Wie die Bezeichnung Tiefpass vermuten lässt soll die Schaltung Tiefe Frequenzen passieren lassen aber hohe Frequenzen dämpfen.
Als Versuchskaninchen dient der Dayton RS 225-4 aus der Diva mit den gemessenen Pegel und Impedanzdaten aus dem tatsächlichen Gehäuse.
So sieht der Frequenzgang ohne Weiche aus:
Der sinnvolle Einsatzbereich endet bei etwa 1500 Hz, oberhalb von 3000 Hz treten starke Störungen durch Membranresonanzen auf.
Geplant ist eine Trennung bei 500 Hz.
Also probieren wir mal eine 6 dB Weiche aus.
Wenn jetzt ein Onlinerechner bemüht wird, wirft dieser bei 4 Ohm Impedanz und 500 Hz Trennfrequenz eine Spule von 1,27 mH aus,
das Ergebnis wäre dieses:
Der Pegel bei 500 Hz ist nur um 4 dB gesunken, bei 4000 Hz (3 Oktaven höher) hätte der Pegel um 18 dB sinken sollen.
Tatsächlich sind es 12 dB, da der Impedanzanstieg der Schwingspule der Weiche entgegenarbeitet.
Auch eine grö�ere Spule wird das Problem nicht lösen, dieser Bass ist für eine 6 dB Weiche schlicht unbrauchbar.
Also nächster Test mit 12 dB:
Standardberechnung von Boxsim sind 1,8 mH und 56 µF.
Gar nicht so schlecht, wenn man bei 1000 Hz trennen will, für die angepeilten 500 Hz um 50% daneben simuliert.
Also mal optimistisch einfach die Bauteilewerte verdoppeln und siehe da
Das wäre so brauchbar, allerdings kommt in der Diva ein Hochpass mit 18 dB für den Mitteltöner zu Einsatz.
Daher sollte auch ein 18 dB Tiefpass zum Einsatz kommen damit die elektrische Phase symmetrisch verläuft.
Die Schaltung sieht dann so aus:
Die Trennfrequenz liegt damit bei ca 650 Hz.
Um etwas Spielraum in der Flanke zu bekommen wird jetzt noch ein Widerstand in Reihe zum Kondensator eingeplant.
Mit diesem lässt sich die Filterwirkung sehr feinfühlig einstellen.
Zum Vergleich mal ein Wert von 0,68 Ohm.
Der Unterschied bei 500 Hz sind damit ca 3 dB im Pegel.
Das sollte so genug Spielraum für die finale Abstimmung nach Messungen im Gehäuse geben.
Die Grundresonanz wird nicht entzerrt, ebenso der Impedanzanstieg der Schwingspule.
Da die Eigenresonanz des Tieftöners bei 33 Hz liegt sind wir mit der Trennfrequenz der Weiche 4 Oktaven entfernt.
In solchen Fällen kann darauf auch verzichtet werden.
Auch der Impedanzanstieg oberhalb von 500 Hz muss nicht zwingend begradigt werden da die Flankensteilheit der Weiche
vollkommen ausreichend ist.
Bei Lautsprechern mit einem solchen Verhalten funktionieren 18 dB Weichen ausgezeichnet, wenn die Trennfrequenz passend gewählt wird.
Tiefere Trennfrequenzen unterhalb von 250 Hz wären hier mit mehr Aufwand verbunden, dann wäre die Entzerrung der Grundresonanz Pflicht.