DSP assisted reflex system

[Hornlyd]

Spennende tema som jeg ikke helt skjønner (enda)?

The DSP Assisted Reflex System - Squeeze More Bass from Every Reflex Design - p 14123

Vented systems are in chronic overload. This article shows how, by applying low-cost digital signal processors (DSPs) to passive radiators, you can extend bass an octave below what is normally considered practical. At the same time you can increase power handling and maximum output, and squeeze...

audioxpress.com

DSP assisted reflex system

While following the very interesting debate about passive OB LF boost, I discovered this article on @perrymarshall 's website: https://audioxpress.com/article/the-dsp-assisted-reflex-system Basically, it is about a nice EQ trick that allows some LF boost and "subsonic" filter for bass reflex...

www.diyaudio.com

Det hevdes at i tillegg til bedre beskyttelse av drivern så vil:

DSP Assisted Reflex will have up to 10 dB higher maximum output than a sealed system, and more output than old-school reflex designs, with almost no disadvantages

 

[SigbergAudio]

Det handler vel slik jeg forstår det i prinsipp om å implementere en hard highpass rett under tuningfrekvensen til porten, og så EQe opp nivået ved eller rett over tuningfrekvensen.

 

[kjtl]

Dette må være veldig lurt på små skrivebordshøyttalere og lignende.

 

[Hornlyd]

Det handler vel slik jeg forstår det i prinsipp om å implementere en hard highpass rett under tuningfrekvensen til porten, og så EQe opp nivået ved eller rett over tuningfrekvensen.

Det er det jeg tenkte også men det må være flere teknikker / veivalg inne bildet her?

For dette har vi drevet med siden 15 år siden med JBL 2226 skviset under fs med en høypass på portressonansen.

 

[Hornlyd]

Her ligger hele artikkelen. Må studeres grundig. Håper jeg skjønner alt her?

https://audioxpress.com/files/attachment/2721

 

[Hornlyd]

En ting jeg leser er at svært bratt subsonic høypass, f eks 48 dB ved 20 Hz har group delay på 56 ms og da høres stortrommeslag ut som «bobleplast».

Løsningen er en shelf med høy Q da shelfen ikke går brattere og brattere og brattere med ditto kraftig delay.


This has a hidden advantage: far less group delay than a traditional steep filter. I found if I combined a Q = 3, gain = 10 dB shelf filter with a simple 6 dB per octave high-pass filter, I got the well-behaved phase of a shallow filter with the protection of a steep one.
This configuration is formally known as an elliptic filter. An elliptic filter is one where, in order to achieve a very steep slope over a narrow range, you accept peaks and dips (ripple) in both the passband and the stopband. DSP crossovers are as superior to standard active crossovers as active crossovers were superior to passive crossovers.

 

[Hornlyd]

DSP Assisted Reflex: The New Way to Design a Loudspeaker
For decades, we would design a vented box by entering the Thiele-Small (T-S) parameters of the driver into a box design software program, and choose a fixed alignment that suited our needs. Then, we would tweak the details and build the box. However, there is another solution.

The 80/20 DSP approach is:

1. Choose your box volume first, which determines neither bandwidth nor maximum output, but efficiency in the lowest octave. Bigger box = more SPL for less power. Even a small box can be tuned very low, if your budget and your woofer can handle the power.

2. Choose your tuning frequency fb. This sets the band where your Passive Radiator is going to add 10 dB of “displacement gain.” You can set that frequency high, favoring high output (as with the Bose 802) or tune it lower for deeper bass (as with the Bose 901). But there is a tradeoff:
• One octave bass extension (fnew = 0.5fold) costs you 12 dB in maximum output
• Half octave bass extension (fnew = 0.707fold) costs you 6 dB in maximum output
• Each 20% reduction in frequency (1/3 octave, i.e., 50Hz to 40Hz, or 40Hz to 32Hz) costs you 3dB in maximum output.

3. Set your DSP EQ with maximum boost at fb and at least 14 dB of low frequency protection at 0.707 fb. Apply notch filters to solve other problems as necessary.
To harness the full strength of today’s high Xmax woofers, you must use a large diameter and a long port or a passive radiator that can handle three times the air displacement of your woofer! If you follow these rules, the 80/20 DSP Assisted Reflex will have up to 10 dB higher maximum output than a sealed system, and more output than old-school reflex designs, with almost no disadvantages.

 

[Valentino]

DSP crossovers are as superior to standard active crossovers as active crossovers were superior to passive crossovers.

 

[Hornlyd]

Er det noen som har knekt koden 100% og kan skrive metoden her på norsk?

Jeg har den 90% inne og vet at mine manglende 10% kan rote det skikkelig til

 

[SigbergAudio]

En ting jeg leser er at svært bratt subsonic høypass, f eks 48 dB ved 20 Hz har group delay på 56 ms og da høres stortrommeslag ut som «bobleplast».

Løsningen er en shelf med høy Q da shelfen ikke går brattere og brattere og brattere med ditto kraftig delay.


This has a hidden advantage: far less group delay than a traditional steep filter. I found if I combined a Q = 3, gain = 10 dB shelf filter with a simple 6 dB per octave high-pass filter, I got the well-behaved phase of a shallow filter with the protection of a steep one.
This configuration is formally known as an elliptic filter. An elliptic filter is one where, in order to achieve a very steep slope over a narrow range, you accept peaks and dips (ripple) in both the passband and the stopband. DSP crossovers are as superior to standard active crossovers as active crossovers were superior to passive crossovers.

Tjo. Nå har f.eks subbene mine 24db/okt høypassfilter, og fortsatt under 20ms group delay ned til 30hz og under 40ms ved 20hz. Som er helt uproblematisk.

At 56ms ved 20hz gjør at stortromme høres ut som bobleplast stiller jeg meg også lett tvilende til.

 

[Hornlyd]

Jeg bare siterte artikkelforfatteren:

I found that with steep slopes, I could actually hear the low bass pulse arrive later—at a different “date”—than the slap of the bass drum.

My friends, you can hear 27 ms. That’s almost 1/30 of a second. On a metronome, that’s the difference between a tight drummer and a sloppy one

Steep slopes make drums sound slightly disembodied.



Også brukte jeg en morsom metafor fra en felles bekjent

Som faktisk viste meg fenomenet med Hotel California live når vi slo av og på mye korrigering, klappingen hørtes som et tynt lag med bobleplast, det virket som at et lå et lite dempende lag før hendende traff hverandre, kan det være preringing? Ellers har jeg eraring med årevise småjusteringer i Groundsound at bratt og hard DSP tar bort bittelitt av lettheten i lydbildet. Dette har mange andre erfarne brukere av DSP sagt uten at de har noen fordeler av å si det.

Uansett, jeg bare siterte for å få forståelse og drøfte metoden med høy Q shelf for å få bedre og mer bass.

 

[Hornlyd]

Et annet moment:

To harness the full strength of today’s high Xmax woofers, you must use a large diameter and a long port or a passive radiator that can handle three times the air displacement of your woofer!

Hvordan regner man ut det?

 

[SigbergAudio]

Jeg bare siterte artikkelforfatteren:

I found that with steep slopes, I could actually hear the low bass pulse arrive later—at a different “date”—than the slap of the bass drum.

My friends, you can hear 27 ms. That’s almost 1/30 of a second. On a metronome, that’s the difference between a tight drummer and a sloppy one

Steep slopes make drums sound slightly disembodied.



Også brukte jeg en morsom metafor fra en felles bekjent

Som faktisk viste meg fenomenet med Hotel California live når vi slo av og på mye korrigering, klappingen hørtes som et tynt lag med bobleplast, det virket som at et lå et lite dempende lag før hendende traff hverandre, kan det være preringing? Ellers har jeg eraring med årevise småjusteringer i Groundsound at bratt og hard DSP tar bort bittelitt av lettheten i lydbildet. Dette har mange andre erfarne brukere av DSP sagt uten at de har noen fordeler av å si det.

Uansett, jeg bare siterte for å få forståelse og drøfte metoden med høy Q shelf for å få bedre og mer bass.

Group delay høyere opp i frekvens (ref klapping) er mye mer hørbart.

En shelf vil jo på et punkt flate ut igjen, men dette er vel trolig så lavt i frekvens (typ under 20hz?) at det har moderat praktisk betydning mtp lydkvaliteten. Men du vil redusere hvor mye elementet beskyttes for de aller laveste frekvensene.

Og hvis jeg ikke tar helt feil vil group delay være identisk så lenge responsen er identisk, så i det hørbare området har det i denne konteksten ikke noe å si hvordan du oppnår en gitt respons.

Men hvis en shelf gir deg nok beskyttelse og responsen man ønsker, kan det sikkert være en bedre løsning enn stupbratt høypass.

 

[SigbergAudio]

Et annet moment:

To harness the full strength of today’s high Xmax woofers, you must use a large diameter and a long port or a passive radiator that can handle three times the air displacement of your woofer!

Hvordan regner man ut det?

Du kan simulere med vituixcad feks

 

[Hornlyd]

Har lagt inn skisse her som skal jobbes med:

Seas TPCD Semiaktiv Tower WWMTMWW | Side 2 | Hifisentralen

 

[Snickers-is]

Der var det mye store ord om noe veldig trivielt. Spesielt reagerer jeg på at en høyttaler som er tunet til for eksempel 30Hz liksom skal spille 10-12dB høyere med høypassfilter når vi vet at det er veldig lite energi under 30Hz i det meste av musikk.

Jeg oppfatter ham også dit at han mener fasedreining ved 28Hz er mer hørbart enn ved 300Hz. Det forekommer meg å stride kraftig mot konklusjonene til veldig mange før ham.

 

[Hornlyd]

Jeg forstod det sånn at når man bremser de nederste bevegelsene med et høypassfilter så kan man spille vesentlig høyere totalt sett kontra en tilsvarende høyere manuell tuning??

Det her vi jo drevet med før akkurat som @SigbergAudio kommenterer?

Men jeg er enig i at det høres rart ut at sub området skal være så følsomt for fasedrei.

Mellomtone og diskant er noe annet, her siver det innpå meg en feeling av at korrekt satt opp IIR evt pluss en finslig manuell justering av group delay/impulsrepsons med FIR filter eller allpassfilter (eller noe sånt) gir den lille ekstra transparensen som f eks Audiolense i liten (eller større grad) kan forkludre. Men det er en annen diskusjon.

 

[Snickers-is]

Jeg forstod det sånn at når man bremser de nederste bevegelsene med et høypassfilter så kan man spille vesentlig høyere totalt sett kontra en tilsvarende høyere manuell tuning??

Gitt at det er like mye energi under Fb som over, men det er jo ikke ofte tilfellet.

 

[na_X]

Man får jo større Xmax på lave frekvenser, med et høypass filter så får man begrenset dette og kan legge seg over f.eks. FS for å få et bedre trykk der elementet takler det bedre. Ikke alle subber har stor nok Xmax til å takle 20Hz på 120dB++

 

[Snickers-is]

Jeg måtte se litt nærmere på dette. Som forventet er det veldig overdrevne påstander han kommer med.

Jeg tok en gammel kjenning, Scan Speak 18W 8545, i en 14 liter kasse tunet til 40Hz.

Her er tre mer eller mindre ulike frekvenskurver:

Den kurven med en liten heving i bunnen viser metoden som er foreslått i artikkelen. De to andre, som ligger tett på hverandre, viser min løsning på det samme, og den rene responsen uten EQ eller filter.

Her er slaglengden for tilsvarende:

Uten filter er det åpenbart at slaglengden blir høy nedover. Allikevel ser vi også at forfatterens løsning gir begrenset beskyttelse selv om jeg har gått hardt tilverks her. Jeg har også EQ-et min variant litt hardere enn jeg normalt ville gjøre for å vise et poeng i tidsdomenet.

Den kurven som ligger lavest ved 40Hz er den uten høypassfilter eller EQ. Den som ligger høyest bruker litt EQ og et 4. ordens filter. Normalt ville jeg som sagt gått litt mer moderat tilverks. Den som ligger rett under er forfatterens "magiske" løsning. Når vi vet at fasedreining i grader gjerne betyr langt mindre enn grader pr oktav kommer den åpenbart ikke veldig godt ut. Vi ser også at group delay lenger ned i frekvens går ned, noe som normalt skulle være en bra ting, men antall grader pr oktav er skyhøyt på vei dit. Den passerer 0 grader på -21dB, og DET skal liksom være det store som får dette til å låte fantastisk? Så derfor ofrer vi beskyttelsen lenger ned i frekvens?

Og la oss nå være litt realistiske, hvor mange dB har vi vunnet her egentlig? Jeg vil si ganske nøyaktig null. Vi har heller ikke vunnet noe mtp fasedreining/group delay. En enkel fouriertransformasjon gjør simpelthen at vi kan enkelt regne ut at fasen med en viss bratthet i avrullingen er gitt.

Han skriver også flere andre ting som jeg stusser kraftig ved. For eksempel sier han at ting gjøres verre av drivere med lang slaglengde... hvorfor? Og at kraftige forsterkere gjør ting verre... Igjen, hvorfor? Alle disse variantene trekker nøyaktig 53W max.

Her er en sammenlikning av 3 løsninger vs uten filter og EQ:

2. ordens ville gitt lavere GD, men enten mister man beskyttelseseffekten, eller man mister output ved Fb.

Slik det ser ut for meg er den beste løsningen å gå for et brattere filter enn hva forfatteren foreslår, og heller EQ-e seg til ønsket respons.

 

[SigbergAudio]

Jeg tenker at med dette (enten shelf eller høypassfilter kombinert med EQ) så får man ikke nødvendigvis høyere maksimal SPL, men man kan få mer bass ved moderate nivåer (hvis man synes høyttaleren har for lite bass i utgangspunktet) uten at driveren bånner.