MonCarDip

[GerardJ]

Als tweede meting heb ik vervormingsmetingen uitgevoerd zonder en met waveguide met Arta en onder identieke omstandigheden. Bij een betere akoestische aanpassing zal de vervorming dalen. Metingen op http://www.zaphaudio.com/hornconversion.html laten zelfs een dramatische daling zien.

Figuur 1 geeft de vervorming zonder waveguide en figuur 2 met waveguide. Boven de 2 kHz leidt de waveguide inderdaad tot aanzienlijk lagere vervorming door 3e en hogere harmonischen De 2e harmonische blijft nagenoeg gelijk.

Voor de mid-hoog baffle van de MonCarDip blijft de waveguide wel iets om in gedachte te houden. Echter een nette aansluiting op de bestaande tweeter is een kritisch punt. Dit vereist een heel precies gedraaide/gefreesde waveguide. Omdat de responsie van de tweeter zonder baffle er goed uitziet komt de tweeter in de eerste versie van de mid-hoog baffle voor de middentoners met de faceplate vlak met de baffle, zonder waveguide dus.

[bertor]

De afgelopen week heb ik een klein uitstapje gemaakt om te kijken hoe een waveguide voor een dometweeter zou uitpakken. Met behulp van een mal gemaakt van een stukje printplaat heb ik een waveguide gemaakt van 13 mm diep met een doorsnede van 104 mm (de grootte van de face plate van de dome tweeter). De waveguide is gemaakt in een baffle van 24 cm x 40 cm (zie foto 1). Voor het materiaal van de waveguide heb ik twee componenten houtrothersteller van de HEMA gebruikt. Met tweezijdig plakband kan de baffle met waveguide op mijn bestaande luidspreker geplakt worden zodat deze netjes aansluit op de tweeter (zie foto 2).

Om het effect van de waveguide te bekijken heb ik op 1m afstand de akoestische responsie gemeten onder verschillende hoeken: 0, 15, 30, 45 en 60 graden, in de situatie zonder waveguide (figuur 3) en met waveguide (figuur 4).

Met waveguide treedt er bij 12 kHz een flinke dip op. Dit ligt waarschijnlijk aan de niet zo fraaie aansluiting van de waveguide op de tweeter, iets wat heel precies moet zijn om reflecties op dit punt te voorkomen.

Vanaf een bepaalde frequentie, die afhang van de diameter van de wave guide, treedt enige versterking op door een betere belasting van de tweeter (hier ongeveer vanaf 2 kHz). Voor hogere frequenties treedt verzwakking op door een meer uniforme afstraling t.o.v. de situatie zonder waveguide. Voor beide effecten kan gecompenseerd worden met een hoogdoorlaat shelving filter. Dit is gedaan in figuur 5.

We zien nu dat er met waveguide een meer egale afstraling optreedt tot zo'n 10 kHz. Met een juiste aansluiting van de waveguide verwacht ik dat dit verder gaat doorlopen.

Mooie resultaten! Je wint dus iets van 3 dB bij 2 kHz en het afstraalgedrag wordt uniformer. Het beter laten aansluiten van de waveguide om die 12 kHz dip weg te krijgen, waar denk je dan precies aan?

[GerardJ]

Het beter laten aansluiten van de waveguide om die 12 kHz dip weg te krijgen, waar denk je dan precies aan?

Op de overgang van de dome naar de faceplate van de tweeter (in mijn geval SS 2905-97000) zit een opstaand randje dat afgerond op de faceplate aansluit. Dit moet heel netjes op de waveguide aansluiten anders krijg je daar reflecties. Bij de waveguide die ik gemaakt heb loopt de achterkant vlak met het 12 mm MDF plaat. De aansluiting op de tweeter was niet erg netjes. Er was ruim 1mm over dat ik heb opgevuld met een dun randje neopreenrubber, maar dit was wat gerafeld en gaf ook geen nette aansluiting.

Om dit goed te krijgen zou je de waveguide uit PVC o.i.d. kunnen draaien waarbij de aansluiting precies passend op de beschikbare tweeter wordt gemaakt.

[GerardJ]

Deze week de midden-hoog baffles gemaakt bestaande uit een d'Apollito midden (2x AL130) en een SS 2905-97000 tweeter voor het hoog. De baffle is opgebouwd uit een plaat van 9 mm MDF aan de achterkant met daar op gelijmd een 4 mm hardboard plaatje. Hierin liggen de AL130's opgesloten.
De voorkant bestaat uit een plaat van 6 mm MDF waarin de de tweeter in is uitgefreesd zodanig dat deze over de AL130's heen ligt. De afstand tussen de middelpunten van de AL130's is nu 22.5 cm. De uitsparingen van de AL130 aan de voor- en achterkant zijn op 45 graden uitgefreest om wervelingen/resonanties te minimaliseren.

Foto 1 geeft de voorkant van de ongemonteerde en gemonteerde baffle, foto 2 de achterkant.

Verder heb ik een steun gemaakt op de baskast on de dipoolbaffle verdere te verstevigen en om de midden-hoog baffle op vast te zetten (zie foto 3).

[jeroen_d]

Mooi werk!

Wat ik nog niet begrijp is hoe je de midhoog baffle gaat bevestigen.

[GerardJ]

Op de steun van de baskast wordt een tweede houten steun geschroefd. Hieraan bevestigd komen metalen lippen boven en onder de magneten van de AL130's. Tussen de magneten en de metalen lippen komst een laagje neopreenrubber. De metalen lippen worden vervolgens met slangeklemmen tegen de magneten geklemt waarbij de baffle op een laagje van 2mm neopreenrubber op de dipoolbaffle rust. De baffle wordt dus niet direct verbonden met de steunen of de dipool baffle om trillingen van de baskast zoveel mogelijk tegen te gaan.

[GerardJ]

Deze week heb ik aan de bevestiging van de MTM op de baskast gewerkt. Vandaag kon een en ander uitproberen. Het voorlopige resultaat is in de foto's 1-3 weergegeven.

De MTM is via metalen beugels aan een 22 mm MDF steun bevestigd die op zijn beurt met stevige metalen platen op de steun van de baskast is geschroefd.

Enkele details (zie foto 4 en 5):
- tussen de MTM-baffle en de dipool baffle zit een laagje van 2 mm neopreen rubber om het doorgeven van trillingen te beperken
- om de magneten van de AL130 is een laagje neopreenrubber geplakt; hierop zijn de metalen beugels met slangeklemmen vastgezet.

Het geheel is heel stevig en opvallend "dood". Het ziet er ook compacter uit dan de gesloten luidsprekers die ik nu heb. En niet onbelangrijk: de WAF is OK ... ten minste wat de voorkant betreft.

[jeroen_d]

Kijk aan dat begint te vorderen. Hoe heb je die beugels in de verticale steun bevestigd? Dat is niet te zien op de foto's.

[Boppo84]

met 2 schroeven per beugel gok ik zo
Maar 'hangt' de baffle nu aan de drivers? Veroorzaakt dit geen resonanties? (al een closeup van de impedantiemeting van de woofertjes bekeken?)

[GerardJ]

Goed gegokt Boppo84, met hoekjes zoals op de foto aangegeven. De hoekjes zijn in de kopse kant van de steun ingefreesd. Bij het vastzetten zijn de hoekjes en schroeven met polyuretaanlijm ingesmeerd. Bij uitproberen van een aantal lijmsoorten (PUL, houtlijm en HEMA-houtrotvuller) gaf dit de sterkste verbinding.

[GerardJ]

Maar 'hangt' de baffle nu aan de drivers? Veroorzaakt dit geen resonanties? (al een closeup van de impedantiemeting van de woofertjes bekeken?)

Nee, de MTM-baffle staat eigenlijk op een laagje rubber op de dipoolbaffle. De steun aan de achterkant voorkomt dat hij naar voren/achteren kan bewegen.

Vanavond heb ik even ik impedantiemetingen uitgevoerd, want jou opmerking maakte mij ook benieuwd naar evt. resonanties. Figuur 1 geeft de amplitude en figuur 2 de fase. Blauw is een referentiemeting van een AL130 op de tafel, rood en groen zijn de twee AL130's in de MTM-baffle. Alle drie hebben ze tussen 2-3 kHz een kleine oneffenheid en wat rommel rond 8 kHz zoals te verwachten door het opbreken van de konus. De referentiecurve heeft een klein wiebeltje bij 700 Hz, maar de AL130's in de baffle lopen hier vloeiend door. Verder kan ik geen ongerechtigheden door de ophanging ontdekken.

[GerardJ]

De afgelopen week heb ik tijd gehad om uitgebreid aan de verschillende luidsprekers van de MonCarDip te meten. Zo heb ik ook nog een keer de impedantie van de dipoolluidspreker opgemeten. Op basis hiervan kom ik nog een keer terug op de opmerking van Boppo84:

Veroorzaakt dit geen resonanties? (al een closeup van de impedantiemeting van de woofertjes bekeken?)

Het extra massa-veer-systeem t.g.v. de MTM-baffle heeft duidelijk wel effect op de dipoolwoofer (niet op de monopool) zoals in de figuur te zien is aan de afwijking in het impedantieverloop bij 70 Hz. Deze verdwijnt als de MTM-baffle verwijderd wordt of als ik deze tegenhoud. De afwijking bij 210 Hz komt door het trillen van de magneet en verdwijnt nagenoeg volledig als de magneet klemgezet wordt tegen de steun erachter.

[GerardJ]

Tijdens de meetingen zijn de volgende responsies bepaald:
- nabije veld metingen van de monopool en dipool bas op ongeveer 5 mm van de konus
- nabije veldmetingen van de afzonderlijke dipool mids (AL130) op 5mm van de konus
- nabije veldmeting van de tweeter op 3 cm van de dome (een kortere afstand geeft te veel interactie tussen de dome en de microfoon)
- op 1 meter afstand is de responsie gemeten van de afzonderlijke AL130 mids en ook gezamelijk onder 0, 15, 30, 45, 60 en 90 graden afstraalhoek
- op 1 meter afstand is de responsie gemeten van de tweeter onder 0, 15, 30, 45, 60 en 90 graden afstraalhoek.


De opzet van het actieve filter, zoals aangegeven in de figuur, wordt gebruikt om de totaalresponsie van de luispreker te bepalen op basis van de gemeten deelresponsies.

Het filter doet het volgende:

1. Monopool bas
De Linkwitz Transform trekt de monopool bas door voor lagere frequenties. Het LPF bestaat uit twee 2e orde LPF's met gelijke Fc en Q en zorgt bij benadering voor een akoestisch 4e-orde Linkwitz-Riley LPF.

2. Dipool bas
Met het eerste orde HPF wordt de dipool bij de laagste frequenties verder onderdrukt om de uitslag daar te beperken. Het dipoolcorrectiefilter corrigeert voor de 6 dB afval voor zover nodig, en de combinatie van het 1e en 2e orde LPF zorgt voor het LPF rond 250 Hz.

3. Dipool mid
Het dipoolcorrectiefilter corrigeert voor de 6 dB afval vor zover nodig. Met het 1e orde HPF kan worden gefinetuned om de aansluiting op de dipoolbas netjes te krijgen. De combinatie van het 1e en 2e orde LPF zorgt voor het LPF rond 2 kHz. Hier kan gespeeld worden om een zo recht mogelijke karakteristiek te krijgen en voldoende onderdrukking van de konusresonanties van de AL130 rond 8 kHz.

4. Tweeter
Een 1e + 2e orde HPF filtercombinatie.

[GerardJ]

Met de gemeten overdrachten en filteropstelling wil ik eerst in Matlab de volgende 3 situaties gaan bekijken:
1. per luidspreker combineren van de nabije veldmetingen met de diffractie/open baffle overdracht van Edge waarin het effect van de vloer niet is meegenomen,
2. idem, maar nu met het effect van de vloer erbij zoals eerder in dit draadje aangegeven,
3. idem maar nu met de metingen op 1m voor het midden en hoog.

Hierbij de resultaten van situatie 1.

Met Edge is op de luisterafstand en onder een hoek van 15 graden de diffractie/open baffle overdracht van alle luidsprekers bepaald (zie figuur 3). Voor de middentoners is dit het resultaat voor de d'Appolito opstelling. Deze zijn gecombineerd met de nabije veld metingen van de betreffende luidsprekers (zie figuur 2). Let hier op de konus resonantie van de AL130 bij 8 kHz); bij de andere luidspreker is deze resonantie overigens een stuk lager dan voor die hier gegeven. Verder is de delay van de tweeter weer gecorrigeerd voor de 3 cm microfoon afstand; alle andere afstanden zitten in de Edge overdracht.

De filterparameters voor de monopool bas en de dipool bas zijn bepaald met het optimalisatieprogramma zoals al eerder in dit draadje aangegeven. De overige filter parameters zijn met de hand ingesteld voor een zo vlak mogelijke karakteristiek.

Het resultaat is in figuur 1 gegeven. Een mooie vlakke karakteristiek is mogelijk met in-fase optelling bij de overnamepunten.

[GerardJ]

Voor de 2e situatie is het effect van de vloer op de overdrachten van de monopoolbas en de dipoolbas meegemodelleerd in Edge (zie figuur 3). Voor de luidsprekers zijn weer de nabije veldoverdrachten gebruikt.

Als we het vloereffect meenemen voor de situatie met de filters zoals bepaald zonder vloer, krijgen we het resultaat als in figuur 1. Van 100 - 400 Hz treedt een brede dip op door de afval van de dipoolbas boven 100 Hz als gevolg van de nul door de vloerreflectie bij 530 Hz. Ook speelt fasedraaiing hier een grote rol, immers de signalen bij het overnamepunt tussen dipoolbas en midden zijn flink uit fase. Op de monopoolbasoverdracht heeft de vloer een verwaarloosbaar effect behalve dat het niveau met 6 dB toeneemt.

Met de filters aangepast aan de situatie met vloer wordt weer een vlakke karakteristiek verkregen (zie figuur 2). Hiervoor is de Q van het 2e orde LPF dipoolbas filter hoger gekozen om de afval daar enigszins te compenseren en is het 1e orde HPF bij het midden ingezet om de fase weer goed te krijgen.

[Martijn H]

Mooie uiteenzetting!

Succes!

[Martijn M]

Fijn dat je je stappen zo goed documenteert!
Heb jij een verklaring voor waarom de edge-simulatie een veel meer door interferentie getekend patroon geeft dan wat je feitelijk meet?

[GerardJ]

Heb jij een verklaring voor waarom de edge-simulatie een veel meer door interferentie getekend patroon geeft dan wat je feitelijk meet?

Ik weet niet of ik je vraag goed begrijp. Maar de metingen die ik tot nu toe heb laten zien zijn nabije-veld metingen, opgenomen met de microfoon vlak bij de konus/dome van de afzonderlijke luidsprekers. Hierop heeft de omgeving (kast/baffle/kamer) nauwelijks invloed kunnen hebben. De invloed van de kast/baffle en vloer heb ik er met Edge ingebracht.

[Martijn M]

Prima, volgens mij begrijp ik het. Je filtert dus bewust een dip in de response omdat deze door de floorbounce zou moeten worden opgevuld.

[GerardJ]

Je filtert dus bewust een dip in de response omdat deze door de floorbounce zou moeten worden opgevuld.

Nee dat is juist niet het geval! In de 1e figuur van situatie 2 (met vloereffecten voor de monopool- en dipoolbas) heb ik het vloereffect geintroduceerd voor een luidspreker waarvan de filters geoptimaliseerd waren voor het geval zonder vloereffecten (situatie 1). In dat geval ontstaat er een dip, die je niet verwacht. Met andere filterinstellingen compenseer je dan het effect van deze "vloerdip".

[bertor]

Mooi gedaan, die combinatie van Edge en nabijeveld metingen! Heb je daar zelf een paar scriptjes voor geschreven?

Wat ik me nog afvroeg, hoe goed komen de metingen van 1 meter afstand overeen met nearfield+edge simulatie?

[Martijn M]

Hmm.... Ik weet niet of ik 't nog begrijp. Als ik nu domme vragen stel, dan heb ik 't dus niet begrepen .

Heb je nu van de meetas af niet te veel energie rond 300 hz? Ik bedoel, verknal je nu niet de powerresponse ten koste van de on-axis response?
Als ik kijk naar de dip die de vloer lijkt te veroorzaken, dan is die bijna 6 dB! Is er niet iets mis met de faseaansluiting tussen mid en dipoolwoofer?

[bertor]

Met de gemeten overdrachten en filteropstelling wil ik eerst in Matlab de volgende 3 situaties gaan bekijken:
1. per luidspreker combineren van de nabije veldmetingen met de diffractie/open baffle overdracht van Edge waarin het effect van de vloer niet is meegenomen,

Hier maak ik uit op dat Gerard metingen en simulaties van Edge combineert in matlab

Maar Martijn, je hebt inderdaad wel een goed punt. Het is een beetje de vraag wat er precies op de luisterplek gaat gebeuren op 300 Hz. Ik kan dat zelf heel makkelijk aanpassen met EQ en ik merk dat als je in dat gebied gaat spelen dat dat heel veel invloed heeft op de 'warmte'.

[GerardJ]

Mooi gedaan, die combinatie van Edge en nabijeveld metingen! Heb je daar zelf een paar scriptjes voor geschreven?

In Edge kun je de responsie exproteren naar een file (<File>, <Export response...>; hierbij kun je dan aantal samplepunten en frequentiebereik specificeren). Deze file bevat o.a. amplitude en fase per frequentiepunt. Dit lees ik in in Matlab met een script dat alleen de relevante informatie uit de file haalt.

Wat ik me nog afvroeg, hoe goed komen de metingen van 1 meter afstand overeen met nearfield+edge simulatie?

Dit volgt binnenkort voor het midden en hoog. Voor de monopool- en dipoolbas kan ik geen betrouwbare metingen doen.

[GerardJ]

Hmm.... Ik weet niet of ik 't nog begrijp. Als ik nu domme vragen stel, dan heb ik 't dus niet begrepen .

Een vraag is nooit dom!

In mijn Matlab model gebruik ik de responsie van Edge gewoon als een extra filter (zie figuur hieronder). De Edge responsie op 1m gecombineerd met de nabije veld responsie van de luidspreker zou een goede eerste indruk moeten geven van een meting op 1m afstand.

Heb je nu van de meetas af niet te veel energie rond 300 hz? Ik bedoel, verknal je nu niet de powerresponse ten koste van de on-axis response?
Als ik kijk naar de dip die de vloer lijkt te veroorzaken, dan is die bijna 6 dB! Is er niet iets mis met de faseaansluiting tussen mid en dipoolwoofer?

Bij de figuur met de dip heb ik de Edge overdrachten met vloer gebruikt (voor monopool- en dipoolbas) i.p.v. de overdrachten zonder vloer, maar de filters zijn nog steeds afgestemd om een vlakke totaaloverdracht te krijgen voor de situatie zonder vloer. Als je het vloer effect dus niet meeneemt en vervolgens de filters uitrekend voor een vlakke overdracht dan kun je bij plaatsing van de luidsprekers door het vloereffect een dip tussen 100-400 Hz verwachten. Dit meen ik bij mijn huidige luidsprekers ook waar te nemen. Het is alleen wel lastig te meten.

In deze figuur met dip is inderdaad ook te zien dat de faserelatie op het overnamepunt tussen mid en dipoolwoofer niet meer in orde is. In de 2e figuur zijn de filters vervolgens aangepast rekening houdens met de vloerreflecties. De faserelatie kan dan ook weer kloppend gemaakt worden.