18dB Frequenzweiche

Berechnung einer Lautsprecher-Frequenzweiche 3. Ordnung mit 18dB Dämpfung pro Oktave

Frequenzweichen-Rechner

18dB Weiche (3. Ordnung)

Professionelle Frequenzweiche mit drei Bauteilen pro Weg für maximale Trennung. Dämpfung: 18dB pro Oktave (Butterworth-Charakteristik).

Ω
Lautsprecher-Impedanz
Hz
Trennfrequenz (Crossover-Frequenz)
Bauteilwerte
Tiefpass
Spule L₁:
Spule L₂:
Kondensator C₁:
Hochpass
Kondensator C₂:
Kondensator C₃:
Spule L₃:

Schaltplan

18dB Frequenzweiche Schaltplan
 
 
 
 
 
 

Schaltbild einer 18dB Frequenzweiche (3. Ordnung)

Die berechneten Werte werden automatisch in den Schaltplan eingetragen. 3. Ordnung erfordert jeweils 3 Bauteile pro Weg.

Tiefpass Formeln

Spule L₁
\[L_1 = \frac{3 \cdot Z}{4 \cdot \pi \cdot f_C}\]
Spule L₂
\[L_2 = \frac{Z}{4 \cdot \pi \cdot f_C}\]
Kondensator C₁
\[C_1 = \frac{2}{3 \cdot \pi \cdot f_C \cdot Z}\]

Hochpass Formeln

Kondensator C₂
\[C_2 = \frac{1}{3 \cdot \pi \cdot f_C \cdot Z}\]
Kondensator C₃
\[C_3 = \frac{1}{\pi \cdot f_C \cdot Z}\]
Spule L₃
\[L_3 = \frac{3 \cdot Z}{8 \cdot \pi \cdot f_C}\]

Variablen-Legende

\(L_1, L_2, L_3\) Spulen (Henry)
\(C_1, C_2, C_3\) Kondensatoren (Farad)
\(Z\) Impedanz (Ohm)
\(f_C\) Crossover-Frequenz (Hz)
\(\pi\) Pi ≈ 3,14159
Wichtiger Hinweis

Bei 18dB Weichen ist eine Umpolung eines Lautsprechers erforderlich, da die Phasendrehung 360° beträgt.

Filter-Charakteristiken

Butterworth-Filter

Bester Kompromiss zwischen Amplitude und Phase. Maximally flat response im Durchlassbereich.

Bessel-Filter

Optimales Phasenverhalten und Einschwingverhalten, aber schlechteres Amplitudenverhalten.

Chebyshev-Filter

Bestes Amplitudenverhalten, aber schlechteres Einschwing- und Phasenverhalten.

Eigenschaften der 18dB Weiche (3. Ordnung)

Funktionsweise

Eine Frequenzweiche 3. Ordnung benötigt 3 Bauteile in jedem Zweig und bietet eine Flankensteilheit von 18dB pro Oktave. Die Dämpfung bei der Übernahmefrequenz beträgt 3dB. Diese Weiche basiert auf der Butterworth-Charakteristik und stellt den optimalen Kompromiss zwischen Amplituden- und Phasenverhalten dar.

Vorteile
  • Sehr steile Trennung (18dB/Oktave)
  • Minimale Frequenzüberlappung
  • Professionelle Anwendungen
  • Präzise Frequenztrennung
Nachteile
  • Viele Bauteile erforderlich
  • Hohe Kosten
  • Komplexe Schaltung
  • Umpolung erforderlich

Technische Details

Phasenverhalten

Die Phase dreht sich je nach Frequenz von 0° bis 360°. Bei der Crossover-Frequenz beträgt die Phasendrehung 270°, was eine Umpolung eines Lautsprechers erforderlich macht.

→ Umpolung eines Lautsprechers nötig!
Butterworth-Charakteristik

Die 18dB Weiche nutzt die Butterworth-Charakteristik als optimalen Kompromiss zwischen verschiedenen Filtertypen. 3dB Dämpfung bei der Crossover-Frequenz.

Dämpfung bei f_c: -3dB
Typische Anwendung

18dB Weichen werden in professionellen Anwendungen verwendet, wo maximale Frequenztrennung wichtiger ist als einfache Installation.

Professional Audio & Studio
Berechnungsbeispiel Tiefpass

Gegeben: 8Ω Lautsprecher, Trennfrequenz 2400Hz

L₁:
\[L_1 = \frac{3 \times 8Ω}{4π \times 2400Hz} ≈ 0,80\text{ mH}\]
L₂:
\[L_2 = \frac{8Ω}{4π \times 2400Hz} ≈ 0,27\text{ mH}\]
C₁:
\[C_1 = \frac{2}{3π \times 2400Hz \times 8Ω} ≈ 11,1\text{ µF}\]

Vergleich der Weichen-Ordnungen

Ordnung Dämpfung Bauteile pro Weg Phasenverhalten Anwendung
1. Ordnung 6dB/Oktave 1 (L oder C) Umpolung nötig Einfache Systeme
2. Ordnung 12dB/Oktave 2 (L und C) Keine Umpolung HiFi-Standard
3. Ordnung 18dB/Oktave 3 (L-C-L oder C-L-C) Umpolung nötig Professionell

Filter-Charakteristiken im Detail

Butterworth

Vorteile: Flacher Frequenzgang, guter Kompromiss
Nachteile: Mittleres Phasenverhalten

Verwendet in diesem Rechner
Bessel

Vorteile: Bestes Phasenverhalten
Nachteile: Weniger steile Flanken

Ideal für Impulse
Chebyshev

Vorteile: Steilste Flanken
Nachteile: Ripple im Durchlassbereich

Maximale Steilheit


Lautsprecherweichen

Lautsprecherweiche 6 dB  •  Lautsprecherweiche 12 dB  •  Lautsprecherweiche 18 dB  •