Tynne høyttalerkabinetter, BBC-style

[saschagabor]

Jeg er så smått i gang med et par nye kabinetter til mine SEAS fulltoner (skal testes med både Exotic og FA22). Det blir i hovedsak for å ha noe å putle med, så jeg regner med jeg kommer til å ta meg god tid med byggingen.

Kabinettet skal bygges i 9 mm bjørkefinér, på et skjelett av 21mm glattkant i bøk. Det kommer til å gå med en del bitumen, for å få ned resonansfrekvensen i veggene, samt en del F13 filt. Element, samt baffel og bakplate skal festes med messingskruer. Element og bakplate med maskingjenger, for å minke slitasje ved testing av dempemateriale og annet.

Platene er bestilt ferdig kappet, satser på å få dem i neste uke. Så blir det å finne glattkant i bøk. Trenger både 15*21 mm (stofframme) og 21*21 mm (skjelett).

Brutto volum blir på 52 liter, noe som gir netto volum rett i underkant av 48 liter. Det skal monteres en aperiodisk ventil, noe jeg har tro på at vil fungere bra i et tynt kabinett. Trykket minkes betraktelig, noe som også gjør at veggene eksiteres tilsvarende mindre.

 

[saschagabor]

Dette er arbeidstegningen av kabinettet. Holder på med en tegning som viser plassering av demping mm. Dimensjonene er forøvrig etter ´det gyldne snitt´.

 

[saschagabor]

Noen artikler fra BBC om høyttalerkabinetter, spesielt den første er verdt å bruke litt tid på:

http://downloads.bbc.co.uk/rd/pubs/reports/1977-03.pdf
http://downloads.bbc.co.uk/rd/pubs/reports/1976-29.pdf
http://downloads.bbc.co.uk/rd/pubs/reports/1983-10.pdf
http://downloads.bbc.co.uk/rd/pubs/reports/1979-22.pdf

 

[saschagabor]

Nå er endelig filten sendt. Filten kommer i litt forskjellige tykkelser, den tykkeste jeg har bestilt denne gang er 1/2" (12,7 mm). Sist jeg brukte filt fant jeg ut at det var likegreit å heller kjøpe ruller til innvendig bruk, ettersom det er enklere å jobbe med enn matter på 12" x 12". De fleste er bestilt med lim på baksiden.

Finérplatene lar derimot vente på seg, og det er jo tross alt de som skal til pers først...

 

[OAlex]

Jeg digger slike tråder. Følger med. Skal bygge høyttalere selv etterhvert.

Mvh Ola

 

[gormj]

Alltid imponert over de som setter i gang med høyttalerbygging. Leste konklusjonen i den første artikkelen, og fikk med meg at finerplater er gunstig. Men hvorfor tynne (9mm) plater? Kostnad? Kan du gi en kort forklaring (for de av oss som ikke orker å lese alle pdf-ene)?

 

[saschagabor]

BBC har gjort en del forsøk hvor de har testet hvor egnet forskjellige materialer er til høyttalerkabinetter. La det være sagt, først som sist, at de selvfølgelig har vektet noen faktorer mer enn andre. For eksempel vekt, spesielt i forbindelse med mobile studioer. De har heller ikke testet MDF, som ikke var særlig utbredt på den tiden. (Jeg vet at blant annet Harbeth har gått over til å bruke MDF i senere tid).

Gjennom lyttetester og målinger kom de frem til en del kriterier for når panelresonansene er hørbare (se figur 12 i den første artikkelen - 1977-03).

Tynne plater vibrerer med en lavere frekvens, samt at de lagrer mindre energi. Når man i tillegg limer myke og tunge plater (bitumen eller lignende) på disse tynne platene, så senker man resonansfrekvensen ytterligere (vibrasjonene blir omdannet til varme). Resultatet er en metode som er stikk motsatt av den nå vanlige aksepterte retningen, hvor man forsøker å flytte platenes resonansfrekvens lengst mulig opp i frekvens.

Ta også en liten titt på figur 13 og 14 i samme artikkel. De har bygget to like store kabinetter (ytre dimensjoner), eneste forskjell er veggtykkelsen. 9 mm VS 18 mm. Ut fra de tidligere kriteriene (figur 12) ser vi at dersom begge kabinettene får samme mengde dempemateriale (figur 14), så oppfyller ikke det tykkeste kabinettet disse.

Dersom man hadde kjørt på med masse avstivning av det tykkeste kabinetter, så hadde resultatet nok sett anderledes ut, men det hadde samtidig også resultert i vesentlig tyngre kabinetter.

Jeg prøver ikke på noen måte å promotere tynne kabinetter, men jeg har lyst å teste det ut, jeg tror det kan ha noe for seg. Det vil kunne bli hakket rimeligere å bygge tynne kabinetter, men jeg tror egentlig ikke det er så altfor mye å spare når man tar med det innvendige listverket og de obligatoriske bitumenplatene i regnestykket.

 

[saschagabor]

Det ser ut som det får bli lister i furu denne gangen, fant ikke bøk. Dersom noen kjenner til kilder til glattkantlister i bøk i Bergensområdet, så setter jeg pris på tips

 

[gormj]

Har du prøvd Norebo AS, Nyborg, Bergen? (http://io.no/info/norebo-a-s-554294/hjemmeside). Under heltre har de noe de kaller Bøk 1" og Bøk 2". Selv bor jeg i Trondheim, så det det er mulig jeg er på feil jorde.

 

[saschagabor]

Det har jeg ikke, skal definitivt få sjekket det ut. Takk for tipset! De hadde mye flott der, så får bare håpe at de selger til privatkunder også

 

[saschagabor]

I dag var endelig platene ferdig kappet og klar til henting. Ifølge kjøkkenvekten veier platene 1425, 1075 og 665 gram, noe som skulle tilsi at vekten på et kabinett blir 6330 gram. Selvfølgelig før listverk, bitumen, element, osv. Dette blir med andre ord langt fra historiens heftigste kabinetter

 

[saschagabor]

Jeg har regnet litt på det, og dersom man hadde laget samme kabinett i 18 mm med litt avstiving, så hadde det blitt cirka samme pris. Hadde man derimot droppet bitumenplatene i den tykkere utgaven, så hadde det vært mulig å presse prisen ned noen få hundrelapper.

Bitumenplatene er nå klar til bruk, og fikk i den anledning også en tur på vekten. Avhengig av om baffel også får litt bitumen, så ligger blir vektbidraget enten rett over 3 kg eller nesten 3,4 kg. Veggene dekkes ikke totalt av bitumen, BBC utførte nemlig også tester på dette. De fant ut at man kunne redusere veggdekningen med opptil 30% uten at det utgjorde særlig forskjell.

Det kan nevnes at topp og bunn får dobbel bitumentykkelse, mens resten av platene får litt ekstra rundt midtpunktet. Det er viktig å gi litt ekstra til de minste platene, ettersom disse i utgangspunktet vil resonere med en god del høyest frekvens enn de større platene.

Total vekt, inkludert elementer og det hele, ser ut til å bli rundt 15 kg.

 

[saschagabor]

Har du prøvd Norebo AS, Nyborg, Bergen? (http://io.no/info/norebo-a-s-554294/hjemmeside). Under heltre har de noe de kaller Bøk 1" og Bøk 2". Selv bor jeg i Trondheim, så det det er mulig jeg er på feil jorde.

Dessverre var det hele planker som var 1" tykke, men 5" brede. Jeg fikk kjøpt nok til å kappe opp de listene jeg trenger, samt tatt høyde for svinn. Det ideelle hadde selvfølgelig vært ferdige lister, men jeg vil heller prioritere å holde meg til BBC anbefalinger, hvertfall i første omgang. Takk for tipset.

Jeg har også bestilt M5 i messing av denne typen:
http://www.ezlok.com/InsertsWood/hardWood.html

 

[Vidar P]

Fabelaktig tråd Sascha! Utrolig morsomt å lese om noen som legger sunt rasjonale bak sine valg ved selvbygg!

Det var (er) jo et svært audiomiljø rundt BBC og assosiert med de i UK, og de var ikke på bærtur på noe vis.  Tvert om blir man mektig imponert over kunnskapsforrådet deres, grundigheten og evnen til i det hele tatt å ta slike ting så alvorlig. Og at de legger ned så mye ressurser i alle ledd. De kunne jo gjort som de fleste andre… bare kjøpe inn sine monitorer.

Liten kommentar til dette med bitumen (og valg av trematerialer som f.eks bøk også), så er vel nøkkelord "indre demping" heller enn masse. Tror du ikke?

 

[saschagabor]

Indre demping er definitivt et nøkkelord.

Bitumenplatene benyttes fordi de tilfører ekstra vekt til veggene, og dermed senker resonansfrekvensen. Det er derimot bare én del av oppgaven. Materialets egenskaper gjør også at de absorberer vibrasjoner og omdanner disse til varme.
For å ikke tilføre mer vekt enn nødvendig, men likevel oppnå ønsket resultat, så utførte BBC eksperimenter med det mål å finne ut hvor mye slikt dempemateriale de faktisk behøvde. De var tross alt også interessert i å lage høyttalerne lettere, dersom mulig.

I et (dårlig) forsøk på innsparing forsøkte den ene produsenten seg på å bruke parana (også kalt Brasiliansk furu) til det innvendige listverket. Forskjellen ble oppdaget av BBC, og de gjorde målinger for å belyse funnet (se figur 8 og 9 i 1977-03). Det mykere treverket gjorde at baffel og bakplate ikke ble avkoblet til resten av kabinettet på samme måte, og resulterte dermed i en hørbar peak på rundt 350 Hz.

Matrialenes egenskaper er definitivt viktig, spesielt når man forsøker å jobbe på lag med dem, ikke mot dem.

Fallhøyden er nok definitivt større ved å gå for en slik løsning, men jeg håper at hvis jeg følger BBC sine retningslinjer, så vil det bare dreie seg om tune kabinettene riktig. Dersom det er noen i Bergensområdet som har utstyr for måling av vibrasjoner, så må de mer enn gjerne melde seg

 

[Vidar P]

Ja et akselerometer (f.eks med USB til computer) som man kan feste på kabinettveggen, og en signalgenerator (rentone) ville vært moro å lekt med. Men så var det dette med å koble disse målingene opp mot frekvensmålingene da, og justere kabinettets demping etc for optimalt resultat. Sukk, det er vanskelig dette med høyttalere.

 

[Nikko03]

Dette virker som ett spennende prosjekt etter veldokumenterte prinsipper.
Gleder meg til å lese om hvordan du synes sluttresultatet blir

 

[saschagabor]

Men så var det dette med å koble disse målingene opp mot frekvensmålingene da, og justere kabinettets demping etc for optimalt resultat. Sukk, det er vanskelig dette med høyttalere.

Joda, det skader ikke at det er en ekspert på området som melder seg, jeg skal innrømme det :

Når høyttalerne omsider er ferdig, så er det på ingen måte uaktuelt å teste dem hos andre. Her vil jo det faktum at de blir ganske lette være en klar fordel. Så, dersom du bor i Bergensområdet og er nysgjerrig, så er det bare å gi en lyd. Har du i tillegg godt måleutstyr, så er selvfølgelig ikke det å forakte, men ikke et krav

De var kjappe å levere på WoodWorkingParts.com, tok noen timer fra jeg bestilte til sakene var sendt, og det på en søndag!

Som tidligere nevnt har jeg planer om å feste baffel med treskruer, den skal ikke måtte skrues ut så ofte, selv i testfasen. Bakplaten skal få samme messinggjenger som elementet, dette blir serviceinngangen.

Jeg har funnet noen treskruer som virker lovende, det er noen Rotadrill i messing fra Clas Ohlson. Selv om baffel ikke skal av så mange ganger, så liker jeg uansett å planlegge for fremtiden. Derfor tenker jeg å starte med for eksempel 3,5 x 25 mm, sånn at jeg kan gå over til større skruer når hullene begynner å bli slaskete...
Jeg har derimot ikke funnet noen maskinskruer som virker lovende ennå, spesielt med tanke på elementet. De fleste messingskruer jeg har funnet til nå ser rett og slett grimme ut, samt at de som regel har spor for flattjern. Kom gjerne med tips til egnede skruer, helst med Pozidriv eller umbraco.

 

[slowmotion]

Rustfritt ( syrefritt ) er umagnetisk og fåes i alle dimensjoner.

 

[H.Are.Felle]

Litt tatt ut av sammenheng, men i et av mine prosjekter som straks er ferdig, laminerer jeg 16mm pinner i fra biltema til å bli en sokkel til en lampe.
Når jeg ser resultatet vurderer jeg å prøve å laminere sidene til en liten høyttaler. Vil tru at måten lamineringen som er gjort vil hindre stående/liggende bølger alt etter hvordan man monterer sidene.

Forøvrig en meget intressant tråd

 

[rørlig]

Rustfritt ( syrefritt ) er umagnetisk og fåes i alle dimensjoner.

Litt flisespikkeri , men dog....:
Rustfritt (A2) er magnetisk, Syrefast (A4) er ikke magnetisk.
Interessant tråd også.

 

[slowmotion]

Rustfritt ( syrefritt ) er umagnetisk og fåes i alle dimensjoner.

Litt flisespikkeri , men dog....:
Rustfritt (A2) er magnetisk, Syrefast (A4) er ikke magnetisk.
Interessant tråd også.

Du har sikkert rett. Jeg bøyer hodet i skam ...

 

[saschagabor]

Jeg er i utgangspunktet interessert i å bruke messingskruer, men det avhenger jo selvfølgelig av tilgjengelighet.

Hvordan er kompatibiliteten mellom syrefast (A4 / 316) og en legering av messing og sink? Vil helst ha skruer som er mulig å skru ut, også etter noen år.

Her er spesifikasjonen på gjengene: http://www.ezlok.com/TechnicalInfo/MPBrass.html

Jeg ser at selv messing og sink ligger langt fra hverandre her:
http://en.wikipedia.org/wiki/Galvanic_corrosion

 

[saschagabor]

Ut fra de interne dimensjoner har jeg beregnet hvilke frekvenser som resulterer i stående bølger. Ettersom mye av flatene dekkes med bitumen, har jeg også tatt høyde for dette. Kalkulatoren jeg har brukt:
http://www.vikash.info/audio/standing_wave_calc/index.asp

Høyde 604 mm
Bredde 378 mm
Dybde 231 mm

Mellom vegger
604 * 374 * 231


Mellom enkelt lag bitumen
594 * 364 * 221


Mellom dobbelt lag bitumen
584 * 354 * 211


Planen for innvendig demping er å benytte strategisk plasserte 5 cm brede remser med filt. Veggene skal så kles med MDM-3 (75% lammeull, 25% polyester) og nedre halvdel / tredjedel fylles med godt fluffet Acousto-Q.

 

[saschagabor]

Litt om aperiodiske ventiler, sakset fra byggebeskrivelsen av WD25a (moderne versjon av Dynaco A-25), se link for figurer:

Aperiodic[/url] - what does it mean?

‘Aperiodic’ actually means ‘without periodic repetition’ and, in the case of a loudspeaker, defines a system which has optimally damped resonance control. In the case of a closed box or reflex ‘vented’ box loudspeaker the primary resonance of the speaker driver in the box is high ‘Q’, in other words as the frequencies fed into the speaker get close to the primary resonant frequency they easily excite resonant behaviour.

In a poorly damped system what you hear from this resonance is a ‘boom’, in fact many of the early reflex loudspeakers were called ‘boom boxes’. It is generally left to the amplifier to control this resonance, though some help through damping is applied by stuffing the cabinet with absorbent, by damping the speaker using the amplifier’s negative output impedance or ‘damping factor’. This demands considerable instantaneous current flow from the amplifier to apply a ‘braking’ effect to the drive unit as it starts to oscillate – all well and good if you have a high power amplifier but not ideal for low power or valve amplifier users.

The Aperiodic enclosure applies resistive control of airflow in and out of the cabinet to effectively help damp out the primary driver resonance. You can see the difference in Graph 1. This is a plot of driver impedance and is the load the amplifier ‘sees’. You can see the primary resonance at 70Hz in the closed box ‘blue line’ as a sharp, high ‘Q’ peak. The high impedance at this point shows that the drive unit needs very little input in order to produce a large output, i.e. the driver is resonating in its box.

Compare this to the aperiodic plot (red line).This is the same driver in our optimally damped aperiodic enclosure. The high Q peak at 70Hz has been dramatically reduced. The flattening of the impedance curve also means it is an easier load for the amplifier.

Now look at the difference in response curves (Graph 2). The blue line is the response in the closed box. Due to resonance it exhibits a relatively sharp knee in the response through the 80-100Hz region before it falls away. Compare it to the red line of the aperiodic system. The ‘knee’ is reduced and the bass response is given a little more subjective extension at very low frequencies, albeit with the loss of about one dB at 70Hz. A reflex ‘vented’ system would give greater LF extension but, again, you would be back to the highly resonant behaviour. The only drawback to the aperiodic system is that, at subsonic frequencies, cone movement is higher than that experienced in a closed box system. This won’t be of concern when using CD or other subsonically ‘clean’ sources, but turntable owners should be careful their arm/cartridge/suspension system is not prone to resonance itself and avoids exaggerating record warps (this warning applies equally when using reflex speakers).

 

[rørlig]

Jeg er i utgangspunktet interessert i å bruke messingskruer, men det avhenger jo selvfølgelig av tilgjengelighet.

Hvordan er kompatibiliteten mellom syrefast (A4 / 316) og en legering av messing og sink? Vil helst ha skruer som er mulig å skru ut, også etter noen år.

Her er spesifikasjonen på gjengene: http://www.ezlok.com/TechnicalInfo/MPBrass.html

Jeg ser at selv messing og sink ligger langt fra hverandre her:
http://en.wikipedia.org/wiki/Galvanic_corrosion

Skal være litt forsiktig her , men syrefast og bronse ligger nær hverandre på en slik skala .
Bronse er jo også en legering som inneholder sink.
Kan derfor ikke tenke meg at messing og syrefast kan være noe som helst problem
på en høyttaler som vil stå i et relativt tørt miljø.

Det er f.eks ikke regnet som noe problem å blande syrefast og bronse undervanns på en båtkonstruksjon,spenningsmessig.

 

[saschagabor]

en liten oppdatering

Jeg er kommet et stykke på vei (takket være god hjelp ), men nå venter jeg på en slik:



Ettersom jeg skal ha innfelt baffel og bakplate, så tenkte jeg å avrunde endeveden. Dersom jeg hadde gjort kantavrundingen før jeg satt i gang med montering av listverket, så hadde jeg klart meg med de fresestålene jeg har. Dette ville derimot sannsynligvis også gjort tilpasning av listverket hakket vanskeligere...

 

[saschagabor]

I dag skrudde jeg baffel og bakplate i ene kabinettet, samt en Exotic ;D. Forhåpentligvis gjør jeg det samme med det andre kabinettet til helgen, det ser jeg frem til!

Veggene er dempet med bitumen, filt og MDM-3. Den aperiodiske ventilen er montert på baffel.

Førsteinntrykk: veggene "flexer" litt, som forventet.

 

[grelv]

Interessant prosjekt!
Hva slags bitumen bruker du - og hvordan fester du til høyttalerveggen?

mvh Espen

 

[saschagabor]

Jeg har kjøpt bitumen hos dynaBel, deres er 5 mm tykk. Skulle gjerne brukt Butyl istedet, men det har jeg kun funnet til blodpriser...

Jeg varmer de tilkappede platene godt og limer dem med limet som er på dem. Så stifter jeg dem mens platene fortsatt er varme (ellers går knapt stiftene gjennom). Der hvor jeg har to lag bitumen, tar jeg av hinnen som ligger over den første platen, for så å følge samme prosedyre.

Når platene er på plass, så legger jeg lim eller silikon rundt kantene av bitumen. I denne konstruksjonen ble det silikon, ettersom jeg hatt det i samme slengen når jeg likevel tetter kabinettet.

 

[Elmer]

For demping av vibrasjoner og sjokk/støt er Sorbothane et spesialprodukt som har et vidt anvendelsesområde innenfor industri og, ja det er også er brukt i audioindustrien. Det fins som ferdige produkt i forskjellige former klosser, puter, plater osv. Kan også spesialbestilles. Se bl.a designguiden (under) og andre artikler på hjemmesiden.

http://www.sorbothane.com/design-guide.php

E

 

[grelv]

Jeg har kjøpt bitumen hos dynaBel, deres er 5 mm tykk.....

Takk for utførlig svar. Jeg har også brukt Dynabels bitimen, men synes at den ofte fester for dårlig med det limet som er på.
Kanskje å varme dem opp er tingen? Hva benytter du for å varme dem?
mvh Espen

 

[saschagabor]

Jeg bruker varmepistol. Varmer dem til de blir relativt myk og medgjørlig, men ikke for varm. De fester seg uten tvil mye bedre når de er varme, ikke minst fordi de legger seg tettere til underlaget. Det sagt, så stoler jeg ikke nok på limet til at jeg ikke stifter i tillegg :
I denne konstruksjonen, med såpass tynne vegger, så har jeg ikke tatt sjansen på å ´ettervarme´ platene etter montering, i frykt for at de skulle vri seg. I andre prosjekter, med tykkere vegger, så har jeg gjerne ettervarmet bitumen etter at den er lagt på plass. Spesielt dersom det har tatt litt tid og jeg frykter at den ikke er varm nok til stifting.

Sorbothane kunne kanskje vært en mulighet, men det er også svindyrt. Ulempen med bitumen er blant annet at det sprekker relativt lett, men jeg har ikke hatt problemer med det i høyttalerne mine sålangt (knock on wood). Det er jo mulig det vil bli et større problem i dette designet, ettersom veggene flexer litt mer.

 

[saschagabor]

Nå gjenstår det bare litt småputtel (foruten finish og slikt...) igjen på kabinett to, før det også står i stuen. Jeg tror fredag blir dagen. Nå gjenstår det bare å finne noen dugende, cirka 40 cm høye stativer.

 

[Nikko03]

Spennede. Det er jo et veldig godt dokumentert prosjekt. Mye bra og lære her.
Hadde vært morro med noen bilder når de står å spiller

 

[saschagabor]

Jeg hadde ikke overskudd nok til å bli ferdig på fredagen, siste rest ble gjort unna lørdag formiddag.

Førsteinntrykket er veldig godt, jeg føler jeg beveger meg i riktig retning i forhold til mine preferanser. Det er derimot nå knoting med plassering, filterkomponenter mm. virkelig starter, er spent på hvordan dette utarter seg over litt tid

 

[el_mariachi]

Hadde ikke du en Dynaco-tråd?

 

[saschagabor]

Jeg tok et kjapt bilde av den ene høyttaleren i dag, tenkte det kanskje var på tide å vise hvordan det så ut : Dette er selvfølgelig før pussing og flott finish...

 

[Nikko03]

Bilder er alltid morro stilig retro stil det der. flotte å se på rett og slett

 

[saschagabor]

Takker for det. Jeg har forresten koblet inn BSC og sugeledd nå.

BSC: 0,56 mH, 5,6 Ohm, 3,3 uF
Sugeledd: 1,2 mH, 6,8 Ohm, 2,2 uF