Fakta om effektbehov og SPL. Aktiv deling VS passiv

[Armand]

Jeg har laget et undervisningsopplegg for elevene mine om lydsystemer. Jeg skal ikke plage dere her med hvordan høyttalere og passive filtre er bygd opp, men tenkte jeg ville dele litt info om fordelen med aktiv deling og faktisk effektbehov for å oppnå 110dB peak SPL i et lite rom med aktiv deling. Her med målinger av noe som mange kanskje ikke har sett så nøye på før. Hvilke spenninger er det som faktisk går til hvert element i praksis.

På kontoret har jeg et anlegg som består av 1 stk. 12" Perless XXLS-P835017 bass, 2 stk. 6,5" SEAS Excel Woofer W18EX001 og 2 stk. Scan-Speak Revelator R2904/700000 1" Ring Radiator.

Det er aktiv drift fra MiniDSP Flex eight og Hypex NCore forsterkere på alt sammen. Totalt overkill med effekt på totalt nesten 3kW til sammen driver det akkurat nå.

Jeg har valgt å bruke Sultans of swing fra Dire straits som eksempel siden det er en bra låt mange kjenner og som har forskjellige instrumenter i hele frekvensområdet. Dette er et nærfelts system så jeg måler SPL kun 1,2 meter fra høyttalerne.
Akkurat nå er anlegget tunet med første ordens filter mellom diskant og mellomtone. Bassen er delt av oppover med 24dB/okt.

Alle elementer har blitt EQ'et slik

Tidsforsinkelsen mellom hvert element er nøyaktig målt for å få helt riktig fase.
2 x Diskant, 2 x mellomtone og til slutt bass om har 0.

Måliner av effekt som går til mellomtone.
Her er signalet som går fra forsterker til min mellomtone når jeg spiller med et peak lydtrykk på 105dB SPL fra bare mellomtonene. Bass og diskant mutet. Gjennomsnittlig SPL ligger på rundt 85dB SPL, og det oppleves ganske høyt. Ved å bruke oscilloskopet kan jeg finne den høyeste peaken i hele låten, og den kom her:

Vi ser at det er 20 volt og frekvensen er 165Hz. Typisk et eller annet fra et perkusjon instrument. Jeg trenger altså en forsterker som kan levere 20 volt. Dessverre er ikke forsterkere oppgitt med maksimal spenningssving, men i effekt i 8 ohm. Vi regner om, og får: (20/1,41)/8 = 25W. Ja, jeg trenger altså ikke mer enn 25W til mellomtonen for å oppnå 105dB peak lydtrykk fra to mellomtoner.

Målinger av effekt som går til diskant.
Samme låt og samme volum, og jeg måler kun lydtrykket fra diskantene som peaket på 102dB SPL. (mellomtone og bass mutet) Den høyeste spenningen i hele låten kom her:

Kun 4,87V på det aller meste for å lage 102dB SPL peak ved frekvensen 10,6kHz. Vi runder av til 5V og finnet at det krever en forsterker på latterlig lave (5/1,41)^/8 = 1,6W.

Målinger av effekt som går til bass.
Mellomtone og diskant er mutet. Jeg har tunet lyden i lytteposisjon med litt ekstra bass siden jeg liker det. Peak SPL i hele låten er her 107dB SPL. Volum samme som tidligere.

Vi ser at her går spenningen til 25,8V. Vi trenger altså en forsterker med effekt på (25,8/1,41)/8 = 42W.

Jeg unmuter alle driverne og spiller på alt samtidig ved samme volum som i testene over og måler SPL med REW.

110dB SPL peak er høyt, og jeg tror ikke det er mange som spiller høyere enn dette særlig lenge om gangen i hvert fall.
Den røde viser PEAK SPL, og den havner på 110dB ca. 2:30 ute i låta. Svart viser gjennomsnittlig SPL som ligger på rundt 85dB SPL og peaker på 90dB SPL. Det er typisk dette man måler på mobiltelefon-apper osv. Man ser også da at peak nivåene typisk ligger 25dB over gjennomsnittet.

Jeg trenger altså en forsterker på 50W, en på 25W og en på 2W for å klare dette. Ikke så mye det.

Hvis man skulle bygget samme system med passivt filter blir beregningen av forsterkereffekt slik:
Siden alle tre peak spenningene i musikken kan oppstå samtidig må man legge disse sammen. 20V + 5V + 25,8V = 50,8V peak tilsvarer en forsterker på (50,8/1,41)^2 / 8 = 162W i 8 ohm.

Det er altså en god del å hente på aktiv drift. Og med en moderne DSP foran forsterkerne og med en UMIC-2 foran høyttalerne har man i dag et ufattelig kraftig verktøy for å skru lyden akkurat slik man vil ha den.

PS! For enkelt helts skyld forutsetter alle beregningene i disse eksemplene at elementene er på 8 Ohm. I virkeligheten er det en blanding av flere impedanser, men prinsippet blir det samme.

 

[Armand]

Eksemplet over er ikke feil, men det er samtidig en forenkling rundt dette som går på hvilen forsterkereffekt man måtte hatt hvis man brukte passiv deling. Jeg tok for enkelt helts skyld utgangspunkt i peak spenning gjennom hele låten på hvert enkelt frekvensområde. Dette skjer aldri samtidig, så det blir en liten forenkling av fakta. Jeg vil i dag se nærmere på en analyse der jeg ser på hva som skjer på samtidige tidspunkt i en låt.
Jeg kikket derfor litt nærmere på en lydfil i dag for å analysere dette litt nærmere. Pink Floyd er ikke akkurat kjent for å overkomprimereinnspillingene sine så jeg tok utgangspunkt i låten "The great gig in the sky" som er en 24-bits 96kHz ukomprimert lydfil med fem kanaler. Vi ser kun 0,01sekund av ene frontkanalen her.

Øverst ser vi hele signalet fullfrekvent. Under der ser vi bassen (LP 100Hz 1.orden). Under der ser vi mellomtone (100Hz - 2kHz 1.orden), og nederst diskant (2kHz 1.orden). Jeg har zoomet litt på signalene, så dere må legge merke til nivået i fra -1.00 til +1.00 til venstre i Y-aksen

Her har jeg zoomet enda lengre inn slik at vi kan se hvert eneste sample. Samme rekkefølge.

Man ser at det øverste signalet (full-range) går til 0,67. Dette øyeblikkssignalet er altså lagret på platen med 67% av maksimalt nivå før klipping. (Eller 67% av 24 bit)
Etter volumkontroll og forsterker kan vil late som spenningen akkurat på dette tidspunktet er 67 volt ut på en passiv høyttaler (vi spiller høyt nå).
Etter at frekvensområdet har blitt delt opp i tre frekvensområder med 1. ordens passivt filter vil de tre elementene ved eksakt samme tidspunkt ha 23V i bassen, 23V i mellomtone og 21V i diskant.
Forsterkeren må altså klare et spenningssving på 67V for å klare dette. Det tilsvarer en forsterker på 282W i 8 Ohm.

Hvis i stedet deler opp disse tre frekvensområdene aktivt (i en DSP) og sender de tre signalene til tre separate forsterkere trenger ingen av dem et spenningssving på mer enn 23V akkurat i øyeblikket over. Det tilsvarer tre forsterkere på 33W i 8 Ohm.

Nå er det imidlertid slik at alle elementene trenger noe mer i løpet av samme låt, men på andre tidspunkt. Dette er svært avhengig av innspillingen, men i akkurat denne låta går bassen til maks 0,35%, mellomtone til 0,7% (faktisk) og diskant til maks 0,35%.
Bassforsterkeren trenger dermed kun å levere 35V (77W i 8 Ohm)
Diskantforsterkeren går heller aldri over 35V og trenger dermed også 77W.
Mellomtonen går imidlertid på det meste til hele 70V og trenger altså en forsterker oppgitt til 308W i 8 Ohm for å ikke klippe.

Det må være lov å spørre seg hvordan det kan ha seg at mellomtonen trenger mer spenning ut fra forsterkeren når den drives alene enn når forsterkeren skal drive alle elementene. Ble litt overrasket selv.
Det skjer 1 minutt, 45 sekunder og 52525 samples ut i låta.

Vi ser at akkurat på dette tidspunktet er mellomtonen på 0,8. Bassen er imidlertid negativ og vil være med på å redusere signalet når man kjører full-range.

Dette er altså sammensatt og det sikre er jo å ha nok headroom uansett. Akkurat i diskanten kan man nok i alle tilfeller bruke en forsterker med lavere effekt, men i mellomtonen skal man nok bruke en forsterker med samme effekt som i bassen. I hvert fall hvis man spiller High-res ukomprimert Pink Floyd.

I alle tilfeller så vil forsterkere i et aktivt oppsett uansett ha en lettere last og dermed et gjennomsnittlig lavere effektbehov selv om selve spenningen ikke kan reduseres for mye. Strømforsyningen til forsterkere i et aktivt oppsett kan derfor dimensjoneres annerledes, og det ser man også at de er i aktive høyttalere.

Meninger?

 

[larsmartin]

Vil det si du anbefaler å bruke 3 stk forsterkere pr side på three wiring høyttalere?

 

[MakkinTosken]

Eksemplet over er ikke feil, men det er samtidig en forenkling rundt dette som går på hvilen forsterkereffekt man måtte hatt hvis man brukte passiv deling.

Jo, det er noe galt som ikke er riktig her, men jeg må tenke litt.

 

[Armand]

Vil det si du anbefaler å bruke 3 stk forsterkere pr side på three wiring høyttalere?

Passive høyttalere (altså med delefilter inni høyttaleren) er så 90-tall
Har spilt musikk med en forsterker per element siden 1996 da jeg bygde mitt første aktive delefilter med operasjonsforsterkere. Dette var nivåmatchet og tunet spesielt til mine selvbygde høyttalere.

Det jeg sier er at forskjellige frekvensområder og drivere trenger forskjellige forsterkere. Spesielt trenger diskanten både mindre effekt og spenning. Den har i tillegg gjerne også høyere følsomhet som ytterligere reduserer behovet for stor forsterker. Min nye diskant med 97dB følsomhet trenger bare 2-3 volt for å spille grisehøyt.

Å bruke bi-wire eller three wire har ikke så mye for seg egentlig. Bedre å bruke penger på en god stereoforsterker enn å bruke samme sum på tre mindre gode.
Men det er klart at belastningen per forsterker blir lavere med three-wire også, og det kan godt gi lydforbedringer hvis forsterkeren i utgangspunktet sliter litt med å drive alt på en gang. Kanskje du må teste ut hva er par Gryphon til kan gjøre?

 

[Armand]

Jo, det er noe galt som ikke er riktig her, men jeg må tenke litt.

Altså, det er en forenkling. Dermed blir det ikke helt riktig, og da det jo på en måte feil også
Men målingene mine av peak effektbehov i mitt oppsett er ikke feil. Men der spiller jo følsomheten til driverne inn også.

Kom gjerne med kommentarer på mine betraktninger. Har jeg gjort noe feil vil jeg gjerne vite det.

 

[niels]

Ikke overrasket over målinger av effekt egentlig, har du et bilde av de høyttalerne?

 

[MakkinTosken]

Altså, det er en forenkling. Dermed blir det ikke helt riktig, og da det jo på en måte feil også
Men målingene mine av peak effektbehov i mitt oppsett er ikke feil. Men der spiller jo følsomheten til driverne inn også.

Kom gjerne med kommentarer på mine betraktninger. Har jeg gjort noe feil vil jeg gjerne vite det.

Tenker ikke på slikt til daglig og er ikke intelligent nok til å formulere en begynnende innvending. Men hva om du gjør samme kalkyle for en ufiltrert fulltone. Og igjen forutsetningen må være 8 ohm fra topp til bunn.

 

[larsmartin]

Passive høyttalere (altså med delefilter inni høyttaleren) er så 90-tall
Har spilt musikk med en forsterker per element siden 1996 da jeg bygde mitt første aktive delefilter med operasjonsforsterkere. Dette var nivåmatchet og tunet spesielt til mine selvbygde høyttalere.

Det jeg sier er at forskjellige frekvensområder og drivere trenger forskjellige forsterkere. Spesielt trenger diskanten både mindre effekt og spenning. Den har i tillegg gjerne også høyere følsomhet som ytterligere reduserer behovet for stor forsterker. Min nye diskant med 97dB følsomhet trenger bare 2-3 volt for å spille grisehøyt.

Å bruke bi-wire eller three wire har ikke så mye for seg egentlig. Bedre å bruke penger på en god stereoforsterker enn å bruke samme sum på tre mindre gode.
Men det er klart at belastningen per forsterker blir lavere med three-wire også, og det kan godt gi lydforbedringer hvis forsterkeren i utgangspunktet sliter litt med å drive alt på en gang. Kanskje du må teste ut hva er par Gryphon til kan gjøre?

90-tallet var hifien storhetstid. Alle stuene var fylt med svære Infinity og Mirage høyttalere. Lydplanker og sonos var ord som ikke fantes.

Skal høre med Øystein på ohc om han anbefaler 6 stk Apex monoblokker, har ingen meninger selv!

 

[Flageborg]

Passive høyttalere (altså med delefilter inni høyttaleren) er så 90-tall
Det jeg sier er at forskjellige frekvensområder og drivere trenger forskjellige forsterkere....

La oss si at oppsettet i ditt første innlegg er såååå 2000-tall
Snu flisa andre veien - mange er opptatt av WATT for å vurdere kjøp av forsterker
Kan du ikke heller skissere en stor gulvstående høyttaler som blir delt på 80Hz med en aktiv sub?
Med DSP i aktiv høyttaler skisseres framtiden fordi produsenten kan skru ferdig høyttalerens respons på produksjonslinja istedenfor å modifisere elementer?

 

[Ask4me22]

Hvis man skulle bygget samme system med passivt filter blir beregningen av forsterkereffekt slik:
Siden alle tre peak spenningene i musikken kan oppstå samtidig må man legge disse sammen. 20V + 5V + 25,8V = 50,8V peak tilsvarer en forsterker på (50,8/1,41)^2 / 8 = 162W i 8 ohm.

Stusser litt på adderingen av disse spenningene, forsterkeren "ser" vel elementene som paralell koblet?

 

[Prodigy]

Jeg har laget et undervisningsopplegg for elevene mine om lydsystemer. Jeg skal ikke plage dere her med hvordan høyttalere og passive filtre er bygd opp, men tenkte jeg ville dele litt info om fordelen med aktiv deling og faktisk effektbehov for å oppnå 110dB peak SPL i et lite rom med aktiv deling. Her med målinger av noe som mange kanskje ikke har sett så nøye på før. Hvilke spenninger er det som faktisk går til hvert element i praksis.

På kontoret har jeg et anlegg som består av 1 stk. 12" Perless XXLS-P835017 bass, 2 stk. 6,5" SEAS Excel Woofer W18EX001 og 2 stk. Scan-Speak Revelator R2904/700000 1" Ring Radiator.
Vis vedlegget 869736
Det er aktiv drift fra MiniDSP Flex eight og Hypex NCore forsterkere på alt sammen. Totalt overkill med effekt på totalt nesten 3kW til sammen driver det akkurat nå.

Jeg har valgt å bruke Sultans of swing fra Dire straits som eksempel siden det er en bra låt mange kjenner og som har forskjellige instrumenter i hele frekvensområdet. Dette er et nærfelts system så jeg måler SPL kun 1,2 meter fra høyttalerne.
Akkurat nå er anlegget tunet med første ordens filter mellom diskant og mellomtone. Bassen er delt av oppover med 24dB/okt.
Vis vedlegget 869737

Alle elementer har blitt EQ'et slik
Vis vedlegget 869738 Vis vedlegget 869739 Vis vedlegget 869740
Tidsforsinkelsen mellom hvert element er nøyaktig målt for å få helt riktig fase.
2 x Diskant, 2 x mellomtone og til slutt bass om har 0.
Vis vedlegget 869741


Måliner av effekt som går til mellomtone.
Her er signalet som går fra forsterker til min mellomtone når jeg spiller med et peak lydtrykk på 105dB SPL fra bare mellomtonene. Bass og diskant mutet. Gjennomsnittlig SPL ligger på rundt 85dB SPL, og det oppleves ganske høyt. Ved å bruke oscilloskopet kan jeg finne den høyeste peaken i hele låten, og den kom her:
Vis vedlegget 869735
Vi ser at det er 20 volt og frekvensen er 165Hz. Typisk et eller annet fra et perkusjon instrument. Jeg trenger altså en forsterker som kan levere 20 volt. Dessverre er ikke forsterkere oppgitt med maksimal spenningssving, men i effekt i 8 ohm. Vi regner om, og får: (20/1,41)/8 = 25W. Ja, jeg trenger altså ikke mer enn 25W til mellomtonen for å oppnå 105dB peak lydtrykk fra to mellomtoner.

Målinger av effekt som går til diskant.
Samme låt og samme volum, og jeg måler kun lydtrykket fra diskantene som peaket på 102dB SPL. (mellomtone og bass mutet) Den høyeste spenningen i hele låten kom her:
Vis vedlegget 869743
Kun 4,87V på det aller meste for å lage 102dB SPL peak ved frekvensen 10,6kHz. Vi runder av til 5V og finnet at det krever en forsterker på latterlig lave (5/1,41)^/8 = 1,6W.

Målinger av effekt som går til bass.
Mellomtone og diskant er mutet. Jeg har tunet lyden i lytteposisjon med litt ekstra bass siden jeg liker det. Peak SPL i hele låten er her 107dB SPL. Volum samme som tidligere.
Vis vedlegget 869744
Vi ser at her går spenningen til 25,8V. Vi trenger altså en forsterker med effekt på (25,8/1,41)/8 = 42W.

Jeg unmuter alle driverne og spiller på alt samtidig ved samme volum som i testene over og måler SPL med REW.
Vis vedlegget 869745
110dB SPL peak er høyt, og jeg tror ikke det er mange som spiller høyere enn dette særlig lenge om gangen i hvert fall.
Den røde viser PEAK SPL, og den havner på 110dB ca. 2:30 ute i låta. Svart viser gjennomsnittlig SPL som ligger på rundt 85dB SPL og peaker på 90dB SPL. Det er typisk dette man måler på mobiltelefon-apper osv. Man ser også da at peak nivåene typisk ligger 25dB over gjennomsnittet.

Jeg trenger altså en forsterker på 50W, en på 25W og en på 2W for å klare dette. Ikke så mye det.

Hvis man skulle bygget samme system med passivt filter blir beregningen av forsterkereffekt slik:
Siden alle tre peak spenningene i musikken kan oppstå samtidig må man legge disse sammen. 20V + 5V + 25,8V = 50,8V peak tilsvarer en forsterker på (50,8/1,41)^2 / 8 = 162W i 8 ohm.

Det er altså en god del å hente på aktiv drift. Og med en moderne DSP foran forsterkerne og med en UMIC-2 foran høyttalerne har man i dag et ufattelig kraftig verktøy for å skru lyden akkurat slik man vil ha den.

PS! For enkelt helts skyld forutsetter alle beregningene i disse eksemplene at elementene er på 8 Ohm. I virkeligheten er det en blanding av flere impedanser, men prinsippet blir det samme.

Regner med mellomtonen blir enten 4ohm, eller 16ohm, i og med at det er 2 8ohm ellementer

 

[Sluket]

Passive høyttalere (altså med delefilter inni høyttaleren) er så 90-tall
Har spilt musikk med en forsterker per element siden 1996 da jeg bygde mitt første aktive delefilter med operasjonsforsterkere. Dette var nivåmatchet og tunet spesielt til mine selvbygde høyttalere.

Det jeg sier er at forskjellige frekvensområder og drivere trenger forskjellige forsterkere. Spesielt trenger diskanten både mindre effekt og spenning. Den har i tillegg gjerne også høyere følsomhet som ytterligere reduserer behovet for stor forsterker. Min nye diskant med 97dB følsomhet trenger bare 2-3 volt for å spille grisehøyt.

Å bruke bi-wire eller three wire har ikke så mye for seg egentlig. Bedre å bruke penger på en god stereoforsterker enn å bruke samme sum på tre mindre gode.
Men det er klart at belastningen per forsterker blir lavere med three-wire også, og det kan godt gi lydforbedringer hvis forsterkeren i utgangspunktet sliter litt med å drive alt på en gang. Kanskje du må teste ut hva er par Gryphon til kan gjøre?

Hva slags kommentarer er du ute etter? Betraktning rundt det tekniske ved passiv vs. aktiv drift eller et mer utpenslet bilde hvor ambisjonsnivå, økonomi etc. skal inn i bildet også?

 

[Armand]

Hva slags kommentarer er du ute etter? Betraktning rundt det tekniske ved passiv vs. aktiv drift eller et mer utpenslet bilde hvor ambisjonsnivå, økonomi etc. skal inn i bildet også?

Hva som helst egentlig. Kommentarer om at jeg gjør noe feil i mine betraktninger og beregninger ville jo vært opplysende f.eks.
Jeg sitter egentlig bare å nerder imens jeg venter på ny firmware til det nye aktive delefilteret mitt. Jeg skal også bygge nye forsterkere tilpasset elementene og det var i grunnen derfor jeg ville kartlegge behovet for forsterkereffekt og spenning.
De fleste vet nok fra før at det er fordeler med aktiv drift, men det kom som en liten overraskelse på meg at forsterkerbehovet så var så lite som det var i diskanten. Jeg kommer nok til å lage meg bare en liten sak der.

 

[Armand]

Stusser litt på adderingen av disse spenningene, forsterkeren "ser" vel elementene som paralell koblet?

Jo, når det gjelder total summert effekt så. Men ikke peak spenningssving.
Forsterkere oppgis normalt ikke i peak spenningssving, men i effekt i 8 ohm. og det er derfor jeg har regnet om peak spenning til effekt. Kanskje litt misvisende det.

 

[Prodigy]

Hva som helst egentlig. Kommentarer om at jeg gjør noe feil i mine betraktninger og beregninger ville jo vært opplysende f.eks.
Jeg sitter egentlig bare å nerder imens jeg venter på ny firmware til det nye aktive delefilteret mitt. Jeg skal også bygge nye forsterkere tilpasset elementene og det var i grunnen derfor jeg ville kartlegge behovet for forsterkereffekt og spenning.
De fleste vet nok fra før at det er fordeler med aktiv drift, men det kom som en liten overraskelse på meg at forsterkerbehovet så var så lite som det var i diskanten. Jeg kommer nok til å lage meg bare en liten sak der.

Fryktelig mange signal, høytaler, og strømkabler med aktiv drift…og aktivt filter…så hvor mye en sparer, kommer mye an på hvor dyre kabler en liker, eller føler behov for å ha også…

 

[Sluket]

For de som har jobbet med aktiv drift er det nok ikke noen overraskelse - har selv gjort research på effektbehov ved de forskjellige frekvensområder og sett at det i område 30 - 180 Hz fort går med 2-300W mens det fra 180 - 800 ligger på under 10% av dette og fra 800 og videre oppover gjerne ikke mer enn 2-3W ( tallene er selvsagt avhengige av effektiviteten i høyttalersystemet men det innbyrdes effektbehovforholdet er illustrativt okkesom). Tror også @Asbjørn gjorde noen kalkyler på dette da vi hadde det oppe til diskusjon for et par tre år siden (eller muligens enda lenger)

Teknisk/lydmessig sett er det ikke noe særlig tvil om hva som er den beste løsningen.

 

[Sluket]

Fryktelig mange signal, høytaler, og strømkabler med aktiv drift…og aktivt filter…så hvor mye en sparer, kommer mye an på hvor dyre kabler en liker, eller føler behov for å ha også…

Meget relevant poeng og derfor jeg tok opp dette med ambisjonsnivået. Det er jo ikke alle forunt å ha lyst/evne til å gå for en aktiv løsning f.eks.

 

[Prodigy]

Meget relevant poeng og derfor jeg tok opp dette med ambisjonsnivået. Det er jo ikke alle forunt å ha lyst/evne til å gå for en aktiv løsning f.eks.

Nei det er ikke alle som har lyst eller evne til å gå for en aktiv løsning…og viss du sitter med en god dac, og kjører signalet in på et aktivt filter, blir lyden upåvirket av å gå igjennom et aktivt filter…

 

[Sluket]

???

 

[Armand]

For de som har jobbet med aktiv drift er det nok ikke noen overraskelse - har selv gjort research på effektbehov ved de forskjellige frekvensområder og sett at det i område 30 - 180 Hz fort går med 2-300W mens det fra 180 - 800 ligger på under 10% av dette og fra 800 og videre oppover gjerne ikke mer enn 2-3W ( tallene er selvsagt avhengige av effektiviteten i høyttalersystemet men det innbyrdes effektbehovforholdet er illustrativt okkesom). Tror også @Asbjørn gjorde noen kalkyler på dette da vi hadde det oppe til diskusjon for et par tre år siden (eller muligens enda lenger)

Teknisk/lydmessig sett er det ikke noe særlig tvil om hva som er den beste løsningen.

Er ikke helt med på at det er så lite behov mellom 180 - 800 Hz.
Her ser vi spektrumet av hele Pink Floyds "The great gig in the sky".

Det er ikke mye over 2kHz, men det er nesten like mye energi rundt 1kHz som rundt 100Hz.

Her er et 0,1 sekund 1:45 ute i låta etter at jeg kjørt den gjennom en høypassfilter ved 500Hz på 48db/oktav.

Vi ser at den peaker helt opp på 0,7 FS (full scale) og det vil si at man trenger like mye spenningssving der som i bassen.

 

[Sluket]

Avhenger jo av selve musikken selvsagt - har observert helt opp til 30W i det nevnte området men da var pådraget grisehøyt..... men at det skal ligge på samme nivå som for bassen det har jeg til dags dato aldri opplevd.

Kanskje ved en solo ukulele innspilling....

 

[Prodigy]

Er ikke helt med på at det er så lite behov mellom 180 - 800 Hz.
Her ser vi spektrumet av hele Pink Floyds "The great gig in the sky".
Vis vedlegget 872537
Det er ikke mye over 2kHz, men det er nesten like mye energi rundt 1kHz som rundt 100Hz.

Her er et 0,1 sekund 1:45 ute i låta etter at jeg kjørt den gjennom en høypassfilter ved 500Hz på 48db/oktav.
Vis vedlegget 872538
Vi ser at den peaker helt opp på 0,7 FS (full scale) og det vil si at man trenger like mye spenningssving der som i bassen.

Når jeg spiller høyt, så klipper forsterkeren først, på og i rundt 1000hz…

 

[Armand]

Avhenger jo av selve musikken selvsagt - har observert helt opp til 30W i det nevnte området men da var pådraget grisehøyt..... men at det skal ligge på samme nivå som for bassen det har jeg til dags dato aldri opplevd.

Kanskje ved en solo ukulele innspilling....

Ja, veldig musikkavhenging. I akkurat dette tilfellet var en dame som gaulet samtidig som det kom et trommeslag.
Det viktig å skille mellom effekt og spenningssving. Som man ser på kurven er trommeslaget kort, men når det mikses sammen med gaulinga blir det en kort og høy peak som nok ikke kommer med på alle effektmålere. Jeg vet ikke hvordan du har målt effekten? Jeg mistenker at en del Hi-Fi utstyr ikke tar med nøyaktige peakmålinger over særlig mange hundre Hz...

 

[Armand]

Når jeg spiller høyt, så klipper forsterkeren først, på og i rundt 1000hz…

Jeg er sykelig opptatt av at mitt anlegg ikke skal klippe, og har laget klippemålere som går helt til 20kHz. Hvordan vet du at det er rundt 1000Hz?

 

[Sluket]

Peak-hold metering. Ganske så nøyaktig faktisk. Gjorde mange interessante observasjoner - f.eks. at opplevd bass ikke nødvendigvis samsvarte med medgått effekt. Mektig og voldsom kirkeorgelbass tildømes krever langt mindre effekt enn man skulle tro utifra hvordan det oppleves i rommet relatert til andre bassrike instrumenter. Værstingen er electronica med mye synth, og gjerne i kombinasjon med slemme kickdrums, tom-toms etc.

 

[Prodigy]

Jeg er sykelig opptatt av at mitt anlegg ikke skal klippe, og har laget klippemålere som går helt til 20kHz. Hvordan vet du at det er rundt 1000Hz?

Det ble gjort målinger på det for lenge siden, og høytaleren har høy ohm i det området over 36ohm, og Dp har jo klipp lamper, og ja du hører det også, viss du presser den for hardt, før lampene kommer også….så da må en spille litt lavere så går det jo bra.

 

[Sluket]

Jeg er sykelig opptatt av at mitt anlegg ikke skal klippe, og har laget klippemålere som går helt til 20kHz. Hvordan vet du at det er rundt 1000Hz?

Sykelig opptatt av klipping? Da gjelder det bare å ha aktivt system hvor alle ht elementer har følsomhet i området 105-110 dB så sover du godt om natta
Klipping har jeg ikke opplevd siden 1976 ( med Tympani Magneplanar ht.)

 

[Prodigy]

Sykelig opptatt av klipping? Da gjelder det bare å ha aktivt system hvor alle ht elementer har følsomhet i området 105-110 dB så sover du godt om natta
Klipping har jeg ikke opplevd siden 1976 ( med Tympani Magneplanar ht.)

Jeg får det til på Martin Logan Cls, som jeg for tiden bruker en Dp 6.4 på, med den andre forsterkeren min merker jeg ikke noe sånt nei…og ja Tymphani krever effekt, har hørt den hos en kjenning flere ganger.

 

[MakkinTosken]

Jeg er sykelig opptatt av at mitt anlegg ikke skal klippe, og har laget klippemålere som går helt til 20kHz. Hvordan vet du at det er rundt 1000Hz?

Nå er jeg veldig glad jeg ventet med min innvending!

I grunn interessant dette, for synes du kanskje forklarer fint hvorfor passivt fortsatt kan være fornuftig å bruke i toppen. En håndfull komponenter vil jo være langt rimeligere enn en dedikert forsterker til å ta seg av den siste brøkdelen av dB for hendelsen du beskriver. Du viser jo også at vi som allerede har investert i "passive", men akk så vellydende høyttalere har mye å hente på å supplere med egen bass og fjerne den laveste "bærebølgen" fra våre klassiske lydsmykker.

Personlig er jeg glad våre venner i Binghamton var så fremsynte og utrustet forsterkerne med Power Guard, nettopp for å sikre mot voldtekt av øregangene, ikke for at jeg noen gang har klart å aktivere den.

Vel, der unngikk vi masse unødig frem og tilbake bare for å ende opp med å være samsynte. Hvem sier at ikke HFSere kan endre seg?

 

[TrompeteN]

Kjempebra og etterlengtet innsyn @Armand! Takk skal du ha.

I de fleste forsterkerkalkulatorer er headroom et valg. Vil du argumentere for hvor mye headroom en bør sikte på fra høyeste peak til klipping?

Volumet du går ut fra måler du 1.2 meter fra høyttaleren. Det kan være interessant for lesere å se hvilke reelle endringer ulik avstand gir på volum og omregnet i effektbehov.

 

[Asbjørn]

For de som har jobbet med aktiv drift er det nok ikke noen overraskelse - har selv gjort research på effektbehov ved de forskjellige frekvensområder og sett at det i område 30 - 180 Hz fort går med 2-300W mens det fra 180 - 800 ligger på under 10% av dette og fra 800 og videre oppover gjerne ikke mer enn 2-3W ( tallene er selvsagt avhengige av effektiviteten i høyttalersystemet men det innbyrdes effektbehovforholdet er illustrativt okkesom). Tror også @Asbjørn gjorde noen kalkyler på dette da vi hadde det oppe til diskusjon for et par tre år siden (eller muligens enda lenger)

Teknisk/lydmessig sett er det ikke noe særlig tvil om hva som er den beste løsningen.

Ja, jeg regnet litt på dette. Hadde tilfeldigvis det regnearket fremme igjen i helgen for å dimensjonere strømforsyninger for Bifrôst. Jeg grovregner at nominell følsomhet 1 m foran høyttaler balanserer sånn noenlunde med lytteavstand (-8 dB for 2.5 m), to høyttalere (+3 dB) og delvis reflekterende lytterom (+2 dB), netto -3 dB lavere i lytteposisjon med 1 W enn nominell følsomhet.

Jeg ville forstå hvor mye strømforsyning jeg behøver pr side om det står en Bifrôst-kanal pr element, tilsammen seks effektforsterkere pr høyttaler. Effektspec der er 100 W i 8 ohm + 1 dB headroom pr forsterkerkanal, men det er jo ikke veldig sannsynlig at diskantene vil dra 100 W kontinuerlig. Jeg prøvde meg litt frem for å se hvor høyt det hele kan gå når basskanalene når nominell effekt. Da ser det totale regnestykket slik ut:

Der har jeg gått ut fra 20 dB crest factor på innspillingen (bra dynamisk). Med 114 dB SPL i toppene og 29 dB bakgrunnsstøy blir det 85 dB dynamisk spenn og 13.8 bits oppløsning, med rommet og ørene som begrensningen.

Så går jeg ut fra at det typiske musikkspektrumet ser omtrent slik ut, ihvertfall for de musikkformene jeg hører på (med en del variasjon fra innspilling til innspilling):

Høyttalerne er jo litt spesielle, med to 12" basser i kardioide, 10" mellombass, 6.5" mellomtone, en AMT-diskant + en bakoverfyrende "vanlig" Seas-diskant. Bassene har nominelt 101 dB @ 2.83 V følsomhet, men effektivitetskurven ser mer ut som 95 dB @ 1 W. I tillegg er det en separat subwoofer med egen effektforsterker som faser inn under 80 Hz. Hvis vi bruker 95 dB følsomhet for bassene blir effektfordelingen omtrent slik:

Total forsterkereffekt blir i gjennomsnitt 2.1 W, peak 222 W. Om vi regner 50 % forsterkereffektivitet behøver dette 443 W fra strømforsyningen.

Dette er litt omtrentlig for bassene, siden de summerer med +6 dB ved 200 Hz, faller av desto brattere under 100 Hz, får noen eq cuts ved frekvensene for stående bølger i rommet, og dessuten kommer i parallell med subwooferen helt nederst, men det er vel nær nok.

Om jeg i stedet bruker NCore400 i bassen, dvs 200 W @ 8 ohm, kan nivået der jekkes opp ca 2 dB mer enn dette, peak 116 dB SPL. Da vil subwooferen med sin gamle Hypex HS200 plateforsterker slite med å henge med. (Summert mono 200 W i 4 ohm, 2x 10" XLS-elementer) Det er nok den som blir flaskehalsen med nokså klar margin når dette begynner å bli seriøst høyt, men elementene i den vil ikke tåle så veldig mye mer enn dette ved 40-50 Hz uansett.

Så seks Bifrôst 100-wattere + to Connex SMPS300REh pr side burde jo holde til disse høyttalerne.

 

[JENO]

I en passiv høyttaler, vil det ytterligere bli noe effekttap i delefiltrene, og vil det i så fall være avhengig av dimensjonering av komponentene o.l?

 

[janghell]

Finnes det noen gode verktøy for å digitalisere passive delefiltre? For eksempel måle signal inn/ut av delefilteret og få ut parametere man kan bruke i dsp?

 

[emokid]

Hva med å ta høyde for effekttapet i passive komponenter, i tillegg?

 

[KJ]

Finnes det noen gode verktøy for å digitalisere passive delefiltre? For eksempel måle signal inn/ut av delefilteret og få ut parametere man kan bruke i dsp?

Passive filtre kan modelleres etter alle kunstens regler i spice. Jeg bruker bl.a. Tina TI https://www.ti.com/tool/TINA-TI og en eldre versjon av gratisversjonen fra Simetrix : https://www.simetrix.co.uk/downloads/

mvh
KJ

 

[oks81]

Dette er interessant

Men en høyttaler har også varierende impedans, ikke s reint lite heller, så det går jo an å legge inn i reinestykket.
Jeg har bare klippet ut et bilde fra Vituix her som en kan se litt hva effekter som går med ved forskjellige frekvenser.
Orket ikke legge inn bassen til Armand, så bare tok en av mine egne, JBL E140 i 150 liter kasse og tunet til 20hz.

Dette er jo uten EQ osv osv.
Problemet med denne driveren forøvrig er ikke tilføre nok effekt, den vil tidlig møte Xmax.


Et passivt filter vil ikke gjøre arbeidsoppgaven verre for selve driveren men i de fleste tilfeller vil en øke impedans med komponentene som står i serie.
En vil derfor trenge høyere spenningssving fra forsterker først og fremst.

 

[oks81]

Hva med å ta høyde for effekttapet i passive komponenter, i tillegg?

Det vil variere veldig hvordan filteret er sammensatt og hva slags drivere som står bak.
Komponenter i serie vil droppe spenning, komponenter i parallell vil trekke mer strøm.

 

[emokid]

Det vil variere veldig hvordan filteret er sammensatt og hva slags drivere som står bak.
Komponenter i serie vil droppe spenning, komponenter i parallell vil trekke mer strøm.

Klart mange parametere som kan variere her og således nesten umulig å si noe generelt, men det er et ganske relevant tap her også som understreker målet med temaet i tråden.

 

[janghell]

Passive filtre kan modelleres etter alle kunstens regler i spice. Jeg bruker bl.a. Tina TI https://www.ti.com/tool/TINA-TI og en eldre versjon av gratisversjonen fra Simetrix : https://www.simetrix.co.uk/downloads/

mvh
KJ

Kan man bruke dette hvis man har en passiv HT som man vil bygge om til aktiv drift, og som man ikke har delefilter spec på.
Altså "digitalisere" det passive filteret.