Eksperimentering med diskanter og waveguides

[GeirH]

Følgende hører kanskje mest hjemme i kategorien «coronaeksperimenter», men slik kan det gå når fantasien får løpe løpsk:

Man tager hvad man haver fra hylla i hobbyrommet, for å sette sammen en metalldome med høy følsomhet. Bastardene på bildet består av følgende:

• Membran/svingspole fra Seas H400
• Magnetsystem fra Seas H358
• Frontplate fra Seas H086

Demonteringen av H400 var enklere enn fryktet (kun disse ble slaktet i forsøket, resten stammer fra ødelagte elementer). Det mest nervepirrende her var å få opphenget til alu-domen løs fra pakningen den var limt til, (denne er ca 1 mm tykk og må bort for at svingspolen skal komme langt nok ned i magnetgapet). Manuell sentrering på ny frontplate gikk overraskende greit. Nøkkelen her er å bruke lim som holder seg seigt, slik at sammenføyningen kan manipuleres litt etter montering.

Målet er at hver diskant skal kunne holde noenlunde tritt med to stykk mellomtoner. Den kraftigere magneten vil imidlertid kun heve nivået i øvre del av registeret, mens responsen i det nedre arbeidsområdet dempes. I teorien skal dette kunne kompenseres ved å montere elementet i en waveguide, da dette hever akseresponsen i de laveste oktavene. Er jeg riktig heldig blir det ikke nødvendig å korrigere responsen nevneverdig i delefilteret.

Økt magnetstyrke vil altså vippe kurven i motsatt retning av det en waveguide typisk gjør, og første lytting ved arbeidsbenken bekrefter at nettopp dette har skjedd. Nøyaktig hvor mye vites imidlertid ikke før målemikrofonen får hørt og sagt sitt, og hvor godt dette klaffer med guidene jeg har liggende gjenstår altså å se. Muligens må det ytterligere modifisering til, f.eks. annen magnetisk olje (den fra 1985 ser for øvrig fortsatt fin ut), eller boring av polkjerne og montering av bakkammer for å kunne justere dempingen.

Neste skritt blir uansett nytt dempemateriale på senterpolen, da den opprinnelige "puta" av ull ble i største laget under alu-domen. Det blir spennende å se hvordan disse måler, og jeg har planer om å poste noen kurver her etterhvert.

Apropos ventilert polstykke: Er det tilfeldigvis noen her som sitter på programmet FINEmotor fra Loudsoft? Ikke mange, er jeg redd, men jeg skulle gjerne hatt hjelp til å beregne/simulere følgende: Hvor mye kan et 25 mm polstykke bores (altså hvilken maksimal diameter kan ventilen ha), før metning oppstår og feltstyrken i magnetgapet reduseres (sistnevnte er oppgitt til 2,2 T i dette tilfellet)?

- H -

 

[AAaF]

Her må det følges med tydeligvis! Håper du følger opp med litt målinger, bilder og anna hardporno.

 

[GeirH]

Det er absolutt planen! Tida til rådighet er imidlertid begrenset, så litt tålmodighet kan være nødvendig.

 

[GeirH]

Da er det endelig på tide med en litt mer dyptpløyende oppdatering:

Første raske prøvelytting ble som tidligere nevnt gjennomført ved arbeidsbenken, umiddelbart etter montering. Dette var i første rekke en ren funksjonstest, med andre ord en kontroll på at jeg ikke hadde tatt livet av elementene. Dernest ønsket jeg å sammenligne kjapt med en intakt H400, for å få et inntrykk av hvordan klangbalansen endret seg. Sistnevnte er naturligvis en litt håpløs sammenligning, siden H400 mangler oljedemping og er utstyrt med bakkammer (dette bidrar allerede i utgangspunktet til mer nivå i nedre del av spekteret). Jeg har derfor unektelig tynt grunnlag for å hevde at den observerte forskyvningen i responsen skyldes økt magnetstyrke alene.

Det umiddelbare resultatet var imidlertid oppløftende: Ingen åpenbar forvrengning, som ellers ville vært et tegn på mekaniske problemer (dårlig sentrering, skader på oppheng, etc.). Nærmere lytting avslørte dog en tydelig nivåforskjell på de to diskantene i bunnområdet. I frykt for å måtte starte helt på nytt, lot jeg det hele sirkulere litt i hjernebarken, før jeg bestemte meg for å undersøke den magnetiske oljen nærmere. Denne hadde jeg etter en visuell sjekk - og med en smule optimisme - latt bli igjen i de "nye" magnetsystemene fra H358.

De gamle metalldomene har tatt steget opp i tungvektsklassen - 750 g per stykk!​

I dag fikk jeg omsider fyrt opp Clio Pocket. La oss kikke på impedanskurvene for elementene, først slik de var ved prøvelyttingen:

Det første elementet (#1) måler ikke så verst. Systemresonansen ved ca. 1800 Hz ligger høyere i frekvens enn jeg hadde håpet, siden jeg har sett for meg å la elementet kunne jobbe ned mot 2 kHz. Bortsett fra det ser kurven imidlertid jevn og pen ut. Spissen ved 25 kHz forårsakes av den karakteristiske oppbrytningen i aluminiumsmembranen, akkurat som forventet.

Det andre elementet (#2) har utvilsomt et større problem. Systemresonansen kryper her over 2500 Hz, noe som simpelthen er alt for høyt. Legg også merke til at resonansen har lavere topp, i tillegg til at kurven gjør noen illevarslende buktninger omkring 7 og 15 kHz.


At elementene hørtes ulike ut er altså slett ikke rart. Når begge også har for høy resonansfrekvens, tyder det på at oljen i magnetgapet har tyknet. Dette burde ikke kommet som noen overraskelse med tanke på alderen, så optimisten får bare bøye seg i støvet. Her er det bare én ting å gjøre!

En halvtime senere er svingspolene gjort varsomt rene med Q-tips, og magnetgapet tømt ved hjelp av helt vanlig tørkerull fra kjøkkenbenken. Resultatet er følgende kurver:

Et par Ohms forskjell på impedanstoppen, men nå ligner kurvene på hverandre, gitt!


Systemresonansen er nå kommet ned omkring brukbare 1000 Hz på begge diskantene, og dette er så og si identisk med H382 (i praksis en H400 uten kammer). Ikke verst med tanke på at selve domene med oppheng er 30 år gamle! Jeg er usikker på hva den sekundære toppen ved 2500 Hz skyldes, men antar det kan være en resonans knyttet til opphengene, evt. hulrommet i magnetsystemet (samme fenomen ses også på andre modeller). Noen idéer?

So far, so good. Leksen er lært angående aldring av magnetisk olje, og det er bare å se framover. Jeg har fortsatt ikke satt dempemateriale på polstykket, så nå skal jeg rote litt i skuffene etter egnet råstoff. Etter det skal elementene settes opp i en testbaffel, slik at jeg omsider får gjort målinger av akustisk frekvensrespons.

- H -

 

[GeirH]

I roteskuffen på kjøkkenet fant jeg filtknotter av typen man klistrer under møbelføtter, og disse eksemplarene burde med en diameter på 25 mm og tykkelse på 3 mm passe bra til oppgaven. Knottene får for sikkerhets skyld en lett frisering langs kanten, for å få en faset profil (tynnere ytterst) som går klar av metalldomen.

Limet under knottene er tilstrekkelig for en kjapp test, og sitter løst nok til at de er lette å flytte. Jeg velger å spe på med en dråpe ekstra lim til slutt for å sikre godt feste.

Nye impedansmålinger:

Både systemresonansen, den sekundære toppen ved 2,5 kHz og oppbrytningen ved 25 kHz er nå dempet en smule. Svært fornøyd så langt!

- H -

 

[Snickers-is]

Gøy tråd! Denne skal jeg følge

 

[GeirH]

Velkommen, følg med, og del gjerne synspunkter!

De som har etterlyst "porno" er sikkert nysgjerrige på hvordan diskantene ser ut inni:

Som bildet viser er opphenget til domen limt rett til undersiden av frontplata. De lilla flekkene som skimtes bak opphenget er rester av skumpakningen fra H400. Denne ble fjernet med hobbykniv, med domen hvilende opp-ned på en tom taperullkjerne. Jeg bruker i stedet den hvite pakningen fra H086. Denne er av myk plastfolie og tynn som papir:

Pakningen har glatt overflate, og legges primært på for at opphenget ikke skal bli sittende fast i magneten (det tyter gjerne fram litt lim mellom oppheng og frontplate når man skrur til). Perforeringene i frontplata sørger for å sentrere magneten, og gjør at montering går som en lek når det bevegelige systemet først er sentrert riktig i åpningen på plata.

Lissetrådene er klistret til frontplata med et tynt lag lim, og pakningen gir dem litt ekstra beskyttelse når magneten skal på. På H400 går lissetrådene ut fra spolen på en side, mens jeg her har latt dem gå ut til hver sin side for å matche terminalene. Trådene er derfor en drøy centimeter for lange. Dette har jeg foreløpig ikke brydd meg mer om, enn at de får ta en ekstra sving før de når loddepunktet.

Magnetsystemet er som nevnt tatt fra et par H358 diskanter, som er en spesialutgave laget for B&O (Beovox RL-140). Denne har frontplate i metall, men av minimal størrelse, helt uten festeflens. Derfor valgte jeg å bruke frontplater i full størrelse fra H086 i stedet. Både diameter på perforeringer og hullkrets for monteringsskruer er den samme. Legg merke til at hullkretsen på metallplatene er mindre enn på plastchassisene, som ble introdusert på midten av 80-tallet. Jeg tipper dette skyldes at man med plast simpelthen trenger mer materiale rundt hullene for at konstruksjonen skal bli sterk nok. Uansett er dette hovedgrunnen til at jeg ikke bare kunne bytte ut magnetene på H400, på tross av at topplata har samme diameter (det kunne nok la seg gjøre å modifisere skruehullene på H400 i stedet, men dybden ville fortsatt måtte korrigeres).

Den digre ferrittringen er selvsagt hovedgrunnen til denne transplantasjonen, men legg merke til at topplaten på magneten er faset av innerst og at senterpolen er lavere. H400 har derimot et magnetsystem som er helt plant i toppen: Selve spoleformen er like høy, så en tykk skumpakning sørger da for at spolen får riktig dybde i gapet. Her må opphenget i stedet helt nedpå magneten, og dette er grunnen til at skumpakningen måtte bort.

De solide gitrene fra H086 har jeg valgt å montere midlertidig foran domene som beskyttelse. Disse er alt for store til å bygge waveguide rundt, siden strupen i hornet helst bør så tett inn mot opphenget som mulig, så de skal derfor bort på sikt. Har angret litt på den avgjørelsen, ettersom gitrene har lett for å gli rundt når skruene tas ut (tips: løsne alltid alle fire før du skrur dem helt ut). Joda, jeg har allerede prestert å lage noen ergelige småbulker i den éne domen... Disse er jevnet ut igjen så godt det lar seg gjøre, ved å stryke/trykke forsiktig med en Q-tip fra baksiden. Skaden er imidlertid fortsatt synlig. Skal bli spennende å se om dette kommer fram på senere målinger!

Kommer ikke utenom en kjapp lyttetest med FM-tuneren stilt inn på Nea Radio, og jeg liker det jeg hører! Atskillig mer nivå nedentil nå, så kanskje det må ny olje til for å få balansen jeg er ute etter. Fortsettelse følger!

- H -

 

[GeirH]

Det drøyer litt mellom innleggene mine, men det har da skjedd noe de siste ukene. På tide med en liten samleoppdatering igjen!

Som enhver gjør-det-selv'er vet, kommer et godt utvalg avkapp og materialrester (før eller senere) alltid godt med. Her har jeg improvisert fram en enkel testbaffel, provisorisk tvunget fast til et høydejustérbart høyttalerstativ:

Den ulekre pastellblå plata har i sitt tidligere liv tjent meg trofast i rollen som skapdør. Som frittstående høyttalerbaffel er imidlertid 12 mm kryssfinér langt fra ideelt (les: omtrent like resonansfri som en kontrabass). Jeg har i det minste tatt meg tid til å sørge for en viss asymmetri (gyldent snitt), samt frese skikkelig åpning slik at diskanten monteres "flush" med overflaten. Mye resonanser og lite diffraksjon, med andre ord. Se derfor på følgende måleresultat med disse tingene bak øret:

SPL-kurven er målt fra 0,5 m avstand, med diskantelementet montert i midlertidig testbaffel på ca. 38 x 69 cm.

Jeg legger merke til rippelen over 5 kHz, og lurer umiddelbart på om resonanser i baffelen kan være medvirkende årsak til fenomenet? Kanskje også til den lille toppen ved ca 2,9 kHz? Jeg vil nok uansett forsøke å stive av/dempe plata (eventuelt kutte til ei ny i MDF) før jeg måler det andre elementet og finner fram waveguidene, så det blir derfor med denne "teaseren" inntil videre.

Når det er sagt, er kurven ellers omtrent som forventet. Med unntak av nevnte topp, er responsen jevnt stigende mellom 1 og 5 kHz, noe som lover meget bra. Kurven flater ut omkring solide 92 dB, og dette later til å være et realistisk tall (mer om dette lenger ned). Fallet over 12-13 kHz er typisk for eldre metalldomer uten faseskjold/diffusor eller tilsvarende, og det skal bli spennende å se hvordan dette kan arte seg i en waveguide, særlig med tanke på at nivået lenger ned vil få et boost.

Ett par dissekerte H400, ofret på nysgjerrighetens alter. Opphenget til domene var limt til den røde pakningen, som igjen var klistret til frontplata. Heldigvis var limet av typen "seigt og medgjørlig". På innsida av gitteret (th) er det såkalte faseskjoldet godt synlig, selv om det er transparent. Dette er en plastskive med ca 12 mm diameter, som korrigerer responsen i toppen noe.

Målekurven sett fra programvinduet til Clio Pocket, her med tidsresponsen inkludert.

Clio Pocket bruker ankomsttiden til testsignalet ved mikrofonen (i dette tilfellet en forsinkelse på ca. 1,45 ms) til å beregne måleavstanden, som i neste omgang gir grunnlag for å beregne reell følsomhet. Det neste man trenger er testsignalets spenning. Ulempen med Pocket er imidlertid at utgangssignalet fra enheten alene ikke er kraftig nok til å drive høyttalere til nødvendig nivå, så signalet må derfor gå via en forsterker (i mitt tilfelle et gammelt Hitachi minianlegg). Utgangssignalet kalibreres da ved hjelp av "pink noise", men ideelt sett burde man kanskje ha et oscilloskop tilkoblet, for å kunne avlese selve testsignalet. Jeg har ikke gått så langt ennå, men har nylig loddet sammen et gøyalt lite Velleman-oscilloskop for sikkerhets skyld. Inntil videre stoler jeg på at Clio har rett når det gjelder følsomhet.

- H -

 

[GeirH]

Digresjoner, digresjoner...

Det skal sies at jeg lett lar meg distrahere. Det hender rett som det er at jeg legger fra meg ett prosjekt, bare for å sette i gang med noe helt annet av ren nysgjerrighet. Jeg har allerede nevnt oscilloskopet, som ble kjøpt på impuls og montert og testet i en fart. - Et mindre sidespor, tidsbruken tatt i betraktning. Andre ganger forsinkes framgangen av mer tvungne omveier. 3D-printeren min, en gammel Creality CR-10-S5, viser seg nå å bli et eksempel på sistnevnte. Den har nemlig sårt behov for en mekanisk overhaling, for simpelthen å kunne kjøre jevnt nok til å levere gode print. Inntil dette blir gjort (prokrastinering har også gode vilkår her i huset) har jeg kun to par waveguider å leke meg med:

Visaton WG148R, for tiden med et par Seas H881 (tv), og Monacor WG300 (th).

Begge typene er "ferdigvare" og forholdsvis lette å oppdrive. Nettopp av den grunn burde de også kunne være relevante for mange andre. Disse skal jeg - med enkelte modifikasjoner - naturligvis teste "diskantmonstrene" mine på ganske snart.

Samtidig, og med en viss fare for å spore helt av, har jeg også minst ett annet prosjekt gående, som også berører emnet diskanter og waveguides:

Seas MP14RE/XFTV (H719), med skjermkapper brutalt amputert og nye diskanter klare for montering.

I dag kom nemlig nye coax-diskanter fra Hifitalo med Posten. Disse har dome av aluminium, og skal etter planen erstatte de originale tekstildomene til MP14RE/XFTV. Jeg har en viss preferanse for metall foran tekstil, og ut fra målinger jeg har sett andre steder på nettet, forventer jeg også noe lavere forvrengning fra metalldomene. Koaksialelementet er for øvrig en modell laget for InterTechnik, og navngitt MP14 Coax i Tyskland (data finnes i denne katalogen). Dette skal etter planen gjengi mellomtone og diskant, symmetrisk akkompagnert av to stykk H1208 i lukket kabinett, i et par røslige 3-veis aktive studiomonitorer. Dette blir en etterlengtet erstatning for de billige (og støyende) M-Audio'ene som alt for lenge har fått råde i hjemmestudioet. Dette prosjektet hadde muligens fortjent en egen byggetråd, men jeg har neppe verken selvdisiplin eller åndsnærvær til å dokumentere alt underveis!

Relevansen til diskanter og waveguides burde være åpenbar, men for sikkerhets skyld: Mellomtonemembranen utgjør her en waveguide for diskantenheten. Det er fint lite å gjøre med hornfasongen her (ut over f.eks. å bytte gummiopphengene med noe som har lavere profil), men hele elementet skal monteres bak en ytre waveguide. Selv om denne guiden får en relativt mild profil, og først og fremst skal bidra med diffraksjonsbegrensning og en liten tidsmessig korreksjon, er det viktig å samtidig holde et øye på responsen både on- og off-axis. Her blir derfor både Clio og 3D-printer sentrale verktøy, og det er meget mulig at det må flere versjoner til for testing.

Tekstildomene passer forhåpentligvis der hvor fasepluggen til Seas L0018 normalt sitter, da jeg har et par slike liggende også. Hva disse skal brukes til er uvisst foreløpig, men målinger kan det jo fort bli uansett!

- H -

 

[Snickers-is]

Det var noen skikkelige klenodier av noen coaxer!

 

[GeirH]

Der sa du noe! Seas lagde en hel rekke modeller spesielt for InterTechnik i Tyskland, som med noen få unntak kun var tilgjengelige gjennom dem. H719 er en av disse.

Til forskjell fra den opprinnelige 14 cm coax'en, har H719 4/6 Ohm impedans, og er utrustet med magnetisk skjerming. Skjermkappen valgte jeg imidlertid å fjerne (det vil si delvis), fordi de danner et relativt stort og udempet hulrom mellom kappe og magnet, og dessuten ringer som kirkeklokker. CRT-skjermer finnes uansett ikke lenger i huset, så dermed fikk elementene smake på vinkelsliperen.

Som det meste på roterommet her, har coax'ene noen år på nakken (nærmere 20 for å være eksakt). Det ser jeg imidlertid ikke mørkt på!

- H -

 

[Snickers-is]

Tenk om du plutselig får et godt tilbud på en CRT-TV da, så kan du ikke slå til på det fordi du var så dum å fjerne magnetskjermingen! Det tenkte du ikke på det

 

[GeirH]

*he-he* Ikke før nå! Jeg grøsser av tanken på en CRT som skal kunne erstatte 40" 4K LCD'en som allerede står i hjemmestudioet...