10'' 2-vegs studiomonitor

[Georgb]

Nå som 3-vegs høgtalaren min i praksis er ferdig (bortsett frå endelege målinger - bilen min er øydelagt, så eg får dei ikkje ut av huset for å måla enno) har eg sett i gong med fleire nye prosjekt. Dei andre prosjekta får kanskje ein eigen tråd etter kvart, men førebels nøyer eg meg med å lufta litt tankar og idéar om dette 2-vegsprosjektet. Designmål er som fylgjer:

1. Éin høgtalar skal spela flatt til 40Hz med meir enn 105dB@1m lydtrykk anekoisk (altså skal det ikkje vera naudsynt med sub)
2. Med sub skal høgtalaren klara 115dB@1m anekoisk
3. Høgtalaren skal ha kontrollert og konstant spreiing frå nedre grensefrekvens sett av storleik heilt opp til 15kHz
4. Høgtalaren skal vera kompakt nok til at han kan brukast i eit nærfeltsoppsett (~1m avstand)
5. Eg har brukt alt for mykje peng på 3-vegsprosjektet, så helst bør høgtalaren vera grei med lommeboka...

Det er jo openbert nokre motstridande mål her. "Kompakt" og 105dB@1m ned til 40Hz i full-space er ganske ambisiøst. Eg tenkte fyrst ein 8-tommar, men det finst rett og slett ikkje 8-tommarar som gjer jobben her, av forskjellige grunner. Sjølv blant 10-tommarar er det vanskeleg å finna noko som kan levera, fordi mange 10-tommarar som har nok slaglengde i bassen diverre manglar den naudsynte verknadsgraden til å nå 115dB over bassen. Derimot er ein 10-tommar allereie heilt på grensa storleiksmessig, så å gå opp til ein 12-tommar er heller ikkje eit alternativ. Heldigvis finst det nokre veldig gode 10-tommarar på marknaden i dag. Eg har valt å gå for ein PHL 3411: https://www.phlaudio.com/fileadmin/user_upload/phl_audio/3411_SpecSheet.pdf


Dette er eit element med lang slaglengde (8mm xmax, 5-6mm om me er konservative). Det har låg variasjon i både Bl(x) og Le(x), med berre ein svak asymmetri i begge, elementet bør altså eigna seg godt til å gjera både mellomtone og bass samstundes. Opphenget er typisk for PA og vert gradvis meir stivt med lenger utslag, men mønsteret er fint og symmetrisk. Eg er uansett ikkje veldig bekymra for dei ikkje-lineære effektene til Kms(x), då det primært gjev oss harmonisk vreng i bassen og veldig lite intermodulasjonsforvrenging. Elementet tålar òg mykje elektrisk kraft inn, og har høg verknadsgrad... over 300Hz (meir om dette seinare).

Å møta ein 10-tommar er utfordrande, men ikkje umogleg, for ein domediskant, sjølv med ein stor bølgeleiar. Ein dome som skal klara å halda fylgje med PHL 3411 med god spreiing til 15kHz finst derimot ikkje (kanskje Bliesma T34B, men den er for dyr til dette prosjektet, medan T34A ikkje funkar i djupe bølgeleiarar). Me må med andre ord sjå til kompresjonsdrivarane si verd. Eg er framleis litt usikker på kva som kan vera passande her, men det må i alle fall vera ein 1'' hals. Førebels har eg sett på B&C DE360 og Peerless DFM-2544. Begge er billige, har lite resonansar/fin frekvensrespons og låg forvrenging. Tek gjerne imot tips her. Helst ting som har tredjepartsmålinger og som ikkje koster skjorta.

Den enkle biten fyrst, simulering av basselementet med 2.83V input. 40 liter, avstemt til 39Hz. Den lyseblå linja er max SPL, avgrensa av anten kraft inn eller xmax, kva enn som kjem fyrst. Desse tala er 2pi, og du kan fjerna 5-6dB ved låge frekvensar. Punktet der den lyseblå linja går under 111dB er altså grensefrekvensen for kor me kan nå 105dB@1m 4pi anekoisk. I dette tilfellet ved 35Hz.

Openbert krevst det signalprosessering for å få frekvensresponsen flat her, men det er heilt uproblematisk så lenge me har nok headroom. Faktisk krevst det berre 2 filter for å få denne responsen flat til 40Hz og samstundes beskytta elementet for store utsving under tuning. Her er same graf med førsteordens low-shelf (gain 10dB, 60Hz) og eit andreordens høgpassfilter (Q 0.71, 47Hz):

f6 er 35Hz her, og elementet er beskytta mot signal frå under tuning. Grunna den veldig bratte avrullinga er gruppeforsinkelsen ganske høg rett under 40Hz, men det er eit akseptabelt kompromiss i dette tilfellet. Utslag ved 113dB 2pi (tilsvarande 107dB 4pi) ser slik ut:

Eg har sjølvsagt mykje meir interessant simuleringssnacks enn dette (bølgeleiar!), men det kjem i neste innlegg.

 

[Georgb]

Bølgeleiaren til denne høgtalaren har vorte designa for ein 1'' kompresjonsdrivar, og målet har vore ei kontrollert, nesten konstant spreiing. Teknisk sett snevrar han inn frå kring +-55 gradar ved 1kHz til +-45 gradar ved 15kHz, men dette er jamn nok spreiing til at eg vil kalla det "konstant". På grunn av storleiken på kabinettet er det ikkje mogleg for meg å simulera heilt opp til 20kHz, her er korleis meshen ser ut I simulasjonen eg skal visa no:

Totalt er det snakk om 4821 meshelement. Med 96 frekvensar frå 600-15kHz (litt over 20 punkt per oktav) tek det maskina mi i underkant av 2 timar å løysa. Eg kunne sjølvsagt satt oppløysing på mesh endå høgare for å få gode resultat høgare i frekvens, men maskina mi har ikkje nok arbeidsminne til det. Denne simulasjonen tek kring 23-24GB RAM, ut av dei 32GB eg har på maskina (og windows brukar allereie ~4GB). Bruken av minne auker eksponentielt med antall meshelement, så her er det veldig lite å gå på. Faktisk ville berre det å auka mengden meshelement til ~6000 krevja over 40GB RAM, audå.

Resultat ser slik ut, ignorer "støyen" over ~11-12kHz, det er der meshoppløysinga vert for låg til å gjeva gode resultat.
Horisontal normalisert til 10 gradar off-axis:

Vertikal normalisert til 10 gradar off-axis:

Sidan eg ikkje klarar å få høg nok oppløysing med denne halvsymmetriske simulasjonen har eg òg køyrt ein kvartsymmetrisk simulasjon slik at de kan få eit betre bilete på kva som skjer over 10kHz:

Ignorer det som skjer under 10kHz her, det stemmer ikkje med den baffelen som høgtalaren skal bruka. Over 10kHz kan me sjå at at spreiinga er fin til 15-16kHz og så snevrar inn ganske kraftig. Du kan sjå litt "støy" heilt i toppen (~18kHz) som er på grunn av at meshoppløysinga ikkje er god nok. Uansett vil sjølve kompresjonsdrivaren ha mykje å seia for kva som skjer over 15kHz, då dette er simulert med ein perfekt flat bølgefront, noko som sjeldan (aldri?) er tilfelle for reelle kompresjondrivarar så høgt.

Her er den horisontale spreiinga frå 0-90 gradar i 10 deg inkrement, den raude linja i botn er energirespons:

Me kan sjå at spreiinga er meir eller mindre konstant ut til 40-50 gradar, og jevnt fallande utanfor det.
Eg simulerte sjølvsagt òg basselementet, og tok ein titt på kva slags delefilter som kan vera fornuftig i VituixCAD. Med eit enkelt LR4 delefilter på 1200Hz ser det slik ut:

Dette er sjølvsagt med idealiserte "flate" drivarar (presisering: flat frekvensrespons, ikkje geometrisk flate), men det fortel i alle fall at ideen min ikkje er heilt håplaus. Eg har òg vurdert å laga denne høgtalaren med både bassport og hól i sida for å kunne byta mellom bassrefleks (når ein ikkje har sub) og kardioide (når ein har sub). Har ikkje gjort nokre simulasjoner for å vurdera om dette er mogleg eller ikkje, men tykkjer det er ein kul idé, og det er definitivt noko eg kjem til å ta ein titt på.

 

[stianG]

Kanskje denne kompresjonsdriveren kan passe https://www.kartesian-acoustic.com/copie-de-cmp25-vhp? Ser bra ut på papiret, og har en ok pris (må logge inn på tlhp for å se reel pris uten mva)

 

[Georgb]

Takk for tipset!

Eg er allereie klar over denne drivaren (brukar Mid120_vHE og Wom300_vDIY i 3-vegshøgtalaren min), og den har tilsynelatande veldig gode målte data med mykje lågare forvrenging og ein del lågare verknadsgrad enn ein "typisk" 1'' på ~102-104dB, som eg gisser er på grunn av lågare kompresjon (positivt/heilt greitt til denne applikasjonen). Grunnen til at eg kviar meg for å bestilla eit sett med denne er at eg ikkje har sett nokre tredjepartar måla han, og eigen erfaring med kartesian sine målinger er at dei skjuler ein del. Ikkje at dei er feil, men glattinga gjer det vanskeleg å sjå kva som føregår. Den einaste erfaringa eg har funne på nettet var nokon som sa at at responsen var ganske ubrukeleg (men utan å dela nokre målinger). Problem med QC?

Kan henda eg skal ta "risken", koster ikkje stort meir enn ein tusing per stykk. Kan alltid bestilla eit sett av dei Peerless- eller B&C-drivarane i same slengen...

 

[stianG]

Troy Crowe tester en del forskjellige drivere, og hans favoritt i betalbar klasse er fortsatt RCF ND350. Rimelig sikkert på at jeg har sett målinger, men det er litt vanskelig å manøvrere bloggen hans.

 

[Naturlyd]

Digger 3-veisen din

Har tenkt på 2-veis, monitorstil 10"+horn siden Genelec S360A ble målt i ASR. Er det Ath4 du bruker for å designe hornet?

Hvordan ser vertikalen ut med løsningen du simulerer nå? Har selv tenkt i Genelec baner med ovalt horn. Bruke FIR og bratte filtre for kraftigst mulig frontlobe.

Tror du det er mulig å velge C-C på elementene og så dele slik at man i vertikalen får en kraftig frontlobe mens det er mindre engergi i vinkelen som vil gi floorbounce ved typiske høyder på høyttaler og lytteposisjon og rundt 2,7-3 meter lytteavstand? Mao slik at sekundærloben under får en større vinkel ut fra høyttaleren og en null i vinkelen som gir floorbounce i LP.

 

[Naturlyd]

Har forstått at Genelec S360A er rundt 40 liter netto og at bassmid er fra PHL og en variant av 3411. Du vet det sikkert men jeg tenker mange andre kommer til å lese dette.

 

[Georgb]

Digger 3-veisen din

Takk!

Har tenkt på 2-veis, monitorstil 10"+horn siden Genelec S360A ble målt i ASR. Er det Ath4 du bruker for å designe hornet?

Eg brukar ikkje ATH4, sjølv om eg les og brukar mykje av informasjonen som vert delt i den tråden. Eg teiknar alt i Fusion 360 og brukar AKABAK til simulering (i staden for ABEC som ATH4 brukar).

Hvordan ser vertikalen ut med løsningen du simulerer nå? Har selv tenkt i Genelec baner med ovalt horn. Bruke FIR og bratte filtre for kraftigst mulig frontlobe.

Vertikal spreiing:

Dette å optimalisera vertikal spreiing er eit veldig interessant og stundom lite intuitivt tema. Typisk seier folk at låg deling og liten avstand mellom elementa er ideellt, men i realiteten kjem det veldig an på kva målet ditt er. Ein avstand på ~0.5x bølgelengde ved delefrekvens gjev deg det største fallet i energirespons, sidan nullinga mellom elementa skjer ved ~90 gradar off-axis, som er tyngst vekta. Dette er ofte i praksis den næraste avstanden ein kan få til (for ein avstand mellom bassmellomtone og diskant på 250mm vert dette 686Hz). Min høgtalar har ein avstand på ~286mm mellom bassmellomtone og diskant.

Kimmo Saunisto, som er skaparen av vituixcad anbefalar ofte 1-1.4x bølgelengde avstand ved delefrekvensen. Ja, du får ein mindre lobe, men ein meir lineær energirespons fordi du ikkje har denne nullen plassert på staden der energirespons er tyngst vekta. Her er eit eksempel på 0.5x bølgelengde mot 1.2x bølgelengde i xdir:

Dette er sjølvsagt med idealiserte punktkilder, men illustrerer likevel poenget godt. I mitt tilfelle vil det å auka avstanden mellom bassmellomtone og diskant med ~65mm gjeva ein meir lineær ERDI og SPDI:

Den horisontale spreiinga her er den same, det einaste som har endra seg er at den vertikale loben er mindre (-3dB punktet er kring +-10 gradar). For lytting ved lengre avstander, slik som 3 meter, er dette nok til at du har godt med bevegingsrom vertikalt, og både dei tidlege og seine refleksjonane er betre. Til lengre avstand vil eg generelt prioritera ein god SPDI/ERDI heller enn eit stort bevegingsrom vertikalt.

For nærfeltsapplikasjonar der rombidraget er mindre og det å flytta seg berre litt utgjer ein ganske stor endring i vinkel relativt til høgtalaren, vil eg heller vurdera det slik at bassmellomtone og diskant bør delast lågt og vera nær kvarandre.

I mitt tilfelle vil eg at denne høgtalaren skal vera "kompakt", så det å gjera han høgare for å få større spacing mellom drivarane er ikkje aktuelt. Det er eit av mange kompromiss ein må inngå når ein lagar ein høgtalar. Det er òg grunnen til at eg ikkje har tatt meg bryet med ein elliptisk bølgeleiar/horn (eg simulerte fleire av desse tidlegare). Det er enkelt og greit veldig lite poeng i å bevega drivaren nærare basselementet med mindre eg tenkjar på å dela så lågt som ~600Hz, noko ein 1'' vil slita kraftig med. Med ein 1.4''-tommar eller ein av Marcel/Mabat sine EXAR-bølgeleiarar vil det vera mogleg, men då har eg ikkje lenger den spreiinga eg ynskjer i toppen. Kompromiss, som sagt.

Angåande EXAR, så har eg lenge lurt på korleis resultatet hadde vorte med ein sylindrisk forlengelse heller enn ein konisk, eg simulerte dette og resultatet er som forventa - spreiinga til bølgeleiaren er upåverka, men resistansen i hornhalsen er betydeleg høgare (dog veldig resonant). Mabat har allereie vist at BEM-modelleringa overvurderar kor resonant denne koniske forlengeren er, så håpet mitt er noko liknande for den sylindriske forlengaren eg skal laga. Då vil det vera mogleg å gjeva drivaren masse drahjelp lågare i frekvens. Ein sylindrisk forlenger er sjølvsagt langt meir resonant enn ein konisk, så det kan godt henda at dette ikkje funkar likevel, men det er verdt forsøket.

Tror du det er mulig å velge C-C på elementene og så dele slik at man i vertikalen får en kraftig frontlobe mens det er mindre engergi i vinkelen som vil gi floorbounce ved typiske høyder på høyttaler og lytteposisjon og rundt 2,7-3 meter lytteavstand? Mao slik at sekundærloben under får en større vinkel ut fra høyttaleren og en null i vinkelen som gir floorbounce i LP.

Kort svar: nei.
Langt svar: floor bounce ved den typen lytteavstand hamnar rundt 250-500Hz (avhengig av litt forskjellige faktorar), dette byr på 2 problem:
1. Du kan ikkje dela så lågt
2. Sjølv om du hadde delt så lågt, så ville ikkje avstanden mellom elementa ha gjeve deg noko særleg sterk nulling ved vinkelen for golvrefleksjon. Elementa er for nær kvarandre til det samanlikna med bølgelengde.

Det du føreslår her er garantert mogleg å få til, men ikkje i ein høgtalar i dette formatet ("kompakt" 2-vegs).

 

[Georgb]

Troy Crowe tester en del forskjellige drivere, og hans favoritt i betalbar klasse er fortsatt RCF ND350. Rimelig sikkert på at jeg har sett målinger, men det er litt vanskelig å manøvrere bloggen hans.

Takk for tipset! ND350 ser ut som ein fin drivar, og prisen er heller ikkje å forakte.
Celestion CDX1-1742 ser òg ut som ein fantastisk kapabel drivar til prisen: https://audioxpress.com/article/test-bench-celestion-cdx1-1742-1-exit-pro-sound-compression-driver
Det same gjer BMS 5530ND (den er dog noko dyrare enn dei andre alternativa her): https://audioxpress.com/article/test-bench-the-bms-1-5530nd-high-efficiency-compression-driver
Aiaiai, dette å velja kompresjonsdrivar skal ikkje vera enkelt gitt. Det er heller ikkje til hjelp at det er så få gode målinger å finna på nettet (sjølv audioxpress har enkelte problem med testmetodikken som kan gjera det vanskeleg å samanlikna drivarar).

 

[Georgb]

Har forstått at Genelec S360A er rundt 40 liter netto og at bassmid er fra PHL og en variant av 3411. Du vet det sikkert men jeg tenker mange andre kommer til å lese dette.

Det stemmer at Genelec brukar PHL på dei større basselementa sine. Eg har hatt PHL på radaren lenge, ettersom dei er ein av få produsentar som publiserer (enkelte) large-signal parametre på elementa sine, og dei målte dataene verkeleg ser flotte ut. PHL 3411 har til dømes kring 1-2% THD over 100Hz ved 113-114dB 2pi, som er blant det aller beste eg har sett. Det i seg sjølv er jo greitt nok, det er omtrent i same klasse (kanskje hakket betre) enn andre toppklasse PA-produsenter, men det som verkeleg sjokkerte meg var målingene til IamJF på DIYaudio, som samanlikna PHL mot ein del andre PA-basser, og PHL grusar dei på lågt nivå, det er ikkje i nærleiken ein gong. Her er eit eksempel: https://www.diyaudio.com/community/threads/new-faital-pro-12rs430.395476/post-7346061

Han har posta fleire samanlikninger, men i alle saman er fasit klar: PHL er ganske enkelt overlegne. Eg er litt overraska over at eg ikkje ser PHL-element oftare, men det at no-nonsense selskap som Genelec og Neumann brukar dei seier vel sitt.

 

[Naturlyd]

Alle parameterene som bestemmer vertikal direktivitet i en 2-veis er litt av ett puslespill som du beskriver. Morsomt å prøve å få det teoretisk så bra som mulig (= et kompromiss man kan leve med ut fra designkriteriene), det er jo en hobby det her.

Godt å vite at det kan låte fantastisk bra selv med noen "øyne" i direktiviteten og avvik fra det teoretisk perfekte.

Ble også veldig overrasket over at de koniske "forlengerene" fungerte så godt i praksis. Det trendet jo å fjerne koniske forlengere på drivere med slike som overgang fra 1,5"-2" som på feks JBL 2450, tanken var vel å få hurtigere ekspansjon på hornprofilen og komme så nær fasepluggen som mulig.

Ang vertikalt vindu og SPDI/ERDI, Geddes har skrevet at han foretrekker flatere DI med hans type høyttaleroppsett (som han ikke var første med). Han designer høyttalere med stor grad av konstant direktivitet og vinkler de slik at de krysser foran lytteposisjon. Liker den løsningen veldig godt og bruker nesten bare det.

 

[Georgb]

Alle parameterene som bestemmer vertikal direktivitet i en 2-veis er litt av ett puslespill som du beskriver. Morsomt å prøve å få det teoretisk så bra som mulig (= et kompromiss man kan leve med ut fra designkriteriene), det er jo en hobby det her.

Godt å vite at det kan låte fantastisk bra selv med noen "øyne" i direktiviteten og avvik fra det teoretisk perfekte.

Absolutt, ein må alltid inngå nokre kompromiss. Ein ting eg har begynt å få augo opp for er å leggja til ei lita tidsforseinking på bass/mellomtone, slik at loben peiker svakt nedover. Då får ein noko jamnare ERDI/SPDI fordi golvrefleksjonen vert meir lineær. Sjølvsagt har du mindre å gå på i høgden, men det tillét deg å leggja delefrekvensen lågare utan at du får dei "verste" effektene i SPDI. I praksis vert lyttevinkel over høgtalaren den same, mens vinkel under høgtalaren vert betre.

I mitt tilfelle vil ein delefrekvens på 700-800Hz fungera fint med noko slikt (~150µS delay på bassmellomtone). Det er sjølvsagt likevel ganske vanskeleg å dra ein 1'' kompresjonsdrivar så langt ned, men BMS 5530ND eller liknande bør kunne klara det greitt (anbefalt deling 1000Hz til PA-bruk!), særleg viss det viser seg at ein sylindrisk forlengelse av bølgeleiaren faktisk funkar. Geddes har jo sjølv kommentert at han dreg heilt ordinære 1'' kompresjonsdrivarar ned til 700Hz i ein OS-bølgeleiar, som knapt har loading så lågt.

Du har heilt rett i at det er moro å knote med å få det så bra som mogleg innanfor dei rammene ein set for seg sjølv... går fort mange timar med leiking i VituixCAD på den slags her i huset

Ble også veldig overrasket over at de koniske "forlengerene" fungerte så godt i praksis. Det trendet jo å fjerne koniske forlengere på drivere med slike som overgang fra 1,5"-2" som på feks JBL 2450, tanken var vel å få hurtigere ekspansjon på hornprofilen og komme så nær fasepluggen som mulig.

Nå skal det jo seiast at den koniske forlengeren i praksis gjer 1'' til 1,4'', så i mitt tilfelle er det ikkje eit alternativ fordi eg ikkje vil klara å få +-90 gradar ut til 15kHz med noko slikt. Mabat sine bølgeleiarar har stort sett smalare spreiing enn mine (EXAR 340-20 er ikkje så veldig ulik, dog).

Eg ville nok aldri ha brukt adaptar frå ein 1,4'' eller 1,5'' til 2'', kompromisset med direktivitet er for stort i mine augo.

Ang vertikalt vindu og SPDI/ERDI, Geddes har skrevet at han foretrekker flatere DI med hans type høyttaleroppsett (som han ikke var første med). Han designer høyttalere med stor grad av konstant direktivitet og vinkler de slik at de krysser foran lytteposisjon. Liker den løsningen veldig godt og bruker nesten bare det.

Litt av grunnen til at eg lagar denne høgtalaren er at eg er nysgjerrig på korleis tilnærma konstant DI over 800-1000Hz høyrast ut. Geddes seier vel spesifikt at han vil ha flat DI og svakt fallande energirespons, som meir eller mindre er det denne bølgeleiaren min har. Geddes meiner vel òg at høg DI er positivt, då han ynskjer å unngå tidlege refleksjonar.

Angåande vinklinga til Geddes så må jo høgtalarane hans vinklast anten inn eller ut, på grunn av den ikkje heilt optimale termineringa av bølgeleiaren, som lagar eit søkk on-axis kring 5-8kHz. Når han då ynskjer svake refleksjoner frå sidevegg er den naturlege konklusjonen å kryssa dei foran lytteposisjon. Eg er mindre overtydd om at dette er naudsynt/positivt med ein bølgeleiar som min eller Mabat sine, der termineringa skjer meir gradvis. Det vert uansett noko å testa etter kvart

 

[trosse1]

Bølgeleiaren til denne høgtalaren har vorte designa for ein 1'' kompresjonsdrivar, og målet har vore ei kontrollert, nesten konstant spreiing. Teknisk sett snevrar han inn frå kring +-55 gradar ved 1kHz til +-45 gradar ved 15kHz, men dette er jamn nok spreiing til at eg vil kalla det "konstant". På grunn av storleiken på kabinettet er det ikkje mogleg for meg å simulera heilt opp til 20kHz, her er korleis meshen ser ut I simulasjonen eg skal visa no:
Vis vedlegget 986327
Totalt er det snakk om 4821 meshelement. Med 96 frekvensar frå 600-15kHz (litt over 20 punkt per oktav) tek det maskina mi i underkant av 2 timar å løysa. Eg kunne sjølvsagt satt oppløysing på mesh endå høgare for å få gode resultat høgare i frekvens, men maskina mi har ikkje nok arbeidsminne til det. Denne simulasjonen tek kring 23-24GB RAM, ut av dei 32GB eg har på maskina (og windows brukar allereie ~4GB). Bruken av minne auker eksponentielt med antall meshelement, så her er det veldig lite å gå på. Faktisk ville berre det å auka mengden meshelement til ~6000 krevja over 40GB RAM, audå.

Resultat ser slik ut, ignorer "støyen" over ~11-12kHz, det er der meshoppløysinga vert for låg til å gjeva gode resultat.
Horisontal normalisert til 10 gradar off-axis:
Vis vedlegget 986332
Vertikal normalisert til 10 gradar off-axis:
Vis vedlegget 986331
Sidan eg ikkje klarar å få høg nok oppløysing med denne halvsymmetriske simulasjonen har eg òg køyrt ein kvartsymmetrisk simulasjon slik at de kan få eit betre bilete på kva som skjer over 10kHz:
Vis vedlegget 986333
Ignorer det som skjer under 10kHz her, det stemmer ikkje med den baffelen som høgtalaren skal bruka. Over 10kHz kan me sjå at at spreiinga er fin til 15-16kHz og så snevrar inn ganske kraftig. Du kan sjå litt "støy" heilt i toppen (~18kHz) som er på grunn av at meshoppløysinga ikkje er god nok. Uansett vil sjølve kompresjonsdrivaren ha mykje å seia for kva som skjer over 15kHz, då dette er simulert med ein perfekt flat bølgefront, noko som sjeldan (aldri?) er tilfelle for reelle kompresjondrivarar så høgt.

Her er den horisontale spreiinga frå 0-90 gradar i 10 deg inkrement, den raude linja i botn er energirespons:
Vis vedlegget 986335
Me kan sjå at spreiinga er meir eller mindre konstant ut til 40-50 gradar, og jevnt fallande utanfor det.
Eg simulerte sjølvsagt òg basselementet, og tok ein titt på kva slags delefilter som kan vera fornuftig i VituixCAD. Med eit enkelt LR4 delefilter på 1200Hz ser det slik ut:
Vis vedlegget 986340
Dette er sjølvsagt med idealiserte "flate" drivarar (presisering: flat frekvensrespons, ikkje geometrisk flate), men det fortel i alle fall at ideen min ikkje er heilt håplaus. Eg har òg vurdert å laga denne høgtalaren med både bassport og hól i sida for å kunne byta mellom bassrefleks (når ein ikkje har sub) og kardioide (når ein har sub). Har ikkje gjort nokre simulasjoner for å vurdera om dette er mogleg eller ikkje, men tykkjer det er ein kul idé, og det er definitivt noko eg kjem til å ta ein titt på.

hva slag horn / bølgeleder er dette?

 

[Georgb]

hva slag horn / bølgeleder er dette?

Dette er ikkje ein "standard" hornprofil som JMLC, tractrix, OS eller liknande. Konturen er teikna i fusion og har blitt iterativt optimalisert (manuelt...) av meg ved hjelp av AKABAK. Ein ganske stor del av "midtpartiet" i bølgeleiaren er ein konstant radius, mens halsen og munninga ikkje er det. Med tanke på bølgeleiaren sin impedans og spreiing er det nok nærast beslekta OS, men med veldig gradvis terminering.

 

[Motorhome]

Har PHL 12'' som basselement. Har lang innspillingstid. Som 2-veis og 10'', så kan det akustiske senteret bli for stort ved den nødvendige delefrekvensen og enkelte diskant element. Har heller tenkt på et coax element. PHL har flere. Disse franske elementene har en høy kvalitet.

 

[trosse1]

Dette er ikkje ein "standard" hornprofil som JMLC, tractrix, OS eller liknande. Konturen er teikna i fusion og har blitt iterativt optimalisert (manuelt...) av meg ved hjelp av AKABAK. Ein ganske stor del av "midtpartiet" i bølgeleiaren er ein konstant radius, mens halsen og munninga ikkje er det. Med tanke på bølgeleiaren sin impedans og spreiing er det nok nærast beslekta OS, men med veldig gradvis terminering.

skulle vært artig å hørt Tad2001 i en slik profil, med en litt høyere deling en i normale horn,
hva blir dybden her, og bredden på lederen?

 

[Georgb]

Som 2-veis og 10'', så kan det akustiske senteret bli for stort ved den nødvendige delefrekvensen og enkelte diskant element.

Når du skriv "det akustiske senteret", meiner du Z-aksen eller Y-aksen? Offset i Z-aksen er uproblematisk, då delay mellom drivarane kan justerast med DSP.
Viss du tenkjar senter-til-senter avstanden på Y-aksen så kan du sjå på dei kommentarane eg har skrive over. Eg er kjent med problemstillinga, men det er ingenting som indikerar at det er eit særleg stort kompromiss i dette tilfellet.

Større koakselement er interessante, men det finst ikkje koakselement som har den graden av kontrollert spreiing som ein skikkeleg bølgeleiar har, dei er òg eit kompromiss når det kjem til bassmellomtoneapplikasjoner samanlikna med eit dedikert basselement (mindre slaglengde, noko lågare SD). I mange situasjonar er eg einig med deg i at koaks er eit godt alternativ, men det passar ikkje inn i måla for dette prosjektet som definert i post 1.

 

[Georgb]

skulle vært artig å hørt Tad2001 i en slik profil, med en litt høyere deling en i normale horn,
hva blir dybden her, og bredden på lederen?

Munninga har ein diameter på 295,65mm og bølgeleiaren er 86,25mm djup.
TAD2001 er ein søt kompresjonsdrivar. Når eg har teikna ferdig bølgeleiaren for produksjon kan eg gjerne sende ein STL slik at andre kan 3D-printa og testa om det skulle vera av interesse

Eg har òg ein frittståande aksesymmetrisk versjon av denne bølgeleiaren som er enno bedre enn når han er montert i eit kabinett (marginalt, men likevel). Det passa ikkje til dette prosjektet, men kanskje nokon her på sentralen er interessert i å prøva? Denne aksesymmetriske versjonen har ein rollover ved munninga til 180 gradar.

 

[tofter]

Hva vil optimalt virkeområde for denne være?

 

[trosse1]

Det hadde jo vært glimrende.
Har et par Stereolab 800 hz horn, de måler 29,5 B med en dybde på 27,5 cm
Tad driveren måler helt fenomenalt på aksen med dette hornet, faller ganske hardt 8000 hz off axis, ergo hornet er trolig for dypt?

personlig liker jeg Bliesma 34B i en bølgeleder bedre , men da er jo delingen gjerne en oktav høyere

 

[Georgb]

Hva vil optimalt virkeområde for denne være?

Det kjem litt an på. Spreiing på den frittståande utgåva ser slik ut (normalisert til 10 gradar):

Du kan sjå at me vert kvitt litt ripple som kjem på grunn av den ikkje ideelle termineringa frå bølgeleiar til kabinett. Spreiinga er nesten perfekt kontrollert til 1kHz før han vert litt breiare. Du kan fint møta ein 15'' så lågt som 600-700Hz med denne, om kompresjonsdrivaren kan handtera det (lite sannsynleg for ein 1'' hals).

Impedans til denne ser slik ut:

Den litt merkelege åtferden over 15kHz er nok berre eit meshproblem. Det er uansett ikkje mykje loading å finna under nokre kHz her, så all ekstra output frå denne waveguiden under det kjem frå den innsnevra spreiinga. Eg vil tru dei fleste 1'' kompdrivarar fint kan brukast til 1000-1200Hz på denne til heimebruk (altså situasjonar der 120dB+ ikkje er aktuelt).

 

[Georgb]

Det hadde jo vært glimrende.
Har et par Stereolab 800 hz horn, de måler 29,5 B med en dybde på 27,5 cm
Tad driveren måler helt fenomenalt på aksen med dette hornet, faller ganske hardt 8000 hz off axis, ergo hornet er trolig for dypt?

personlig liker jeg Bliesma 34B i en bølgeleder bedre , men da er jo delingen gjerne en oktav høyere

Frå det eg kan finna er dette eit tractrixhorn? Dei snevrar inn ganske kraftig høgt oppe, så det gjev meining. Eg gisser at denne innsnevringa er ein del av grunnen til at TAD-drivaren målar fenomenalt på lytteaksen. Med denne bølgeleiaren vil du definitivt få eit fall mot toppen til samanlikning på lytteaksen, men det er slikt ein har filtrering til (anten passivt eller aktivt).

Bliesma T34B er ein fin drivar, og i i ein typisk bølgeleiar vil han nok spre mykje breiare enn ein kompdrivar i eit tractrixhorn.

 

[tofter]

Det kjem litt an på. Spreiing på den frittståande utgåva ser slik ut (normalisert til 10 gradar):
Vis vedlegget 986813
Du kan sjå at me vert kvitt litt ripple som kjem på grunn av den ikkje ideelle termineringa frå bølgeleiar til kabinett. Spreiinga er nesten perfekt kontrollert til 1kHz før han vert litt breiare. Du kan fint møta ein 15'' så lågt som 600-700Hz med denne, om kompresjonsdrivaren kan handtera det (lite sannsynleg for ein 1'' hals).

Impedans til denne ser slik ut:
Vis vedlegget 986814
Den litt merkelege åtferden over 15kHz er nok berre eit meshproblem. Det er uansett ikkje mykje loading å finna under nokre kHz her, så all ekstra output frå denne waveguiden under det kjem frå den innsnevra spreiinga. Eg vil tru dei fleste 1'' kompdrivarar fint kan brukast til 1000-1200Hz på denne til heimebruk (altså situasjonar der 120dB+ ikkje er aktuelt).

Det ser jo unektelig veldig bra ut, bra jobba!
Hvis jeg får ut fingeren og får kjøpt meg en 3d printer en gang hadde det vært kult å prøve.

 

[Georgb]

Det ser jo unektelig veldig bra ut, bra jobba!
Hvis jeg får ut fingeren og får kjøpt meg en 3d printer en gang hadde det vært kult å prøve.

Takk skal du ha!
Det er nok ikkje hastverk, for å seia det slik. Eg kjem uansett ikkje til å dela filer før eg har bekrefta at simulasjonene stemmer for minst ein av bølgeleiarane (eg vert overraska om det er særleg avvik under 10kHz frå tidlegare erfaring, men ein veit aldri...). Om det skulle visa seg at bølgeleiaren funkar fint og du ynskjer å prøva ein kan eg sikkert printa ut eit sett til deg og senda deg for kostpris, bør ikkje kosta meir enn 2-3 hundrelappar for eit sett (+ eventuell frakt).

 

[tofter]

Det er raust, og et tilbud jeg gjerne takker ja til! Vi kan se an litt, kanskje er jeg er kommet så langt at jeg kan printe selv etterhvert.

Spent på fortsettelsen her!

 

[AleksanderMR]

Kan ikke huske å ha lest det noe sted her, men er tanken aktiv eller passiv drift av høyttalerne?

 

[Georgb]

Kan ikke huske å ha lest det noe sted her, men er tanken aktiv eller passiv drift av høyttalerne?

Ubestemt førebels. Det vert anten passivt filter med påkrevd global EQ eller heilaktiv. Å laga høgtalaren heilt passivt er i praksis ikkje mogleg.
Likar eigenleg tanken på ein passiv høgtalar som krev korreksjon, og det er utan tvil billegare enn å køyra aktivt, all den tid eg faktisk har ein forsterkar allereie. Parametrisk EQ er jo sjølvsagt gratis.

 

[AleksanderMR]

Veldig interessant prosjekt. Mye i retning av hva jeg har lyst at min neste høyttaler skal bli, men jeg har ikke peiling, så jeg er nødt til å kopiere noen. Kunne kanskje blitt en finfin stuehøyttaler med høyere kabinett hvor nederste del huser et subwooferelement?

 

[Georgb]

Veldig interessant prosjekt. Mye i retning av hva jeg har lyst at min neste høyttaler skal bli, men jeg har ikke peiling, så jeg er nødt til å kopiere noen. Kunne kanskje blitt en finfin stuehøyttaler med høyere kabinett hvor nederste del huser et subwooferelement?

Du tenkar altså å gjera han om til 3-vegs med meir kapasitet i bassen? Det ville absolutt vera mogleg. I eit slikt tilfelle trur eg den frittståande bølgeleiaren gjev deg den beste ytelsen, sidan du ikkje treng så mykje kassevolum til 10-tommaren. Meir attraktivt ser det sikkert òg ut.

 

[AleksanderMR]

Du tenkar altså å gjera han om til 3-vegs med meir kapasitet i bassen? Det ville absolutt vera mogleg. I eit slikt tilfelle trur eg den frittståande bølgeleiaren gjev deg den beste ytelsen, sidan du ikkje treng så mykje kassevolum til 10-tommaren. Meir attraktivt ser det sikkert òg ut.

Stemmer. Jeg har ikke noe særlig plass til frittstående subwoofer, så kan alt bygges inni ett er det ideelt. Skal uansett spent følge med på dette prosjektet videre.

 

[Georgb]

Eg innsåg at på grunn av korleis AKABAK gjer parallellprosessering er det faktisk mogleg for meg å simulera heile kabinettet med høgare oppløysing. AKABAK brukar ein logisk prosessor ("tråd") per frekvens, og kvar frekvens krev ei viss mengde minne mens han reknast ut. Til dømes kan det krevst 500MB per frekvens, med 32 trådar vil AKABAK då bruka 16GB RAM. Men kva om me seiar til AKABAK at det berre får lov til å bruka 16 trådar? Då vert det i staden berre 16 frekvensar som reknast ut parallelt, og minnebruken halverast. Kosten er at tida på å løyse simulasjonen aukar mykje.

Tidlegare denne veka bestemte eg meg for å prøva dette, og sette på ein simulasjon med litt over 15 000 meshelement og berre 3 trådar. Det funka som eit skudd, og etter 50 og ein halv time (!) spytta maskina ut eit resultat. Ein interessant ting er at prosessoren når mykje høgare temperatur med berre 3 trådar enn når alle trådar/kjerner er i sving, fordi dei kjernene som er i bruk klokkast mykje høgare og vert dermed mykje varmare. Kvar av dei aktive kjernene brukte i snitt ~16-17W på denne simulasjonen, samanlikna med kring 6-7W per kjerne i all-core load. Då får ein veldig mykje varme lokalisert på eit veldig lite område på prosessoren, som gjer at viftene kjempar for hårde livet for å kjøla ned. Snittemperatur låg på kring 85-90 gradar (termisk struping førekjem ved 90 gradar på denne prosessoren). Til samanlikning er snittemperatur ~70 gradar i all-core load. Eg trur ikkje dette er noko eg kjem til å gjera ofte, men det er interessant å vita at det er mogleg å gjera noko slikt når ein har avgrensa minne.

Nok datanerding, her er resultat normalisert til 10 gradar off-axis:

Ikkje noko sjokk her. Åtferda under 10kHz er meir eller mindre heilt lik som den tidlegare simulasjonen, men her får me eit betre bilete på kva som skjer over det. Det ser ut til å vera ein eller annan form for numerisk feil kring 17-18kHz, men utanom det ser responsen ut som ein kan venta til 20kHz.
Frekvensrespons normalisert til 10 gradar off-axis i 10 gradar inkrement (den raude linja på botn er energirespons):

Og vertikalt:

 

[Fenalaar]

Kanskje du skulle kaste et skråblikk på store AMT-drivere til diskant.

Beyma TPL150H og ESS AMT-1 kan deles lavt nok, har følsomhet og effekttålighet til prosjektet ditt.

Johan-Kr

 

[Georgb]

Kanskje du skulle kaste et skråblikk på store AMT-drivere til diskant.

Beyma TPL150H og ESS AMT-1 kan deles lavt nok, har følsomhet og effekttålighet til prosjektet ditt.

TPL150H: bølgeleiaren er for liten til dette prosjektet med tanke på spreiingskontroll lågt i frekvens, og han er alt for dyr. Likevel er det eit veldig fint element.
ESS sin AMT er òg for dyr (men ikkje like ille som TPL150H), og eg har ingen tru på spreiingskontrollen til denne. Det eg har funne av målinger på nett er skuffande. Eg er lite interessert i å punga ut 500 dollar for eit sett element som sannsynlegvis ikkje funkar til dette prosjektet.

Dei fleste andre store AMT-drivarar er òg alt for dyre.

 

[Georgb]

Dette prosjektet vert nok lagt på is ei god stund, diverre. Den gamle bærbare datamaskina mi er kring 7 år gamal og syng på siste verset, så 16 høvdingar fauk ut vindauget på ein ny (som eg håpar held i 7 nye år!). Samstundes er det trøbbel med både bil og mobiltelefon, så lommeboka vert nok endå tynnare snart. Eg vil likevel dela korleis den førebels tenkte løysinga vil sjå ut målemessig, etter det mykje gode samsvaret mellom simulasjon og røynda i 3-vegsprosjektet mitt.

Her er det altså deling kring 830Hz, med eit asymmetrisk filter (5. ordensfilter på bass og 4. ordensfilter på diskant). Gruppeforseinking er 0.7ms rett under delefrekvensen, som ikkje er høyrbart sjølv med testsignal (ifylgje alle studiar eg har lest om temaet, i alle fall). Loben mellom bass og diskant ved delefrekvens peikar svakt ned mot golvet. Bakgrunn for dette er at det ved 800Hz er mykje lettare å absorbera tak enn golv, så å ha ein jamn golvrefleksjon (utanom interferens/kamfilter så klart) verkar viktigare enn å ha ein lineær takrefleksjon. Kanskje eg tar feil.

Spinorama visar ein svakt aukande SPDI og ein nesten flat ERDI. Alt i alt ser prosjektet veldig lovande ut, så lenge det er mogleg å få ein 1'' kompdrivar ned til 830Hz. Det var det, no skjer det nok lite i denne tråden i ganske lang tid framover.

 

[Georgb]

Eg skal ikkje seie at dette prosjektet nærmar seg no, men eg kjøpte inn PHL 3411 og eit sett RCF CD350 (til testing, vert nok ikkje brukt i denne høgtalaren). Eg har sjølvsagt leika mykje med forskjellige bølgeleiarar/horndesign sidan sist innlegg her, men fekk endeleg sett saman og målt eit av desse i helga. Dette er ein frittståande aksesymmetrisk bølgeleiar med total diameter på 460mm, laga for ein 1'' kompresjonsdrivar. Obs: dette hornet vart målt noko nærare enn eg eigenleg burde, og rotasjonspunktet for målingene er litt feil. Totalt sett betyr det at målingene kan visa små feil, men eg hadde ikkje moglegheit til å gjera skikkelege målinger.

Denne bølgeleiaren er for stor til å brukast i dette prosjektet, men poenget med å testa var å sjå at målinger svarar til simuleringer. Målinger er vist frå 300-20kHz. Problem over 15kHz er på grunn av RCF CD350, ikkje bølgeleiaren. Målinger er normalisert til 10 grader off-axis. Gating 4,5ms (222Hz FFT bin width).
Bølgeleiaren:

Contour plot:

Normalisert off-axis frekvensrespons:

 

[Georgb]

Perfeksjonisten i meg vakna for nokre veker sidan, så no har eg arbeidd ein del med bølgeleiaren til denne høgtalaren. Han er framleis rund, men ikkje aksesymmetrisk (smalare spreiing vertikalt enn horisontalt), radius 150mm. Horisontal spreiing er rett og slett imponerande, døm sjølv:

Den tjukke uthevinga er -6dB. Legg merke til at han berre er simulert til 12kHz her. Eg kjem nok til å bruka BMS 5530ND og dela ved 800Hz. Då vert resultatet noko slikt:

Sjølv om den horisontale spreiinga her er meir konstant enn på den førre bølgeleiaren, så er det faktisk meir gradvis auke i SPDI og ERDI mot høge frekvensar sidan den vertikale spreiinga snevrar meir. Ein kan altså ha flat on-axis og konstakt horisontal spreiing (over 1kHz) men likevel få ein tilt nedover på predicted in-room response. Eg tykkjer det verkar til å vera ei god løysing.

Her er ein meir detaljert modell av bølgeleiaren simulert, for å gjeva ein betre idé om kva som skjer over 12kHz:

Ignorer alt under 12kHz her, det dykk ser i simulering lenger oppe er meir korrekt her, sidan den simuleringa er gjort med det faktiske kabinettet bølgeleiaren skal brukast i.

 

[Bergfinn]

Jeg trykker "like" fordi jeg blir imponert av ditt kunnskapsnivå.
Selv, skjønner jeg ikke mye av hvordan man skal skape slike greier selv.
Så jeg støtter meg på andres hjelp for å få til lyden jeg ønsker meg.

Har et par custom bølgeleder/horn på 60 cm diameter fra 800 til 9k.
Designet og laget med hjelp fra andre her på HFS.

 

[Snickers-is]

Jeg vet at Georg har med seg HOM i tankene i prosessen. Å oppnå et slikt resultat samtidig er svært imponerende og nærmer seg en teoretisk grense for hva som er mulig. Man kan bruke diffraksjon og plane flater for å få enda mer imponerende spredning men det går dramatisk ut over HOM, med det resultat at pinpointing forsvinner og det blir litt vanskelig å få frekvensresponsen til å høres riktig ut. Dette ser ut til å være det gyldne kompromiss på horn. Dessuten er ørene godt innstilt på å akseptere en veldig gradvis minkende spredning oppover. Skjer det brått er det derimot veldig uheldig.

 

[kjtl]

Ehem. Hva er HOM?

 

[Snickers-is]

Higher Order Modes. Det brukes for å beskrive avvik i formen på bølgefronten.