Aktives Vintage: Philips MFB 586 Optimierung

Diskussion über aktive Schallwandler

Beitragvon cay-uwe » 08.07.2015, 10:54

Dieter,

ich hatte anfangs eine Analyse der Schaltung per LTspice durchgeführt und demnach müssten für die MFB586 der Tieftöner und Hochtöner gleich gepolt werden.

So habe ich es auch nach meiner Überarbeitung gemacht und das hat sich eigenartig angehört, was auch messtechnisch nach zu vollziehen war.

Darauf hin habe ich die Chassis wie im Schaltbild vorgesehen gegeneinander verpolt und die Frequenzgänge sahen besser aus.

Für die MFB586 vermute ich, dass der Grund dafür der abrupte Pegelabfall des Tieftöners oberhalb von 1 kHz ist, denn das impliziert auch starke Phasendrehungen.
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Beitragvon cay-uwe » 12.07.2015, 17:22

Mittlerweile habe ich schon mehrere Tage, bzw. Wochen mit der erzielten Optimierung gehört und ich muss sagen, dass ich damit sehr zufrieden bin. Heute habe Filz für die Front bestellt und ich bin gespannt wie sich das machen wird.

Gestern habe ich aus Interesse mal die Änderungen an der Rückkopplung und untereren Grenzfrequenz gemessen und mit dem Originalzustand nochmals verglichen.

Zur Erinnerung dies war der Ausgangspunkt des Tieftönersignals mit ( rot Kurve ) und ohne Rückkopplung ( blaue Kurve ), wie auch das gelieferte Sensorsignal ( grüne Kurve ).

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Nach meinen Änderungen sieht das wie folgt aus.

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Die Signale an dieser Messung verlaufen etwas niedriger im Pegel, weil durch die Änderung des Summieres und Integrieres der Pegel etwas geringer wird, laut Simulation ca. 5dB.

Eigentlich hatte ich mir erhofft, dass die Frequenz ab der es eine Mitkopplung gibt doch weiter nach unten geht. Sie ist leider nur von ca. 50Hz ( siehe obere Messung ) auf ca. 45Hz gefallen. Nichts desto trotz, man erkennt, dass die negative Rückkopplung etwas tiefer greift was man ja auch an Messungen der unteren Grenzfrequenz gesehen hat.

Das Beispiel zeigt, dass eine Änderung des Integrieres durchaus eine Regelung in tiefer Frequenzen erlaubt. Schade ist nur, dass in diesen Fall, zum Teil bedingt durch die Elektronik eine stärkere Verschiebung nach unten nicht so einfach ist, zu mindestens laut den Entwickler der MFB Boxen, der auch in MFBfreaks.com aktiv ist. Dort erklärte er mir auch, dass das auch mit einer nicht ausreichenden Phasendifferenz ( Phase Margin ) in dem Rückkopplungspfad zu tun hat und daher auch der Mitkopplungseffekt auftritt.

Ich weiß zwar nicht wie weit ich das treiben kann, aber mein Gefühl sagt mir, da wäre noch was drin. Da mir jedoch in diesen Bereich etwas Erfahrung fehlt würde ich mich über Kommentare zu den Messungen und Äußerungen freuen :wink:
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Beitragvon dietert » 12.07.2015, 20:27

Hallo Cay-Uwe,

habe mich inzwischen etwas mit meinen 587ern befasst. Habe mir zum Experimentieren auch so ein Holzbrett gemacht usw. Dann habe ich erstmal im Eingangsteil etliche Kondensatoren verdoppelt, um die untere Grenzfrequenz von 50 Hz auf 25 Hz zu bringen. Für mich wäre es wichtiger, bei normalen/mittleren Hörpegeln schöne Bässe zu hören, als durch den 50 Hz Hochpass die SPL-Grenze zu schönen. Also das waren 3x 100 nF -> 220 nF und 560 nF -> 1 uF.
Dann gab es im Tieftonpfad am Addierer und am Integrator noch zwei 100 nF, die ich durch 1 uF ersetzt hab.

Folgende Tips sind geschätzt, soweit bin ich selbst noch nicht, weil ich mich erstmal auf Mittel- und Hochtöner konzentriert habe. Nach deinen Berichten scheint klar, dass das Philips Design gar keine richtige Differenzweiche implementiert, wegen der Verpolung des Hochtöners. Das möchte ich eigentlich mal in Funktion erleben. Ist aber ein anderes Thema.

Im dem Tieftonregler am besten alle *10, also 15 uF -> 220 uF und 150 uF -> 2200 uF. Parallel zu diesem Elko würde ich zwei antiparallel verschaltete Siliziumdioden legen, um die Spannung auf +/- 0,7 V zu begrenzen. Weiter kann man den Gegenkopplungwiderstand 390 Ohm auf 39 Ohm, die Gegenkopplung erfolgt ja in Wirklichkeit über den Sensor.
Dann den Integrator für 5 bis 10 Hz konfigurieren, als z.B. 200 KHz mit 150 nF.
Dann die MFB Regelverstärkung langsam hochdrehen. Entweder schwingt der Regler zuerst bei 5 Hz oder zuerst im KHz-Bereich. Wenn er zuerst im KHz-Bereich schwingt, ist man im Tiefbass fertig.

Viel Erfolg,
Dieter T.
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Beitragvon Hans-Martin » 12.07.2015, 20:55

Zum Glück ist ein (=2, beide Kanäle gemeint) verpolter Hochtöner bei weitem nicht so deutlich hörbar wie verpolter Tieftöner.
Warum eine subtraktive Weiche dennoch einen verpolten Hochtöner ím Übergangsbereich zu einem besseren Ergebnis kommen lässt, ist mir zunächst unerfindlich.
Aber die akustischen Zentren von Mittelton und Hochton im Übergangsbereich liegen ja auch nicht auf einer Ebene, der HT eilt (mechanisch, positionsbedingt bedingt) voraus.
Grüße Hans-Martin
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Beitragvon dietert » 12.07.2015, 21:40

Hallo Hans-Martin,

dazu haben wir ja in einem anderen Thread gerade einige Beiträge, was bei der Anbindung zwischen Mittel- und Hochtöner zu beachten ist.
Wenn der Hochtöner gut bedämpft und die Übergangsfrequenz nur wenig oberhalb der Resonanzfrequenz ist, dann habe ich mit großer Wahrscheinlichkeit eine Phasendifferrenz von mehr als 90°, und dann passt es mit Verpolung halt besser.
Die Philips Frequenzweiche hat einen 12 dB/Okt Hochpass und nach der Subtraktion hat man nur 6 dB/Okt für den Tiefpass des Mitteltöners, also einen zeimlich breiten Übergangsbereich. Die Philips Ingenieure haben da noch einen zusätzlichen Tiefpass eingebaut, der auch nicht in eine Subtraktionsweiche passt. Wenn man das wegnimmt, passieren in diesem Bereich ziemlich verrückte Sachen, weil die Schallabstrahlung von Hoch- und Tieftöner sich gegenseitig beeinflussen. Da findet nicht nur eine Addition der beiden Schalldrücke statt, wie man erstmal meint, sondern es gibt wohl auch multiplikative Terme.
Dazu möchte ich noch detaillierte Messungen machen, sobald Zeit ist. Man müsste eine Schallwand mit zwei kleinen Breitbändern im Abstand von 10 oder 20 cm machen, um diesen Effekt breitbandig untersuchen zu können.

Grüße,
Dieter T.
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Beitragvon dietert » 12.07.2015, 21:50

Hallo nochmal,
a) in meinem ersten Post mit den Mods muss es beim Integrator heißen: 200 KOhm mit 150 nF.
b) Bei der Philips 587 sind HT und MT in einem Halteblech so montiert, dass der Mitteltöner etwas hinter der Schallwand zu liegen kommt, so dass die Membranen ungefähr in einer Ebene liegen.
Grüße,
Dieter T.
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Beitragvon Hans-Martin » 12.07.2015, 22:05

Dieter, das klingt plausibel.
KEF hatte die Papers mit der Einbeziehung des natürlichen Roll-Offs in die Frequenzweiche schon in den 1970er Jahren veröffentlicht, und wenn ich sie damals schon kannte, warum Philips nicht?
Ich würde aber lieber Abstand der Übergangsfrequenz zum Roll-Off halten, um die Belastbarkeit zu verbessern. Durchgebrannte KEF T27 gab es reichlich. Die Philips AD160-162 waren da offenbar robuster, aber der T27 war mir lieber, nicht nur, weil es Ersatzschwingeinheiten gab. :D
Grüße Hans-Martin
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Beitragvon cay-uwe » 13.07.2015, 07:15

Hallo Dieter,

danke für die Tipps, die ich bereits zum Teil schon durchgeführt habe, z.B. alle 100n Koppelkondensatoren habe ich auf 1u geändert.

Der 390 Ohm Widerstand ist mir noch nicht aufgefallen und da stehe ich etwas auf dem Schlauch. Da muss ich nochmal schauen. Welcher ist das ?

Die ELKOS kommen irgendwann noch mal dran.

Ich habe wie Du beschrieben hast am Integrierer den Kondensator vergrößert. Dabei ist der Pegel soweit gefallen, dass ich nicht mehr gescheit die Rückkopplung einstellen konnte. Irgendwo bei 15n war da bei mir schon zu viel des Guten, aber das werde ich nochmal ausprobieren. Kann ja sein, dass ich bei der vielen Löterei ein Fehler gemacht habe ...
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Beitragvon phase_accurate » 13.07.2015, 09:22

Wenn man bei einem PT1 Glied nur einfach den Kondensator vergrössert, dann bleibt die Grundverstärkung gleich und bei höheren Frequenzen nimmt sie ab. Wenn man also "untenrum" die Gegenkoplung vergrössern will, muss man also den Parallelwiderstand vergrössern und nicht den Kondensator. Dann bleibt der Frequenzgang im oberen Bereich gleich und die Grenzfrequenz des PT1 verschiebt sich zu tiefen Frequenzen hin.

Gruss

Charles
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Beitragvon cay-uwe » 13.07.2015, 09:37

Charles,

auch das war mein Gedanke, aber laut Simulation ist da nicht viel drin, da diese Vorstufe maximal auf ca. +10dB Verstärkung ausgelegt ist. Man müsste die ganze Beschaltung um den Transistor ändern um da etwas mehr raus zu holen. Bei -3V bis 3V ist hier Schluss. Man könnte die Verstärkerstufe auf bis ca. -6V bis +6V bringen, also ca. +6dB mehr. Dann ist Ende ...
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Beitragvon dietert » 13.07.2015, 12:19

Hallo Cay-Uwe,

ich hatte mal wieder vergessen, dass du die Original-Endstufen nicht mehr benutzt.

Was ich sagen wollte: Man kann den Integrierer so dimensionieren, dass er ab 5 oder 10 Hz funktioniert, indem man den Kondensator auf 150 nF erhöht. Dann verliert man aber die Regelung, weil vorher die Gegenkopplung der Endstufe greift, das ist bei der Originalendstufe der Spannungsteiler 10 KOhm und 390 Ohm. Normalerweise hat die Endstufe ja eine große Verstärkungsreserve, die sollte man auch für die Regelung ausnutzen. Die Gegenkopplung soll ja über den Sensor erfolgen und nicht über den Spannungsteiler. Bei mir ändere ich den Spannungsteiler (Hallo Charles!).

In deinem Fall brauchst du wohl noch eine Verstärkerstufe 10x oder 20x zwischen Integrierer und Endstufe, wenn ein Eingriff in die Gegenkopplung der Endstufe unerwünscht ist. Jedenfalls braucht man auch in der Endstufe eine untere Grenzfrequenz von etwa 0,5 Hz oder 0,2 Hz. Die würde dann bei 5 Hz einen Phasenfehler von etwa 5° hinzufügen, man hat da nicht viel Spielraum.

Die Elkos 15 uF sind also nicht nur zu erneuern, sondern zu verzehnfachen, sonst erreicht man keine stabile Regelung ab 5 oder 10 Hz. Durch die mehreren Hochpässe würde der Regler sonst vorzeitig anfangen zu schwingen. Noch weiter runter kommt man, indem man den Ableitwiderstand in der Vorstufe im Sensor erhöht, z.B. von 33 GOhm auf 66 GOhm. Habe ich inzwischen bei vier solchen Chassis gemacht, auch bei denen der 587 Boxen. Damit bekommt man Regelung ab etwa 3 Hz, d.h. 6 dB bei 6 Hz, 12 dB bei 12 Hz usw. Für die Ausregelung von D2 und D3 bei 30 Hz erreicht man damit bei 60 und 90 Hz etwa 24 dB, d.h. aus 10 % Klirr werden mit Regelung etwa 0,6 %.

Grüße,
Dieter T.
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Beitragvon cay-uwe » 13.07.2015, 13:27

Hallo Dieter,

das ist richtig, ich benutze die Originalendstufen nicht mehr. Die ICEpower sind angegeben mit einer Verstärkung von ca. 25dB und -3dB liegt bei 1,5Hz. Letzteres sollte ausreichend sein.

Um noch stärker gegen zu koppeln bleibt mir schon wie vermutet nur die Möglichkeit den Integrierer in seiner Verstärkung etwas zu erhöhen. Da kann ich ca. +6dB noch raus holen. So wie der ausgelegt ist kann der wie gesagt gerade mal ca. 6Vpp "sauber" handhaben. Das kann ich bis ca. 12Vpp hochfahren. Bei maximal 15V Versorgungsspannung sehe ich da nicht mehr Spielraum. Eventuell probiere ich das noch aus.

Danke für die Hilfestellung :cheers:
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Beitragvon phase_accurate » 14.07.2015, 08:26

Hallo Cay-Uwe

6 db mehr an Verstärkung würde immerhin bedeuten, dass du den Frequenzbereich der Regelung um eine Oktave nach unten erweitern könntest - salopp ausgedrückt.

Gruss

Charles
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Beitragvon cay-uwe » 14.07.2015, 08:42

phase_accurate hat geschrieben:Hallo Cay-Uwe

6 db mehr an Verstärkung würde immerhin bedeuten, dass du den Frequenzbereich der Regelung um eine Oktave nach unten erweitern könntest - salopp ausgedrückt.

Gruss

Charles


Genau das hoffe ich auch. Ich schau mal was da passiert. Das Tolle an dieser alten Technik ist, dass man noch gescheit daran löten kann :mrgreen:

Eventuell komme ich dieser Tage dazu was zu machen.
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Beitragvon phase_accurate » 14.07.2015, 15:10

Das Tolle an dieser alten Technik ist, dass man noch gescheit daran löten kann

... ausser sie stammt von Philips mit den üblichen selbstauflösenden Leiterbahnen ... :wink:

Gruss

Charles
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