Aktiv eq och notchfilter jämfört med passiva notchar

[juanth]

Jag hittade en intressant tråd om jämförelser av aktiva/passiva notchfilter och hur det skiljer i distorsion, till de passivas fördel.

https://audiosciencereview.com/forum/in ... eas.38454/

68585D46-2D72-471E-89F6-F2FE78A5C8A2.png (1.43 MiB) Visad 1594 gånger

[Chris71]

Jag hittade en intressant tråd om jämförelser av aktiva/passiva notchfilter och hur det skiljer i distorsion, till de passivas fördel.

https://audiosciencereview.com/forum/in ... eas.38454/

68585D46-2D72-471E-89F6-F2FE78A5C8A2.png

Tack det där klargjorde även filter design på ett kommande bygge oxå, fantastiskt att lära sig nya saker redan innan lunch, tack för det.

Dessutom känns det ju skönt att få vatten på sitt gistna gamla kvarnhjul att det aktiva gör bäst nytta i de lägre oktaverna men när vi klättrar uppåt så är det ingen nackdel att fortsätta att krama sina kondingar och spolar.

[juanth]

Så bra Chris71.

Jag blir nyfiken på mekanismerna som gör att det fungerar som beskrivs i länken.
Någon som vet mer om detta?

Om man tar ner en peak vid 4,3 kHz så har man då bla tredjetonen vid 4,3/3= 1433 Hz , som inte minskar med en aktiv notch. Varför gör den inte det?
Ursprunget som den härrör ifrån är åtgärdat…men skuggan är kvar…

[jonasz]

https://purifi-audio.com/tech/

Här finns mer att läsa om fenomenet, översta artikeln. Det är dock bara en parallellkopplad notch i serie med elementet som fungerar.

[juanth]

https://purifi-audio.com/tech/

Här finns mer att läsa om fenomenet, översta artikeln. Det är dock bara en parallellkopplad notch i serie med elementet som fungerar.

Ja, det är ett intressant papper men det här handlar om när du utför samma typ av notch aktivt så blir utfallet betydligt sämre. Dvs det tycks som att den aktiva notchen endast tar bort/skär av den del av frekvensbandet du riktar den mot, men inte tex tredjetonsdistorsionen som i det här fallet ligger på 1,4 KHz. (4,3/3= 1,4) eg. 1433 Hz

Hur är det möjligt?

Distorsionen vid 1433 Hz är så att säga en restprodukt från uppbrytningen vid 4,3 KHz..

[jonasz]

Det är väl ungefär det pappret handlar om. En passiv serienotch parallellt med elementet, eller en aktiv notch, fungerar inte.

Vad mekanismen är vet jag inte, hög impedans vid ingreppspunkten kanske?

[juanth]

Det är väl ungefär det pappret handlar om. En passiv serienotch parallellt med elementet, eller en aktiv notch, fungerar inte.

Vad mekanismen är vet jag inte, hög impedans vid ingreppspunkten kanske?

Njaej..Purifi berör inte skillnaden mellan aktivt vs passivt. De jämför vad jag kan förstå, passiva, seriella och parallella notchar samt verkan av kombinationer av dessa beroende på hur de sitter och i vilken ordning.

Det är möjligt att en aktiv notch mest liknar den passiva som sitter parallellt (i serie) och i så fall sänker impedansen vid ingreppspunkten vilket får negativa konsekvenser (eller iaf inga positiva) för tex tredjeton nedåt från den uppbrytning som är ursprunget till distorsionen.

[Maarten]

Jag och herr Calleberg diskuterade detta och insåg då att jag inte hade läst på och det har jag fortfarande inte. Men under en kort tankelapsus i den diskussionen så kom jag fram till att mekanismen kanske är i stil med följande (rätta om det är fel, det här är bara snabbt skrivet): Pga olinjäriteter i motorn skapas distorsion. Övertoner är ett mått på detta (liksom andra distorsionsmått såsom IM). Tredjeton är vanligt förekommande motordistorsion (är inte kortslutningsringar en del i att motverka denna?). Tredjetonen hamnar såklart 3 ggr högre i frekvens än den exciterande tonen, dvs signalen. Då högtalare är ett elektromekaniskt system, syns tredjetonen (antar jag) både som en ström och en rörelse. Genom att införa en med spolen seriell resistor, dämpas denna ström, såväl som rörelsen. Men man vill ju dämpa högre deltoner och inte (musik-)signalen, varför dämpningen i detta exempel görs inom ett ett frekvensområde 3 ggr högre upp. Dvs, man nyttjar en resonanskrets med en viss ingreppsfrekvens. En serieresonanskrets ger hög dämpning (resistans) i valt område, medans en parallellresonanskrets ger låg impedans i ingreppsområdet och närapå 'kortsluter' den i motorn inducerade strömmen, vilket inte ger den dämpning av strömmen från tredjetonen som en serieresonanskrets ger.
Aktiva lösningar medger inte resistiv dämpning av dessa övertoner.

I Purifi's artikel vill jag minnas att effekten även kopplades till uppbrytningarna, men jag tror att dessa främst ger mer akustisk utnivå och inte är inblandad i det elektromekaniska systemet. Men eftersom dessa uppbrytningar ger högre utnivå, syns distorsionen mer. Det är dock bara en gissning, så någon med mer kunskap inom området (hur spole, magnetkrets, EMK och mot-EMK, hysteres och uppbrytningar interagerar i högtalarelement) får gärna korrigera. (Kanske är en alternativ förklaring att uppbrytningarna trots allt skapar en rörelse som ger EMK?).

[jonasz]

En parallell notch i serie med elementet har ju fördelen att fungera tillsammans med ett i övrigt aktivt system, vilket jag tänkte testa vid tillfälle.

[I-or]

Ja, detta handlar i grunden om s.k. strömdistorsion. Förstärkaren fungerar som bekant som en (nästan) konstant spänningskälla. Vanligen brukar man betrakta lasten, d.v.s. högtalaren, som en linjär men frekvensberoende impedans. Så är dock inte riktigt fallet om man ska vara noggrann här eftersom magnetisk hysteres i motorsystemet (framförallt topplattan) leder till en olinjär impedans. När systemimpedansen är låg som i parallellfilterfallet, kommer därför impedansvariationerna över en cykel orsakade av magnetisk hysteres att bli relativt sett större än när systemimpedansen är hög och strömmen som driver talspolen blir därför mer distorderad. Man kan även se det som att seriefiltrets impedans runt 5 kHz leder till att förstärkaren övergår till att fungera som en (nästan) konstant strömkälla här. (Det är intressant att även om seriefiltret sänker distorsionen runt 1,2-2,5 kHz så ökar den något kring 200-500 Hz.)

Hysteresolinjäriteterna, vilka huvudsakligen är av ojämn ordning, exciterar sedan konen, vilken uppvisar högfrekventa resonanser med låg dämpning som förstärker dessa olinjäriteter med ca 10 dB.

Noteras bör även att konen uppvisar ganska omfattande membrandistorsion runt 4-5 och 9-10 kHz som här yttrar sig huvudsakligen i andraton, gissningsvis huvudsakligen emanerande i surrounden som har asymmetriska egenskaper vid töjning inåt/utåt. Denna distorsion reduceras påtagligt av filtren oavsett typ eftersom den är beroende av töjningen som minskar med ljudtrycket. Även ett fjärde ordningens LR-filter hade fungerat utmärkt för att reducera denna distorsion.

Även om Purifi inte tar upp det, så är hörbarheten av strömdistorsionsreduktionen (runt 1,5 kHz) betydligt mindre än hörbarheten av membrandistorsionsreduktionen (runt 5 och 9,5 kHz). I det första fallet handlar det om en THD som faller från ca -65 till ca -75 dB och i det andra fallet ca -50 respektive -55 dB till ca -65 dB. Även om man tar hänsyn till att det handlar om "snällare" andraton i det senare fallet är detta fortfarande viktigare.

Slutsatsen blir därför att det inte finns någon större anledning att krångla med detta. Utnyttja istället ett konventionellt men brant filter (aktivt eller passivt) så blir det i praktiken i stort sett lika bra i distorsionsavseende och bättre vad gäller vertikal spridning.

[BellsnWhistles]

Det är ju inget nytt att man i vissa fall kan minska ett elements dist genom att gå med högohmigare drivning. IÖ använder det enligt egen utsago i sina filter och jag har sett en hel bok dedikerad till strömdrivning av högtalarelement.

Jag ser inte att det behöver vara antingen (seriefilter) eller (brant delning), alla typer av förbättringar är ju välkommet och man kan ju t.ex. hyfsa till frekvensgången på element passivt (och då ev. även minska disten) samtidigt som man delar brant (aktivt). Ju rakare en högtalare mäter utan DSP desto mer utrymme finns det ju kvar att med en DSP justera rumsberoende avvikelser.
Vidare så minskar den termiska kompressionen med passiv dämpning, kanske inte mycket men likväl så är det ett steg i rätt riktning.


Edit: Det var den här boken jag tänkte på. Ingen aning om hur vederhäftig den är dock.
https://asiakas.kotisivukone.com/files/currentdrive.ota.fi/tiedostot/sample2.pdf

[Thomas_A]

Ja, detta handlar i grunden om s.k. strömdistorsion. Förstärkaren fungerar som bekant som en (nästan) konstant spänningskälla. Vanligen brukar man betrakta lasten, d.v.s. högtalaren, som en linjär men frekvensberoende impedans. Så är dock inte riktigt fallet om man ska vara noggrann här eftersom magnetisk hysteres i motorsystemet (framförallt topplattan) leder till en olinjär impedans. När systemimpedansen är låg som i parallellfilterfallet, kommer därför impedansvariationerna över en cykel orsakade av magnetisk hysteres att bli relativt sett större än när systemimpedansen är hög och strömmen som driver talspolen blir därför mer distorderad. Man kan även se det som att seriefiltrets impedans runt 5 kHz leder till att förstärkaren övergår till att fungera som en (nästan) konstant strömkälla här. (Det är intressant att även om seriefiltret sänker distorsionen runt 1,2-2,5 kHz så ökar den något kring 200-500 Hz.)

Hysteresolinjäriteterna, vilka huvudsakligen är av ojämn ordning, exciterar sedan konen, vilken uppvisar högfrekventa resonanser med låg dämpning som förstärker dessa olinjäriteter med ca 10 dB.

Noteras bör även att konen uppvisar ganska omfattande membrandistorsion runt 4-5 och 9-10 kHz som här yttrar sig huvudsakligen i andraton, gissningsvis huvudsakligen emanerande i surrounden som har asymmetriska egenskaper vid töjning inåt/utåt. Denna distorsion reduceras påtagligt av filtren oavsett typ eftersom den är beroende av töjningen som minskar med ljudtrycket. Även ett fjärde ordningens LR-filter hade fungerat utmärkt för att reducera denna distorsion.

Även om Purifi inte tar upp det, så är hörbarheten av strömdistorsionsreduktionen (runt 1,5 kHz) betydligt mindre än hörbarheten av membrandistorsionsreduktionen (runt 5 och 9,5 kHz). I det första fallet handlar det om en THD som faller från ca -65 till ca -75 dB och i det andra fallet ca -50 respektive -55 dB till ca -65 dB. Även om man tar hänsyn till att det handlar om "snällare" andraton i det senare fallet är detta fortfarande viktigare.

Slutsatsen blir därför att det inte finns någon större anledning att krångla med detta. Utnyttja istället ett konventionellt men brant filter (aktivt eller passivt) så blir det i praktiken i stort sett lika bra i distorsionsavseende och bättre vad gäller vertikal spridning.

Fast här måste man beakta hörbarheten som är högre för högre ordningars distorsion. Maskering tar han om en hel del nivåer av andratonn. Att sänka distorsionen med sådana passiva lösningar är snarare önskvärt.

[I-or]

Vilket även tas upp ovan. Läs ordentligt: "snällare" andraton. Skalningen bör motsvara ungefär (kn/k2)^3, vilket innebär att tredjetonsdistorsion har ca 10 dB högre hörbarhet enligt undertecknad (6 dB enligt en del andra).

[I-or]

Det är ju inget nytt att man i vissa fall kan minska ett elements dist genom att gå med högohmigare drivning. IÖ använder det enligt egen utsago i sina filter och jag har sett en hel bok dedikerad till strömdrivning av högtalarelement.

Jag ser inte att det behöver vara antingen (seriefilter) eller (brant delning), alla typer av förbättringar är ju välkommet och man kan ju t.ex. hyfsa till frekvensgången på element passivt (och då ev. även minska disten) samtidigt som man delar brant (aktivt). Ju rakare en högtalare mäter utan DSP desto mer utrymme finns det ju kvar att med en DSP justera rumsberoende avvikelser.
Vidare så minskar den termiska kompressionen med passiv dämpning, kanske inte mycket men likväl så är det ett steg i rätt riktning.


Edit: Det var den här boken jag tänkte på. Ingen aning om hur vederhäftig den är dock.
https://asiakas.kotisivukone.com/files/currentdrive.ota.fi/tiedostot/sample2.pdf

En högohmig drivning kan förvisso vara fördelaktig ibland, men är inte speciellt meningsfull för element som Purifis, vilka uppvisar en förvinnande låg nivå av hysteresdistorsion. Övriga distorsionskällor ger ett golv som inte kan underskridas. Det blir ganska meningslöst att sänka distorsionen med ca 5-7 dB över en oktav eller så som i det här fallet när man tappar nästan lika mycket i en annan oktav. Över ett par hundra Hz, där distorsionskänsligheten är hög, vill man ha en låg generell distorsion och det hjälper föga om distorsionen faller i ett relativt smalt frekvensområde.

I praktiken är det mycket svårt att uppnå totalt sett påtagliga förbättringar m.a.p. distorsion via filteråtgärder. Om man inte för problematiska motorkonstruktioner går över till högohmig drivning från förstärkaren så kan man i stort sett glömma konceptet. Dessutom är det självklart mycket enklare att implementera hysteresreducerande åtgärder i motorn till att börja med.

Vad gäller minskning av termisk kompression måste man inse att detta kostar massor av spänningskänslighet och verkningsgrad om man vill uppnå påtaglig verkan. För övrigt kostar även passiva frekvensgångsåtgärder spänningskänslighet och verkningsgrad, varför man med fördel utför hela korrektionen elektroniskt.

[Thomas_A]

Vilket även tas upp ovan. Läs ordentligt: "snällare" andraton. Skalningen bör motsvara ungefär (kn/k2)^3, vilket innebär att tredjetonsdistorsion har ca 10 dB högre hörbarhet enligt undertecknad (6 dB enligt en del andra).

Fast nu jämför du relativa distorsionen vid 5 kHz och 9,5 kHz för elementet bara med LP och notchfilter. I verkligheten har man ett filter + diskant, vilket gör att distorsionbidraget vid 5 och 10 kHz blir försumbart från basen vid sagda frekvenser. Om jag förstått rätt, förstår inte annars hur du resonerar. Den mätbara sänkningen för distorsionen för högtalaren hamnar ju vid 1-2 kHz där bidraget från basen är 100 %.

[DQ-20]

Vilket även tas upp ovan. Läs ordentligt: "snällare" andraton. Skalningen bör motsvara ungefär (kn/k2)^3, vilket innebär att tredjetonsdistorsion har ca 10 dB högre hörbarhet enligt undertecknad (6 dB enligt en del andra).

Fast nu jämför du relativa distorsionen vid 5 kHz och 9,5 kHz för elementet bara med LP och notchfilter. I verkligheten har man ett filter + diskant, vilket gör att distorsionbidraget vid 5 och 10 kHz blir försumbart från basen vid sagda frekvenser. Om jag förstått rätt, förstår inte annars hur du resonerar. Den mätbara sänkningen för distorsionen för högtalaren hamnar ju vid 1-2 kHz där bidraget från basen är 100 %.

Såhär har jag förstått det (oavsett varför peaken uppstår). Har man stora peakar i responsen för woofern så förstärker de t.ex. andratonen från olinjäriteter en oktav ned för att ta ett exempel. Om peaken är hög, vilket den kan vara med hårda membran, kommer den att påverka uppmätt distorsion en oktav under peaken eftersom tonkurvan "boostar" andratonen som elementet genererat av sig själv. Om en peak i tonkurvan ger sig till känna i impedanskurvan kan man göra något åt den med en passiv serienotch även om det är elementet själv som driver resonansen. Som jag uppfattar det går detta inte att påverka genom en aktiv lösning när elementet "driver sig själv." Spelar man en sinus på 1 kHz så spelar det ingen roll om man så sätter en brickwall innan 2 kHz: det finns inget att skära av om man bara spelar 1 kHz. Distorsionen när man skickar in en ton i "själva peaken" behöver inte vara hög: känsligheten för grundtonen stiger i peaken och om responsen faller uppåt i frekvens återges övertonerna svagare av elementet, vilket ger lägre uppmätt distorsion i förhållande till den olinjäritet som skapar övertonerna. Det känns intuitivt som finlir eftersom det vanligen handlar om väldigt smala frekvensband högt upp i frekvens. Jag får mer intrycket av att det mer handlar om "kurvestetik" än om någon tydligt hörbar effekt. Det är mycket mätningar före/efter men mindre av lyssning före/efter om ens något alls. Det gäller i synnerhet Purifi:s intressanta övningar: det ser snyggare ut men låter det snyggare? Passiv EQ slänger bort effekt. I diskanter (för hemmabruk) har man dock ofta mer känslighet än nödvändigt så att detta inte spelar så stor roll. Utanför passbanden ser jag heller inga problem. PA är väl en annan femma.

/DQ-20

[Thomas_A]

Vilket även tas upp ovan. Läs ordentligt: "snällare" andraton. Skalningen bör motsvara ungefär (kn/k2)^3, vilket innebär att tredjetonsdistorsion har ca 10 dB högre hörbarhet enligt undertecknad (6 dB enligt en del andra).

Fast nu jämför du relativa distorsionen vid 5 kHz och 9,5 kHz för elementet bara med LP och notchfilter. I verkligheten har man ett filter + diskant, vilket gör att distorsionbidraget vid 5 och 10 kHz blir försumbart från basen vid sagda frekvenser. Om jag förstått rätt, förstår inte annars hur du resonerar. Den mätbara sänkningen för distorsionen för högtalaren hamnar ju vid 1-2 kHz där bidraget från basen är 100 %.

Såhär har jag förstått det (oavsett varför peaken uppstår). Har man stora peakar i responsen för woofern så förstärker de t.ex. andratonen från olinjäriteter en oktav ned för att ta ett exempel. Om peaken är hög, vilket den kan vara med hårda membran, kommer den att påverka uppmätt distorsion en oktav under peaken eftersom tonkurvan "boostar" andratonen som elementet genererat av sig själv. Om en peak i tonkurvan ger sig till känna i impedanskurvan kan man göra något åt den med en passiv serienotch även om det är elementet själv som driver resonansen. Som jag uppfattar det går detta inte att påverka genom en aktiv lösning när elementet "driver sig själv." Spelar man en sinus på 1 kHz så spelar det ingen roll om man så sätter en brickwall innan 2 kHz: det finns inget att skära av om man bara spelar 1 kHz. Distorsionen när man skickar in en ton i "själva peaken" behöver inte vara hög: känsligheten för grundtonen stiger i peaken och om responsen faller uppåt i frekvens återges övertonerna svagare av elementet, vilket ger lägre uppmätt distorsion i förhållande till den olinjäritet som skapar övertonerna. Det känns intuitivt som finlir eftersom det vanligen handlar om väldigt smala frekvensband högt upp i frekvens. Jag får mer intrycket av att det mer handlar om "kurvestetik" än om någon tydligt hörbar effekt. Det är mycket mätningar före/efter men mindre av lyssning före/efter om ens något alls. Det gäller i synnerhet Purifi:s intressanta övningar: det ser snyggare ut men låter det snyggare? Passiv EQ slänger bort effekt. I diskanter (för hemmabruk) har man dock ofta mer känslighet än nödvändigt så att detta inte spelar så stor roll. Utanför passbanden ser jag heller inga problem. PA är väl en annan femma.

/DQ-20

Fast nu var frågan mer om man ska använda en passiv notch för att minska distorsionen eller inte. Det finns ju ingen annan distorsion som ökar när man gör så.

[DQ-20]

Fast nu var frågan mer om man ska använda en passiv notch för att minska distorsionen eller inte. Det finns ju ingen annan distorsion som ökar när man gör så.

Ska och ska vet jag inte, men jag uppfattar att man kan under vissa förutsättningar. När det gäller fall där det är boosten från "megapeakar" utanför det egentliga passbandet som är orsaken till den ökade distortion så handlar det ju om att ta ned peaken s a s vid källan, inte nödvändigtvis påverka de distorsionsgenererande mekanismerna vid "grundtonen". Här är ett praktiskt exempel som jag tittat på. Man måste ju bara älska tyska petimetrar. Men jag måste helt ha missförstått frågeställningen eftersom jag trodde att det var det jag svarade på. Det blir lätt så när "snillen spekulerar".

/DQ-20

[Thomas_A]

Fast nu var frågan mer om man ska använda en passiv notch för att minska distorsionen eller inte. Det finns ju ingen annan distorsion som ökar när man gör så.

Ska och ska vet jag inte, men jag uppfattar att man kan under vissa förutsättningar. När det gäller fall där det är boosten från "megapeakar" utanför det egentliga passbandet som är orsaken till den ökade distortion så handlar det ju om att ta ned peaken s a s vid källan, inte nödvändigtvis påverka de distorsionsgenererande mekanismerna vid "grundtonen". Här är ett praktiskt exempel som jag tittat på. Man måste ju bara älska tyska petimetrar. Men jag måste helt ha missförstått frågeställningen eftersom jag trodde att det var det jag svarade på. Det blir lätt så när "snillen spekulerar".

/DQ-20

Jag tror du får läsa Iors inlägg igen. Att inte nyttja denna distorsionssänkande lösning för att distorsionen vid 5 och 9,5 kHz är högre. Med traditionnellt filter 18-24 dB/oktav är inte distorsionen vid dessa frekvenser något att bry sig om. Distorsionen kommer från diskanten. Varför ska man av den anledningen inte sänka distorsionen (h3 vid 800-2000 Hz)

[Calleberg]

(Det är intressant att även om seriefiltret sänker distorsionen runt 1,2-2,5 kHz så ökar den något kring 200-500 Hz.)

Menar du rent generellt, eller specifikt i Purifiexemplet? (har inte kollat utan slänger bara ut frågan)