De Juiste crossover frequentie

[matthijs1988]

In veel 2-weg ontwerpen zie wordt meestal voor een crossover gekozen tussen de 1500 en 3000 hz.

zelf ben ik totaal onervaren met het bouwen van crossovers, en zou graag willen weten wat de ervaring is als er bijvoorbeeld (wanneer de (mid)woofer dit toe staat) een hogere crossoverfrequentie wordt genomen.

Na veel lezen kwam het er voor mij op neer dat juist een hogere crossover beter in het gehoor zou liggen omdat ons menselijk gehoor erg goed in staat is om fase verdraaing te horen tussen de 300 en 3000 hz. hierboven zouden we het toch minder goed kunnen plaatsen. Daarbij komt dat het prijstechnisch ook nog eens voordeliger is. Tweeters die minder laag inzetbaar zijn zijn goedkoper dan tweeters die wel laag inzetbaar zijn en toch de zelfde geluidskwaliteit hebben.
Aan de andere kant is het weer zo dat een tweeter een meer omnidirectionele afstraling heeft dus op die manier zouden we bij een lagere crossover minder afhankelijk zijn van de luisterplaats. ook is het zo dat de gevoeligheid voor geluidsniveau op 3 a 3.5kHz wel het hoogst is.

het lijkt op een hoop compromissen.

wat zijn de verdere criteria om te kiezen voor een optimale crossoverfrequentie?

gr. M

[wouter]

Ik let op de SPL curve van de (laag)mid, die moet vrij zijn van storingen voor zo'n 2 octaven als je makkelijk wilt filteren. In de praktijk komt dat weinig voor. Wanneer de bundeling start zal je over moeten naar de tweeter, dus bij een 17 cm is dat eigenlijk al voor 2kHz, en bij een 13 cm rond 2,5kHz zo uit mijn hoofd.

Een hoge overnamefrequentie vereist dat units dicht bij elkaar geplaatst kunnen worden - hart op hart afstand. Wanneer 2 bronnen een toon weergeven met een onderlinge afstand van meer dan een halve golflengte treedt er interferrentie op - pieken en dalen in de curves, onder verschillende hoeken over verschillende destructieve wijzen. Kortom; een compacte tweeter en een 10cm mid kunnen prima hoger gefilterd worden, maar een 13 of 17 cm 2-weg liever niet.

Aan de andere kant is een mooie roll off van de tweeter ook wel prettig, dus een laag inzetbare tweeter is filtertechnisch lekkerder werken - laag inzetten niet perse



en uitzonderingen, de avalon eclipse classic (X-over 1kHz):

[arjank]

Een ander belangrijk punt, afstraalgedrag.
Het probleem bij de meeste tweeweg systemen is het afstraalgedrag buiten pakweg 45 graden off-axis op de scheidingsfrequentie. Hier zul je zien dat de tweeter (vanwege zijn kleine diameter) een hogere geluidsdruk levert en de mid-woofer achterblijft waardoor er buiten de luisteras een onevenwichtig frequentie verloop ontstaat. Daarom wordt vaak onder een hoek van 30 graden geoptimaliseerd. Systemen die hier minder last van hebben zijn drieweg systemen met een 10cm middentoner of een 50mm dome (zoals bij veel systemen van Philips vroeger). Een ander systeem dat de laatste jaren populair is geworden is een zogenaamd F.A.S.T systeem. Daarbij wordt een breedbander ondersteund door een (sub)woofer, mist goed ontworpen kun je hier fantastische resultaten mee bereiken. Buiten de luisteras zal ook dit systeem niet ideaal zijn maar het zal geen "gat" in zijn frequentiekarakteristiek krijgen.
Indien je een tweeweg systeem maakt voor near-field gebruik dan is de off-axis response minder belangrijk omdat de reflekties in de luisterruimte minder bepalend zijn voor je geluidsbeeld.

[Candisa]

Als je kiest voor een ontwerp met eerder 2 5.25" woofers in plaats van 1 7" woofer, en een tweeter die laag inzetbaar is, kun je dit probleem ook bij een 2-weg systeem grotendeels wegwerken.
Een wat kleinere woofer zal pas later gaan off-axis afrollen, en als je dan een tweeter hebt die het op dat punt al kan gaan overnemen, heb je ook geen gat.
Het gebrek aan luchtverplaatsing in het laag kan dan gecompenseerd worden door een tweede, zelfde 5.25" woofer waarvan je dan kan kiezen om deze te laten doorspelen tot de bafflestep frequentie (om zo correctie te bekomen) en je dus eigenlijk een 2.5-weg systeem bekomt, of ook gewoon laten doorspelen tot het crossoverpunt.

Ik zie echter maar 1 reden om voor zo een opstelling te kiezen, en dat is voor het uiterlijk. Als je toch 2 woofers gebruikt kun je namelijk net zo goed gewoon een kleine midrange en een grote basswoofer gaan gebruiken en er dus een 3-weg systeem van maken.

Een F.A.S.T. is eigenlijk ook niet meer dan een klassiek drieweg systeem, waarbij de tweeter ontbreekt en de mid gewoon doorspeelt in het hoog. Nadeel tegenover een 3-weg systeem is de afstraling (wat volgens mij deels kan opgevangen worden door een breedbander met "whizzer" cone à la Fostex te gaan gebruiken?), voordeel is dat het een stuk minder complex is.

Isabelle

[arjank]

Nadeel tegenover een 3-weg systeem is de afstraling (wat volgens mij deels kan opgevangen worden door een breedbander met "whizzer" cone à la Fostex te gaan gebruiken?)

Ik prefereer eigenlijk een breedbander zonder whizzer, omdat je bij een whizzer altijd een "overname" punt hebt. Een Tangband W5-1611sa is bijvoorbeeld zo'n breedbander zonder whizzer die toch behoorlijk ver doorloopt in het hoog en een redelijk goed afstraal gedrag heeft (ondanks de grote diameter). Maar zoals we allen weten is ieder luidspreker systeem een compromis, en het is maar net waar je in het systeem de steekjes wilt laten vallen. Alles heeft zijn voor- en nadelen.

[matthijs1988]

Oké, dus als ik het goed begrijp zorgt een hoge crossover voor een beperkte afstraling.
toch zie je ook veel goede 2-weg speakers die hoog gecrossed zijn.

ik ben zelf namelijk met een klein projectje bezighttp://forum.zelfbouwaudio.nl/viewtopic ... 15&t=11798
hierin komt een adire extremis midwoofer die van goede 30 hz laag, en heeft een roll off van zo'n 8 khz.
de datasheet geeft aan de dat speaker tot 5 khz bruikbaar is.

ik had deze 3.5 khz willen crossen omdat ook de afstraling niet verkeerd lijkt.
hier wat meetgegevens on axis (niet van mijzelf overigens. dit wil ik nog wel gaan doen)

kan dit goed gaan klinken?

[jeroen_d]

Ja, dat kan prima. Een hoge crossoverfrequentie, gecombineerd met slappe filterhellingen (hoogstens 2de orde), zorgt juist voor een goed afstraalgedrag. Extreem goed zelfs in het horizontale vlak. Je zult in het horizontale vlak dan een geleidelijk toenemende bundeling zien, in plaats van eerst bundeling rond 2kHz en daarna weer rondstralen rond 4kHz, zoals je vaak ziet bij lagere overnamefrequenties en steile filterhellingen.

Wat ik wel bij deze driver zou doen, is een lichte notch plaatsen op 6,5kHz, daar gaat hij niet helemaal lekker. Das dan weer het nadeel van slappe filterhellingen, want die corrigeren zoiets niet.

[matthijs1988]

Ja, dat kan prima. Een hoge crossoverfrequentie, gecombineerd met slappe filterhellingen (hoogstens 2de orde), zorgt juist voor een goed afstraalgedrag. Extreem goed zelfs in het horizontale vlak. Je zult in het horizontale vlak dan een geleidelijk toenemende bundeling zien, in plaats van eerst bundeling rond 2kHz en daarna weer rondstralen rond 4kHz, zoals je vaak ziet bij lagere overnamefrequenties en steile filterhellingen.

Wat ik wel bij deze driver zou doen, is een lichte notch plaatsen op 6,5kHz, daar gaat hij niet helemaal lekker. Das dan weer het nadeel van slappe filterhellingen, want die corrigeren zoiets niet.

Hallo Jeroen,

Gelukkig. Ik zat al erg aan mijn bevindingen te twijfelen.

goed bekeken wat je zegt over de bundeling en daarna rondstralen.. op die manier had ik het nog niet gezien.
en idd.. een kleine notch zal niet verkeerd zijn.

bedankt allemaal voor de reacties.

[jeroen_d]

Hier een praktijkvoorbeeld in het project van JeroenGRT waarin ik zijn Vifa Vertigo heb gefilterd met slappe filterhellingen en een hoge overnamefrequentie: http://www.zelfbouwaudio.nl/forum/viewt ... 3#p1469073

[arjank]

slappe filterhellingen en een hoge overnamefrequentie

In het verleden waren mijn luidspreker ontwerpen volgens dit principe, toen moest ik alles nog op het gehoor afstemmen en dan was deze manier het makkelijkste om een lekker klinkende luidspreker te krijgen. Lage overname frequenties vergen over het algemeen een complexer filter, in ieder geval kreeg ik het vroeger niet voor elkaar om zoiets op het gehoor goed te laten klinken. Ik koos dus meestal voor een 6dB/12dB filter voor mijn tweewegjes met goede resultaten.