Tweetern die Phase um 180° gedreht wird, beim Woofer aber nicht. So löschen sich überlappende Frequenzbereiche der beiden LS dann aus, es sei denn, er hat einen LS verpolt angeschlossen.. Zum anderen fehlt die Begrenzung beim Woofer.

Nicht ganz. Ein einzelner Kondensator würde (wäre die Last des Lautsprechers konstant und rein ohmsch, was sie tatsächlich ganz und gar nicht ist) ein Filter erster Ordnung (6 dB Dämpfung pro Oktave) realisieren, die Phasenverschiebung liegt im idealisierten Fall bei max. 90° und bei 45° bei der Grenzfrequenz.

Für die Phasenlage der Lautsprecher zueinander ist aber nicht nur das elektrische Filter entscheidend. Jeder einzelne Hoch- oder Tieftöner stellt ein minimalphasiges System dar, jede Änderung seines Amplitudenfrequenzgangs spiegelt sich genau so auch in seinem Phasenfrequenzgang wieder. Etwas weniger (wenn auch nicht viel weniger) abstrakt ausgedrückt heißt das: Wenn der Frequenzgang des Tieftöners bei der gewünschten Trennfrequenz bereits durch seine Konstruktion ab der gewünschten Trennfrequenz mit 6 dB/Oktave abfällt, ergibt sich eine zum Hochtonzweig symmetrische Phasenverschiebung. Ein Tieftöner, der den gewünschten Roll-off hat, benötigt nach oben auch nicht zwingend eine Begrenzung.

Ein idealer akustischer Hochpass und ein idealer akustischer Tiefpass 1. Ordnung mit gemeinsamer Trennfrequenz addieren sich auf der Referenzlinie (gleicher Abstand von beiden Schallquellen!) zu einem glatten Amplitudenfrequenzgang. Keiner der Lautsprecher muss verpolt werden. Der Gesamtphasengang des Systems weist wiederum eine Phasendrehung auf, die aber theoretisch wie praktisch unhörbar ist, da die Gruppenlaufzeit konstant bleibt.

Im wirklichen Leben ist das alles entweder viel, viel komplizierter. Oder man macht es sich so einfach wie manche Hersteller und setzt eben nur einen schmalen Kondensator vor den Hochtöner. Der stellt dann aber nichts anderes dar als einen Überlastungsschutz. Bei extrem hochwertigen, sorgfältig für diesen Einsatz geplanten Komponenten oder mit sehr viel Glück kann das auch klingen. In der Regel ist es aber einfach ein Zeichen billigster Ausführung.

Vielen Dank schonmal für die zahlreichen Hinweise. Ich habe - ohne zu werten oder jemandem auf die Füsse treten zu wollen - das Gefühl, dass es im Endeffekt zwei Fraktionen in dieser Diskussion gibt. Die einen, die einfach mal die Chassis austauschen (u.U. weil sie noch ein paar von der Grösse passende rumliegen hatten) und sich freuen, wenn es nachher besser als vorher klingt. Und die anderen, die einen HiFi-Focus haben und das ganze sauber aufziehen wollen. Wobei - das Argument kam ja auch schon - man sich fragen muss, inwieweit der Klang überhaupt HiFi sein muss, wenn man offen fährt. Wenn ich auf der Autobahn offen fahre und die Autos an einem vorbeibrausen kann man meiner Meinung eigentlich das Radio/MP3-Player ganz abschalten... Chillt man über Land, dann kann man schon eher über eine gute Anlage bzw. einer Verbesserung der eingebauten Komponenten nachdenken.

Ich hatte mir nicht die Boseanlage gekauft, weil ich bisher den Bosesound nicht so toll fand bzw. finde und ausserdem das Sportpaket (mit dem Sportauspuff) nicht haben wollte. Und ein Vorführwagen mit Exclusive-Line grad dastand und einen Ersatzwagen brauchte, weil mein altes 20 Jahre alter Golf anfing, mich im Stich zu lassen.

Zitat von hifi_nok

Das soll jetzt wirklich kein persönlicher Angriff sein, aber es ist dann besser, wenn du vielleicht zum Car-Hifi-Händler schlurfst, ihm dein Vorstellungen erklärst und ihm einen Preisrahmen setzt. Dann hat er im Falle eines Falles auch den Hut auf, wenn etwas kaputt geht.

Nein, ich fühle mich da nicht persönlich angegriffen. Du hast mich mit deinem Hinweis auf die Idee gebracht, doch auch mal diese Möglichkeit in Betracht zu ziehen. Bisher dachte ich bei derartigen Anbietern immer an Bass, Bass, Bass...
Auch wenn ich den Austausch der vier Lautsprecher sicher hinbekäme, könnte mich das Projekt schlussendlich doch mehr Nerven kosten als es Freude beim Basteln bringt. Auch weil so Grundlagen wie spezielles Werkzeug usw. fehlen. Gemässe Sprichwort "Schuster bleib bei deinen Leisten" wäre es sicher ratsam, diesen Job einem Fachmann zu überlassen. Für dieses Thema habe ich einen neuen Thread erstellt.

Viele Grüsse
Christian

Eine 2-Wege-Weiche besteht grundsäztlich aus Tiefpass- und Hochpassfilter. Bei 3 Wegen und mehr würde noch der Bandpass hinzukommen.

Tief- und Hochpass kann getrennt betrachtet werden und dann haben wir nach der gängigen Lehrbuchmeinung bei einer Weiche 1. Ordnung
Tiefpass: max +90 Grad
Hochpass: max -90Grad

Wird also in einer Konstruktion nur ein Hochpass 1. Ordnung verbaut, liegen max. -90 Grad an.

Siehe auch:
http://www.lautsprechershop.de…hifi/lagrange_98_erkl.htm

Interessant in dem Zusammenhang sind die ganzen Diskussionen ob in inwieweit Phasenverschiebungen hörbar sind. Hier muss erst einmal festgehalten werden, dass unser Ohr ein Druckempfänger und kein Phasenanlysator ist. Das ist eine ziemlich tricky Geschichte. Nur mal zum Vergleich hier eine Arbeit von Klein & Hummel (heute Neumann) in Zusammenarbeit mit Anselm Görtz, einem der bekanntesten deutschen Fachkräften rund um Lautsprechertechnik:
http://www.ifaa-akustik.de/files/DAGA2002-Teil1.PDF

Ein Zitat aus der Arbeit
Das dominante Kriterium für den Höreindruck ist der
Amplitudenverlauf. Phasengänge werden dagegen deutlich
weniger kritisch wahrgenommen. Der drastische Unterschied,
der z.B. in den Zeitsignalen und im Phasengang der blauen
und grünen Kurve erscheint, spiegelt nicht den Unterschied
im Höreindruck wieder. Schon minimale Änderungen im
Amplitudenverlauf sind dagegen deutlicher wahrnehmbar,
obwohl sie weder in der Impuls- noch in der Sprungantwort
erkennbar sind.

Natürlich sollte das Phasenverhalten (halbwegs) korrekt bleiben in einer guten Konstruktion, es sollte aber auch nicht als Götzenbild verstanden werden. Siehe auch den Hinweis auf der o. a. Strassacker Seite, dass nur sehr wenige Menschen überhaupt Phasenverschiebungen hören. Wobei dann auch noch die Frage ist, ob es hier nur an der Weiche liegt, oder noch an anderer Stelle.

Es treten auch Phasenverschiebungen im Übergangsbereich der Chassis auf, weil (im einfachsten Falle) Tieftöner und Hochtöner mit ihren akustischen Zentren auseinanderliegen und somit die Schallwellen zu unterschiedlichen Zeiten am Ohr eintreffen. Je weiter beide Systeme entfernt sind, desto größer die Zeitunterschiede.

Wobei das Vorhandensein dieser Zeitdifferenz nur ein Aspekt ist. Wie empfindlich ist aber unser Ohr? Kann es überhaupt Abweichungen an der Stelle in einstelligen ms-Bereich erkennen? Denn das ist auch von der Frequenz, also Wellenlänge abhängig.

Sodele - ich habe den Thread grad durchforstet und einige Beiträge in den neuen Thread Home HiFi & HighEnd in die Plauderecke verschoben bzw. wenn es sowohl Car- als auch HomeHifi betrifft, hier stehen lassen und in den genannten Thread kopiert.

Ich hoffe, dass damit alle Beiträge im jeweils passenden Thread zu finden sind. Wenn nicht, teilt mir das bitte mit, dann arbeite ich nach.

Zitat von Ulli

Von jemanden, der es beruflich macht, und ein Geschäft dafür hat, wurde es mir so erklärt, das eine Weiche 1. Ordnung die Phase um 180° dreht. Bei einer Weiche 2. Ordnung dann 360°, also wieder richtig herum. Bei meinen Frequenzweichen war die Weiche für den Woofer eine Weiche 1. Ordnung und für den Tweeter eine Weiche 2. Ordnung. Nach Schaltbild der Leiterbahnen war denn auch der + Pohl der Tweeter an den - Eingang angeschlossen, was die Phase nochmal um 180° dreht und das Ganze wieder richtig stellt, also eine gemeinsame Phasendrehung um 180°.
Jetzt kommst Du und behauptest, die Phasenverschiebung würde bei einem Kondensator 45° bis 90° betragen. Danach hätte dann selbst ein namhafter Hersteller der zur Harman Kardon Gruppe gehört, seine Frequenzweichen falsch verdrahtet. Würde ich Dich nicht inzwischen kennen und Deine fundierten, logischen Beiträge sehr schätzen, hätte ich jetzt nicht geantwortet und nur gedacht, "noch so ein Spammbeitrag, der nichts mit dem eigentlichen Thema zu tun hat". Aber vielleicht ist das ganze Thema auch nicht so einfach und die Wahrheit liegt irgendwo dazwischen.

Ich bin froh, dass du das offen schreibst und auf den entsprechenden Thread verlinkst. So weiß ich, dass meine Antwort ankommen wird.

Tatsächlich ist die Aussage, ein Tiefpass (oder auch ein Hochpass) 1. Ordnung würde die Phase um 180° drehen schlicht falsch. Bei der Trennfrequenz ergibt sich bei einem Hoch- und Tiefpass erster Ordnung eine Phasenverschiebung von 45° + 45°, also insgesamt 90°, was zu einer jeweils teilweisen Addition der Amplituden beider Treiber führt.

Bei einem Hoch- und Tiefpass 2. Ordnung liegt die Phasenverschiebung bei der Trennfrequenz und normal gepolten Treibern bei 90°+ 90°, also 180°. Es erfolgt Auslöschung, wie du schon richtig geschrieben hast. Wird einer der Treiber verpolt angeschlossen, beträgt die Phasendifferenz 0°. Leider ergibt das nicht den gewünschten glatten Amplitudengang, sondern eine Überhöhung bei der Trennfrequenz. Man legt deshalb die Trennfrequenz des Tieftöners absichtlich etwas tiefer und die des Hochtöners etwas höher als gewünscht. Die Summe ist dann ungefähr linear, aber nicht vollständig. Das geht mit passiven Filtern 2. Ordnung nicht.

Nun hat deine Infinity-Weiche (wie du ebenfalls komplett korrekt erkannt hast) einen Hochpass 2. Ordnung und einen Tiefpass 1. Ordnung. Und da kommt man mit der Theorie nicht weiter, solange man nicht die Impedanzgänge und Amplitudengänge (die Phasengänge ergeben sich wie gesagt zwangsläufig) der verwendeten Treiber kennt. Ob man die Bauteile "vor" oder "hinter" den jeweiligen Lautsprecher schaltet, ist völlig egal, aber auch das hattest du ja schon korrekt vermutet. Dein Hochpass ist ein ganz normaler Hochpass 2. Ordnung mit oder ohne Vorwiderstand zur Pegelanpassung. Eine recht primitive Pegelanpassung übrigens, bei der die Trennfrequenz ein wenig nach oben rutscht, wenn man den LO Anschluss benutzt. Theoretisch besser wäre ein Spannungsteiler aus zwei Widerständen, aber vielleicht ist der sich ergebende Effekt auch beabsichtigt.

Erschwerend kommt hinzu (und das hat Car-Hifi völlig korrekt dargestellt), dass die Treiber im Auto leider mit "großem" Abstand angeordnet sind. "Groß" heißt, dass er nicht wie erwünscht deutlich kleiner ist, als die Wellenlänge bei der Trennfrequenz. Bei einer angegebenen Trennfrequenz von 3,5 kHz beträgt die Wellenlänge gerade einmal knapp 10 cm. Allein dadurch kann es (wieder richtig) durchaus notwendig sein, den Hochtöner zu verpolen, selbst dies nach Weichentopologie eigentlich nicht so sein sollte, um an der Hörposition einen ausgeglichenen Amplitudengang zu erhalten. Ich gehe noch einen Schritt weiter. Wenn du ganz sicher sein willst, beim Einbau in den MX-5 den besten Klang zu bekommen, solltest du beide Polungen des Hochtöners ausprobieren. Natürlich jeweils für beide Kanäle gleichzeitig.

Ich hoffe, das war jetzt nicht zu viel Plauderecke. Es ging mir nicht nur um die notwendige Richtigstellung des sachlichen Fehlers, den der Profi eingestreut hatte, sondern vor allem darum, was es mit der Infinity-Weiche auf sich hat. Es soll ja am Ende klingen.

Ein sehr schöner Artikel über FW in gekürzter Fassung von der Fa. Nubert, die für technisch sehr saubere Umsetzungen im Lautsprecherbau bekannt sind:
http://www.nubert.net/g-nubert/6_dB_Weichen_10_00.pdf

Zitat
Die Filter-Theorie, die bei 6 dB-Weichen „nur“ 90 Grad Phasenverschiebung zwischen Hoch- und Tieftöner beschreibt, gilt nur für rein „ohmsche“ Lasten. Ein Lautsprecher ist aber alles andere als ein ohmscher Widerstand. In der Praxis erhält man da-
her Werte von 160 bis 180 Grad Phasenverschiebung,.....

Aber wie schon angedeutet, ist die isolierte Betrachtung zur Phasenlage wenig zielführend. Auch die Nubert-Arbeit kommt zum Schluss, dass Abweichungen im Amplitudengang unterm Strich die größten Auswirkungen haben können. Wobei auch hier unterschieden werden muss, dass sich extrem steiflankige aber ausgeprägte kurze "Kratzer" nach unten gehörmäßig anders auswirken, als eine breitbandige aber geringe Anhebung im Amplitudengang.

Das reale Verhalten ist aber nicht mysteriös und lässt sich auch (heute) leicht messen und simulieren: Für die Addition der Signale zweier Lautsprecher im Übergangsbereich ist eben nicht der Amplituden- und Phasengang der Weiche allein entscheidend, sondern der effektive Amplitudengang von Lautsprecher plus Weiche muss berücksichtigt werden. Das gilt im Auto genauso wie zu Hause. Die erste mir bekannte kommerzielle Anwendung dieser Erkenntnis war die KEF 104ab. Hier kamen zum ersten Mal "Acoustic Butterworth" Weichen zum Einsatz. Geilerweise stellt KEF bis heute ein Whitepaper über die Entwicklung der 104ab online bereit.

Weichen 1. Ordnung - die Leider im Autobereich immer noch häufig eingesetzt werden - leiden ganz besonders darunter, dass die verwendeten Treiber eben außerhalb ihres vorgesehenen Einsatzbereichs keinen idealen Frequenzgang haben. Damit so ein Ansatz funktioniert, müssen die Hochtöner auch noch sehr tief eingesetzt werden können und die Tieftöner sehr hoch. Zusätzlich muss man umfangreiche Korrekturen zur Impedanzlinearisierung zumindest des Hochtöners vornehmen. Der einzige mir bekannte Hersteller, der Weichen 1. Ordnung konsequent einsetzt ist Dynaudio. Die Anzahl der Weichenbauteile ist aber auch meist nicht geringer als bei einer steileren Weiche und die Dynaudio-Treiber sind von Anfang an gezielt für diesen Einsatz entwickelt. Nicht ohne Grund hatte Dynaudio schon in den 1980er Jahren 7" Tieftöner mit 75mm Schwingspulen ausgestattet: Die damit mögliche hohe elektrische Belastbarkeit war gar nicht der Punkt, tatsächlich sind solche Schwingspulen sehr schwer und haben eine hohe Induktivität. Dadurch fällt der Frequenzgang zu den Höhen eben von selbst stark ab. Alles nur, um dem Paradigma der Weiche ohne Gruppenlaufzeitdifferenz zu frönen. Über die Hörbarkeit will ich mich hier gar nicht weiter auslassen, das machen wir in der Plauderecke.

Gerade im Auto mit den (wie schon erwähnt) großen Abständen zwischen den Treibern sind Weichen akustisch (!) 1. Ordnung überhaupt nicht funktionsfähig. Wenn man den Tieftöner des Infinity 6512cs einzeln misst, wird man sofort sehen, dass er ab 3 kHz von Natur aus einen recht steilen (und hoffentlich sauberen) Amplitudenabfall hat. Das ist für einen Treiber dieser Größe auch nicht ungewöhnlich. Effektiv wird die akustische Flankensteilheit eher 18 dB/Oktave betragen, also 3. Ordnung. Ein Hochtöner dieser Größe ohne durchbohrten Polkern und angekoppeltes Volumen wird eine Grundresonanz irgendwo zwischen 1100 und 1900 Hz aufweisen. Unterhalb dieser Resonanz fällt der Pegel mit 12 dB/Oktave ab. Zusammen mit der Weiche ergibt sich also irgendwann sogar eine akustische Flankensteilheit von 24 dB/Oktave, im Übernahmebereich wird es weniger sein.

Bleibt die Frage, warum der Hochtöner verpolt angeschlossen wird (genausogut könnte man auch den Tieftöner verpolen, die absolute Phase ist unhörbar). Entweder entspricht das akustische Verhalten im Bereich der Trennfrequenz keinem theoretischen Ansatz ganz genau, oder beim realen Ausprobieren hat sich das eben ergeben. Wobei die konkrete Einbausituation das Ganze von Auto zu Auto wieder beeinflussen kann.

Daher nach wie vor mein Tipp, beide Polungen auszuprobieren. Ideal wäre natürlich, wenn man das ganze auch noch messen könnte. Sehr gute Mess-Software gibt es kostenlos (z.B. Room Equalization Wizard oder ARTA, bei dem zumindest eine kostenlose Demo eingeschränkt genutzt werden kann). Dazu braucht man nur noch ein Laptop und ein brauchbares Mikrofon. Beliebt und nicht schlecht sind z.B. das Behringer ECM-8000 (das aber noch eine Phantomspeisung benötigt) oder das miniDSP UMIK-1 (das direkt an einen USB-Eingang angeschlossen werden kann und dank mitgelieferter Kalibrierung absolute Pegelmessungen erlaubt). Ob sich der Aufwand lohnt um nur einmal zu "messen" ob die Lautsprecher jetzt besse "klingen" sei dahingestellt. Ob "messen" und "klingen" ein Widerspruchspaar bilden auch. Als Ingenieur sage ich natürlich: Tun sie nicht.