Unterschied zwischen aktiver und passiver Frequenzweiche

[Inder-Nett]

Ein vernünftiger Mensch würde sagen: Ein Signal wird verstärkt, wenn der Ausgangspegel größer als der Eingangspegel ist.

Soweit korrekt!
Allerdings bezieht sich der Begriff "Pegel" stets auf die Leistung!

Die Ausgangsspannung des passiven Filter ist in einem vorgegebenen Frequenzbereich größer als die Eingangsspannung. Also verstärkt das passive Filter das Spannungssignal in diesem Frequenzbereich.

Die Vereinfachung des Pegels auf die Spannung ist nur zulässig, wenn man mit jeweils gleichen Impedanzen arbeitet, was im gegebenen Fall nicht stattfindet. Anderenfalls wäre jedem 1:X-Trafo eine Verstärkung zuzuschreiben.

Insofern findet eben keine Verstärkung, sondern nur eine Transformation (kleine Spannung bei niedriger Impedanz => große Spannung an höherer Impedanz) statt.

kann mir bitte mal jemand den begriff "blindstromkompensation" erklären?
am besten mit einer einfachen wechselstrom ersatzschaltung...

Stark vereinfacht:
... ist ein Lautsprecher eine überwiegend induktive Last.
Das hat zur Folge, dass der Stromfluss durch den Lautsprecher der anliegenden Wechselspannung hinterherhängt.
Selbst wenn der Verstärker bei einer Sinus-Welle gerade am Nulldurchgang ist zieht der Lautsprecher noch Strom.
Dieser Strom (der praktisch ohne anliegende Spannung fließt) ist der Blindstrom, weil ein Strom ohne Spannung keine Leistung schluckt und dadurch auch keine Wirkleistung erzielen kann.

Bei einem Kondensator wäre es genau umgekehrt, da eilt der Stromfluss der anliegenden Wechselspannung voraus.
Wenn der Verstärker am Ende einer positiven Sinus-Welle ist, fließt schon vor dem Nulldurchgang ein negativer Strom (ist ja klar, der Kondensator will entladen werden).

Wenn man jetzt dem Lautsprecher einen Kondensator parallel schaltet, dann wird der vorauseilende Blindstrom des Kondensators den hinterherhängenden Blindstrom der induktiven Last des Lautsprechers bis zu einem gewissen Grade kompensieren.
Diese Kompensation ist nur bei einer bestimmten Frequenz korrekt und vollständig, nämlich der Resonanzfrequenz, die der Sperrkreis (so nennt man einen Schwingkreis aus parallelgeschalteter Spule und Kondensator) hat.
Und spätestens bei den Begriffen "Resonanz" und "Schwingkreis" sollten beim HiFi-Puristen (auch beim weniger religiösen) die Alarmglocken läuten

[m(A)ui]

danke inder-nett, jetzt ist mir glaub alles klar!

also wird nur die vom verstärker abgegebene Scheinleistung reduziert, da durch den parallelschwingkreis die impedanz in einem gewissen frequenzbereich ansteigt.
habe mal eine einfache schaltung aus hochinduktivem basschassis mit parallel kondensator und in reihe (zu diesen beiden bauteilen) einen niedrigen widerstand simuliert: eine verstärkung tritt bei einer konstantspannungsquelle quasi nicht auf!

gruß

[Inder-Nett]

habe mal eine einfache schaltung aus hochinduktivem basschassis mit parallel kondensator und in reihe (zu diesen beiden bauteilen) einen niedrigen widerstand simuliert: eine verstärkung tritt bei einer konstantspannungsquelle quasi nicht auf!

Der von mir erklärte Fall der Blindstrom-Kompensation mit Parallel-Kondensator führt zur Verringerung der Blindlast (also zur Erhöhung der Last-Impedanz am Verstärker) ohne den zuvor beschriebenen Effekt der Spannungs-Erhöhung. Dafür ist er aber einfacher = verständlicher zu erklären.

Mit einer Kapazität in Reihe entsteht ein Saug-Kreis, welcher die Last-Impedanz am Verstärker verringert, dafür aber den beschriebenen Effekt der Spannungs-Erhöhung erzielen kann. Ist aber in einfachen Worten schwieriger zu erklären...

[m(A)ui]

Mit einer Kapazität in Reihe entsteht ein Saug-Kreis, welcher die Last-Impedanz am Verstärker verringert, dafür aber den beschriebenen Effekt der Spannungs-Erhöhung erzielen kann.

stimmt!
bei hochpässen 2. Ordung ist es in der simulation auch viel leichter ein überschwingen zu erzeugen, da die filterspule parallel zur LS-spule liegt. während bei einem TP 2. ordnung der parallelkondensator bereits die induktive last teilweise kompensiert...

Ist aber in einfachen Worten schwieriger zu erklären...

zum glück ist von den 3 jahren E-technik an der schule und 2 semestern E-technik an der Uni noch was hängen geblieben!

gruß

[Frank Klemm]

Das ursprüngliche Thema lautete: Ist es möglich, mit einem passiven Filter ein Spannungssignal zu verstärken? Die Antwort ist: Ja.

Dies war weder das ursprüngliche Thema, noch ist die Antwort ja!

Das Signal wird in passiven Weichen grundsätzlich nie verstärkt, sondern bestenfalls transformiert, d.h. durch Impedanz-Anpassung oder Blindstrom-Kompensation wird am Ausgang der Weiche eventuell eine höhere Spannung mit geringerer Belastbarkeit (und damit stets eine geringere Leistung) zur Verfügung stehen.

Wie Du es nennst, ist egal. Die Spannung wird verstärkt. Der Strom wird verstärkt.
Hauptsache, der Energierhaltungssatz wird eingehalten.

Neben Transformatoren gibt es noch andere Möglichkeiten, den Kennschalldruck zu erhöhen.
Statt einem 1:2-Transformator könnte man auch einfach doppelt so dicken Schwingspulendraht nehmen und damit die Schwingspule wickeln.

Und da wir uns hier in einem Forum eines Herstellers von HiFi-Lautsprechern befinden (und nicht bei den PA-Spezies) wird es wohl legitim sein, darauf hinzuweisen, dass die Gepflogenheiten aus dem PA-Bereich ganz andere Gründe, Risiken und Nebenwirkungen haben und deshalb die dort angewendeten Techniken nur bedingt übertragbar sind.

Im PA-Bereich hat die Optimierung des Wirkungsgrades einen ganz anderen Stellenwert. Wenn ich mit Leistungen im kW-Bereich zu hantieren habe, dann bedeuten 6dB Wirkungsgrad-Gewinn mehrere kW Leistungs-Einsparung, da rentiert es sich, die Nebeneffekte mit DSP's zu minimieren.
Super lineare Frequenzgänge und hohe Impulstreue sind im PA-Bereich ohnehin nicht sauber realisierbar, allein schon wegen der dort unerlässlichen Feedback-Unterdrückung etc...

Im PA-Bereich wird so was garantiert nicht angewendet. Bei Leistungen im kW-Bereich werden Passivweichen unbezahlbar und viel zu schwer. Im PA-Bereich geht es um Preis, Abmessungen und Maße.

Mit dem derzeitigen Stand der Technik verbaut man lieber ein paar mehr OPVs und ein paar leistungsstärkere Verstärker statt Monsterdrosseln und Monsterkondensatoren. Selbst bei den Abmessungen wird gespart und dann lieber ein doppelt so leistungsstarker Verstärker eingebaut. Class D--Verstärker mit mehreren Kilowatt sind heute der Standard.