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Equalizer nach dem Prinzip der aktiven Wien Brücke
Autor: Gerd Jüngling - Copyright: Alle Rechte vorbehalten
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Die vollparametrischen Bänder des adt-audio Equalizers beruhen auf dem Prinzip der Wien Robinson Brücke. Dies ist eine RC-Schaltung, die sich ähnlich wie ein Schwingkreis aus Spulen und Kondensatoren verhält. Durch Schwingkreise mit Spulen und Kondensatoren ist es möglich rein passive Equalizer aufzubauen, die frei von TIM (Transienten Intermodulations Verzerrungen) sind.

TIM verursacht Verzerrungen im Einschwingvorgang und wird durch einen verzögerten Einsatz der Gegenkopplung einer Verstärkerschaltung hervorgerufen. Für die Zeit die das Ausgangssignal benötigt um den Gegenkopplungkreis der Schaltung zu durchlaufen ist der Verstärker nicht gegengekoppelt. Er hat damit eine sehr hohe Verstärkung und kann erhebliche Verzerrungen durch Übersteuerung während dieser Zeitspannung verursachen. Dieser Effekt tritt verstärkt dann auch, wenn in der Gegenkopplung eines Verstärkers Schaltkreise eingesetzt werden, die eine Phasenverschiebung und damit zwangsläufig eine Zeitverzögerung bewirken. Da dies ist naturgemäß bei einer konventionellen Realisierung eines aktiven Equalizers der Fall ist, tragen TIM Verzerrungen zu einem wesentlichen Anteil am unvorteilhaftem Klangverhalten vieler mit aktiven Komponenten aufgebauten Equalizern bei. Die verschiedenen Möglichkeiten vollparametrische, aktive Equalizer aufzubauen unterscheiden hinsichtlich dieser Störung. Sehr stark tritt die Störung bei sogenannten Universalfilter-Schaltungen (State Variable Filter) auf. Diese Filterschaltung hat fertigungstechnisch den Vorteil, dass die Veränderung aller Filterparameter sehr einfach möglich ist und an den Gleichlauf von für die Frequenzregelung erforderlichen Tandempotentiometern keine Anforderung gestellt werden. Im Grunde genommen wäre daher das State Variable Filter eine fast ideale Schaltung. Leider sind die klanglichen Nachteile durch die TIM-Verzerrungen der 'Pferdefuß'.

Während Schwingkreise, die mit Spulen und Kondensatoren aufgebaut sind bei korrekter Dimensionierung diese Nachteile nicht haben, sind sie wenig praktikabel, wenn es um die Veränderung von Filterparametern geht. Kontinuierliche Regelungen sind praktisch nicht möglich. Veränderungen lassen sich nur durch Stufenschalter realisieren. Bei niedrigen Frequenzen werden Spulen und Kondensatoren groß, unpräzise und sehr teuer.

Die Wien-Robinson Brücke ist der eigentlichen, passiven Form wirkt als Bandpassfilter, allerdings mit einer sehr geringen Filtergüte. Die Mittenfrequenz der Schaltung wird durch das Verhältnis zweier gleicher Widerstände zu zwei ebenfalls gleichen Kondensatoren bestimmt. Für eine Veränderung der Mittenfrequenz kann man die Widerstände, die Kondensatoren -oder beide ändern. Wichtig ist, dass die Veränderung die Gleichheit der beiden Widerstände bzw. der beiden Kondensatoren nicht beeinflusst. Ist dies der Fall, so ändern sich die Filtergüte und die Dämpfung der Mittenfrequenz, die bei optimaler Gleichheit 10 dB beträgt. Für Regelung der Mittenfrequenz durch Veränderung der Widerstände werden Tandempotentiometer mit sehr guten Gleichlaufeigenschaften benötigt. Die Graphik zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Wien-Robinson Brücke.

Die Einbindung einer Wien Robinson Brücke in eine aktive Verstärkerschaltung löst die Probleme der Regelung eines LC Filters, da hier konventionelle Potentiometer für die Veränderung aller Parameter verwendet werden können. Durch Wahl einer geeigneten Verstärkerschaltung und Potentiometer mit hervorragenden Gleichlaufeigenschaften in Verbindung mit eng tolerierten Kondensatoren entsteht eine Equalizer Schaltung mit hervorragenden klanglichen und technischen Eigenschaften, die überdies durch Modifikationen der Verstärkerschaltung in ihren Eigenschaften dem jeweiligen Verwendungszweck angepasst werden kann.


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