|
Matching av spredningsmønster mellom elementer.
- Trådstarter Defo
- Startdato
Matching av spredningsmønster mellom elementer
Poenget med å matche spredningsmønster melom elementer er å beholde mest mest mulig lik spredningskarakteristikk over mest mulig av frekvensområdet. På den måten vil frekvenskarakeristikken for direktelyden og frekvenskarakteristikken for den indirekte (reflekterte) lyden kunne bli 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 etterhvert begynne å beame (dvs: få et gradvis mer innsnevret spredningsmønster) allerede fra 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 sammenliknet med frekvensområdet rett overfor/nedenfor dette, og den vil høres "mørk" ut, selv om den måler flatt "on axis". Frekvenskorreksjon gjennom eq vil ikke kunne avhjelpe dette problemet.
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 fordi 4-tommeren beholder relativt konstant spredning mye høyere opp i frekvens enn 8-tommeren. Brukes derimot en 12-tommers (eller større) bassenhet, blir kanskje et 4-veis system veien å gå hvis en vanlig dometweeter skal benyttes. Dersom en ønsker et 2-veis-konsept med basshøyttalere på 8 tommer eller mer, bør spredningsvinkelen på diskantelementet reduseres, og/eller delefrekvensen må ned sammenliknet med eksempelet ovenfor.
En vanlig måte å oppnå dette på, er å benytte waveguide eller horn som har mest mulig konstant spredning ("constant directivity") over store deler av sitt arbeidsområde. Vanlig sprednings vinkel på CD-horn eller waveguides, er f eks 90 grader. Delefrekvensen ned mot en bass/mellomtone legges altså der hvor bass/mellomtoneelementets spredning også ligger på 90 grader, og dermed matcher hornet.
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 montert på en "vanlig" baffel sprer ca 90 grader (altså: 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 600-800-1000 Hz.
For å kunne oppnå en kontrollert spredning for de laveste 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.
Håper dette var til litt hjelp.
Poenget med å matche spredningsmønster melom elementer er å beholde mest mest mulig lik spredningskarakteristikk over mest mulig av frekvensområdet. På den måten vil frekvenskarakeristikken for direktelyden og frekvenskarakteristikken for den indirekte (reflekterte) lyden kunne bli 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 etterhvert begynne å beame (dvs: få et gradvis mer innsnevret spredningsmønster) allerede fra 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 sammenliknet med frekvensområdet rett overfor/nedenfor dette, og den vil høres "mørk" ut, selv om den måler flatt "on axis". Frekvenskorreksjon gjennom eq vil ikke kunne avhjelpe dette problemet.
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 fordi 4-tommeren beholder relativt konstant spredning mye høyere opp i frekvens enn 8-tommeren. Brukes derimot en 12-tommers (eller større) bassenhet, blir kanskje et 4-veis system veien å gå hvis en vanlig dometweeter skal benyttes. Dersom en ønsker et 2-veis-konsept med basshøyttalere på 8 tommer eller mer, bør spredningsvinkelen på diskantelementet reduseres, og/eller delefrekvensen må ned sammenliknet med eksempelet ovenfor.
En vanlig måte å oppnå dette på, er å benytte waveguide eller horn som har mest mulig konstant spredning ("constant directivity") over store deler av sitt arbeidsområde. Vanlig sprednings vinkel på CD-horn eller waveguides, er f eks 90 grader. Delefrekvensen ned mot en bass/mellomtone legges altså der hvor bass/mellomtoneelementets spredning også ligger på 90 grader, og dermed matcher hornet.
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 montert på en "vanlig" baffel sprer ca 90 grader (altså: 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 600-800-1000 Hz.
For å kunne oppnå en kontrollert spredning for de laveste 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.
Håper dette var til litt hjelp.
Takk for svar grevl! 
Skjønte det meste.. Hva med horn som stråler f.eks 90 x 40 grader? Eller bånddiskanter med gjerne 120 x 20 grader, hvordan ville du gått fram her?
Med denne kunnskapen innabords så virker det på meg som om mange, spesiellt 2-veis høytalere overser dette?
Skjønte det meste.. Hva med horn som stråler f.eks 90 x 40 grader? Eller bånddiskanter med gjerne 120 x 20 grader, hvordan ville du gått fram her?Med denne kunnskapen innabords så virker det på meg som om mange, spesiellt 2-veis høytalere overser dette?
Det er nok en del 2-veis høyttalere som er middels bra her. Men verstingene er vel kanskje 2,5 høyttalere med stor mellombass.
Det viktigste er at spredningsforskjellen mellom lavpass og høypass elementet ikke blir for stort. I praksis betyr dette ofte at man skal dele diskanten så lavt som den tåler. Men hvis man kommer inn på horn, waveguides, kanskje også dipol så kan regnestykket se litt annerledes ut.
Det viktigste er at spredningsforskjellen mellom lavpass og høypass elementet ikke blir for stort. I praksis betyr dette ofte at man skal dele diskanten så lavt som den tåler. Men hvis man kommer inn på horn, waveguides, kanskje også dipol så kan regnestykket se litt annerledes ut.
Jeg tviler på at «2,5 veis» ht er værstinger i klassen. I horisontalplanet vil de ha omtrent samme spredning som tilsvarende 2-veis. I vertikalplanet kan det kanskje bli utfordringer, men ofte er avrullingen ved «0,5-veis» omkring 500 Hz, dvs en bølgelengde på omkring 60 cm. Ofte brukes 6,5 tommer i denne sammenhengen => dvs et vertikal «membrandimensjon» for 2,5 på omkring 30-35 cm.Bx skrev:
Større påvirkning kommer av valgene i delefilter/delfrekvens. 1. ordensfiltere er i sammenhengen en større utfordring enn brattere filtere.
mvh
KJ
Å oppnå jevnt spredningsmønster i horisontalplanet er relativt enkelt: det dreier seg i hovedsak om å matche en kjent spredningsvinkel fra horn eller waveguide med aktuell spredningsvinkel fra et bass/mellomtoneelement med kjent størrelse ved en passelig delefrekvens. Forutsetningen er at elementene står vertikalt ovenfor hverandre. Du vil oppnå jevnt spredningsmønster fra en frekvens på omtrent 70-80% av den valgte delefrekvensen og opp så langt horn/driver rekker.Defo skrev:
(Det grunnleggende tekniske white-paper for et slikt design er skrevet av JBL-ingeniørene Smith, Keele og Eargle, og ble presentert på AES i 1981. Klassikeren JBL Studio Monitor 4430 er et resultat av dette arbeidet. Les: http://www.pispeakers.com/AES_v31_n6_p408.pdf ).
Å oppnå jevnt spredningsmønster i vertikalplanet er mye vanskeligere å få til. (Dette er heldigvis ikke fullt så viktig som for horisontalplanet). På grunn av elementenes innbyrdes avstand når de plasseres på frontplaten vil det skapes interferens mellom dem ved frekvenser på/nær delefrekvensen. Dette vil resultere i "null-er" (hvor lyden fra elementene kansellerer hverandre) og "lober" (hvor lyden fra elementene adderes og forsterker hverandre). Ulike filtertopologier gir ulik fordeling av nuller og lober. For en intro til dette fenomenet, les: http://www.rane.com/note160.html
4.ordens Linkwitz delefiltre er den beste topologien i forhold til å minimere dette problemet. I et slikt filter blir nullene relativt små, og dessuten symmetriske i vertikalplanet. F eks 3. ordens Butterworth filtre har derimot en kraftig null nær midten av vertikalaksen og en kraftig lobe skrått nedover. Slike høyttalere bør tiltes endel bakover for korrekt balanse på lytteaksen.
Men i praksis er dette er ingen 100% konsekvent vitenskap, og endel prøving og feiling er nødvendig.
Fordi de typiske null-ene (med et 4. ordens filter) gjerne opptrer på 20-30 grader over og under lytteaksen, kan det være et bra tricks å begrense vertikalspredningen fra hornet til f eks 40 grader. Dermed vil outputen fra hornet havne mellom vinklene hvor kanselleringene oppstår, og du kan oppnå et vertikalt spredningsmønster som er relativt konstant. For mer om dette, se: http://www.audioroundtable.com/PiSpeakers/messages/22624.html
Når alt dette er sagt; dette er IMO noen bra hovedprinsipper for å oppnå mest mulig konstant spredning:
- jeg ville ikke valgt elementer med så smal vertikal spredning som 20 grader. Det gir for trang sweet-spot og for dårlig generell balanse i rommet
- 40 grader vertikalt er omtrent passe. Større vinkel gir mer problemer med nuller/lober
- mer enn 90 grader i horisontalplanet er unødvendig, og skaper bare fler veggrefleksjoner og mer diffraksjon
- mindre enn 90 grader horisontalt går ut over sweet-spot
- elementene skal være på linje vertikalt
- velg så stort horn (eller waveguide) som du har plass til. Dermed får du delefrekvensen lengst mulig ned, og konstant spredning over mest mulig av frekvensområdet
- med hjørneplassering kan du oppnå 90 graders horisontal spredning også for basselementer. Dette krever imidletid ofte ekstra frekvenskorrigeringer pga at du med hjørneplassering som regel får en kraftigere eksitering av rommets egne resonanser
Interessant grevl, og ikke minst gode linker! Har tatt meg tid til å prøve å forstå alt, og vil tro jeg har fått med meg det grunnleggende iallefall..
Det virker på meg som 90 x 40 CD horn er å foretrekke i de fleste applikasjoner, MEN... hva med runde AG type horn, waveguides osv? De ser jo ut til å være favorisert i hifi-verdenen så vidt jeg observerer, så de må da ha noen positive sider ved seg?
Når det gjelder integrering av horn uten konstant spredning (AG, Azura, Oris osv.), gjøres dette på vanlig måte, altså ved å vite spredningen ved f.eks 1200 hz, og matche det med en 12"?
Waveguides som denne fra DDS, er har de konstant spredning? Jeg ser det er polar response tegningen under, men vet ikke helt hvordan jeg skal lese den...
Det virker på meg som 90 x 40 CD horn er å foretrekke i de fleste applikasjoner, MEN... hva med runde AG type horn, waveguides osv? De ser jo ut til å være favorisert i hifi-verdenen så vidt jeg observerer, så de må da ha noen positive sider ved seg?
Når det gjelder integrering av horn uten konstant spredning (AG, Azura, Oris osv.), gjøres dette på vanlig måte, altså ved å vite spredningen ved f.eks 1200 hz, og matche det med en 12"?
Waveguides som denne fra DDS, er har de konstant spredning? Jeg ser det er polar response tegningen under, men vet ikke helt hvordan jeg skal lese den...
Jeg tror hovedgrunnen til at runde horn er mest utbredt i hifi-verdenen er at de rett og slett tar seg bedre ut. Firkantede horn ser kanskje litt vel "industrielt" ut for mange dersom hornene blir store. Når det er sagt, er det også mange av de runde hornene som låter veldig bra.
Jeg har forsøkt et par runde waveguider, laget av Earl Geddes. (Se utallige tråder på diyaudio - en som en særlig relevant for dette teamet er denne: http://www.diyaudio.com/forums/showthread.php?s=&threadid=123426 , særlig fra side 23-24 og utover). De har 90x90 spredning, og alle de problemer med lobing etc. som beskrevet. (De DDS-hornene du peker til, ligner veldig på disse, og har konstant 90x90 spredning de også). Uansett lobing: Geddes-waveguidene låter svært bra, og jeg anbefaler dem gjerne. Jeg har også foreøkt et par runde waveguider fra Dayton (koster omtrent ikkeno' på partsexpress.com), men disse synes jeg ikke låter tilnærmelsesvis så bra som Geddes-waveguidene. Dette kan ha sammenheng med en mye dårligere tilpasning mellom driver/waveguide på Dayton-waveguidene. Jeg har også i mange år hatt stor glede av mine JBL 4430 med 2344-hornet. Det er også et CD-horn med 100x100 spredning. Låter fantastisk bra (ikke tegn til "hornlyd"), særlig der hvor lytteavstanden er relativt liten.
Dette er mao ingen eksakt vitenskap akkurat. Men teorien sier at 90x40 ofte blir lettere å integrere. Og jeg har vel så ofte fått bra resultat med slike horn også: f eks Eminence H290, JBL 2380 og (ikke minst) de JBL 2360 jeg bruker nå. Basert på mine egne erfaringer, tror jeg nå at slike horn er å foretrekke.
Jeg har ingen erfaring med ikke-cd horn som Azura, AG, Le Cleach osv. Skulle gjerne ha forsøkt, men kjelleren er allerede full nok av utstyr....
Jeg har forsøkt et par runde waveguider, laget av Earl Geddes. (Se utallige tråder på diyaudio - en som en særlig relevant for dette teamet er denne: http://www.diyaudio.com/forums/showthread.php?s=&threadid=123426 , særlig fra side 23-24 og utover). De har 90x90 spredning, og alle de problemer med lobing etc. som beskrevet. (De DDS-hornene du peker til, ligner veldig på disse, og har konstant 90x90 spredning de også). Uansett lobing: Geddes-waveguidene låter svært bra, og jeg anbefaler dem gjerne. Jeg har også foreøkt et par runde waveguider fra Dayton (koster omtrent ikkeno' på partsexpress.com), men disse synes jeg ikke låter tilnærmelsesvis så bra som Geddes-waveguidene. Dette kan ha sammenheng med en mye dårligere tilpasning mellom driver/waveguide på Dayton-waveguidene. Jeg har også i mange år hatt stor glede av mine JBL 4430 med 2344-hornet. Det er også et CD-horn med 100x100 spredning. Låter fantastisk bra (ikke tegn til "hornlyd"), særlig der hvor lytteavstanden er relativt liten.
Dette er mao ingen eksakt vitenskap akkurat. Men teorien sier at 90x40 ofte blir lettere å integrere. Og jeg har vel så ofte fått bra resultat med slike horn også: f eks Eminence H290, JBL 2380 og (ikke minst) de JBL 2360 jeg bruker nå. Basert på mine egne erfaringer, tror jeg nå at slike horn er å foretrekke.
Jeg har ingen erfaring med ikke-cd horn som Azura, AG, Le Cleach osv. Skulle gjerne ha forsøkt, men kjelleren er allerede full nok av utstyr....