Schutzkondensator am Hochtöner

Lautsprecherbau und -tuning

Schutzkondensator am Hochtöner

Beitragvon Hornguru » 19.01.2017, 13:42

Hallo an die Aktiven

Inspiriert durch Hans-Martin wollte ich dieses Thema auf den Tisch legen.
Motiviert durch 2 Dinge habe ich bisher in meinem 4 Wege Aktiv Konzept die zwei obersten Treiber (welche nur eine kleine Spule haben und von 1-5 und 5-20k arbeiten) durch einen Kondensator geschützt:
- DC im Falle eines Defekts der Endstufe grillt die Spule (ja schon passiert)
- DC wenn auch nur ganz minimal, ist immer vorhanden, auch in der besten Endstufe. Im Horn (+-110dB SPL) hört man das als leises säuseln

Das steht natürlich irgendwie im Konflikt mit dem Aktiv Konzept, will man ja alle Treiber direkt und niederohmig an den Verstärker koppeln.
Also befasste ich mich mit der Bauteilqualität. Im Netz gibt es aber viele Dummschwätzer.
Die einen schwören auf 800€ goldbedampftes Ölpapier :lol:
... die anderen sagen ein Elko reicht. Glatt ist gut genug, alles drüber Voodoo.

Beides ist bescheuert. Die Frage ist, wo fängt HighEnd an, und wo Voodoo.

Ein Freund befasste sich nach Misstrauen selbst damit und hat einige durchgemessen.
Überraschenderweise hatten insbesondere MKT und Rauh-Elkos massiven Klirr im Bereich der Flanke zwischen Sperr und Pass-Bereich. Dazu kommt natürlich auch Induktivität bei ALLEN. Nicht zuletzt die Toleranz von einigen Prozent welche dann Links und Rechts den IACC stört.

Toleranz und Induktivität könnte Acourate (oä) ja einfach wegbügeln. Wobei gewisser Freund meinte, dass Hochton stets Schwerstarbeit für Endstufen ist, und Induktivität besser vermieden werden sollte. Jedes dB zählt.

Induktivität kann man aber auch sehr einfach durch Bifilare Wicklung verhindern. Da gibts viele, auch preiswert.
Mikrofonie der Kondensatoren durch Auslagern in ein kleines Gehäuse.
Toleranz durch Selektion.
Klirr durch das verwenden belastbarer MKPs (400-1000Volt DC-AC)
Und alles insgesamt durch das parallel schalten vieler kleiner Kondensatoren.

Also habe ich mir einen riesigen Stapel hochwertiger aber preiswerter 5% 400 Volt MKP bei IT gekauft.
Ich schalte 30 Stück parallel. Um noch mal einen drauf zu setzen, überbrücke ich alle mit einem ganz kleinen aber sch* teuren induktionsfreien luxus MKP, als Impulskondensator quasi.

Mein Glaube, damit sei alles gewaschen und gekämmt.
Hans Martin brachte das Thema der Impulsverschmierung durch die Auf- und Entladung.
In wie fern ist das Messbar und bei wievielen hat sich das akustisch bemerkbar gemacht ??
Und was wäre besser ?

Grüße
Josh
Bild
Hornguru
Aktiver Hörer
 
Beiträge: 759
Registriert: 08.02.2016, 13:13
Wohnort: Trier

Beitragvon modmix » 19.01.2017, 13:45

Hallo Josh,
Hornguru hat geschrieben:Dummschwätzer
Könnte mir vorstellen, daß Du diese Einschätzung bereuen wirst - Du wärst nicht der Erste, der dazu gelernt hat.
Ulli

PS:
30 Parallelschwingkreise vor einem Hochtöner - das hat schon was :roll:
Bild
modmix
Aktiver Hörer
 
Beiträge: 2329
Registriert: 17.07.2010, 14:58

Beitragvon Hornguru » 19.01.2017, 13:51

Ein einzelner Kondensator ist doch kein Schwingkreis, oder Irre ich mich ??? Dazu fehlen ja noch ein paar Bauteile.

Und alle parallel würde sich dieser ohnehin dividieren, und nicht addieren (Reihe). :?
Bild
Hornguru
Aktiver Hörer
 
Beiträge: 759
Registriert: 08.02.2016, 13:13
Wohnort: Trier

Beitragvon phase_accurate » 19.01.2017, 14:41

Ein einzelner Kondensator ist doch kein Schwingkreis, oder Irre ich mich ??? Dazu fehlen ja noch ein paar Bauteile.


Bei jedem Bauteil bekommst du immer noch ein paar andere dazugeliefert, welche du nicht bestellt hast. :shock:

Aber ich würde einmal darauf tippen, dass es 30 parallele Serieschwingkreise sind, welche man in Serie zum Hochtöner schaltet und ob die wirklich grossen (negativen) Einfluss haben, ist fraglich. Deren Reso würde einige Oktaven über dem Hörbereich liegen.

Ich frage mich auch, ob die Verzerrungen, welche dein Freund gemessen hat, überhaupt relevant sind, da man ja diese DC Blocker mit einer viel tieferen Grenzfrequenz einsetzt als die Uebernahmefrequenz zum Hochtöner ist. Es steht auch die Frage im Raum, wie er diese genau gemessen hatte (Klirr akustisch vom Hochtöner, Klirr über den Anschlussklemmen, Klirr ohne Treiber aber mit Lastwiderstand ...... ).

Es gibt noch die Möglichkeit, Elkos mit DC Vorspannung zu betreiben. Dies kann mit Batterie gemacht werden oder mit Hilfe des Audiosignals und einer hochohmigen Gleichrichterschaltung. Zum Ganzen kann dann noch ein hochwertiger MKP parallel geschaltet werden.
Bei einer vollaktiven Lösung gibt es auch noch die Möglichkeit, den Abblockondensator in die Gegenkopplungsschleife des Verstärkers einzubeziehen aber das bedeutet zusätzlich etwas Gehirnschmalz.

Oder man integriert die Ganze Elko-plus-MKP Sache sowieso im Verstärker, dann kann man sie von Anfang an mit der Betriebsspannung vorspannen.

Gruss

Charles
Bild
phase_accurate
Aktiver Hörer
 
Beiträge: 623
Registriert: 06.05.2008, 15:47
Wohnort: Bern

Beitragvon Hornguru » 19.01.2017, 15:08

Hallo Charles

Das klingt interessant. Der Kondensator liegt also in Serie zur Lautsprecher-Spule und schwingt hier im Ultraschall?

Der Herr hatte glaube ich den Klirr nur mit Lastwiderstand gemessen. Allerdings auch erwähnt dass damalige Modelle nur 30-60 Volt fest waren und dies heute weniger problematisch sein dürfte. Überrascht hatte lediglich dass MKT durchaus schlechter als Elkos abschnitten.... Ob er das mal nicht verwechselt hat :?

Durch die Parallelschaltung wuchs meine Kapazität auf 30uF am Hochtöner und 100uF am MHT. Bei 8 Ohm liegt das ca 2 Oktaven unter dem Einsatzbereich und sollte somit auch eliminiert sein.

Dein Vorschlag der Vorspannung klingt besonders gut! Ich glaube sowas hatte er auch erwähnt. Er wollte mal 2 polare dicke Siebelkos an eine Spannung anklemmen. Meinte das sollte eigentlich dann das Ultimative sein, alle Vorteile ohne Nachteil.

Das könnte ich für den DIY Amp der bei ihm steht einplanen. Bis dahin möchte ich ungern meine teuer gekauften Amps aufschrauben :) Wie bastel ich das konkret am Lautsprecher? So mit Dummy-Anleitung?

Gruß
Josh
Bild
Hornguru
Aktiver Hörer
 
Beiträge: 759
Registriert: 08.02.2016, 13:13
Wohnort: Trier

Beitragvon phase_accurate » 19.01.2017, 16:30

Dein Kondensator wird mit der Schwingspuleninduktivität auch einen Serieschwingkreis bilden, aber der liegt nicht im Ultraschallbereich. Wenn Du mir den Treibertyp nennst, kann ich Dir sogar ausrechnen wo diese ungefähr liegt.
Was ich aber meinte ist die Serieresonanz, welche sich zusammen mit der parasitären Serieinduktivität eines Kondensators ergibt. Und diese wird viel höher ligen als der Audio Bereich und ist deshalb irrelevant.

Für die Vorspannung würed ich einmnal folgenden Versuch machen: Zwei Elkos in Serie, Pluspole zusammen und Minuspole zum HT und zum Verstärker. Dann via hochohmigem Widerstand (100k bis 1M Ohm) eine Batterie von 1.5 Volt an die verknüpften Elko Pluspole anschliessen. Minuspol der Batterie gegen Masse.

Aeltere JBL Modelle der nicht ganz billigen Sorte hatten einen 9V Batterie, neuere haben einen Gleichrichterschaltung. Es gab einmal einen Test in "Electronics Worls & Wireless World" einen Test bezüglich Verzerrungen von Kondensatoren. Der Autor kam damals zum Schluss dass bei Elkos, welche er getestet hatte, die Verzerrungen am tiefsten waren bei einer Vorspannung von ca 2 Volt.

Interessant sind auch :

http://waltjung.org/PDFs/Picking_Capacitors_1.pdf

und

http://manuals.harman.com/JBL/HOM/Techn ... 0%20ts.pdf


Gruss

Charles
Bild
phase_accurate
Aktiver Hörer
 
Beiträge: 623
Registriert: 06.05.2008, 15:47
Wohnort: Bern

Beitragvon Hornguru » 19.01.2017, 17:10

phase_accurate hat geschrieben:Wenn Du mir den Treibertyp nennst, kann ich Dir sogar ausrechnen wo diese ungefähr liegt.


Da wär ich Neugierig :)

Leider schwer die Specs zu finden. Hier der MHT: Fostex D200
http://volvotreter.de/downloads/FD200-Spec-Sheet.pdf

Hochtöner Fostex T825... schwer hier specs zu finden. zumindest die Schwingspule ist identisch mit dem T925a, mehr als 8 Ohm kann man hier aber auch nicht sehen:
Bild

Kann man damit was anfangen? Ne oder :?
Bild
Hornguru
Aktiver Hörer
 
Beiträge: 759
Registriert: 08.02.2016, 13:13
Wohnort: Trier

Beitragvon Hans-Martin » 19.01.2017, 17:12

Hornguru hat geschrieben:Dein Vorschlag der Vorspannung klingt besonders gut! Ich glaube sowas hatte er auch erwähnt. Er wollte mal 2 polare dicke Siebelkos an eine Spannung anklemmen. Meinte das sollte eigentlich dann das Ultimative sein, alle Vorteile ohne Nachteil.

Das könnte ich für den DIY Amp der bei ihm steht einplanen. Bis dahin möchte ich ungern meine teuer gekauften Amps aufschrauben :) Wie bastel ich das konkret am Lautsprecher? So mit Dummy-Anleitung
Hallo Josh,
der Kondensator muss irgendwie auf die Vorspannung aufgeladen werden, wie geht das, ohne den Hochtöner oder MT als Last? Wie zur anderen Seite, wo der Verstärker auf einen Puls mit der Gegenkoppling reagiert? Da sollte man sich noch Gedanken machen.
Welche Spannung wohl richtig ist? 9V, 18V, 27V? Mit letztere habe ich bei Audiokabel gute Erfahrung gemacht. Die billige Lösung für 2 in Reihe geschaltete Kondensatoren doppelter Größe ist, die Batterie über einen großen Widerstand gegenüber Masse zwischen ihnen einzuspeisen, das schont die angeschlossenen Gerätschaften, ist auch OK, weil die Vorspannung rein statisch wirken soll.
Angenommen, es wäre kein Widerstand vorhanden, dann würde der Kondensator über den niedrigen Innenwiderstand der Batterie einen fast Kurzschluss für den Verstärker darstellen, natürlich über den Kondensator, der irgenwo bei 0,1 Ohm liegt (Wechselstromwiderstand bei höheren Frequenzen).
Es kommen also viele Aspekte hinzu, die bedacht werden sollten, nur das Schema anwenden, dabei minimalistisch ausführen hat seine Tücken.
Diese Vorspannungsidee begegnete mir um 1990 zum ersten Mal: Da hatte man anstelle eines Kondensators 4 Stück. 2 davon wurden jeweils hintereinandergeschaltet (halbe Kapazität, doppelte Induktivität), diese Gruppen dann an den Enden parallel (halbiert die doppelte Induktivität, verdoppelt die halbe Kapazität). Dann legt man die Batterie in die Brücke, also an die jeweilige Verbindung zwischen den beiden Serienkondensatoren. Wechselstrom/Spannung ist auf beiden Zweigen gleich, die Gleichspannung ist kein Problem weder für Eingang noch für Ausgang, weil die Batterie "quer" eingesetzt wird und die Kondensatoren jeweils auf 0V zusammenkommen. Man könnte sich am Schema eines Brückengleichrichters orientieren, Wechselanschlüsse zwischen Verstärker und LS, Batterie zwischen Gleichanschlüsse.

Die Parallelschaltung vieler kleiner Werte (geringer Induktivität zu noch viel geringerer) hat um 1980 herum Dynaudio in seinen Weichen eingesetzt. aber inzwischen sind Wickelkondensatoren meist stirnkontaktiert, sprich, die Windungen sind dort kurzgeschlossen, eben um die Induktivität herabzusetzen. Sie werden oft als runder Wickel flach gedrückt, gebacken und so fixiert, was in weniger Mikrofonie resultieren kann.
Mikrofonie ist ein Thema für sich, in der Box ist der Zeitversatz bei 34cm Abstand 1Millisekunde. Im externen Gehäuse vielleicht 6ms (ca 2m entfernt). Ich denke, Aktivboxen können allein schon deshalb gut klingen, weil der kurze Abstand zu einer hohen Rückkopplungsfrequenz führt, die außerhalb des anregenden Tieftons liegt.
Boxen mit eingegossenen Weichen (z.B. Intonation Terzian gibt es schon sehr lange) klingen sehr sauber.

Klang&Ton hat mal Bauteile getestet, indem mit einem laststabilen Verstärker direkt Audiosignal auf einen Kondensator gegeben wurden und dessen Geräusche aufgezeichnte und analysiert hat. Daraus hat man im Umkehrschluss auf Mikrofonieverhalten geschlossen.
Ein endloses Thema.
Grüße Hans-Martin
P.S. Charles war schneller...
Bild
Hans-Martin
Aktiver Hörer
 
Beiträge: 4942
Registriert: 14.06.2009, 14:45

Beitragvon phase_accurate » 20.01.2017, 09:33

Hallo Josh

Ich habe das Gaze mal für den Mitteltöner angeschaut:

Re scheint zielich genau 8 Ohm zu sein. Bei ca 10 kHz ist die Impedanz ca doppelt so hoch wie 8 Ohm. Daraus ergibt sich eine Schwingspuleninduktivität von ca 0.4 mH.
Diese 0.4 mH ergeben zusammen mit dem Vorkondensator von 100uF eine Serieresonanz von 800Hz. Nur was bedeutet dies genau ? Das heisst nichts anderes, als dass die Geamtimpedanz bei dieser Frequenz ziemlich genau Re enspricht. Der Einfluss dieser Serieresonanz ist also gering und sicher schon gar nicht negativ.
Die Grenzfrequenz aus Re und Vorkondensator liegt bei ziemlich genau 200Hz, was etwa zwei Oktaven unter der (von mir angenommenen) Uebernahmefrequenz liegt. Ist also auch im grünen Bereich.

Die Serieresonanzfrequenz der Kondensatoren (mit deren parasitärer Induktivitä) alleine lässt sich nur ausrechnen, wenn man den Wert der parasitären Induktivität kennt.
Aber im Paper von Walt Jung ist der Effekt schön dargestellt.

Gruss

Charles
Bild
phase_accurate
Aktiver Hörer
 
Beiträge: 623
Registriert: 06.05.2008, 15:47
Wohnort: Bern

Beitragvon Hornguru » 20.01.2017, 13:28

Hallo Charles

Vielen Dank! 2 Oktaven drunter, so war das geplant. Sehr gut. Sprich hier wirkt die 30fache Parallelschaltung positiv. (höhere Gesamtkapazität)

Was die Parasitärinduktivität angeht... diese sollte doch geteilt durch 30 (in meinem Falle) verringert sein, richtig? Sprich hier ist das auch sehr Vorteilhaft.

Am Schluss wenn ich mir die Dokumente ansehe, scheint mir das bezüglich Schwingkreis und Resonanzverhalten des Energiespeichers.... alles doch irgendwie eine gewisse Parallele zur Chassis-Güte zu haben. Das hat jetzt direct natürlich nichts damit zu tun.

Aber ein Tieftöner mit Gesamtgüte >1.x schwingt auch ordentlich nach.
Nach meiner Aktiven Korrektur des Frequenzgangs, entspricht das Rechteckverhalten wieder einer Güte von 0.7. Das Ausschwingen meiner MEssung dann auch.
Kann man hier annehmen das egal welche bösen Schwingkreise, selbst Notchfilter, und was auch immer... ich in meinem System habe...

... füttere ich das System am Ende mit invertiertem Impulsverhalten, kommt immer ein Rechteck raus, und die Resonanzen verschwinden?

Weil bezüglich Chassis-Güte habe ich die Phobien bzgl Resonanzen, Güte, Wasserfall, Dämpfungsfaktor...
allesamt längst in die Schublade veralteter Analog-Passiv-Wissenschaften gesteckt. Dank FIR ist das alles irrelevant.

Gruß
Josh
Bild
Hornguru
Aktiver Hörer
 
Beiträge: 759
Registriert: 08.02.2016, 13:13
Wohnort: Trier

Beitragvon phase_accurate » 23.01.2017, 09:33

Hallo Josh

Da Du nicht direkt parasitäre Induktivitäten parallel schaltest, muss man das Ganze rechnerisch etwas anders betrachten als einfach parasitäre Induktivität geteilt durch Anzahl Bauteile. Sondern Du schaltest nun serielle Schwingkreise mit ungefär gleicher Resonanzfrequenz parallel zueinander. Da jeder dieser Schwingkreise aus einem kleineren Kondensator besteht, sind die gewünschten (Kapazität) und die parasitären (Induktivität) Werte aber entsprechend kleiner, als wenn Du einen grossen Kondensator genommen hättest, so dass Du letzten Endes den Effekt erreicht hast, den Du wolltest.
Die Güte der Serieresonanz dieses/er parasitären Schwingkreises/n kann recht hoch sein, ist aber bei dieser Anwendung absolut irrelevant, ausser Du legst wirklich Wert auf das Verhalten im MHz Bereich ! Man kann aber davon ausgehen, dass diese Serieresonanz vom ansteuernden Signal nie angestossen wird. Ganz abgesehen davon ist das Verhalten unterhalb der Resonanzfrequenz eine Abnahme der Impedanz (bis theoretisch 0 Ohm), um dann ab der Resonanzfrequenz wieder anzusteigen. Dann gibt es noch die Kabelverluste und den Wicklungswiderstand, welche dazu auch noch in Serie sind, welche diese Serieresonanz auch noch ausbremsen.

Die andere Serieresonanz, gebildet aus der Schwingspuleninduktivität und dem Seriekondensator, ist ebenfalls durch den Wiclngswiderstand stark bedämpft.

Es gibt Leute, welche sagen, dass ein Seriekondensator die Auflösung verschlechtern würde. Ich würde mal sagen, dass die Auflösungs eines Horntreibers, welcher ein paar Sekunden lang Gelichspannung von einer defekten Endstufe abgekriegt hat, noch viiiiiiel schlechter sein wird ! :wink:

Gruss

Charles
Bild
phase_accurate
Aktiver Hörer
 
Beiträge: 623
Registriert: 06.05.2008, 15:47
Wohnort: Bern

Beitragvon Hornguru » 23.01.2017, 10:18

Hallo Charles!

Danke für den sachlichen Beitrag und die Beruhigung :)
Dann kann ich mich ja doch zufrieden zurücklehnen.

Ich versuche weiterhin die Induktivität etwas zu verringern, indem ich das Minuskabel auch in 30 dünne Strippen aufteile, welches sich im Elkokomplex herumschlängelt.
Quasi ein aufgedunsenes Coax :)

Bei diesem Gestrippe und dem Aufbau im externen Mikrofoniebedämpfungskasten... habe ich durchaus schon mal einen Moment Inne gehalten und mich gefragt "Hör ich noch oder spinn ich schon?".

Zumindest durch das blocken des leisen Hintergrund-Säuselns hab ich definitiv einen nachweisbaren Gewinn.
Wäre der Wirkungsgrad geringer und die Ersatzspule für 30€ im Visaton Standardsortiment hätte ich wahrscheinlich auch drauf verzichtet.

Grüße
Bild
Hornguru
Aktiver Hörer
 
Beiträge: 759
Registriert: 08.02.2016, 13:13
Wohnort: Trier

Beitragvon Hornguru » 10.08.2017, 08:40

Frage ans Team:

Wenn ich den Hochtöner an 2 gebrückten Endstufen betreibe.... würde sich dann im Falle eines defektes die Gleichspannung zwischen den Endstufen auslöschen? Schließlich schwimmen die gegenphasig oder ?

Sprich ich kann auf den Schutzkondensator verzichten, muss nur Bridged dranklemmen?

Gruß
Josh
Bild
Hornguru
Aktiver Hörer
 
Beiträge: 759
Registriert: 08.02.2016, 13:13
Wohnort: Trier

Beitragvon wgh52 » 10.08.2017, 09:17

Hallo Josh,

Hornguru hat geschrieben:...würde sich dann im Falle eines defektes die Gleichspannung zwischen den Endstufen auslöschen?
Ich denke es kommt auch in Brückenschaltung auf den Fehlermechanismus an, ob Gleichspannung an der Schwingspule auftritt. Wir haben ja zwei unabhängige Endstufen, die nur durch ihre Ansteuerung im Gegentakt und die jeweils ~0V DC an ihren Ausgängen den Anschluss des Chassis zwischen den jeweiligen Ausgängen zur Tonwiedergabe ermöglichen. [Die möglichen DC Offsetspannungen an den Ausgängen, von hoffentlich null oder auch + bis - einigen zig Millivolt, liegen (ohne Kondensator) immer addiert an der Schwingspule an.]

Wenn nun nur eine davon so defekt wird (was durchaus möglich ist!), dass an ihrem Ausgang eine Gleichspannung auftritt (d.h. dass der Ausgang nicht abschaltet, z.B. weil die Endstufe keine Absicherung gegen DC am Ausgang hat), dann steht DC an der Spule, weil die Andere ja weiter 0V treibt und die Schwingspule ist zumindest gefährdet, möglicherweise auch die zweite Endstufe.

Auch der Fall, dass beide kaputt gehen schützt nicht vor DC an der Schwingspule, denn beide können verschiedenen Fehler haben oder eine kaputtgehende beschädigt die andere durch ihren Fehler mit.

Den Fall, dass beide gleichzeitig mit gleichem Fehler kaputtgehen, so dass beide keine oder die gleiche DC Spannung am Ausgang zeigen (sprich: an der Schwingspule dann trotz Fehler 0V stehen) halte ich für wenig wahrscheinlich.

Es sind viele Szenarien denkbar, aber Endstufen ohne (DC-)Absicherung sind halt (DC-)gefährlich. "Muss" es solch eine Endstufe sein, muss halt bei teuren Chassis auch ein Kondensator davor um dieses Chassis zu schützen.

Hornguru hat geschrieben:...kann auf den Schutzkondensator verzichten, muss nur Bridged dranklemmen?
Leider ein dickes "Nein!". Nur eine Endstufe mit Ausgangsschutzschaltung, die auch noch schnell genug reagiert, kann den HT ohne Kondensator vor DC Schaden bewahren.

Grüße,
Winfried

4205
Bild
wgh52
Aktiver Hörer
 
Beiträge: 4265
Registriert: 25.01.2008, 15:17
Wohnort: Schweitenkirchen

Beitragvon Hornguru » 10.08.2017, 09:29

Hallo Winfried. Merci, das leuchtet ein. So weit hatte ich nicht gedacht.
Schade eigentlich :cry:

Bliebe nur noch ne Röhre mit Übertrager.
Ob der Übertrager aber weniger Nachteile hat ist die andere Frage.
Insb die Induktivität ist mir da Dorn im Auge. Und teurer ist er auch.
Bleibts wohl beim Cap :)
Bild
Hornguru
Aktiver Hörer
 
Beiträge: 759
Registriert: 08.02.2016, 13:13
Wohnort: Trier

Nächste

Zurück zu Aktives Bauhaus

Wer ist online?

Mitglieder in diesem Forum: 0 Mitglieder und 1 Gast