Konstante-spanning-filters volgens het 'filler-driver'-principe
Een aktief scheidingsfilter, dat uit een of twee symmetrische Butterworth-filters bestaat met filterhellingen van 12 of 18 dB per oktaaf, kan een zodanige uitbreiding ondergaan dat een konstan te-spanning-fil terkarakteristiek wordt verkregen.
De Deense firma B & O heeft een alternatief ontwikkeld voor passieve of aktieve konstante-spanning-filters, waarbij de bestaande standaard tweede-of derde-orde-Butterworth-filters gehandhaafd blijven. Voor elke scheidingsfrekwentie wordt daartoe een extra luidspreker via een selektief filter aangesloten op het voor alle luidsprekers gemeenschappelijke ingangssignaal. Hier wordt een tweetal aktieve filterschakelingen besproken, die in kombinatie met het elektronisch scheidingsfilter elders in dit nummer kunnen worden gebruikt.
Voor de verhouding tussen uitgangsspanning UL van een tweede-ordeButterworth-laagdoorlaagfilter en de ingangsspanning U geldt het volgende:
waarbij P gelijk is aan 
, de komplexe genormaliseerde frekwentie en: ω0 = 2πf0; f0 is de kantelfrekwentie van het filter en in ons geval tevens de scheidingsfrekwentie.
Evenzo geldt voor het bijbehorende hoogdoorlaatfilter:
(1) en (2) bij elkaar opgeteld levert:
Indien we een filter kunnen maken met een verhouding tussen uitgangsspanning UF en ingangsspanning U, welke gelijk is aan:
dan geldt: 
en is er sprake van een konstantespanning-filter.
Voor de verhouding tussen de uitgangsspanning UL resp. UH en U van een derde-orde-Butterworth-laag- resp. hoogdoorlaagfilter geldt:
Uit (5) en (6) volgt:
Indien we ook hier een filter toevoegen, waarvan de verhouding tussen uitgangsspanning UF en ingangsspanning U gelijk is aan:
gelijk is aan 1.
De algemene overdrachtskarakteristiek van een selektief filter luidt:
Hierbij geldt: 
, de komplexe frekwentie, die in dit geval genormeerd is op de centrale frekwentie 
.
De grootheid A is gelijk aan de versterking bij de centrale frekwentie en Q is de kwaliteitsfaktor van het filter. Vergelijking van (4) en (9) leert ons, dat we een selektief filter nodig hebben met A = 1 en Q =½√2 om een tweede-ordeButterworth-filter aan te vullen tot een konstante-spanning-filter. Op de zelfde manier levert vergelijking van (8) en (9) een selektief filter op met A = 2 en Q= 1.
In figuur 1 is een voor ons doel bruikbare filterschakeling getekend, vergezeld van de dimensioneringsregels voor de diverse komponenten als funktie van A, fo en Q. Figuur 2a toont ons de uitgewerkte schakeling voor het tweedeorde-filter (12 dB per oktaaf), figuur 2b idem dito voor het derde-orde-filter (18 dB per oktaaf). Figuur 3 tenslotte geeft een totaalschema. Uit figuur 3 blijkt, dat nu de hoofdluidsprekers onderling in fase moeten worden aangesloten; de 'filler'-luidsprekers worden 'verkeerd om' aangesloten omdat het selektieve filter een faseverschuiving van 180° introduceert. De ingangen van de selektieve filters dienen te worden aangesloten op de uitgang van de buffertrap rond T1 en T2 (de kollektor van T2) op de print van het elektronisch scheidingsfilter. Indien men heeft gekozen voor een symmetrisch 12 dB per oktaaf-filter (Butterworth) voor een bepaalde scheidingsfrekwentie f1 en/of f2, dan gebruikt men de schakeling van figuur 2a voor het 'filler-driver'-kanaal. Voor de symmetrische Butterworth-filters met een helling van 18 dB per oktaaf is men aangewezen op de schakeling van figuur 2b.
Fig. 1.
Fig. 2a.
Fig. 2b.
Fig. 3.
Literatuur
- Elektronisch scheidingsfilter; elders in dit nummer.
- E. Baekgaard: Loudspeakers - The missing link; lezing tijdens de 50ste AES-konventie te Londen, 1975.
- U. Tietze & C. Schenk: Aktive Filter, 3. Teil; Elektronik, Heft 12, 1970.