Beaming

[Audiodidakt]

Hei

Jeg har kikket litt på forskjellige elementer i 6-8-10" størrelsen for midbass-application, og hatt veldig fokus på spredningskarakteristikk vs. frekvens for å unngå "beaming".

Men hvor stor forskjell er det egentlig på en 6" eller 8" kontra en 10"? Når jeg eksempelvis ser på Seas sin Nextel 10"

http://www.seas.no/index.php?option=com_content&task=view&id=74&Itemid=98

så ser det da ut til at en i hvertfall i forhold til 30 grader følger bra opp til ca. 8000 hz (og 60 graderen opp til ca. 1800 hz). Når en uansett vel ikke vil ta et slikt element over 3000 Hz, og der dele bratt, så er kanskje ikke beaming et problem?

(Vennligst merk at jeg da ser bort fra oppbrytningene!)

Er da dette med "beaming" mindre vesentlig eller er det jeg som ikke kan lese grafer? 8)

 

[Kabeldragern]

Jeg kan ikke anbefale deg elementløsning, men du er inne på noe vesentlig; spredningskarakteristikk (beaming).

Akkurat det er den største hemmeligheten ved høyttalere etter min mening i tillegg til frekvens-lineære dynamikkegenskaper.

Spredningskarakteristikken både i vertikalplanet og horisontalplanet må være så lineær som mulig, helst mere enn de vanlige 30 grader.

 

[grelv]

Etter min erfaring er beaming i seg selv ikke noe problem. Poenget er at spredningskarakteristikken bør holdes mest mulig konstant over mest mulig av frekvensområdet. På den måten vil frekvenskarakeristikken for direktelyden og frekvenskarakteristikken for den indirekte (reflekterte) lyden være mest mulig lik.

Forenklet eksempel: Ta f eks en vanlig måte å konstruere 2-veis høyttalere på: en 8" mellombass og en dome-tweeter med en delefrekvens på 3000 Hz. 8-tommeren vil begynne å beame kreftig allerede ved 15-1600 Hz, og vil være nede i en spredningsvinkel på 50-70 grader ved 3kHz. Deretter ovetar dometweeteren, som ved 3 kHz stråler ut i bortimot 180 grader. I et rom med normale refleksjoner vil en slik høyttaler ha for lav totalenergi i området 1200-3000 Hz, og vil høres "mørk" ut, selv om den måler flatt "on axis". Frekvenskorreksjon gjennom eq vil ikke avhjelpe dette.

Et 3-veis system med f eks en 8-tommer bass og en 4-tommers mellomtone vil derimot kunne matche en øvre delefrekvens på 3-4 kHz med et spredingsmønster som er mye mer konstant. Brukes en 12- eller 15-tommers bassenhet, blir kanskje et 4-veis system veien å gå.

Eventuelt at en gjør det motsatte: beholder to-veis-konseptet, men med tweeter i 90-graders waveguide (kontrollert spredning!!) og deler ned mot en bassmellomtone som spredingsmessig matcher dette ved den valgte delefrekvensen.

Alle elementer beamer. Alminnelige runde og koniske elementer er i utgangspunktet omnidireksjonale -de sprer likt i alle retninger. Når de monteres på en baffel, vil spredningen gradvis reduseres til 180 grader for frekvenser høyere enn baffel-step-frekvensen. Deretter starter gradvis beaming ved en frekvens som stort sett er avhengig av elementets omkrets. (Ulik utforming av membran (flatt eller dypt) kan også ha betydning, men dette er relativt marginalt sammenliknet med avhengigheten av elementets størrelse).

Elementer sprer ca 90 grader (pluss/minus 45 grader) ved omtrent disse frekvensene:

15" - 950 Hz
12" - 1200 Hz
10" - 1450 Hz
8" - 1800 Hz
6,5" - 2200 Hz

Etter min mening er det lite poeng i å strebe etter veldig høy spredningsgrad for høye frekvenser. Lavere spredning gir mindre romrefleksoner, og gir som regel (etter mine erfaringer) bedre gjengivelse og perspektiv. Derfor liker jeg å bruke waveguides eller horn med 90 graders konstant spredning (constant directivity-horn). Jo større horn, desto lavere kan delefrekvensen legges: fortsatt med intakt, konstant spredningskarakertistikk. Da brukes store (gjerne 10 eller 12 tommer mellomtonehøyttalere). Da kan du klare å holde relativt jevn karakteristikk ned mot 800-1000 Hz.

For å kunne oppnå en kontrollert spredning for de lavere frekvensene, må høyttaleren nødvendigvis bli veldig stor - eller man må benytte andre spredningskontrollerende virkemidler (dipol, horn eller hjørnemontering).

Spredningskarakteristikk er en av de aller viktigste egenskaper i forhold til hvordan en høyttaler låter i et praktisk (altså ikke-ekkofritt) rom.

 

[KJ]

«Nærfelt» eller «fjernfelt»?

Ved nærfelt er homogen spredning av mindre betydning når HT «tunes» etter lytteaksen. Ved mer «normal» lyttavstand vil en homogen og kontrollert spredningskarakteristikk være av større betydning for opplevd klangbalanse (i kombinasjon med romet). Ved «normale» lytteavstander ville jeg ha lagt en del vekt på karakterisitkken mellom 30 og 60 grader EDIT evt med spredningskontroll (wave guide) på diskantelementet. Andre vesentlige faktorer er selvfølgelig oppbrytning, membran resonanser og forvregning m.v.

mvh
KJ

 

[grelv]

«Nærfelt» eller «fjernfelt»?

Enig. For nærfeltlytting (typisk studiohøyttalere plassert på miksebordet) har homogen (jevn) spredningskaraktersitikk liten betydning.

 

[Audiodidakt]

Toppers begge to!

(Jeg ser at jeg i det innledende innlegget skriver noe ala at "da er vel beaming av mindre betydning". Det var ikke helt det jeg mente - poenget mitt var at spredningskarakteristikken for de enkelte elementer nok har vært bedre enn jeg tidligere har trodd. Dette avhenger selvsagt hvor på skalaen man legger seg (15,30,45,60 grader), men jeg tror nok Grelv er inne på noe når han pleier legge seg på minst 45 grader.

(BTW Grelv, med referanse fra tidligere tråder, prosjektet mitt er p.t. Raal 150 (diskant), Volt 2504 eller Lambda TD10M midbass og JBL 2226H i bassrefleks. Håper å få så mange liter som mulig på JBLen men sliter litt i forhold til 140 liter. Over hundre skal jeg dog komme, ref WAF) Raalen er det foreløpige valg fremfor Beyma TPL-150 da den vertikale spredningen er vesentlig bedre (ønsker at både høye, middle og lave lyttere i sofaen skal få fullt utbytte )

 

[Audiodidakt]

Vi snakker "fjernfelt", (tror jeg da...) --> ca 3,5 til 4 meters avstand og skal forsøke å unngå særpreget / smal sweetspot! Må dele godene, må skjønne!

 

[KJ]

Hva er spredningskarakterisitkken på Raal 150? Hvordan er denne ift. tilsvarende fo rmellomtone ift. området omkring aktuelle delefrekvenser? Har du evt planer om å begrense spredningen på Raal 150 ift. overgangen mellom mellomtone og diskant?

mvh
KJ

 

[Audiodidakt]

Uten at jeg har papirene foran meg her på jobb vil jeg tro (vet) at Raalen har mye større horisontal spredning ved delefrekvens enn en 10" eller 8".

Blir dette et problem så lenge begge elementer treffer "samtlige i sofaen" off axis, samt også treffer sidevegger (slik at det blir tilnærmet like siderefleksjoner også)?

 

[grelv]

.......skriver noe ala at "da er vel beaming av mindre betydning". Det var ikke helt det jeg mente - poenget mitt var at spredningskarakteristikken for de enkelte elementer nok har vært bedre enn jeg tidligere har trodd....

Jeg tror at det å ha høy spredningsvinkel er av underordnet betydning i forhold til å ha den mest mulig konstant. Og jeg tror også at høyere spredning enn 90 grader (EDIT: altså pluss/minus 45) gjør at romforholdene lettere spiller negativt inn.

(BTW litt off-topic i forhold til trådtittel: Sikkert flotte mellomtoneelementer (som jeg ikke kjenner og kan gi råd om). Ta (for ordens skyld )også en titt på JBL 2123: http://www.jblpro.com/pub/obsolete/2123.pdf - finnes ofte på eBay.)

Og som foregående poster er inne på: hvilken delefrekvens mellomtone/diskant har du tenkt deg? Og passer RAAL'ens spredningsvinkel til en 10-tommer ved den frekvensen?

 

[grelv]

Uten at jeg har papirene foran meg her på jobb vil jeg tro (vet) at Raalen har mye større horisontal spredning ved delefrekvens enn en 10" eller 8".

Blir dette et problem så lenge begge elementer treffer "samtlige i sofaen" off axis, samt også treffer sidevegger (slik at det blir tilnærmet like siderefleksjoner også)?

Jeg ville (i utgangspunktet) se på det som problematisk, ja - utfra samme resonnement som det med 8-tommeren og domen ovenfor. Men hvor stort problemet er, kan jeg ikke si noe konkret om (kjenner ikke RAAL'en i det hele tatt). Hva er delefrekvensen egentlig? Kanskje du bør velge en 6-tommers mellomtone?

 

[KJ]

...
Blir dette et problem så lenge begge elementer treffer "samtlige i sofaen" off axis, samt også treffer sidevegger (slik at det blir tilnærmet like siderefleksjoner også)?

Hva det blir er vanskelig å si uten å ha prøvd. Men ... det kan bli utfordringer å få en god effektrespons over et bredt lyttefelt, når spredningen ikke er homogen (dette er også avhengig av avstand til sidevegger og øvrige akustiske karaktristikker). En stor del av oppfatningen av frekvensresponsen/tonal balanse i «normale» rom med «normal» lytteavstand kommer fra «difusfeltet»/romrefleksjoner - dvs HTs effektrespons - som tilsier at du bør ha en mest mulig kontinuerlig/homogen spredning omkring delefrekvensen. Dersom diskantelementet har vesentlig større spredning ved delefrekvensen enn mellomtonen, så kan det være fordelaktig å begrense spreningen på diskanten med en waveguide eller et lite horn.

mvh
KJ

 

[Audiodidakt]

Jeg antar at man kan bruke de verktøy ofte omtalt på diyaudio.com for å få beregnet en eller annen form for horn.

Problemet mitt er at jeg ikke ønsker begrense vertikal spredning mer enn den allerede er. Kan en eller annen form for horn/linseløsning applikeres kun i forhold til horisontalen. (Eksempelvis ved topp og bunn av diagrafen på diskanten ikke har horn, mens sidene har det?)

 

[KJ]

Jeg antar at man kan bruke de verktøy ofte omtalt på diyaudio.com for å få beregnet en eller annen form for horn.

Problemet mitt er at jeg ikke ønsker begrense vertikal spredning mer enn den allerede er. Kan en eller annen form for horn/linseløsning applikeres kun i forhold til horisontalen. (Eksempelvis ved topp og bunn av diagrafen på diskanten ikke har horn, mens sidene har det?)

Jeg fant ikke noe om RAAL 150, jeg fant imidlertid RAAL 140-15 (PDF-datablad), er disse rimelig like? Rent spekulativt tror jeg at en waveguide på et bånd på 140 mm, vil ha realtivt liten innflytelse på den vertikale spreningen da denne spredningen er begrenset av båndets lengde, og selv for ganske dyp innsetting av båndet ift. baffel og waveguide så vil fortsatt store deler av båndet ha en direkte spredningsvinkel som er upåvirket av waveguiden. Ift et bånd på 140X15 mm så er det mest nærliggende å lage en variasjon over en «bi-radial» waveguide, med ulike flanker/vinkler/radier for hhv den vertikale og horisontale spredningen. Uansett så må det evt. eksperimenteres en «del» for å få en god løsning.

mvh
KJ

 

[grelv]

Uansett så må det evt. eksperimenteres en «del» for å få en god løsning.

Det tror jeg også. Å få til en waveguide med et langt bånd, tror jeg i praksis blir fåfengt. Skal du bruke RAAL'en, tror jeg du trenger en mindre mellomtonehøyttaler enn 8".

 

[Audiodidakt]

Ooops - var Raal 140-15 jeg tenkte på;

I forhold til ønsket om å begrense horisontal spredning (slik at den blir mest mulig lik midbassen rundt delefrekvens) er kanskje Beymas TPL med waveguide interessant. Problemet er at den har enda dårligere vertikal spredning enn den ordinære TPL.

Jeg sitter for det meste i sofaen når jeg hører på musikk, så det er mulige jeg overdriver dette problemet, men jeg blir svært i tvil når jeg bl.a. leser de kommentarer som er i Asbjos supre tråd. (Han har falt ned på den ordinær TPL + en bakdiskant, jeg er litt usikker på hvor enkelt dette er å implementere. Derfor har Raalen virket som det optimale valg for meg, men jeg er som sagt i tvil, spesielt siden Derek (Overkill Audio) er klar på at Beymaen spiller i ringer rundt Raalen)

 

[KJ]

Ooops - var Raal 140-15 jeg tenkte på;

I forhold til ønsket om å begrense horisontal spredning (slik at den blir mest mulig lik midbassen rundt delefrekvens) er kanskje Beymas TPL med waveguide interessant. Problemet er at den har enda dårligere vertikal spredning enn den ordinære TPL.

Jeg sitter for det meste i sofaen når jeg hører på musikk, så det er mulige jeg overdriver dette problemet, men jeg blir svært i tvil når jeg bl.a. leser de kommentarer som er i Asbjos supre tråd. (Han har falt ned på den ordinær TPL + en bakdiskant, jeg er litt usikker på hvor enkelt dette er å implementere. Derfor har Raalen virket som det optimale valg for meg, men jeg er som sagt i tvil, spesielt siden Derek (Overkill Audio) er klar på at Beymaen spiller i ringer rundt Raalen)

TPL150H er interessant nok, men en horndybde på 80 mm var litt mer enn det jeg hadde i tankene i rabuleringen min over, nærmere 25-50 mm tenker jeg, dvs mer waveguide enn egentlig horn. Flankevinklene i for den veritkale spredningen på den TPL saken er jo 90 grader ... Den Beymasaken er kanskje uansett et eksempel på at det er mulig å få det til. Det er forresten litt vanskelig å sammenlikne vertikalspredningen mellom databladene til hhv RAAL og Beyma, beayma spesifiserer «beamwith» med -6dB (ref on axis) vs RAAl gir kurver for frekvensresponsen opp til 20 grader off axis. Et raskt øyekast så får jeg inntrykk av at TPL150 (uten H) faktisk har en del bedre vertikal spredning enn RAAL.

Et annet spørsmål er hvorfor du ønsker å dele så høyt som 3K Hz når du vurderer slike diskantelementer som antagelig kan fungerer ganske fint under 2K Hz (spesielt med waveguide/horn) ?

mvh
KJ

 

[Audiodidakt]

Beklager rotet KJ, dette er en tråd som er litt av og på og jeg skifter elementer fortløpende

Delefrekvensen på 3000 er dersom den minste Raalen skal velges. Jeg vil nok da ikke gå for noe større enn 8" og Jantzen Audios JA8008 er da den foreløpige kandidat (brukes av Troels Gravesen med stor suksess delt på 3000). Annet alternativ er den Beymaen som jeg har laget en tråd på i helgen, men ikke fått noen innspill på.

Ved den største Raalen kan det bli delt rundt 1500. Videre, ved valg av Beymaen kan en uten waveguide/horn dele rundt 1100 mens med waveguide/horn kan deles så lavt som 900. I disse tilfellene vil 10" bli sterkt vurdert: foreløpige kandidater er Volten og Lambdaen nevnt litt lengre oppe. (Volten leder, men det er nok mest av følelsesmessige synspunkter)

At Beymaen har bedre eller tilsvarende vertikal spredning som Raalen kommer som en stor overraskelse på meg, men jeg er ingen ekspert på dette. Mulig jeg ikke forstår de forskjellige frekvenskurvene. Håper noen (KJ eller andre) kan ta en avsjekk på dette for meg. Shinoettellerannet har en fantastisk kontruksjonstråd (LGT) på diyaudio hvor Raalen ble valgt pga den gode vertikale spredningen. Dersom Beymaen har tilsvarende eller bedre vertikal spredning er valget enkelt, ref. den større rekkevidde nedover.

 

[Rojoh]

Det vil sannsynligvis også ha litt å si på hvilken filtersteilhet du går for. Skal du dele bratt, så ville kanskje en mindre mid-bass vært gunstigere.

Mvh. Johan

 

[KJ]

...
At Beymaen har bedre eller tilsvarende vertikal spredning som Raalen kommer som en stor overraskelse på meg, men jeg er ingen ekspert på dette. Mulig jeg ikke forstår de forskjellige frekvenskurvene. Håper noen (KJ eller andre) kan ta en avsjekk på dette for meg. Shinoettellerannet har en fantastisk kontruksjonstråd (LGT) på diyaudio hvor Raalen ble valgt pga den gode vertikale spredningen. Dersom Beymaen har tilsvarende eller bedre vertikal spredning er valget enkelt, ref. den større rekkevidde nedover.

Ved nærmere ettersyn så var ikke databladene på noen av dem veldig lettleste eller lett forståelige. Det er også litt pø om pø hvordan spec egentlig er å forstå. Dersom Beyma oppgir «beamwith» som hele spredningsvinkelen fra off-axis til off-axis (vertikal), så er TPL150 (ex H) -6db ved +- 20 grader ved ca 5 KHz. RAAL 140-15D ser ut som den ligger omkring 93-94 dB on axis ved 5 KHz, og ca 86-87 dB ved 20 grader offaxis (vertikalt), dvs et fall på ca 6-8 dB. Jeg vil understreke ser ut som, da databladet her utydelig og har liten oppløsning på skjermen. Med alle mulitg forbehold om det aller meste. Rent logisk så bør den vertikale spredningen på RAAL og Beyma (uten horn) egentlig være kanske like da membranlengden er høvelig lik og den dominenernde faktoren ift. vertikal spredning.

mvh
KJ

 

[grelv]

At Beymaen har bedre eller tilsvarende vertikal spredning som Raalen kommer som en stor overraskelse på meg, men jeg er ingen ekspert på dette. Mulig jeg ikke forstår de forskjellige frekvenskurvene. Håper noen (KJ eller andre) kan ta en avsjekk på dette for meg. Shinoettellerannet har en fantastisk kontruksjonstråd (LGT) på diyaudio hvor Raalen ble valgt pga den gode vertikale spredningen. Dersom Beymaen har tilsvarende eller bedre vertikal spredning er valget enkelt, ref. den større rekkevidde nedover.

Enig med foregående poster at databladene er vanskelige å sammenlikne. Beyma oppgir spredning slik det er vanlig for proffelementer: beamwith i forhold til -6dB. Raal angir derimot dette slik det er vanlig for hifi-elementer: gjennom frekvenskurver målt på forskjellige vinkler off axis.

Sikkert er det imidlertid at ingen av dem har tilnærmelsesvis constant directivity innenfor sitt arbeidsområde, at begge har (i likhet med alle lange båndelementer) begrenset vertikal spredning, og at begge beamer: mest i vertikalplanet.

Beyma'en har det databladet som er lettest å lese. Modellen uten waveguide har en horisontal spredning på bortimot 150 grader ved 1 kHz, synkende til 100 grader ved 10kHz. Vertikalt er spredingen også bortimot 150 grader ved 1 kHz, og den synker til 20 grader ved 10 kHz. Det er kraftig beaming. Modellen med waveguide er mer kontrollert: horisontalt 100 grader ved 1 kHz, synkende til 80 grader ved 1,2 kHz og deretter konstant på 80 til over 10kHz. Det er bra. Vertikalt ikke fullt så bra: 100 grader ved 1 kHz synker til 20 grader ved 10 kHz - omtrent samme som versjonen uten waveguide (men med en penere kurve).

For å være konkret: Basert på databladene pluss litt intuisjon ville jeg uten tvil - når det angår spredningshensyn (andre parametre har vi ikke vurdert) - av disse 3 elementene valgt Beyma'en med waveguide, og delt den ved ca 1,5 kHz.

Da passer det best med en 10" mellomtone.

 

[Audiodidakt]

Med den erfaring med div. kompresjonshorn og andre løsninger Grelv (som har tilsvarende spredningskarakteristikk innbiller jeg meg);

Ville du ved anvendelse av TPL med horn i tillegg hatt en bakdiskant for ambience/romklang, ref. Asjbjos meget interessante prosjekt-tråd?

Mvh GIsle

 

[score]

Bruker selv Tpl-150H sammen med en Excel 8" mellomtone delt ved ca1500hz. Med denne løsningen vil jeg ikke si at jeg føler noe behov for bakdiskant idag. Når det kommer til den vertikale spredningen er det ikke noe problem for høye eller lave personer, men du hører godt at mye av lyden forsvinner når man reiser seg.

 

[Audiodidakt]

Score;

hvor langt sitter du fra høyttalerne?

 

[grelv]

Ville du ved anvendelse av TPL med horn i tillegg hatt en bakdiskant for ambience/romklang, ref. Asjbjos meget interessante prosjekt-tråd?

Med den begrensede vertikalspredningen disse båndelementene har, er en bakdiskant sikkert vel verd et forsøk. Det er uansett ingen stor risiko ved å prøve: en vanlig dome, et par delefilterkomponenter og etpar kvelder med lytting og tweaking. Delefrekvensen bør vel legges omtrent der Beyma'en begynner å beame for alvor: ca 3-4 kHz. Antagelig er et 1. ordens filter tilstrekkelig. Og hva polariteten skal være, kan vel ingen fortelle deg på forhånd: her må det nok eksperimenteres empirisk.

Jeg har selv ingen erfaring med bakdiskanter, men er enig i at det virker interessant. Mitt foretrukne høyttalerkonsept baserer seg på (store) diskant/mellomtonehorn med konstant spredning fra 5-600 Hz og opp. (Selv om jeg også har konstruert ganske vellykkede 4-veis systemer med dometweetere noen ganger). Kanskje jeg prøver en bakoverrettet kompresjonsdriver/horn en gang.

 

[score]

Score;

hvor langt sitter du fra høyttalerne?

Sitter ca 2,5 meter fra nå

 

[score]

Når det gjelder bakovervendt diskant så har man jo også muligheten til å sette beymaen i en åpen baffel, slik at man kan fjerne kammeret bak. Hvis jeg ikke tar feil vil man vel på den måten ha en dipol med en kun en diskant.

 

[Audiodidakt]

Ja Beymaen uten "trakt" kan settes i dipol og Stig Tangen har et interessant prosjekt gående på diyaudio.com. For å holde uniform spredningskarakteristikk bør nok da også midbassen stå i dipol.

For min del er problemet at bakveggen kommer såpass tett på høyttalerne at dipol nok ikke er aktuelt. (En evt. ambiencediskant vil bli rettet skrått oppover for å få lengre "bane" frem til øret slik at den ikke oppfattes som (ødeleggende) tidligrefleksjon)

 

[score]

Ja følger med der også med stor interesse Sliter litt med samme problemet som deg med tanke på bakvegg, men kan klare 160cm ut i rommet som er det jeg har ht idag. Tenkte å prøve meg på en åpen baffel høyttaler i ferien en gang.