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Frequenzweiche berechnen: passive 2-Wege-Weiche, 1. bis 4. Ordnung

Trennfrequenz, Filtertyp und Impedanz der Chassis eingeben – der Rechner liefert Kondensatoren und Spulen für Hochpass (Hochtöner) und Tiefpass (Tieftöner), auf Wunsch auf E12 oder E24 gerundet.

Eingaben und Ergebnis

Filtertyp

Ordnung

Trennfrequenz

Werte

Impedanz Hochtöner

Impedanz Tieftöner

Hochpass (Hochtöner)

Bauteil	Lage	Wert	Formelwert
C1	in Reihe	3,9 µF	4,22 µF (-8 %)
L1	parallel zum Chassis	0,33 mH	0,32 mH (+3 %)
C2	in Reihe	8,2 µF	8,44 µF (-3 %)
L2	parallel zum Chassis	1,5 mH	1,44 mH (+4 %)

Tiefpass (Tieftöner)

Bauteil	Lage	Wert	Formelwert
L3	in Reihe	1 mH	0,96 mH (+4 %)
C3	parallel zum Chassis	12 µF	12,7 µF (-5 %)
L4	in Reihe	0,47 mH	0,48 mH (-2 %)
C4	parallel zum Chassis	2,7 µF	2,81 µF (-4 %)

Beide Chassis gleichpolig anschließen.

Formeln

ω = 2π · fc
Tiefpass:  L = l · R / ω    C = c / (R · ω)
Hochpass:  C = 1 / (l · R · ω)    L = R / (c · ω)
Normierte Werte (Verstärker → Chassis): 1,886 · 1,591 · 0,9428 · 0,3536

Formelwerte, keine fertige Weiche

Die Formeln rechnen mit einem ohmschen Widerstand als Last. Echte Chassis haben eine Impedanz, die mit der Frequenz steigt und bei der Resonanz einen Buckel hat, und einen eigenen Frequenzgang – die Weiche wirkt deshalb anders als berechnet. Erst die Simulation mit gemessenen FRD- und ZMA-Daten zeigt, wie es klingt.

In Crover mit echten Messdaten simulieren

Öffnet ein neues Projekt mit genau dieser Schaltung. Ohne Konto als Gast möglich; lade dann FRD/ZMA deiner Chassis.

Welcher Filtertyp?

Butterworth: maximal flacher Durchlass, −3 dB an der Trennfrequenz. Bei 2. Ordnung summieren sich die Zweige (Hochtöner verpolt) zu +3 dB um die Trennfrequenz, bei 3. Ordnung flach.
Linkwitz-Riley: zwei Butterworth-Filter hintereinander, −6 dB an der Trennfrequenz; die Summe ist flach. Nur für 2. und 4. Ordnung definiert – LR4 ist der Klassiker für 24 dB/Okt.
Bessel: möglichst gleichmäßige Gruppenlaufzeit, sanfterer Übergang. Hier phasen-normiert: bei der Trennfrequenz hat jeder Zweig die halbe Endphase (−n·45°).

So rechnet der Rechner

Jede Weiche ist eine LC-Kettenschaltung, die ein Verstärker (Innenwiderstand 0 Ω) speist und die in einen ohmschen Widerstand R arbeitet – die Nennimpedanz des Chassis. Die Bauteilwerte folgen aus den normierten Tabellenwerten des Filtertyps (für 1 Ω und ω = 1).

Beim Tiefpass liegen Spulen in Reihe und Kondensatoren parallel zum Chassis, beim Hochpass umgekehrt. 3. Ordnung Butterworth ergibt zum Beispiel die bekannten Formeln L₁ = 3R/(4πf), C = 2/(3πfR), L₂ = R/(4πf).

Grenzen

Echte Chassis sind keine Widerstände: Die Impedanz steigt mit der Schwingspulen-Induktivität und hat bei der Resonanz einen Buckel. Eine Weiche für 8 Ω arbeitet an einem Hochtöner mit 15 Ω bei 2 kHz ganz anders. Oft hilft ein Zobel-Glied oder ein Saugkreis.
Der akustische Frequenzgang der Chassis ist nicht flach. Die elektrische Filterkurve plus Chassis-Frequenzgang ergibt die akustische Flanke – und erst die entscheidet, ob die Summe passt.
Spulen haben einen Gleichstromwiderstand (DCR), der Pegel und Güte verändert; Crover rechnet ihn in der Simulation mit.