Steile Filter ohne Phasendrehungen u. delay in Signalsumme

[Kikl]

Hallo zusammen,

vielleicht ist der Trick ja auch, das Signal des schmalbandigen Bandpasses elektrisch zuzuführen.
So muss man nicht zwingend ein weiteres Chassis einsetzen. Erst dann, durch die Möglichkeit
so steil ohne Phasendrehungen abzutrennen, kam dann die Idee/Möglichkeit auf 3 Wege umzusteigen.

Grüße

Hmm, das hat mich auf eine andere Idee gebracht. Man könnte das Signal zunächst durch ein aktives Filter schicken, um es danach zum Hochpass- und Tiefpass weiterzuleiten. Der Trick besteht dann nicht darin durch Addition eines zusätzlichen Signals sondern durch Multiplikation mit einer Filterfunktion vor der Hoch- und Tiefpass-Filterung die ideale Übertragungsfunktion im Summensignal zu erzeugen. Die Übertragungsfunktion für das aktive Filter müsste dann gleich (Tiefpass+Hochpass)-¹ bzw. (1+a1s+a2s²)/(1+a2s²) sein, also größer 1. Als Realisierungsmöglichkeit fällt mir da nur das DXD-Modul ein. Das wäre dann tatsächlich eine perfekte Anbindung von Subwoofer an Satelliten.

Aber das scheint eine andere Geschichte zu sein. Die Figuren von Herrn Nubert zeigen eindeutig, dass da 3 Signale miteinander addiert werden. Vielleicht ist das mathematische Beispiel auch nur besonders einfach gewählt. Man kann zu einem beliebigen Hochpass- und Tiefpass-Signal mit unterschiedlicher Übergangsfrequenz ein drittes Signal addieren, so dass die gesamte Übertragungsfunktion 1 ist. Allerdings sieht dann der "Bandpass" nicht mehr so schön aus, wie in der Beispielrechnung. Im Allgemeinen gilt dann Bandpass=1-(Tiefpass+Hochpass). Kann man so etwas nicht durch eine Art Rückkopplung vom Tiefpass- und Hochpass-Ausgang in der Weiche realisieren? Ach, und dann kommen noch die Phasendreher und Verzerrungen der Chassis dazu, arg.... Vielleicht kann ein Computer das berechnen, schluck...

Ach ja, guten Rutsch und frohes neues Jahr!

Gruß

Kikl

[G. Nubert]

Hallo,

Wenn ich Sie richtig verstehe, findet die Addition zum Summensignal akustisch im Raum statt.

Ja, die akustischen Signale bilden Wellenfronten, die an jeder sinnvollen Stelle im Raum zusammen eine saubere Summierung ergeben.
Es ist für das Konzept aber völlig egal, ob innerhalb einer 4-Wege-Weiche zuerst "elektrisch" zwei oder drei Wege summiert werden und sich die restlichen drei oder zwei Wege dann "akustisch" summieren, solange die zugehörigen Chassis dafür gut geeignet sind.

Der Bandpass muss also sehr schmalbandig sein. Wie wird dieser Bandpass realisiert?

Wird tatsächlich ein zusätzliches Chassis eingesetzt, das sehr schmalbandig im Übergangsbereich abstrahlt,...

vielleicht ist der Trick ja auch, das Signal des schmalbandigen Bandpasses elektrisch zuzuführen.
So muss man nicht zwingend ein weiteres Chassis einsetzen.

Die zugehörigen Übertragungsfunktionen zeigen nur einen Sonderfall aus dem gesamten Filterkonzept.
Wie "Goisbart" schon angedeutet (vermutet) hat, kann man den "schmalen" Bandpass auch mit Hoch- oder Tiefpässen aufsummieren, und diese Signalsumme dann einem Chassis zuführen, wenn es in den sauberen Übertragungsbereich dieses Lautsprechersystems "hineinpasst".

Könnte es sein, dass andere Hersteller, ganz ohne es zu wollen und ohne diese Sichtweise ...

auch nur ansatzweise im Hinterkopf zu haben oder zu kennen, bereits etwas ähnlich gutes gebaut haben ?

Anders, konkret gesagt : Wird hier evtl. etwas patentiert, was physikalisch schon immer existiert, aber von anderen so bislang nur noch nicht beachtet/gemessen/gesehen wurde ?

Trotz recht aufmerksamer "Durchforstung" sämtlicher "AES Journals" (seit etwa 1970) und Informationen über Produkte unserer Mitbewerber habe ich bisher keinen Hinweis darauf gefunden, dass es Produkte dieser Art schon gibt.
Wie ich in meinem Beitrag vom 4.12.08 (in diesem thread) schon erwähnt hatte, gab es im "Journal of the Audio Engineering Society" (Mai 1977) lediglich einen Artikel über ein "Filler Driver"-Konzept, das unter dem "flach-flankigen" (6dB/Oct.) - also zusammen mit Lautsprecher-Chassis nicht sauber realisierbaren - Mittelton-Kanal gelitten hat.

Die damals vorgestellten Berechnungs-Formeln haben (für mich - und wohl auch für andere Entwickler) offenbar keinen Hinweis darauf geliefert, dass ein ähnliches Konzept auch mit steilflankigem "Mittelton-Kanal" realisierbar ist.

Es galt "in der Fachwelt" vielmehr als Dogma, dass "steile Filter ohne Phasendrehungen und group delay" (im Summensignal) nicht realisierbar sind.
Das war ja auch der Grund für die (total missverstandene) "6-dB-Weichen-Theorie", mit der sich einige High-End-Hersteller und HiFi-Fans auch heute noch "identifizieren" und durch physikalisch unzureichende Theorien zu untermauern versuchen.

Im Prinzip hätte der "Nubert-Filter" schon längst erfunden sein müssen... Jeder Elektrotechnikstudent dürfte sich fragen, wieso das erst
im Jahre 2008 entdeckt wurde.

Es ist oft so, dass man sich nachher fragt, warum da niemand schon früher draufgekommen ist.

In der chronologischen Reihenfolge dieser Filterkonzeption war es zunächst eine "Blitzidee" von 2002 (aus dem Bauch heraus), die es ohne jede Mathematik ermöglicht, ein ganzes Spektrum von Filtern ohne delay zu entwerfen.
Die Möglichkeit, die Steilheit des Mittelton-Kanals (oder beliebig vieler weiterer Kanäle) über 6 dB/Oct. hinaus erhöhen zu können, war zwei Jahre später ebenfalls "eine Idee aus dem Bauch heraus".

Die gängigen Darstellungen der Übertragungsfunktionen wurden erst nachträglich so umgestellt, dass sich diese Suche nach Summierung ohne delay "fast aufdrängt". - Vorher hat aber offenbar niemand danach gefragt - weil es ja "sowieso unmöglich" sein sollte, diesbezüglich ein vernünftiges Ergebnis zu erhalten.

So eine Denke und deren Produkt passiert nicht zufällig. Wie soll man da bitte "zufällig" draufkommen? Da ist es ja wahrscheinlicher vom Blitz getroffen zu werden.

Wir haben seit vielen Jahren Erfahrungswerte im Umgang mit DSP-FIR-Prozessoren, mit denen man Lautsprecher im gesamten Hörbereich von 20 bis 20.000 Hz mit beliebigen Frequenz- und davon unabhängigen Phasengängen "programmieren" kann.

Im HiFi-Bereich gibt es so etwas nicht so häufig.

- Mit diesen Lautsprechern werden dann immer wieder Mess- und Hörvergleiche gefahren - und man lernt im Laufe der Zeit, die wildesten Theorien über "Phasenhörbarkeit", "Impuls-Schnelligkeit (durch leichte Membranen??)", Raumakustik, und andere Themen zu hinterfragen und in der Bedeutung neu einzuordnen.

Die stetige Beschäftigung damit "stimuliert" vielleicht die "Denk/Gefühlswelt" so, dass im langjährigen Grübel-Prozess dann doch ab und zu "ein Blitz" wie aus heiterem Himmel kommen kann.


Gruß, Günther Nubert

[ramses]

So eine Denke und deren Produkt passiert nicht zufällig. Wie soll man da bitte "zufällig" draufkommen? Da ist es ja wahrscheinlicher vom Blitz getroffen zu werden.

Wir haben seit vielen Jahren Erfahrungswerte im Umgang mit DSP-FIR-Prozessoren, mit denen man Lautsprecher im gesamten Hörbereich von 20 bis 20.000 Hz mit beliebigen Frequenz- und davon unabhängigen Phasengängen "programmieren" kann.

Im HiFi-Bereich gibt es so etwas nicht so häufig.

- Mit diesen Lautsprechern werden dann immer wieder Mess- und Hörvergleiche gefahren - und man lernt im Laufe der Zeit, die wildesten Theorien über "Phasenhörbarkeit", "Impuls-Schnelligkeit (durch leichte Membranen??)", Raumakustik, und andere Themen zu hinterfragen und in der Bedeutung neu einzuordnen.

Die stetige Beschäftigung damit "stimuliert" vielleicht die "Denk/Gefühlswelt" so, dass im langjährigen Grübel-Prozess dann doch ab und zu "ein Blitz" wie aus heiterem Himmel kommen kann.


Gruß, Günther Nubert

Hallo Herr Nubert,

ich nahm in meinem Beitrag nur Bezug auf StefanBs Beitrag, in dem er die Theorie aufstellte, man könnte ja schon mal früher so etwas zufällig umgesetzt haben, ohne es zu wissen.

StefanB (31.12.08 ) hat folgendes geschrieben:
Könnte es sein, dass andere Hersteller, ganz ohne es zu wollen und ohne diese Sichtweise ...

auch nur ansatzweise im Hinterkopf zu haben oder zu kennen, bereits etwas ähnlich gutes gebaut haben ?

Anders, konkret gesagt : Wird hier evtl. etwas patentiert, was physikalisch schon immer existiert, aber von anderen so bislang nur noch nicht beachtet/gemessen/gesehen wurde ?

Im übrigen existiert alles schon immer physikalisch so, nur manchmal finden sich Menschen, die eine Theorie/Formel/Regel für etwas eigentlich alltägliches aufstellen, siehe z.B. Isaac Newton. Oder wird ihm jetzt (auch) zur Last gelegt, das die Schwerkraft schon immer existiert hat und das er gar nichts großes vollbracht hat, da die Schwerkraft ja schon immer da war? Kuriose Ansicht...
...und nein, ich möchte niemandem mit Isaac Newton vergleichen. Das Beispiel gefiel mir lediglich.

mfg

Hannes

[Kikl]

So eine Denke und deren Produkt passiert nicht zufällig. Wie soll man da bitte "zufällig" draufkommen? Da ist es ja wahrscheinlicher vom Blitz getroffen zu werden.

Wir haben seit vielen Jahren Erfahrungswerte im Umgang mit DSP-FIR-Prozessoren, mit denen man Lautsprecher im gesamten Hörbereich von 20 bis 20.000 Hz mit beliebigen Frequenz- und davon unabhängigen Phasengängen "programmieren" kann.

Im HiFi-Bereich gibt es so etwas nicht so häufig.

- Mit diesen Lautsprechern werden dann immer wieder Mess- und Hörvergleiche gefahren - und man lernt im Laufe der Zeit, die wildesten Theorien über "Phasenhörbarkeit", "Impuls-Schnelligkeit (durch leichte Membranen??)", Raumakustik, und andere Themen zu hinterfragen und in der Bedeutung neu einzuordnen.

Die stetige Beschäftigung damit "stimuliert" vielleicht die "Denk/Gefühlswelt" so, dass im langjährigen Grübel-Prozess dann doch ab und zu "ein Blitz" wie aus heiterem Himmel kommen kann.


Gruß, Günther Nubert

Hallo Herr Nubert,

ich nahm in meinem Beitrag nur Bezug auf StefanBs Beitrag, in dem er die Theorie aufstellte, man könnte ja schon mal früher so etwas zufällig umgesetzt haben, ohne es zu wissen.

StefanB (31.12.08 ) hat folgendes geschrieben:
Könnte es sein, dass andere Hersteller, ganz ohne es zu wollen und ohne diese Sichtweise ...

auch nur ansatzweise im Hinterkopf zu haben oder zu kennen, bereits etwas ähnlich gutes gebaut haben ?

Anders, konkret gesagt : Wird hier evtl. etwas patentiert, was physikalisch schon immer existiert, aber von anderen so bislang nur noch nicht beachtet/gemessen/gesehen wurde ?

Im übrigen existiert alles schon immer physikalisch so, nur manchmal finden sich Menschen, die eine Theorie/Formel/Regel für etwas eigentlich alltägliches aufstellen, siehe z.B. Isaac Newton. Oder wird ihm jetzt (auch) zur Last gelegt, das die Schwerkraft schon immer existiert hat und das er gar nichts großes vollbracht hat, da die Schwerkraft ja schon immer da war? Kuriose Ansicht...
...und nein, ich möchte niemandem mit Isaac Newton vergleichen. Das Beispiel gefiel mir lediglich.

mfg

Hannes

Nun ja, noch ist es nicht patentiert sondern zum Patent angemeldet. Ich wünsche Herrn Nubert und der NSF natürlich, dass die Anmeldung auch zum Patent führt. Dann wissen wir auch nicht, was genau zum Patent angemeldet wurde, also man müsste schon die Patentansprüche kennen, um überhaupt etwas sagen zu können.

Zur Patentierbarkeit: Damit etwas patentiert werden kann, muss es neu sein. D.h. der beanspruchte Gegenstand darf nicht zum Stand der Technik gehören. Den Stand der Technik bilden alle Informationen, die vor der Patentanmeldung öffentlich zugänglich waren. Wenn der angemeldete Gegenstand vor der Anmeldung existierte und öffentlich zugänglich war, dann kann der Gegenstand nicht patentiert werden und zwar unabhängig davon, ob man die Funktionsweise des Gegenstandes verstanden hat.

Gruß

Kikl

[KSTR]

Die neue Filteranordnung, die im August 2008 zum Patent angemeldet wurde funktioniert tatsächlich, wird in Fachkreisen aber deswegen "einigermaßen überrascht" zur Kenntnis genommen, weil die "steile Filterung ohne group delay" bisher "als nicht machbar" galt.

Ich möchte in diesem Zusammenhang auf die Arbeiten von John Kreskovsky hinweisen, der meiner Meinung nach Ihnen etwas zuvorgekommen sein dürfte, da er sich seit Jahren mit transient-perfekten (allpass-freien) Filterfunktionen für Lautsprecher beschäftigt, auch welche die mit einfachen analogen Mitteln, sogar z.T. passiv, realisierbar sind.

http://www.geocities.com/kreskovs/John1.html
siehe "Transient Perfect Crossovers"

http://www.musicanddesign.com
siehe ICTA, speziell http://www.musicanddesign.com/icta_cross.html , wo die Abspaltung der Terme aus der Gesamt-ÜF erläutert wird, eben so dass alle Terme steilere Roll-Offs haben als 6dB/8ve. Darum dürfte es ja im wesentlichen gehen, auch bei Ihrem Konzept... denn die Aufspaltung in elektrische und akustische Faktoren der Einzel-ÜFs steht vermutlich nicht in den Ansprüchen. Jedoch, diese spezielle Aufsplittung in Wege -- auch mehr als zwei -- mit jeweils mehr als 6dB/8ve Flankensteilheiten dürfte evtl. relevant sein als "Stand der Technik".

EDIT:

Allen diesen Filtertypen ab 2. Ordnung (also mit Flankensteil-heiten von 12 dB / Oct. oder höher) ist gemeinsam, dass ein summiertes Signal aus Hoch- und Tiefpassfiltern (bzw. Hochpassfiltern, Bandpässen und Tiefpassfiltern) nur im Frequenzgang sauber summiert werden kann – aber nicht im Zeitbereich.
Der einzige bisher verfügbare analoge Filtertyp, der diese Forderung erfüllt, ist ein Filter erster Ordnung (also mit der Steilheit von 6 dB / oct.).

Dem dürfte also widersprochen werden können -- auch weil ich schon solche Filter entworfen habe, z.B. diese einfache prinzipielle Realiserung als Subtraktionsfilter, hier mit TP12/HP18 (also 4.ter Ordnung im Polynom):


Grüße, Klaus

[Thias]

Trotz recht aufmerksamer "Durchforstung" sämtlicher "AES Journals" (seit etwa 1970) und Informationen über Produkte unserer Mitbewerber habe ich bisher keinen Hinweis darauf gefunden, dass es Produkte dieser Art schon gibt.
Wie ich in meinem Beitrag vom 4.12.08 (in diesem thread) schon erwähnt hatte, gab es im "Journal of the Audio Engineering Society" (Mai 1977) lediglich einen Artikel über ein "Filler Driver"-Konzept, das unter dem "flach-flankigen" (6dB/Oct.) - also zusammen mit Lautsprecher-Chassis nicht sauber realisierbaren - Mittelton-Kanal gelitten hat.

Die damals vorgestellten Berechnungs-Formeln haben (für mich - und wohl auch für andere Entwickler) offenbar keinen Hinweis darauf geliefert, dass ein ähnliches Konzept auch mit steilflankigem "Mittelton-Kanal" realisierbar ist.

... ist ja lustig, genau nach diesem "Fill-Driver"-Konzept habe ich damals eine meiner ersten DIY-Lautsprecher gebaut Stand ich also schon immer drauf Die laufen bei irgend jemandem auch heute noch. Auf Grund schlechter Verfügbarkeit von guten Lautsprechern in der DDR waren das aber nur Kompromißlösungen.

Ich möchte in diesem Zusammenhang auf die Arbeiten von John Kreskovsky hinweisen, der meiner Meinung nach Ihnen etwas zuvorgekommen sein dürfte, da er sich seit Jahren mit transient-perfekten (allpass-freien) Filterfunktionen für Lautsprecher beschäftigt, auch welche die mit einfachen analogen Mitteln, sogar z.T. passiv, realisierbar sind.

Wenn das so konkret veröffentlicht ist, wie es Nubert patentiert hat, wird es mit einem Patent schon enger. Das glaube ich eher nicht.
Aber wahrscheinlich ist daraus kein Patent entstanden. Falls dieses Konzept wirklich ähnlich dem "Nubert-Filter" ist, hängt es nun von den geschickt formulierten Patentansprüchen und dem Patentanwalt ab, ob der Patentierung etwas im Wege steht. Allgemeine Filtertheorie wird ja nicht Inhalt der Ansprüche sein, sondern eine konkrete Anordnung als Lautsprecherweiche.

Nun, es bleibt interessant
Aber mindestens ein Gebrauchsmuster müsste drin sein.

[KSTR]

Hallo Thias,

Wenn das so konkret veröffentlicht ist, wie es Nubert patentiert hat, wird es mit einem Patent schon enger. Das glaube ich eher nicht.
Aber wahrscheinlich ist daraus kein Patent entstanden. Falls dieses Konzept wirklich ähnlich dem "Nubert-Filter" ist, hängt es nun von den geschickt formulierten Patentansprüchen und dem Patentanwalt ab, ob der Patentierung etwas im Wege steht. Allgemeine Filtertheorie wird ja nicht Inhalt der Ansprüche sein, sondern eine konkrete Anordnung als Lautsprecherweiche.

Nun, es bleibt interessant
Aber mindestens ein Gebrauchsmuster müsste drin sein.

Das alles sehe ich ganz genauso... Patente und (eventuelle) Wirklichkeit sind halt zwei zu trennende Welten.

Wenn das Patent durchkommt, gönne ich das der Firma Nubert von Herzen, da es ja auch konkret in eigenen Produkten umgesetzt wird -- sprich weil das Patent vom Erfinder selbst umgesetzt wird und damit genau die Schutzfunktion eines Patentes o.ä. sinnvoll und notwendig wird.

Grüße, Klaus

[StefanB]

Interessant in diesem Zusammenhang auch dies

http://www.musicanddesign.com/icta.html

Figure 4 ....

Hmmm, ich streiche das

zufällig

Stefan

[KSTR]

Stefan,

es existiert immer die Möglichkeit des Pseudo-Plagiats, also das Rad unwissentlich neu erfinden. Passiert z.B jedem Schaltungentwickler, der irgendwas cleveres ausgesponnen hat... und dann findet man u.U. genau das gleiche in einem unbekannten russischen Röhrenapplikationsbuch von 1930...

Also die Anordnung zumindest als eng gepacktes D'Appo ergibt sich unter der Theorie zwangläufig, weil die Treiber im Übernahmebereich recht gegenphasig laufen können mit den entsprechenden Konsequenzen.

Grüße, Klaus

[ramses]

Über die Arbeiten von John Kreskovsky bin ich im übrigen auch schon mal gestolpert, als ich im Internet nach ähnlichen Prinzipien (der Nubertweiche) gesucht hatte. Interessant ist das allemal!

Gruß

Hannes