omni directionele luidspreker: Reactietopic

[Jacob]

PS: ik zit nu te peinzen over een nieuw concept, een “Hi-End Omnipool”, misschien iets voor een nieuw topic.

Een nieuw topic lijkt mij wat overdreven, maar ik wil jullie toch informeren over mijn gedachte spinsels in deze:

HI-END Omnipool.pdf

(682.75 KiB) 66 keer gedownload

Ik heb zelf (nog) geen plannen om deze speakers te gaan bouwen.

[Jacob]

.
Hierbij wat REW metingen aan de omnipool:

Gemeten is onder de volgende omstandigheden:
o afstand omni naar microfoon: 100 cm
o woofer uitgeschakeld
o handmicrofoon, dus niet gekalibreerd
Omni is draaibaar opgesteld. Gemeten is onder de hoeken 0 graden (on axis), 30 graden, 60 graden, 90 graden, 120 graden, 150 graden en 180 graden, alles in het horizontale vlak. Dit is voldoende want de omni's, zijnde afgeknotte octaëders, zijn links-rechts symmetrisch

Op het volgende plaatje is de oriëntatie van de omni te zien voor de verschillende hoeken. De foto’s zijn genomen vanaf de microfoon.

Dan hier de met REW gemeten overdracht. Het IR window was hier ingesteld op 5 msec.

Natuurlijk zijn er afwijkingen, maar ik vind het er eigenlijk vrij normaal uitzien, zeker het on-axis gedrag. Ook het verschil tussen on- en off-axis bij hoge frequenties is volgens verwachting. Ik ben benieuwd naar de mening van ervaren REW-gebruikers. Eventueel kan ik de meetdata hier posten.

[satefan]

Top dat je metingen hebt kunnen doen. 5 msec is mischien wel wat veel (afhankelijk van de hoogte van de speaker bij het meten). Er is een kans dat je ook de vloerreflectie in de metingen ziet. De metingen an sich lijken vrij 'onrustig', maar als je dat buiten beschouwing laat dan is het verval van het hoog is (logischerwijs) niet heel groot en gedraagt zich natuurlijk anders dan off-axis metingen aan een traditionele speaker.

Ik zou de mdat wel willen bekijken!

[Chocomel]

Leuk experiment. Ik zie nog wel behoorlijke verschillen tussen de lijnen, van soms 10 dB. Dat past ook bij wat je verwacht bij een luidspreker met meerdere drivers op enige afstand van elkaar. Als je de verticale schaal een bereik geeft van 60 dB of minder, kan je de grafiek beter aflezen.

[markbakk]

Als je dit doet:

Krijg je dit:

Maar als je dit doet:

Krijg je dit:

Let ook op de verticale as. De response moet normaal gesproken wel binnen een 5dB-band blijven.

[Jacob]

Fijn dat je er naar wilt kijken.

omni 21-6-23 - kopie.txt

(23.4 MiB) 17 keer gedownload

je moet nog wel de extensie txt wijzigen in mdat

[rikpost]

maar hoe klinkt het nu ?
ik heb namelijk luidsprekers gehoord die beroerd meten en toch wel goed klinken (vreemd genoeg)!
en vise versa

[satefan]

Heb even de meting gedownload. Onderstaande is met enig voorbehoud - altijd lastig om naar metingen van anderen te kijken zonder de volledige context te hebben.

Als ik het window van de impulse-response van de 0 graden meting aanpas naar dit:

Dan is de SPL response dit:

Tussen de 1200 en 3000 Hz lijkt een verschil van 25 dB te zitten. Dat is toch wel (erg) fors. Over het algemeen is de response niet heel vlak.

Ik kan op afstand niet duiden waar dat in zit. Maar er is nog wel wat werk aan de winkel lijkt me zo.

groet,

Satefan

[satefan]

Ik las wel dat je een handmicrofoon gebruikt, wat betekent dat je er precies achter stond neem ik aan? Dan meet je de reflectie van je eigen lijf ook mee...

[Jacob]

Nee, de microfoon zat op een standaard. Zelf zat ik ergens langs de kant.

Het instellen van het window lijkt voor mij op toveren. Uiteindelijk kon ik jouw plaatjes wel reproduceren. Maar toen ik hetzelfde window op de andere metingen toepaste werkte dat niet.
Is er misschien een soort kookboek voor de window instelling ?

[Pjotr]

Met het window knip je a.h.w. reflecties er uit. Daarmee krijg je dan een reflectievrije meting vergelijkbaar met een meting in een dode ruimte. Nadeel is wel dat dan de onderste frequentie die je kunt meten beperkt is. Je zet de eerste marker vlak voor de impuls, dat komt niet zo nauw. Dan zet je de tweede marker vlak voor de 1e reflectie. Bij muren e.d. op een afstand van ca 1m zal dat op ca 3 ms - 4,5 ms verder zijn. Als je verticaal in zoomt is dat meestal de eerste stevige rimpel in de impulsresponsoe na de eerste impuls.

[markbakk]

Maar als je dit doet:

Dit is ARTA, in REW ziet het er net anders uit. Maar het idee is duidelijk, je maakt een tijdvenster (hier van ongeveer 3,5ms) en daarover wordt via de bekende transform het spectrum berekend. Daarbij kun je ook nog kiezen voor 'windows', die ruwweg aangeven hoeveel je het begin en het eind van het meetvenster wil meetellen. Die zorgen namelijk altijd voor vervelende bijwerkingen. Dat geldt ook voor de meting zelf, lees de respectievelijke manualen van REW en ARTA hier maar op na.

[satefan]

Nee, de microfoon zat op een standaard. Zelf zat ik ergens langs de kant.

Het instellen van het window lijkt voor mij op toveren. Uiteindelijk kon ik jouw plaatjes wel reproduceren. Maar toen ik hetzelfde window op de andere metingen toepaste werkte dat niet.
Is er misschien een soort kookboek voor de window instelling ?

Het viel mij ook op dat de impulse reponsie van alle andere metingen dan de 0 graden meting er a-typisch uit zien. Ik heb dit nog niet eerder gezien kan niet verklaren waarom deze er zo uit zien.

Mischien dat anderen het wel weten?

[Jacob]

Ik heb dat ook gezien en begrijp ook niet wat dit is. Maar de eigenlijke impuls blijkt in tijd wat verschoven, voor elke meting anders.

Ik heb het window bepaald voor elke meting afzonderlijk. Je krijgt dan de volgende spl's:

Wat opvalt als je met name naar de 60 graden meting kijkt (dit is de situatie dat 2 speakers te zien zijn op de zelfde afstand tot de meetplek) is dat de spl dan redelijk vlak is (en mist natuurlijk het hoog).
Dit betekent volgens mij dat de vreemde respons geen meetfout is maar wordt veroorzaakt door de specifieke vorm van de omni en plaatsing van de speakers daarop.

[Henkjan]

je krijgt toch t geluid van de andere units in de octaeder, en dat zal met ietwat vertraging komen.

[satefan]

Ik denk dat Henkjan gelijk heeft. En daardoor krijg je uitdoving / versterking van de onderlinge signalen en daardoor deze response.

[Jacob]

Ik denk dat jullie gelijk hebben, maar:
a) Is dit erg ?
en zoja:
b) wat is hieraan te doen ?

[markbakk]

Wat wil je onderzoeken met deze metingen? Heel eerlijk gezegd heb je hieraan m.i. niet zo veel.

Als je alle units aangesloten houdt en het veelvlak verdraait, maak je een polaire plot. Dat elke curve kamfilters laat zien, is logisch. Geluid plant zich prima 'om de hoek' voort (ik hoop dat je daaraan niet meer twijfelde). De interferentie zal tot op zekere hoogte uitmiddelen, omdat er vier speakers in het veelvlak zitten. Dat zie je ook in de metingen. Dat ze bovendien an sich niet lineair zijn, verbaast ook niet, mogelijk heb je ook nog geen correctie toegepast.

Omdat je op zoek lijkt naar een meting van het geluidsvermogen, zou je denk ik nog veel meer hoeken moeten meten (voor zover ze geometrisch niet hetzelfde zijn) en dan de metingen kunnen wegen en middelen. Maar ik heb niet scherp wat je doel is. Bovendien is het nut van een rechte powercurve volgens mij betrekkelijk, je luisterruimte heeft zeker weten geen lineaire dempingskarakteristiek.

Wat ik in elk geval zou doen, is de polaire plot maken van het veelvlak met één luidsprekerunit aangesloten. Daarvan krijg je gevoel bij het afstraalgedrag van elke unit en ook een idee van wat interferentie is en wat de niet-lineariteiten zijn van de unit in de behuizing zelf. Vanwege de symmetrie kun je dan verdere aannames doen en mogelijk ook gaan nadenken over verschillend filteren en vertragen (DSP) van elke unit afzonderlijk (ik begon al eens over de B&O-speakers...). Een logische oplossing lijkt me dat je een lineaire response op de luisteras gaat nastreven, te bereiken door een mix van vertragingslijntjes en filteren van elke unit afzonderlijk.

Oh ja, als je gaat meten met één unit, vergeet niet om van de andere drie even de polen kort te sluiten. Anders gaan ze vrolijk meetrillen op de muziek.

[Jacob]

.
Bedankt voor je uitgebreide beschouwing. Ik zal proberen mijn ideeën te verduidelijken.

Uit de metingen heb ik geconcludeerd dat:
a) Geluid inderdaad prima een hoekje om kan. Ik had mij niet gerealiseerd dat dit effect bij de omni
zo sterk zou zijn
b) De respons op de luisteras verre van lineair is, waarschijnlijk door allerlei interferenties.

Betreffende a) heb ik de neiging dit als een gegeven te beschouwen wat hoort bij het gebruik van regelmatige veelvlakken als behuizing. Ik heb niet het plan de afzonderlijke speakers individueel te corrigeren om dit te veranderen omdat de omnipool dan zou veranderen in een ruimtelijk gezien min of meer willekeurig stralend systeem. Dat is mij te ingewikkeld. Kortom, het is zoals het is *.

Betreffende b) denk ik dat normaal gesproken een lineaire respons gewenst is, maar ik weet niet zeker of dat ook voor de omni geldt. Ik denk wel dat het voor het stereobeeld essentieel is dat de overdracht (spl als functie van frequentie) van de linker en de rechter box gelijk is.

De breedbanders beginnen boven 5 kHz te bundelen. Door het toevoegen van tweeters zou dit gecompenseerd worden. Hierdoor zou ook een min of meer rechte power curve ontstaan. De rechte power curve is dus geen doel op zich maar een gevolg van het toevoegen van tweeters.

Het maken van een polaire plot met 1 speaker aangesloten doe ik voorlopig niet omdat ik geen idee heb wat ik verder met de resultaten zou moeten doen.

* Als mogelijk vervolg zit ik wel te denken over de mogelijkheid de response op de luisteras te lineariseren. Dit kan denk ik met weinig risico als volgt:
“Als je kijkt naar de positie van de indirecte speakers zie je dat deze in een vlak liggen dat haaks staat op de as van directe speaker naar de luisteraar. Het geluid van de directe speaker kan zoveel worden vertraagd zodat deze akoestisch in het vlak van de indirecte speakers komt te liggen. Alle speakers stralen dan schijnbaar uit één vlak dat loodrecht op de luisteras staat”.
Ik vermoed dat een dergelijke aanpak de uniformiteit van het bolvormig stralingspatroon weinig zal aantasten maar wel de spl op de luisteras zal lineairiseren.
Probleem is wel dat het vrij veel inspanning vergt (dsp nodig) terwijl het onzeker is of het een hoorbare verbetering op levert.

Het idee van extra tweeters zet ik voorlopig in de ijskast, boven 10 kHz hoor ik toch vrij weinig.

[markbakk]

Ik denk dat dat mogelijk vervolg wel potentie heeft. Maar je moet nog steeds de response vlak trekken, volgens mij moet je dat doen aan de hand van metingen van één unit. Ik denk namelijk dat je na die correctie nog wel wat moet spelen met de vertraging opdat je een mooi afstraalgedrag gaat krijgen. Je zou immers niet alleen op één luisteras willen optimaliseren, maar in een window van +/- 15 graden (oeps, ik had bijna weer B&O genoemd…).

[satefan]

Vlak trekken lijkt me inderdaad wenselijk. Ook voor een omnipool geld dat een onrustige SPL response (zoals je nu meet) voor masking gaat zorgen. Het juist krijgen van het tijddomein is ook belangrijk. Met verschillende units die in hetzelfde gebied werken kun je, als de time-alignment, niet goed is een diffuus geluidsbeeld krijgen. Dat had ik hier ook met de indirecte drivers, toen ik ging experimenteren met de vertraging.

Voorwaarde is dan wel dat je iedere unit (met de DSP) apart aan gaat sturen en dus ook versterken. Volgens mij bijna voorwaardelijk voor luidsprekers zoals deze.

[Wieger61]

Tip: ik heb ooit een tweeter achterop een tweeweg box geplaatst om te luisteren of daarmee de klank ruimtelijker kon. Op de as van de voorste tweeter kreeg ik (natuurlijk) uitdoving en versterking van het signaal door het faseverschil tussen de tweeters veroorzaakt door het afstandverschil en de geluidssnelheid. Alles al na gelang de afstraling van de units op z'n specifieke plek op de kast naar de microfoonplek toe. Precies vanwege die verschillende afstraalcondities bleek het elektronisch verplaatsen van één tweeter opdat ze akoestisch op één vlak stonden niet te leiden tot een vlakke karakteristiek. DSP correctie leverde verbering op op de tweeteras aan de voorzijde, maar verslechteringen van die as af. Logisch omdat onder elke hoek de tweeters weer anders klonken en je niet de DSP per hoek kunt instellen (dit verandert als de box kleiner wordt dan de golflengte en een driver als monopool werkt). Ook bleek door de demping van de hoge tonen (sterker als hoger) door de luisterruimte de klank niet ruimtelijker te worden, met of zonder vertraging. Project gestopt.

[Jacob]

Klinkt niet erg hoopvol, maar bedankt voor de waarschuwing

[OWC]

De absorptie van een beetje gemiddelde kamer boven de 8kHz is sowieso vrij hoog.
Sterker nog, boven de 8kHz wordt bij professionele akoestische meting vaak niet meegenomen om die reden.

Het wordt een ander verhaal wanneer er ook echt mensen rond omnidirectionele luidspreker zitten, maar dat is hier niet het doel.

[Jacob]

Enige dagen geleden opperde ik het volgende:

* Als mogelijk vervolg zit ik wel te denken over de mogelijkheid de response op de luisteras te lineariseren. Dit kan denk ik met weinig risico als volgt:
“Als je kijkt naar de positie van de indirecte speakers zie je dat deze in een vlak liggen dat haaks staat op de as van directe speaker naar de luisteraar. Het geluid van de directe speaker kan zoveel worden vertraagd zodat deze akoestisch in het vlak van de indirecte speakers komt te liggen. Alle speakers stralen dan schijnbaar uit één vlak dat loodrecht op de luisteras staat”.
Ik vermoed dat een dergelijke aanpak de uniformiteit van het bolvormig stralingspatroon weinig zal aantasten maar wel de spl op de luisteras zal lineairiseren.

Daarop kreeg ik onder meer de volgende reactie:

Tip: ik heb ooit een tweeter achterop een tweeweg box geplaatst om te luisteren of daarmee de klank ruimtelijker kon. Op de as van de voorste tweeter kreeg ik (natuurlijk) uitdoving en versterking van het signaal door het faseverschil tussen de tweeters veroorzaakt door het afstandverschil en de geluidssnelheid. Alles al na gelang de afstraling van de units op z'n specifieke plek op de kast naar de microfoonplek toe. Precies vanwege die verschillende afstraalcondities bleek het elektronisch verplaatsen van één tweeter opdat ze akoestisch op één vlak stonden niet te leiden tot een vlakke karakteristiek. DSP correctie leverde verbering op op de tweeteras aan de voorzijde, maar verslechteringen van die as af. Logisch omdat onder elke hoek de tweeters weer anders klonken en je niet de DSP per hoek kunt instellen (dit verandert als de box kleiner wordt dan de golflengte en een driver als monopool werkt). Ook bleek door de demping van de hoge tonen (sterker als hoger) door de luisterruimte de klank niet ruimtelijker te worden, met of zonder vertraging. Project gestopt.

Daardoor en wat langer nadenken ben ik er niet meer zo zeker van dat de door mij voorgestelde methode van linearisering geen risico oplevert. Als je de directie speaker middels vertraging in het vlak van de indirecte speakers plaatst creëer je in feite een speaker met een grotere diameter (2 a 3 maal groter). Deze virtuele speaker zal dan bij een lagere frequentie al gaan bundelen, waardoor de uniformiteit van het bolvormig stralingspatroon wordt aangetast.

Bij de bespreking van de meetresultaten merkte ik het volgende op:

Wat opvalt als je met name naar de 60 graden meting kijkt (dit is de situatie dat 2 speakers te zien zijn op de zelfde afstand tot de meetplek) is dat de spl dan redelijk vlak is (en mist natuurlijk het hoog).

Daarvan kan ik gebruik maken door deze 60 graden stand op de luisteraar te richten. Vanuit de luisterplek zal de omni er dan zo uitzien:

De SPL op de luisteras zal er nu uitzien zoals onderstaand:

Deze karakteristiek is redelijk vlak tot zo’n 7 kHz. Dit zou, zeker voor babyboomers als ik, voldoende moeten zijn voor een goed gedefinieerd stereobeeld.
Uiteraard heb ik dit direct geprobeerd. Ik vond het geluidsbeeld op de luisterplek een stuk opknappen, ook beter stereo. Op sommige andere plekken in de kamer werd het noodzakelijker wijs wat minder.

Het recht trekken van de spl met een actief systeem blijft nog steeds wenselijk, maar is in deze opzet niet meer noodzakelijk.