Di-pool subwoofer

[Geenius]

Zoals sommige van jullie misschien al weten, heb ik een tijdje met een Velodyne DD15 subwoofer gespeeld. Perfect ding (vooral door mogelijkheid om de curve aan de luisterruimte aan te passen) maar toch had ik het gevoel dat ik naar een grote zware woofer in een te kleine kast zat te luisteren. Bovendien blijft het DIY bloed kruipen en heb ik dus de DD15 weer verkocht en wil zelf een subwoofer bouwen. Toeval wil ook dat Velodyne binnenkort met de losse regelunit van de DD-serie op de markt komt dus wat houdt me nog tegen?

Mijn oog is gevallen op de Precision Devices PD2150 woofer waarvan ik inmiddels twee stuks heb besteld.



PD2150 Technical Information

Nominal Diameter 53cm (21")
Power rating 1000 Watts
Nominal Impedance 8 Ohms
Sensitivity (1 W 1 M) 99 dB
Effective Piston Diameter 455 mm (18.2”)
Voice coil diameter 152 mm (6.08”)
Voice coil winding depth 30 mm (1.2”)
Magnet gap depth 15 mm (0.59”)
Magnetic assembly total mass 27.2 Kg (60.11 Lbs.)

Thiele-Small Parameters

Fs 22 Hz
Xlin 12 mm
Xmax 38 mm
Revc 5.48 Ohms
Vd 20 x 10-4 m3
Qms 5.51
Qes 0.2
Qts 0.19
Cms 166 µM/N
Vas 628 Litres
Mms 305 grams
Sd 1630 sq cm
BL 34.28 T/m

In eerste instantie heb ik deze driver gekozen vanwege zijn ideale parameters voor inbouw in een relatief kleine kast met een Qtc van 0,5. Maar aangezien dat neerkomt op twee keer 110 liter en het feit dat de kast constructie compromisloos moet zijn, worden de kasten toch wat aanwezig in mijn woonkamer. Daarom wil ik gaan experimenteren met een open di-pool behuizing. Na heel veel op het web te hebben rond gekeken en de interessante tests in Hobby Hifi wil ik als uitgangspunt beginnen met de zogenaamde U-frame "behuizing". Een mooi compromis tussen afmetingen en rendement.

http://www.linkwitzlab.com/H-U%20woofer2.htm
http://www.geocities.com/kreskovs/DIY-dipole-1.html
http://www.geocities.com/kreskovs/U-frame-design.html

De bedoeling is om eerste twee simpele dozen te maken zonder achterwand en te kijken wat er gebeurt als ik twee losse U-frames gebruik of de twee op verschillende afstanden tegenover elkaar laat spelen - dan ontstaat een soort variatie op de zogenaamde W-frame of W-pole. In een later stadium maak ik er wel iets esthetisch verantwoords van.

http://www.linkwitzlab.com/woofer.htm

[Martijn M]

heeeel interessant concept!!!
Weet niet waar je woont, maar áls je het ooit klaar hebt zou ik heeeel graag willen komen luisteren
dipool laag lijkt mij persoonlijk ook wel wat, maar veeeuuulsuh moeilijk
veel succes ermee.

[asterduc]

Hoi Tony,

ik heb een dergelijke set horen spelen in duitsland. Dat was van een nederlandse fabrikant. 2 enorm grote basunits, en een lowther full range ook als dipole).De volledige dipole was weliswaar als vlakke plaat opgesteld (dus geen U of wat dan ook). Het leek wel een grote electrostaat. De klank wasindrukwekkend. Absoluut niet vergelijkbaar met enig ander concept.
Als bassist gaat je dit zeker bevallen. Ik kan mij voorstellen dat je Jaco P nog nooit zo mooi gehoord gaat hebben.

Hou wel rekening met de kritische plaatsing van een dipole, maar dat weet je natuurlijk wel.
De units in duitsland stonden zowat in het midden van de luisterruimte.

ED

[Geenius]

........... Hou wel rekening met de kritische plaatsing van een dipole, maar dat weet je natuurlijk wel. De units in duitsland stonden zowat in het midden van de luisterruimte.

Volgens de metingen van Hobby Hifi werkt, door de gerichte afstraling van het laag, een di-pool subwoofer precies omgekeerd als een normale subwoofer (mono-pool) - hij presteert beter als hij enigzins uit de buurt van muren blijft. Waar ik ook benieuwd naar ben is hoe gevoelig een di-pool systeem is voor kamer resonanties. Doordat het afstraalgedrag een niervorm heeft i.p.v. naar alle kanten gelijk, moet je haast wel minder last hebben van de ruimte waar hij in staat. Misschien heb ik wel helemaal geen Velodyne SMS-1 nodig.

[pieter pan]

Zoek de fout...

In eerste instantie heb ik deze driver gekozen vanwege zijn ideale parameters voor inbouw in een relatief kleine kast met een Qtc van 0,5. Maar aangezien dat neerkomt op twee keer 110 liter en het feit dat de kast constructie compromisloos moet zijn, worden de kasten toch wat aanwezig in mijn woonkamer. Daarom wil ik gaan experimenteren met een open di-pool behuizing. Na heel veel op het web te hebben rond gekeken en de interessante tests in Hobby Hifi wil ik als uitgangspunt beginnen met de zogenaamde U-frame "behuizing". Een mooi compromis tussen afmetingen en rendement.

[asterduc]

Dat klopt wel, in boeretaal heet dat, hij heeft open ruimte nodig.

Ik heb nog een mooi klein 30 cm woofertje liggen voor een dipole. Aangezien de behuizing niet veel voorsteld kan ik dat zondag eens snel uitproberen.

Een antwoord op de kamerresonanties, zou je dat niet vinden in de Linkwitz literatuur.

ED

[Geenius]

Zoek de fout...

Da's geen fout maar een alliteratie.

[jeroen_d]

Hoi Tony,

De specifieke klank tov een gesloten box is het gevolg o.a. van het ontbreken van drukopbouw beneden de laagste frequentie die qua halve golflengte nog net in je kamer past. Verder is het geluid transparanter omdat van de luisteras af 4.8 dB minder energie wordt afgestraald dan dat een omnidirectionele monopool zou doen.

Van staande golven heb je wel last, vnl in de voor/achter richting. Ze kunnen zelfs meer opvallen doordat modes tussen plafond en vloer en tussen de zijwanden minder aanwezig zijn. Afhankelijk van hoe je luisterruimte gedempt is in de luisterrichting, zal je dus wel of niet elektronische correctie nodig hebben.

Overigens erg goed idee om met zulk groot stralend oppervlak juist op dipool over te gaan. Houdt er verder ook rekening mee dat als je het goed wilt doen je toch altijd elektronische correctie nodig hebt vanwege de 6 dB/oct akoestische kortsluiting die gecompenseerd dient te worden, zeker als je kast van bescheiden omvang is en je dus geen kamerbreed paneel gebruikt.

[Martijn M]

Zoek de fout...

Da's geen fout maar een alliteratie.

alliteratie bedoel je die van "constructie compromisloos"?
lijkt me dat pieter pan gelijk heeft hoor...
niet dat het ook maar iets uitmaakt. beetje mierenneuken zo aan het begin van 't weekend. let er maar niet op

edit: ik lees 't nu terug, en het valt me op dat deze post weinig toevoegt

[pieter pan]

ik denk dat de mooiste (en ook de bedoelde) alliteratie "compromisloois compromis" moet zijn!

[audioot]

hoi vrienden,
ik ben ook dolende in het land der subs voor mijn esl 57 projekt en een dipool lijkt mij ook op de gradient die speciaal voor de esl63 ontwikkeld was.bdw op de esl dag in utrecht heb ik daar het ontwerp van koen de zwart gehoord (te vinden op esl club onder projekts) en de esl van metrumacoustics en beide klonken zeer overtuigend
mvg
audioot

[asterduc]

Ik heb nog een mooi klein 30 cm woofertje liggen voor een dipole. Aangezien de behuizing niet veel voorsteld kan ik dat zondag eens snel uitproberen.
ED

Per toeval de kast, of wat het moet voorstellen, iets te klein gezaagd. Daarom heb ik de test gedaan met een andere unit als gepland. Het is de TW3000 van Mivoc geworden. Heeft volgens TS parameters toch ook Dipole allures.

Ik heb diezelfde unit tevens in een 130 liter BR kast zitten. Ik heb die er voor de aardigheid ook bij gezet. Het verschil is enorm, zowel in afmetingen (20 l en 130 L) als in klank.

Hoe zacht je de dipole ook instelt, de bassist staat altijd op de voorgrond. Dit is een gevolg van de sterk geprononceerde klank.
Tony, je kunt dit vergelijken alsof je constant op de achterste PU speelt.
Er zit bij mijn Dipole wel een "oeng" klank bij. Of dit komt door de goedkope unit en versterker, een eventuele paneelresonantie of door het dipoleprinciepe, kan ik niet zeggen. Het stoort mij wel. Iets gelijkaardigs hoor ik ook dikwijls bij hoorn baskasten.

Ruimteakoustiek. De Diploe staat een dikke meter van de muur, net voor één van mijn fronts (TL's die tot zo'n 35 Hz weergeven). Op sommige plaatsen van de luisterruimte heb ik een basboost wanneer de dipole mee aan staat (o.a. in het verlegde van de speaker), die is weg als hij af staat en alleen de fronts spelen. Op de luisterpositie is er daarentegen een evenwichtiger klankbeeld. Hij beinvloed dus wel de ruimteakoustiek.

Het meest opvallende is echter, er komt weinig of geen power uit. De subamp staat helemaal open terwijl diezelfde woofer in de >130 l BR kast sterk verminderd moet worden. Ook slaat de speaker enorm snel door. Met groooote drivers zal dit probleem aanzienlijk minder zijn vermoed ik. Maar je gaat bij zulke impressionant grote speakers altijd meer verwachten dan dat je in werkelijkheid krijgt denk ik.

ED.

[jeroen_d]

Er zit bij mijn Dipole wel een "oeng" klank bij. Of dit komt door de goedkope unit en versterker, een eventuele paneelresonantie of door het dipoleprinciepe, kan ik niet zeggen. Het stoort mij wel. Iets gelijkaardigs hoor ik ook dikwijls bij hoorn baskasten.

Dat is de staande golf die overeenkomt met de kwart golflengte die in de diepterichting van de kast past. Als je de kast vult met een lichte vulling met bv BAF wadding dan wordt deze resonantie gedempt en krijg je een cardioid afstraalpatroon. Als dit afstraalpatroon je niet interesseert dan kun je deze resonantie ook elektronisch dempen. Ook is het zo dat bij een bepaalde frequentie die ergens ligt tussen 100 en 300 Hz geen akoestische kortsluiting krijgt maar optelling. Dit zorgt ook weer voor een bult die je elektronisch moet corrigeren of wegfilteren met een steil laagdoorlaatfilter op maximaal 100 Hz. Dringend advies als je dit concept veelbelovend vindt: lees de pagina's van John K. en Siegfried Linkwitz hierover. Dan begrijp je ook dat je door de akoestische kortsluiting een extra groot oppervlak nodig hebt om hetzelfde volume te halen als bij een basreflex, al gauw minimaal vier maal zo veel. Bij dipoolbas gaat het dus niet om superhard kunnen spelen maar wel om kwalitatief zeer goede bas.

Wat hoorns betreft, als die niet volgens een zuivere tractrix gemaakt zijn, zullen er altijd resonanties aan de mond optreden. Inderdaad, je hebt het goed gehoord een vergelijkbaar effect. Alleen een tractrix hoorn kan je leiden naar een echt realistische weergave en kijk maar eens naar de hoorn baskasten, die voldoen daar in bijna alle gevallen totaal niet aan.

[Geenius]

Er zit bij mijn Dipole wel een "oeng" klank bij. Of dit komt door de goedkope unit en versterker, een eventuele paneelresonantie of door het dipoleprinciepe, kan ik niet zeggen. Het stoort mij wel. Iets gelijkaardigs hoor ik ook dikwijls bij hoorn baskasten.

Dat is de staande golf die overeenkomt met de kwart golflengte die in de diepterichting van de kast past. Als je de kast vult met een lichte vulling met bv BAF wadding dan wordt deze resonantie gedempt en krijg je een cardioid afstraalpatroon..........

Je zou ook de kast minder diep kunnen maken waardoor de staande golven pas bij een hogere frequentie optreden en dus buiten het toepassingsgebied. Hobby Hifi had het over maximaal 30cm diep.

Ik wil uiteindelijk ook de binnenzijde van de kastwanden opbouwen met een onregelmatige vorm. Het is mijn bedoeling om de hele sub uiteindelijk te maken van lagen plaatmateriaal achter elkaar verlijmd, dus geen 5 plankjes maar bijvoorbeeld 8x 38mm HDF met elkaar verlijmd.

[Geenius]

Hoi Tony,

De specifieke klank tov een gesloten box is het gevolg o.a. van het ontbreken van drukopbouw beneden de laagste frequentie die qua halve golflengte nog net in je kamer past. Verder is het geluid transparanter omdat van de luisteras af 4.8 dB minder energie wordt afgestraald dan dat een omnidirectionele monopool zou doen.

Van staande golven heb je wel last, vnl in de voor/achter richting. Ze kunnen zelfs meer opvallen doordat modes tussen plafond en vloer en tussen de zijwanden minder aanwezig zijn. Afhankelijk van hoe je luisterruimte gedempt is in de luisterrichting, zal je dus wel of niet elektronische correctie nodig hebben.

Overigens erg goed idee om met zulk groot stralend oppervlak juist op dipool over te gaan. Houdt er verder ook rekening mee dat als je het goed wilt doen je toch altijd elektronische correctie nodig hebt vanwege de 6 dB/oct akoestische kortsluiting die gecompenseerd dient te worden, zeker als je kast van bescheiden omvang is en je dus geen kamerbreed paneel gebruikt.

Hopelijk hoef ik de in-efficientie van dit principe niet al te veel te corrigeren, gelukkig heb ik drivers met van zichzelf een hoog rendement en een relatief lange slag. Maar een digitale parametrische equalizer kan zeker geen kwaad. Omgerekend heb ik straks een stralend oppervlakte vergelijkbaar met zeven Peerless XXLS-12 woofers!

[Bart_M]

Leuk principe. Hoe laag denk je te komen met deze subs?

[asterduc]

Er zit bij mijn Dipole wel een "oeng" klank bij. Of dit komt door de goedkope unit en versterker, een eventuele paneelresonantie of door het dipoleprinciepe, kan ik niet zeggen. Het stoort mij wel. Iets gelijkaardigs hoor ik ook dikwijls bij hoorn baskasten.

Dat is de staande golf die overeenkomt met de kwart golflengte die in de diepterichting van de kast past. Als je de kast vult met een lichte vulling met bv BAF wadding dan wordt deze resonantie gedempt en krijg je een cardioid afstraalpatroon..........

Je zou ook de kast minder diep kunnen maken waardoor de staande golven pas bij een hogere frequentie optreden en dus buiten het toepassingsgebied. Hobby Hifi had het over maximaal 30cm diep.

Ik wil uiteindelijk ook de binnenzijde van de kastwanden opbouwen met een onregelmatige vorm. Het is mijn bedoeling om de hele sub uiteindelijk te maken van lagen plaatmateriaal achter elkaar verlijmd, dus geen 5 plankjes maar bijvoorbeeld 8x 38mm HDF met elkaar verlijmd.

Tony, ik weet niet of jou theorie hier de oorzaak van is.
De wandlengte is 25 cm. Kwartgolf is dus 330 Hz. De sub wordt aktief met 12 db afgenomen op 80 Hz, dan kan van die 330 hz toch niet al teveel meer overblijven denk ik.
Volgens mij zit het meer in het meetrillen van de kast (of aanwezige onderdelen, bvb versterker), maar dat lijkt mij toch straf bij dit lage weergave niveau en de toch 18 mm dikke plaat die nog niet eens groot is terwijl er dan ook geen echte drukopbouw in de kast is.

Ik ga de test nog eens overdoen, nu de lijm helemaal droog is en misschien zet ik er even snel de meetmicrofoon op, want meten is weten, is mij ooit eens verteld.

ED

[Geenius]

Leuk principe. Hoe laag denk je te komen met deze subs?

Weet ik niet, maar gelijk met de driver resonantie van 25Hz moet wel mogelijk zijn.

[Geenius]

Tony, ik weet niet of jou theorie hier de oorzaak van is.
De wandlengte is 25 cm. Kwartgolf is dus 330 Hz. De sub wordt aktief met 12 db afgenomen op 80 Hz, dan kan van die 330 hz toch niet al teveel meer overblijven denk ik.
Volgens mij zit het meer in het meetrillen van de kast (of aanwezige onderdelen, bvb versterker), maar dat lijkt mij toch straf bij dit lage weergave niveau en de toch 18 mm dikke plaat die nog niet eens groot is terwijl er dan ook geen echte drukopbouw in de kast is.

Ik ga de test nog eens overdoen, nu de lijm helemaal droog is en misschien zet ik er even snel de meetmicrofoon op, want meten is weten, is mij ooit eens verteld.

ED

Je zou ook kunnen proberen of het bijgeluid verandert of verdwijnt als je de sub voorziet van een paar eenvoudige dwars balkjes, of hem op spikes zet, of alle binnenwanden bekleedt met Pritex, etc. Niet dat dit allemaal nodig is, maar het is interessant om te horen of deze maatregelen enig effect hebben bij een open kast.

[jeroen_d]

@ tony: Als ik zo'n kast zou bouwen zou ik hem ook uit laagjes opbouwen maar dan zo dat er een symmetrische belasting van de woofer ontstaat. Dit bereik je door uit elke laag een cirkel te halen en zo maak je een cilindervormige behuizing achter de woofer. Ik zou juist een zeer duidelijke kwartgolfresonantie creeren die met een enkele parametrische equalizer weg te filteren is, niet een uitgesmeerde en half gedempte door een onregelmatige binnenvorm. Daarbij, die onregelmatige vorm zal eerder voor ongewenste turbulentie zorgen (blaasgeluiden) dan dat ie de resonantie dempt.

@ asterduc: vergis je niet in hoe sterk de resonantie kan zijn, kan makkelijk 12 dB erboven uitsteken. Probeer inderdaad eens te meten op ongeveer 5 cm achter het vlak van de opening aan de achterkant. Zou ook ik zeer leerzaam vinden hoe het in zo'n behuizing uitpakt. Ook ligt de resonantie vaak lager dan dat je uitrekent, een relatief korte transmissielijn (slechts 25 cm in dit geval) wordt in de praktijk vaak virtueel wat langer.

[Geenius]

Ik dacht ook aan een symetrische vorm, bijvoorbeeld een "afgeronde ster" uit een paneel gehaald, of een "geribbelde cirkel". Volgens mij zou je de staande geloven tussen de zijwanden moeten tegengaan en alleen die in de lengte richting vrij laten. In ieder geval geen dempingsmateriaal nodig hebben.

[jeroen_d]

Check. Maar er is nog een andere truuk en dat is de staande golven in de zijwaartse richting naar hogere regionen te dirigeren: een kegel achter de magneet van de woofer of in dit geval een cilinder. Beetje idee van mijn nieuw project.

Waarom ik hieraan de voorkeur zou geven is omdat je de lucht met zo min mogelijk weerstand de kast uit wil kunnen blazen. Een dipool systeem maakt relatief grote uitslagen. Hoewel dat in jouw geval met die machtige woofers wellicht meevalt.....

[Edo]

...of een "geribbelde cirkel". ....

Beetje onderstaand idee of nog met meer grove stukken?
(maar dan in een cirkel)

[asterduc]

Tony, ik weet niet of jou theorie hier de oorzaak van is.
De wandlengte is 25 cm. Kwartgolf is dus 330 Hz. De sub wordt aktief met 12 db afgenomen op 80 Hz, dan kan van die 330 hz toch niet al teveel meer overblijven denk ik.
Volgens mij zit het meer in het meetrillen van de kast (of aanwezige onderdelen, bvb versterker), maar dat lijkt mij toch straf bij dit lage weergave niveau en de toch 18 mm dikke plaat die nog niet eens groot is terwijl er dan ook geen echte drukopbouw in de kast is.

Ik ga de test nog eens overdoen, nu de lijm helemaal droog is en misschien zet ik er even snel de meetmicrofoon op, want meten is weten, is mij ooit eens verteld.

ED

Je zou ook kunnen proberen of het bijgeluid verandert of verdwijnt als je de sub voorziet van een paar eenvoudige dwars balkjes, of hem op spikes zet, of alle binnenwanden bekleedt met Pritex, etc. Niet dat dit allemaal nodig is, maar het is interessant om te horen of deze maatregelen enig effect hebben bij een open kast.

... en dat maakt het verschil!
Lichte dempingsplaat met een 10 mm dik laagje vilt. Enkele spikes eronder.
Ik heb eerst de meting gedaan, daar zat een akoustische storing in het sub. Bleek interferentie van de Submodule trafo op de 3 mH spoel te zijn. Die even aan de andere kant geschroefd en perfekte curve. Op 200 is natuurlijk de onvermijdelijke kortsluitbult.
Klankmatig, ik heb hem nu als bas op mijn Concave project staan, is hij leuk om horen, relativeren natuurlijk (40 euro woofer en 50 euro module).
Ik kan hier al veel meer mee leven, maar die power, dat heeft hij NIET. Om dynamiek te bekomen zal veeel membraanoppervlak nodig zijn. Jouw grote units Tony, is een goede keuze van jou en volgens mij geen overkill!




Voor de belanghebbende, ik heb wat curves genomen, maar heb de data uitsluitend als TXT bestand.
Ze staan op http://home.scarlet.be/~collier6/Dipole/DIP_FR01.TXT (front) http://home.scarlet.be/~collier6/Dipole/DIP_FR01.TXT (rear)
Dit is zonder filter, en de volgende met filter
http://home.scarlet.be/~collier6/Dipole/DIP_FR02.TXT (front) http://home.scarlet.be/~collier6/Dipole/DIP_FR02.TXT (rear)

BTW: als iemand een eenvoudig tool heeft om TXT data naar een grafiek om te zetten, dat zou mij zeer helpen.

ED

[jeroen_d]

BTW: als iemand een eenvoudig tool heeft om TXT data naar een grafiek om te zetten, dat zou mij zeer helpen.
ED

Mooie grafieken! Ik selecteer gewoon al je tekst en kopieer het naar Excel. Daar onder de data tab kiezen voor tekst naar kolommen zodat de data mooi gerangschikt staat. Vervolgens kun je grafiekjes maken. En die zien er mooi uit!