Project verslag: 4 weg actief crossover in HiFi+

[Sebastiaan75]

Waar ik mee bezig ben is een ogenschijnlijk onmogelijke combinatie te vinden tussen de wereld van (high end) hifi en de wereld van PA. Ik wil een actief crossover bouwen waarmee ik mijn NAD/Infinity stereo installatie in actief tri-amping kan aansturen waarbij ik een hoog vermogen wil combineren met een minimale vervorming.
Dat probeerde ik voorheen met een.... Beringher PA actief crossover.... Zoals te verwachten veruit de zwakste schakel in de keten van vervorming. Dat apparaat heb ik aan de kinderen gegeven om lekker te slopen...

Mijn installatie:

• Cambridge Audio externe DAC
  Class-A NAD voorversterker, THD < 0,03%, Voltage Gain 10,5 dB
  NAD stereo eindversterker 2x120 Watt RMS bij 0,04% THD en 8 Ohm voor de woofers
  NAD eindversterker 6 x 80 Watt RMS bij 0,04% THD en 8 Ohm voor de mids en tweeters
  Infinity Beta 50 speakers met dubbele 8 inch woofers, frequentiebereik start bij 35 Hz (-3 dB), scheidingsfilters verwijderd voor actief tri-amping
  Infinity Beta 12 inch subwoofer 500 Watt RMS bij 0,1% THD, frequentiebereik 28 Hz – 150 Hz (-3 dB)

De beoogde kenmerken van het crossover:

• Mogelijkheid voor 2 weg, 3 weg en 4 weg stereo.
  Filterprincipe 4e orde Linkwitz-Riley 24 dB/octaaf
  X-over frequenties in te stellen middels insteekprintjes voor het wijzigen van de RC-waarden. Bewegende delen uitsluiten.
  Niet gebalanceerde input met ontstoring
  Gebalanceerde input zonder ontstoring
  Volumeregeling
  De gebalanceerde input heeft een verhoogde gain, vergelijkbaar met die van de pre-amp, om zo direct vanaf de externe DAC het crossover aan te kunnen zonder tussenkomst van de pre-amp.
  Faseverschuiving tussen tweeter en mid ter compensatie van het verschil in afstand van conus tot frontplaat behuizing

Extra features:

• Mute functie op alle kanalen om bij in- en uitschakelen van de voeding eventueel knallen over de luidsprekers te voorkomen
  Subwooferaansturing mono, 24 dB/octaaf
  Semi-surround kanaal met digitale tijdsvertraging t.o.v. de front speakers – 1 kanaal voor 2 rear speakers, uit fase t.o.v. elkaar
  Microfoon voorversterker met gebalanceerde input en fantoomvoeding – 1 kanaal met eigen eindtrap naar de centerspeaker

[ds23man]

Waar is die microfooningang voor? Ga je meezingen?

[Sebastiaan75]

Waar is die microfooningang voor? Ga je meezingen?

haha, ja. Mijn vriendin zingt in een band. Ze krijgt haar eigen mic voorversterker, eindtrap en speaker. Ik wilde het mono microfoon signaal niet bijmengen in het stereo muziek signaal om de signaalscheiding niet te beïnvloeden.

[markbakk]

Hoe ga je de akoestische overdrachtsfunctie verdisconteren in het filter?

[Sebastiaan75]

Hoe ga je de akoestische overdrachtsfunctie verdisconteren in het filter?

Afgezien van op het gehoor en de scoop spelen met x-over frequenties, faseverschuiving en afregelen van de uitgangsspanning per kanaal heb ik daar geen mogelijkheden voor.

[markbakk]

Je kunt de elektrische overdrachtsfunctie van het passieve filter (met de units eraan) doormeten. Dan heb je een doelcurve per unit voor de Beta50

[Sebastiaan75]

@Mark

Klinkt interessant. Ik zit daar nu hardop over na te denken. Met de functiegenerator en de scoop de doelcurve opnemen moet lukken. Ik begrijp dat de drivers gemonteerd moeten zijn, zij maken met hun impedantie ook deel uit van de RCL netwerken. Maar wat ik me af vraag, in hoeverre is de elektrische overdrachtsfunctie van het originele passieve filter maatgevend? Stel, ik meet op een bepaalde frequentie een piek in de uitgangsspanning, is dit door de fabrikant ingebakken om een dip van een driver op die frequentie te compenseren? Of is het een onbedoelde piek als gevolg van een zoveelste orde doorslag of iets dergelijks?

Ik zou me wel kunnen voorstellen dat het passief filter bijvoorbeeld in een bepaalde bandbreedte een lagere uitgangsspanning af geeft, terwijl ik in eerste instantie geneigd zou zijn het crossover vlak te willen afregelen over de gehele band. Zoiets lijkt me dan wel een door de fabrikant ingebakken effect om een bepaalde overheersende driver qua geluidsdruk wat terug te regelen?

Zou je me er wat meer over willen uitleggen wat ik zou kunnen met de gemeten elektrische doelcurve?

Een andere vraag: de fabrikant gebruikt 18 dB/octaaf voor de woofer en 12 voor de mid/tweeter. Ik heb inmiddels het eerste LP filter af, deze gaat in de praktijk ook naar de theoretische 24 dB/octaaf. Is deze flanksteilheid per definitie beter? En waarom dan, of juist waarom niet?

Groet,

[ds23man]

Heb je wel er eens aan gedacht om digitaal te gaan?

[Sebastiaan75]

Heb je wel er eens aan gedacht om digitaal te gaan?

Eerlijk gezegd niet serieus overwogen. Na het fiasco met het goedkope analoge crossover van 150 euro oid attendeerde iemand me op de digitale crossovers. Maar de prijzen van een goed merk digitaal crossover vielen buiten mijn budget. Nu echter, met de dure Burr-brown opamps, vergulde rca bussen, speciale metaal-polyester condensatoren etc ben ik ook al de 400 euro aan materiaal gepasseerd...

[markbakk]

Zou je me er wat meer over willen uitleggen wat ik zou kunnen met de gemeten elektrische doelcurve?

Volgens mij begrijp je het al redelijk goed. Om het beter te begrijpen moet je vooral leren dat een luidsprekerunit, zeker wanneer gemonteerd in een kast, een allesbehalve rechte geluiddrukkarakteristiek heeft, ook binnen de doorlaatband. Dat heeft te maken met de vorm en afmetingen van de driver, interne verliezen door cone breakup, de kastvorm en de manier waarop de basisresonantie van het systeem is afgestemd. Al met al niet iets om tekstboekfilters op los te laten. Gelukkig gedraagt het geheel zich, buiten allerlei diffractieverschijnselen als gevolg van de kastvorm of door interne resonanties, redelijk lineair: er is een voorspelbare relatie tussen fase en amplitude. Daarom kun je met het meten en nabouwen van de elektrische overdrachtsfunctie én een spanningssturing (normale versterkers) in elk geval de bedoeling van het oorspronkelijke ontwerp nabootsen.

Kijk, de andere, relatief eenvoudige weg is: een meetmicrofoon en een geschikte USB-interface kopen en de boel gewoon akoestisch meten. Daarover is op dit forum genoeg te vinden. Maar dat is wel een geheel andere manier van werken.

[MarcoSQ]

Zeker goed en begrijpend bezig !
De overblijvende vraag blijft alleen wel : hoe goed/correct zijn de reeds bestaande overdrachtcurves eigenlijk, met andere woorden : hoe verstandig is het om die 1:1 aktief te kopieren ?

Mijn persoonlijke mening : de Harman groep kan het heus wel, maar de Beta 50's zijn nou niet het beste voorbeeld van hun ontwerpkunsten....
Je kunt het heus aktief kopieren, maar verwacht geen substantieel beter systeem. Terwijl er hoge kosten tegenover staan (versterkers, elektronica, tijd).
De akoestische weg (Markbakk's laatste zin) zal waarschijnlijk beter zijn, mits je daar handigheid in kan krijgen.

Then again : jouw manier kan ook hardstikke leuk en bevredigend zijn, en da's al een prima doel op zich natuurlijk .