Calculator voor luidsprekerfilters
Deze calculator behandelt elke unit als een vaste weerstand op de gekozen frequentie. Een afgewerkt luidsprekerfilter vereist gemeten impedantie en akoestische respons in de behuizing.
Kies een ideaal elektrisch netwerk
De opties beschrijven elektrische filtersecties met een resistieve belasting. Geen ervan garandeert de uiteindelijke akoestische helling of somrespons.
Wanneer u doorgaat, worden de waarden via de URL naar deze site gestuurd en kunnen ze in de browsergeschiedenis blijven. Voer geen gevoelige informatie in.
Schat condensator- en spoelwaarden voor een ideaal passief 2-weg luidsprekerfilter. Kies een Butterworth-filter van de eerste orde, een Butterworth-filter van de tweede orde of een Linkwitz–Riley-filter van de tweede orde en voer daarna de doelfrequentie en de impedantie van woofer en tweeter op die frequentie in. De uitkomst is een theoretisch vertrekpunt, geen voltooid wisselfilter. Echte luidsprekers hebben een frequentieafhankelijke impedantie, akoestische fase, verschillen in gevoeligheid en kaseffecten. Een productierijp filter moet daarom met de werkelijk gemonteerde units worden gesimuleerd en gemeten.
Zo schat u componenten voor een passief filter
-
1
Kies het elektrische netwerk
Kies een sectie van 6 dB/octaaf of een Butterworth- of Linkwitz–Riley-sectie van 12 dB/octaaf. Dit beschrijft ideaal elektrisch gedrag, niet de uiteindelijke akoestische helling.
-
2
Voer frequentie en impedantie in
Gebruik de gewenste overgangsfrequentie en indien beschikbaar de gemeten impedantiemodulus van elke unit rond die frequentie. Nominale impedantie is slechts een benadering.
-
3
Simuleer, bouw en meet
Gebruik de berekende onderdelen als beginwaarden. Voeg echte respons- en impedantiegegevens toe aan filtersimulatiesoftware, maak een prototype op laag niveau en meet beide takken, de akoestische som en de totale systeemimpedantie.
Formules voor passieve luidsprekerfilters
Neem f als doelfrequentie, ω = 2πf en R als de voor de ideale resistieve belasting gebruikte luidsprekerimpedantie.
Voor een sectie van de eerste orde:
- Laagdoorlaat voor de woofer, seriespoel:
L = R ÷ ω - Hoogdoorlaat voor de tweeter, seriecondensator:
C = 1 ÷ (R × ω)
Voor een laagdoorlaat van de tweede orde:
- Seriespoel:
L = R ÷ (Q × ω) - Condensator parallel aan de woofer:
C = Q ÷ (R × ω)
Voor een hoogdoorlaat van de tweede orde:
- Seriecondensator:
C = Q ÷ (R × ω) - Spoel parallel aan de tweeter:
L = R ÷ (Q × ω)
De calculator gebruikt Q = 1/√2 voor Butterworth van de tweede orde en Q = 0,5 voor Linkwitz–Riley van de tweede orde. Elke ideale Butterworth-sectie ligt op de gekozen frequentie ongeveer 3,01 dB lager; elke ideale LR2-sectie ongeveer 6,02 dB lager.
Rekenvoorbeeld bij 2.500 Hz
Met een woofer van 8 Ω, een tweeter van 8 Ω en een doel van 2.500 Hz gelden deze ideale waarden:
| Elektrisch netwerk | Seriespoel woofer | Parallel-C woofer | Serie-C tweeter | Parallelspoel tweeter |
|---|---|---|---|---|
| Butterworth eerste orde | 0,5093 mH | - | 7,9577 µF | - |
| Butterworth tweede orde | 0,7203 mH | 5,6270 µF | 5,6270 µF | 0,7203 mH |
| Linkwitz–Riley tweede orde | 1,0186 mH | 3,9789 µF | 3,9789 µF | 1,0186 mH |
Als woofer en tweeter verschillende impedanties hebben, verschillen ook de waarden per tak. Daarom vraagt de calculator beide impedanties afzonderlijk.
Waarom nominale impedantie niet genoeg is
Een unit met het opschrift 8 Ω gedraagt zich over het audiobereik niet als een weerstand van 8 Ω. Resonantie, spreekspoelinductie en de behuizing veranderen zowel impedantie als fase. De DATS-documentatie van Dayton Audio laat zien dat de oplopende impedantie van een woofer in het hogere bereik kan verhinderen dat een theoretisch laagdoorlaatfilter zijn bedoelde kantelpunt bereikt. De OmniMic-meetgids legt daarnaast uit dat bruikbare optimalisatie respons- en impedantiegegevens met een consistent niveau, vertraging en meetafstand vereist.
Elektrische filters werken bovendien samen met de natuurlijke akoestische afrol en de fysieke offset van de units. Linkwitz merkt op dat een elektrisch filter het bedoelde akoestische resultaat niet kan leveren als de gemonteerde units onvoldoende overlap, vlakheid of fase-uitlijning hebben. In het ideale LR2-model staan de elektrische takken 180° uit elkaar en wordt één tak omgepoold. Bepaal de praktische polariteit echter aan de hand van de gemeten akoestische som en de nul bij omgekeerde polariteit.
Grenzen van componenten en bedrading
De berekende capaciteit en inductantie bepalen niet de spanningsklasse van de condensator, stroombelastbaarheid van de spoel, draaddikte, vermogensgrens of thermische veiligheid. Werkelijke ESR, DCR en componenttolerantie veranderen de respons en de belasting voor de versterker. Koppel de versterker los voordat u bedrading wijzigt, ontlaad condensatoren, controleer de minimale aanbevolen overgangsfrequentie van de tweeterfabrikant en begin prototypetests op laag niveau.
Technische bronnen: afleiding voor belast LC-filter van Texas Instruments, filteraantekeningen van Linkwitz Lab, Linkwitz Lab over filters, OmniMic-meetgids van Dayton Audio en DATS LA-handleiding van Dayton Audio.
Veelgestelde vragen
Gebruik indien beschikbaar de gemeten impedantiemodulus rond de overgangsfrequentie. Nominale impedantie is een globale classificatie; de echte waarde verandert met de frequentie. Zij kan een bruikbare eerste schatting geven, maar maakt het netwerk niet tot een nauwkeurig eindontwerp.
Niet op zichzelf. De berekening betreft ideale elektrische filters met resistieve belastingen. Het akoestische resultaat hangt ook af van respons, fase, gevoeligheid, akoestische offset, afstraling en behuizing van elke gemonteerde unit. Simuleer met meetgegevens en controleer het prototype.
Volg zonder meting geen universele polariteitsregel. In het ideale LR2-model staan de takken 180° uit elkaar, maar werkelijke fase en fysieke offset veranderen de akoestische verhouding. Meet met normale en omgekeerde polariteit en beoordeel de som en de filterdip.
Nee. Hij schat alleen capaciteit en inductantie. Kies condensatorspanning en -constructie, spoeldraad, stroomcapaciteit en DCR voor het beoogde versterkervermogen en de thermische omstandigheden. Controleer ook of het complete netwerk geen onveilige versterkerbelasting vormt.
Nee. In de directe modus worden waarden via Livewire naar de site gestuurd om de berekening bij te werken. In de stappenweergave staan ze bij doorgaan in de pagina-URL en kunnen ze in de browsergeschiedenis blijven. Voer geen gevoelige informatie in.
Gerelateerde tools
Baby percentiel berekenen
Controleer het percentiel voor gewicht, lengte en hoofdomtrek van een baby aan de hand van WHO-groeistandaarden vanaf geboorte tot 24 maanden.
Kilometers naar mijlen omrekenen
Reken kilometers om naar landmijlen met de exacte factor 0,621371. Handig voor hardloopsplits, reizen naar de VS of het VK en geïmporteerde navigatiegegevens.
ATM naar PSI omrekenen
Reken atmosferische druk (atm) om naar pond per vierkante inch (psi) en terug met de exacte factor 1 atm = 14.6959 psi.
Oppervlakteconverter
Converteer tussen elke gangbare oppervlakteeenheid: m², ft², yd², km², mi², acres, hectares, ares. Met precieze factoren en snelle referentiewaarden.
Inches naar feet converter
Zet inches direct om naar decimale feet en yards. Handig voor bouw, klussen, ramingen en spreadsheets met imperiale maten.
Eenheden omrekenen
Reken metrische, Amerikaanse en imperiale eenheden om voor lengte, gewicht, volume, tijd, snelheid en oppervlakte in een eenvoudige tool.