Audiohobby.pl

Niskie podziały bas - środek

misiomor

  • 2094 / 5901
  • Ekspert
25-07-2008, 10:40
>> dodo, 2008-07-25 09:56

We wpisie z 2008-07-23 / 17:46 masz przemodelowane wychylenia dla obudowy zamkniętej filtrowanej i niefiltrowanej. Dla BR będzie znacznie gorzej niż dla niefiltrowanej OZ. Filtrowana obudowa zamknięta ma za to spore rezerwy - dlatego obniżanie f3 filtru highpass jest jak najbardziej do pomyślenia w układzie sub + monitorek gdyby chcieć podział poniżej tych 120Hz (skompensowane baffle steps sprawią że podział akustyczny będzie mniej więcej tam gdzie elektryczny).

Dlatego doradzałbym zatkanie BR i odfiltrowanie basu monitorkom przy połączeniu z subami.

Co do filtrów - z powodów bardzo podobnych jak opisane powyżej, najlepszą IMHO opcją jest albo (sub/sat)
 2nd/1st albo 4th/3rd. Płyna regulacja fazy przestrajanym filtrem all-pass IMHO może więcej zaszkodzić niż pomóc. Dokładniejsze symulacje dla takiego układu (sub + monitorek) mogę spróbować zrobić, ale najpierw chcę skończyć pasywną zwrotnicę dla szerokiej ścianki.

dodo

  • 6 / 5767
  • Nowy użytkownik
25-07-2008, 10:58
misiomor  >

monitorek chciałem odfiltrować  pasywnym  C-R  zaraz na wyjściu preampa , tak aby sygnał do ampa  , który  zasila monitorki już  ograniczony  został  do ok 80-100Hz

rozumiem , że trzeba by tak  dobierać  wartości   w filtrze aktywnym , aby wybrana częstotliwość  podziału zapewniałą  możliwie  zbliżoną  zgodność fazową  suba  i monitorka  przynajmniej  2 oktawy  w górę i w dół od   cz. podziału ?

abuq1

  • 51 / 5901
  • Użytkownik
25-07-2008, 12:25
>> dodo, 2008-07-25 09:56:21
pytanie do wszystkich , gdzie można znaleźć wzacniacz do suba z filtrem LP 24dB L-R , i płynnym układem korekcji fazy przynajmniej 0- -180st

 dwa wpisy nad twoim ;]

misiomor

  • 2094 / 5901
  • Ekspert
25-07-2008, 12:55
>> dodo, 2008-07-25 10:58

Podziały sub - sat w typowych przypadkach robi się tak, że suba filtrujemy lowpassem 2nd LR @ fx a monitorki - highpassem 1st @ fx*1.4. Oczywiście polaryzacje powinny być efektywnie odwrotne. Tak zrobione są podziały w kartach dźwiękowych, przynajmniej tych które mierzyłem osobiście.

Można rzecz jasna przesuwać nieco f3 filtru 1st w zależności od położenia rezonansu monitorka (jego fc) względem podziału (fx) jak również dobroci monitorka (jego Qtc) ale to wymaga symulacji pod konkretny przypadek.

misiomor

  • 2094 / 5901
  • Ekspert
25-07-2008, 21:52
No to teraz modelujemy zwrotnicę pasywną. Pierwsze podejście może wyglądać tak - próbujemy powtórzyć zwrotnicę aktywną pasywnie a więc:

Woofer - podręcznikowy filtr zbliżony do 2nd LR @ 120Hz liczony pod obciążenie 3.3ohm a więc 8.2mH i 200uF. Do tego notch i kompensacja indukcyjności którymi jednak zajmiemy się później, po dopracowaniu zakresu niskotonowego. Na razie zakładamy że indukcyjność jest skompensowana.

Średniak - trzeba go z\'atenuować o te 6dB więc robimy L-pad na opornikach mocy: 6ohm równolegle i 3ohm szeregowo. W ten sposób peak impedancji się trochę wypłaszczy, następnie filtrujemy 1st @ 170Hz a więc 156uF.

misiomor

  • 2094 / 5901
  • Ekspert
25-07-2008, 21:53
No i od razu cisną się na klawiaturę niecenzuralne słowa.

Co się stało? Ano niestety niewinny filtr 2nd order ”stanął dęba” na górnym, pojemnościowym zboczu rezonansowego peaku impedancji woofera. Częstotliwość odcięcia filtru (120Hz) jest blisko rezonansu głośnika w obudowie (36Hz) do tego dobroć Qtc jest niezbyt wysoka przez co peak impedancji robi się szeroki. Średniak niewiele lepiej - L-pad trochę pomógł ale "kolano" jednak jest. Wychylenie maksymalne zwiększyło się do prawie 4mm, zupełnie zresztą bezproduktywnie skoro absolutna większość SPL wypadkowego przy tych 70Hz pochodzi od woofera.

Tak to czasem bywa jak się stosuje podręcznikowe filtry na niepodręcznikowych obciążeniach.

Teraz trzeba się zastanowić nad możliwymi do podjęcia krokami zaradczymi, 5dB górka na basie jest poniżej krytyki, choć bywają producenci wypuszczający takie a nawet gorsze ”kwiatki” na rynek. Chyba że ktoś ma przy tych 65 - 70Hz antyrezonans pomieszczenia - taka kolumna może być właśnie dla niego...

Pierwsze rozwiązanie, ”czołgowe” to kompensacja obu rezonansów. Sprawi ona że filtry pasywne upodobnią się zachowaniem do aktywnych i charakterystyki będą jak w pierwszej symulacji zwrotnicy aktywnej. Celem określenia dokładnych wartości należałoby zmierzyć przebiegi impedancji. Tym niemniej wstępne szacunki można zrobić na papierze - należy przygotować się na wartości elementów rzędu:

- średniak Ccm = 440uF, Lcm = 10mH, Rcm = 8ohm

- woofer Ccw = 1750uF, Lcw = 11mH, Rcw = 4ohm

Indukcyjności - jeszcze do przeżycia zwłaszcza że mają w szereg spore oporności których część mogą stanowić uzwojenia cewek. Z kondami nie jest jednak tak wesoło - elektrolity z czasem wyschną i odstroją układ, dlatego polipropyleny są w tym miejscu wskazane. Dla średniaka da się to jeszcze jakoś wytrzymać (ok. 230PLN za 440uF cross-cap’ów - powiedzmy że 330uF, 2*33uF i trochę drobiazgu do dostrajania), o tyle dla woofera już raczej nie, ok. 1000PLN za kompensację - taniej można mieć aktywny moduł. No chyba że ktoś się uprze, pocieszeniem może być wtedy fakt że niektórzy audiofile wydają znacznie więcej na kable a nawet sieciówki. Można też zastosować bipolarne elektrolity o odpowiedniej wytrzymałości prądowej i napięciowej i co kilka lat kontrolować przebieg impedancji kolumny (w ten sposób sprawdzać można tylko kompensację rezonansu woofera).

W przypadku woofera jest jeszcze drugi problem, objętość obudowy jest zbliżona do Vas przez co zawieszenia stanowią istotną część ”sprężyny” na której zawieszona jest masa ruchoma. A niestety podatność zawieszeń głośników zmienia się z wygrzewaniem jak i poziomem wysterowania - dla większych sygnałów rezonans się obniża. Dla średniaka nie jest to duży problem jako że Vb jest znacznie mniejsze niż Vas jak również rezonans leży w zakresie zaporowym filtru tak więc wysterowania w tych okolicach są i tak małe.

Dlatego też w przypadku pasywnej zwrotnicy kompensacja rezonansu średniaka jest ze wszech miar wskazana, dla woofera raczej nie. Trzeba sobie z tym jakoś inaczej poradzić.

W następnym odcinku zastanowimy się nad możliwymi rozwiązaniami powstałego problemu, w ramach koncepcji zwrotnicy pasywnej bez kompensacji rezonansu woofera.

misiomor

  • 2094 / 5901
  • Ekspert
26-07-2008, 21:14
Pierwsze rozwiązanie - zmniejszamy tłumienie na L-pad\'zie średniaka i próbujemy dociągnąć nim do tej rezonansowej górki zwiększając konda filtrującego. Niestety zaczynamy w ten sposób mocno przeciążać ten głośnik termicznie, dlatego można też nieco podwyższyć fc filtru woofera, co zmniejszy zresztą podbicie przy 70Hz.

Przykładowa konfiguracja - Fc filtru woofera (ciągle 2nd LR) równe 150Hz (6.8mH rdzeniowa toroidalna dużej mocy i 163uF), Średniak - kompensacja RLC oraz Rp=12ohm i Rs=2ohm a filtr - 1st @ 140Hz a więc 190uF. W ten sposób na charakterystyce samego woofera maximum obniżyło się o prawie 1dB pomimo niewielkiej w sumie zmiany częstotliwości odcięcia filtru. Rezonansowa górka na SPL wypadkowym zmniejszyła się do ok. 1.5dB (z początkowych 5dB) względem poziomu przy 200 - 300Hz a cała charakterystyka znowu łapie przyzwoitą tolerancję. Efektywność wzrosła do ok. 86dB a więc o 3dB w stosunku do pełnej 6dB kompensacji baffle step w zwrotnicy z kompensacją obu rezonansów (pasywne naśladownictwo zwrotnicy aktywnej). Ucierpiało oczywiście zejście basu (względem średniej efektywności) a także równowaga obciążeń termicznych.

Maksymalne wychylenie średniaka (dla wysterowania całej kolumny równego 33V RMS co daje 22V RMS a więc 80W RMS na średniaku po atenuacji L-pad\'em) wzrosło do ok. 3mm a więc ciągle w normie. Bez kompensacji RLC byłoby niestety już na poziomie ponad 5mm pomimo obecności L-pad\'a wypłaszczającego impedancję. Co może być przestrogą dla kombinujących z odcinaniem monitorów od dołu pasywnie samym kondem - tutaj przy f3=140Hz i obecności L-pada wychylenie jest już na poziomie Xmax (a dla ciekawych - bez L-pad\'a byłoby 8mm, cały czas przy 80W RMS na głośniku). Wykresy wychyleń są podobne do już prezentowanych, dlatego ich nie zamieszczam tylko podaję wartości maksymalne.

Ta charakterystyka jest na tyle dobra że można zaprezentować też wykres impedancji kolumny w zakresie basowym. Minimum impedancji ma niestety tylko 2.4ohm - znowu efekt oddziaływania filtru pasywnego z pojemnościowym zboczem rezonansu basowca. Bez silnego pieca nawet bym nie podchodził do takiej kolumny.

Jest już w miarę dobrze choć z pewnymi ograniczeniami. Są jeszcze inne możliwości manewru, o których w następnym odcinku.

misiomor

  • 2094 / 5901
  • Ekspert
27-07-2008, 10:06
Skoro problem jest z rezonansowym oddziaływaniem filtru z impedancją woofera, spróbujmy nieco stłumić ten rezonans dając cewkę o wyższym RDC. Zamiast toroidalnej 6.8mH 0.1ohm dajmy powietrzną drutową 6.8mH 1.6mm 0.8ohm (do kupienia w cenie podobnej do cewki toroidalnej dużej mocy). Rezultat - "kolano" praktycznie zniknęło, można nawet zwiększyć nieco tłumienie L-pada średniaka, powiedzmy że do poziomu efektywności ok. 85dB a więc 9ohm równolegle i 2.4ohm szeregowo. Zmniejszamy też konda filtrującego średniotonowca - do początkowych 156uF co z powrotem zredukuje wychylenia tego przetwornika. Zostawiamy kompensację rezonansu średniotonowca - ona pomaga w wychyleniach w sposób ewidentny.

Rezultat - charakterystyka się bardzo ucywilizowała, rezonansowa górka ma ok. 0.5dB, całość jest znacznie bliższa "wzorcowym" charakterystykom kolumny aktywnej niż można się było spodziewać po ujrzeniu pierwszych symulacji pasywnej zwrotnicy. Kształt SPL samego woofera jest łagodniejszy, ze słabiej zaznaczonym szpicem przy 70Hz - własności w stanach nieustalonych powinny być lepsze. Minimum impedancji - wzrosło do 3ohm (mimo wszystko jednak ciągle poniżej Re woofera) co oznacza radykalne poszerzenie gamy wzmacniaczy możliwych do zastosowania z taką kolumną.

Morał z tego płynie - nie zawsze zmniejszenie rezystancji cewki szeregowej w filtrze woofera polepsza własności kolumny w okolicach rezonansu. A kolumna pasywna może mieć większą efektywność przy słabszym zejściu niż aktywna albo naśladująca ją pasywna z kompensacją obu rezonansów...

Jakie są jeszcze możliwe ruchy w ramach tej konstrukcji? Można próbować tłumić rezonans woofera wypychając jego komorę watą, gąbką albo innym podobnym materiałem (jako np. ostatnia deska ratunku gdyby zawieszenia były znacznie sztywniejsze niż w katalogu i rezonans podjechałby w górę). Ja jednak dla siebie bym czegoś takiego nie robił i modelował tego nie będę.

Podsumowując - przy niskich podziałach bas - środek warto rozważyć zastosowanie do tego podziału filtrów aktywnych i końcówek mocy optymalizowanych pod przetwarzane zakresy i podłączone przetworniki - mocna i stabilna ale niekoniecznie szybka na dół, za to na środek i górę szybkość i finezja przy nie za wysokiej mocy. W ten sposób z punktu widzenia systemu jako całości osiągamy najlepszy stosunek jakości do ceny. Jeżeli jednak ktoś byłby bardzo przywiązany do idei przetwarzania całego pasma przez jeden wzmak, są sposoby na zrobienie zwrotnicy pasywnej w sposób sensowny, jednak duży woofer w takiej sytuacji wymaga bardzo solidnego pieca.


Temat konstrukcji 3-way z szeroką ścianką i niskim podziałem jest chyba przerobiony dość solidnie - prosiłbym o krytyczne komentarze jak również sugestie odnośnie ciągu dalszego jeżeli jeszcze nie wypłoszyłem ostatnich czytelników nadmiarem technicznego ględzenia.

Krs47

  • 1037 / 5899
  • Ekspert
27-07-2008, 12:52
Misiomor ciężko mi o krytykę, bo to co widzę to najpierw problemy a potem wzorowe ich rozwiązanie ;)
Finalnie rzeczywiście zwrotka pasywna bardzo zbliżyła się charakterystyką wypadkową do wersji aktywnej i myślę, że z 500w Audiomatusem można spokojnie strartować do napędzania takich potworków.

W kwestii sugestii rozwoju symulacji mam już kilka pomysłów. Poza wykorzystaniem wooferów Seasa na basie (L26 lub 2x22cm) przyszło mi do głowy jeszcze jedno ciekawe rowiązanie. Zawsze bałem się kolumn 4-ro i więcej drożnych aczkowiek bardzo ciekawe wdaje mi się przemodelowanie podobnej do Twojej kolumny 3way z tego wątku z dużym basowcem, 7 lub nawet 8 calowym średniakiem oraz połączeniem Daytona RS52 z małym neodymowcem na górze.

Wiem, że 4 drogi brzmią "groźnie" aczkolwiek taka konfiguracja jest w dużej mierze podobna do klasycznego 3way z tą różnicą, że na górze zamiast jednej kopułki mamy 2 co pozwala na znaczącą poprawę charakterystyk off axis oraz bardziej zaawansowaną optymalizację przetworników pod przetwarzany zakres. Podział środek/góra jest IMHO nadal kompromisem w 3way między tolerancją dla roznących zniekształceń średniaka na wyższym środku a ochroną kopułki przed przeciążeniem aplitudowym.

Z Daytonem duży 7-8calowy średniak byłby użyty w optymalnym dla siebie zakresie....

Jestem ciekaw co o tym sądzisz ;)

misiomor

  • 2094 / 5901
  • Ekspert
27-07-2008, 13:55
>> Krs47, 2008-07-27 12:52

Zwrotnica pasywna - nawet finalna wersja ma jednak słabsze zejście niż aktywna. Co zresztą nie dla wszystkich musi być wadą...

4 drogi - też myślałem o tym, choć niestety podziały niższy środek -> wyższy środek oraz wyższy środek ->  góra są raczej poza możliwościami prezentowanej metody symulacji baffle step i dodawania roll-offs obudów.

Tak jak to tutaj liczyłem, ER18RNX zgrywa się mocowo dość dobrze z RSS315HF-4. Dlatego 4-way mogłoby być np. na RSS390HF-4 w 100dm3 OZ, tym niemniej symulacja czegoś takiego nie wniosłaby dużo do tematu - pojawiłyby się te same problemy które należałoby w podobny sposób rozwiązać. Co nie znaczy że nie mogę przeprowadzić symulacji dla innnego zestawienia przetworników (żeby jeszcze poeksplorować zaprezentowaną metodologię symulacji) - ale jednak bliżej życia, 4-drożne behemoty na RSS390HF-4 będą za duże do pomieszczeń posiadanych przez 99% audiofili i melomanów w Polsce. A jak ktoś ma takie pomieszczenie to raczej nie będzie się bawił w DIY tylko kupi coś firmowego.

Krs47

  • 1037 / 5899
  • Ekspert
27-07-2008, 16:07
Powiem inaczej, chodzi mi po glowie modyfikacja konstrukcji ZDT3.5 Zapha. Górę zostawiamy bez zmian, ewentualnie szmacianego Daytona zstępujemy metalowym Seasem i robimy drobne modyfikacje L-padu. Dalej zamist górnego RS180 dajemy np. ER18RNX a zamisat dolnego woofera wrzucamy np 2xL22RF4X/P.

Między ER18RNX a L22RF4X/P robimy podział na podobnej zasadzie jak w Twojej symulacji 3way a u góry właściwie specjalnie wiele nie powinno się zmienić. Można nawet zostawić tego górnego Daytona bez zmian poza dołożeniem dodatkowych basowców i przycięciem go od dołu. Szerokość frontu wystarczy powiększyć o jakieś 1-1,5 cm, więc dyfrakcje dla kopułek i średniaka nie powinny ulec znaczącym zmianom. Czy taka konstrukcja nadal wymagałaby bardzo dużych odległości dla poprawnego sumowania?

Krs47

  • 1037 / 5899
  • Ekspert
27-07-2008, 16:09
Ewentualnie ze względu na mniejszą szerokość frontu i wyżsżą efektywność sekcji basowej możnaby trochę przesunąć podział bas/niski środek wyżej. Z tym, że wtedy odchodzimy juz od koncepcji będącej tytułem tego wątku...

Coś chyba za bardzo kombinuję ;)

Krs47

  • 1037 / 5899
  • Ekspert
27-07-2008, 16:18
Ok już sam stwierdziłem, że przekombinowałem z tą 5-cio głośnikową choinką ;)
Jeśli masz jeszcze ochotę pomodelować chętnie trochę się dowiem na temat optymalnej kombinacji 3way na Seasach, o których wspomniałem w moim watku, czyli 27TBFC/G+ER18RNX+L26RFX/P (lub 2xL22RF4X/P albo CD22RN4X).

misiomor

  • 2094 / 5901
  • Ekspert
27-07-2008, 20:48
>> Krs47, 2008-07-27 16:18

Po pierwsze - dwa 22cm mogą dać "efekty specjalne" przy niskim podziale pasywnym, zwłaszcza że ich Fs/Qts jest sporo wyższe niż u RSS315HF-4 tak więc albo rezonans Fc będzie wyższy albo dobroć Qtc - niższa (i peak rezonansowy szerszy).

L26RFX/P - też ma wyższe Fs/Qts niż Dayton (choc jednak niższe niż woofery 22cm). Poza tym - możliwości mocowe limitowane termiką dla L26 to ok. 0.4W (0.34% i 125W) wobec 0.8W (0.21% i 400W) dla Daytona - przez co podział z ER18RNX mógłby być nawet niżej, zwłaszcza że Seas "skończy się" prędzej również w kwestii wychylenia objętościowego. Dlatego też przy pasywnym podziale spodziewałbym się jeszcze cięższej walki z filtrami niż w przypadku Daytona albo po prostu trzeba by przesunąć podział wyżej i zgodzić się na nierównowagę kompresji termicznej na środku (mniejsza) i basie (większa) - co nie musi być do końca złe, skoro do pewnego stopnia kompensuje charakterystykę czułości ucha.

Dlatego też nie wiem czy jednak mniejszy średniak, wyższy podział i obudowa z solidną kratownicą nie byłyby lepszym pomysłem, choc wariant z ER18RNX nie jest też całkowicie bezsensowny.

misiomor

  • 2094 / 5901
  • Ekspert
28-07-2008, 11:46
>> Krs47,

Zdecyduj się na konkretną geometrię przodu (szeroka ścianka dla całości czy też może węższa dla średniaka i gwizdka) a ja przesymuluję i zobaczę co się da zrobić z pasywną zwrotnicą.