Eerste zelfbouw - loop wat vast, graag wat hulp!

[Pon-e]

Ja, ik heb allerlei metingen gedaan, ook van de woofer en tweeter apart, van dichtbij en veraf etc. Er zit een DSP bordje in (geen analoge filters) waarin ik de crossover heb ingesteld via Sigma Studio, heb ook FIR filters ingesteld via Rephase etc. Ik vind het lastig om de metingen te analyseren en wat wel/niet te corrigeren. Ook zit er een basreflex in.
Ik ben bang dat ik gewoon geen goede meetmicrofoon heb en niet op de juiste manier meet.
Zaterdag kom ik inderdaad naar Hengelo om de speakers door te laten meten, ben heel benieuwd wat daar uitkomt…
En zeker ook genieten van al moois wat er staat!

[ds23man]

Jouw probleem is dat je denkt dat je met allerlei hulpmiddelen een F1 Ferrari motor kan ontwerpen zonder enige ervaring. Begin nou gewoon eens met een simpel tweewegje met passieve filtering. Zo hebben we het hier allemaal geleerd.

[markbakk]

Het filter kan je vervolgens ontwerpen in VituixCAD..

Ik herhaal dit nog maar even. Gerhard is wel wat bruusk, je hoeft zeker niet te beginnen met spoeltjes en condensatoren. Eigenlijk is een passief filter lastiger dan een actief. Wél moet je starten met VituixCAD, waarin je ook heel goed actieve filters kunt ontwerpen.

[hardbats]

Ik heb net hetzelfde proces doorlopen. Eerst heel eigenwijs een speaker in elkaar knutselen en daarna vanaf 0 beginnen met leren meten, filteren etc. Na een tijdje stoeien en sparren hier op het forum begint het wel te dagen.
Wat ik wel geleerd heb is dat je niet alles wat je leest zomaar kunt toepassen. En dat simpel beginnen met meten en filteren ook prima loont. Ik denk dat dsp het op het begin wel makkelijker maakt want dan kun je ook is wat proberen en dan zien in de meting wat dat gedaan heeft. Dat gaat met fysieke componenten toch wat lastiger zonder dat het financieel de spuigaten uitloopt.

[Pon-e]

Precies dat. Ik heb bewust gekozen voor DSP omdat me dat inderdaad juist makkelijker leek (en ook wat goedkoper...). Zeker niet de intentie om gelijk iets super HiFi of zo te maken (dat lukt natuurlijk ook niet met een simpel versterkerbordje en voeding).
Eerst maar even zien hoe de metingen uitpakken en de analyse daarvan. Ik hoop wel dat de kast en speakerkeuze etc. goed werkbaar is en dat het inderdaad nu een kwestie van goed inregelen is. En anders moet ik een nieuwe kast maken, dat zijn niet de kosten maar wel wat werk natuurlijk, maar dat is niet erg. Voor mij het is echt ook een (nieuwe) hobby.

Wat ik misschien nu beter niet had kunnen doen is een basreflex erin zetten. Ik wilde wat anders maken dan mijn huidige speakers, maar het inregelen van de DSP filters en afstellen basreflex lopen een beetje door elkaar heen.

Ik heb nog een hoop te leren en wie weet denk ik later inderdaad helemaal anders over....
Ik waardeer jullie respons/adviezen enorm (ook al soms een beetje nukkig...). En wellicht zie ik sommige van jullie in Hengelo!

[hardbats]

Als je in kamer 1 komt kijken komen we elkaar vast tegen!
Alle begin is moeilijk, gaande weg leer je en kom je er wel aanzit. Zeker met de hulp hier op het forum.

[TTS]

Ik heb nog een hoop te leren en wie weet denk ik later inderdaad helemaal anders over....

Je bent al op de goede weg hoor. Deze materie heeft gewoonweg tijd nodig om in te dalen. Het is zo complex dat dat niet snel gaat. Net als autorijden. Dat leer je ook niet in een week. Je kunt al die indrukken simpelweg niet allemaal tegelijk bevatten. Maar met uitproberen leer je in de praktijk wat er gebeurd. En daar kom je verder mee.

[Pon-e]

Als je in kamer 1 komt kijken komen we elkaar vast tegen!
Alle begin is moeilijk, gaande weg leer je en kom je er wel aanzit. Zeker met de hulp hier op het forum.

Kom ik zeker even kijken, ben heel benieuwd!

[Pon-e]

Qua metingen zie ik alleen een eindmeting van de gehele speaker en mis ik de individuele drivers. Heb je de metingen en heb je dan de individuele drivers platgeslagen of alleen het geheel? Verder kan je het crossover op verschillende manieren maken en allemaal klinken ze anders. Zelf ben ik tegenwoordig fan van Harsch-XO-filters, eenvoudig mogelijk mits je digitaal filtert.

Aanstaande zaterdag is er de Zelfbouwaudioluisterdag Oost Nederland. Daar wordt ook gemeten dus als je langs kan komen, kan je gelijk je drivers door laten meten en een filter maken.

Nog een vraag voor de metingen, voor (tenminste) de tweeter moet je wel een highpass filter instellen ter bescherming. Ik heb nu in Sigma Studio (daar werkt het bordje mee) een 'standaard' cross-over filter ingesteld, zie onder (met Linkwitz). Gaat dat dan goed of krijg je dan geen 'zuivere meting'?

Ben ook al even bezig geweest met de Harsch filters.

Phase Distortions and Time Effects of Audio Systems (Harsch).pdf

(451.72 KiB) 56 keer gedownload

(moet me nog zeker verdiepen in de achtergronden), maar vertaling naar Sigma studio (volgens blad 22 van de pdf) wordt dan:

Dat lijkt aardig op het plaatje op p. 23 van de pdf.
(voor het Bessel filter is niet helemaal duidelijk of het wel 2e orde is in Sigma Studio en voor de crossover frequentie maar even vanuit gegaan dat het faseverloop lineair is, ik heb nog even niet de responses van de daadwerkelijke speakers gebruikt).

[ds23man]

Je moet vooral geen filter instellen bij een meting, introduceert fase draaiingen. Wat je kan doen is meting pas te laten starten op bv 200 Hz. In de praktijk valt het allemaal wel mee als je op een laag niveau meet. Heb tot nu toe nog geen tweet opgeblazen met een full range sweep.

[Pon-e]

OK helder, dank voor je respons, ga ik die er gauw uithalen!

[TabCam]

Als eerste meet je de drivers zonder filters. Dat kan met REW ook vanaf en tot een bepaalde frequentie als je de driver wilt beschermen maar ik meet het liefste full range, dan gaat over elkaar heen leggen het eenvoudigst.

Daarna de stap om een elektronisch filter te maken dat akoestisch het meeste op het ideale filter lijkt. In tegenstelling tot wat @ds23man zegt denk ik wel dat je de filtercorrecties per driver vooraf moet instellen en die meet je dan per driver na en dan kan je de metingen van de verschillende drivers over elkaar heen leggen.

Laatste stap is dan het nameten de combinatie van de drivers, ofwel een volledige frequentiemeting. Die zou dan overeen moeten komen met de losse drivers bij elkaar opgeteld. Met het Harschfilter kan je dan ook naar de stepresponse kijken of die qua stijlheid (en dus timing) klopt. Je kan ook een driver inverteren en kijken of je een zo groot mogelijk gat meet.

[Pon-e]

OK, ik maak gewoon even een aantal files in Sigma studio:
1. zonder filters (en dan tweeter meten vanaf 200 Hz)
2. met Linkwitz crossover filter op 2100 Hz (ontwerp)
3. met Harsch filter

[TabCam]

Ik zie de delays niet. Wat ik zo snel vn Sigmastudio kan vinden is dat je die in samples ipv ms moet instellen. Werk je op 96 kHz.

[Pon-e]

Delay is het blokje rechtsonder achter het hoogdoorlaatfilter. Ik heb het nu in ms ingesteld (1/Fc)/2. Instelling staat bij op 48 kHz. Is dat niet goed?

[ds23man]

Gelukkig komt er altijd iemand voorbij die de handel weer eens complexer weet te maken....

Zucht......

[Pon-e]

Ja, ik laat het Harsch filter voor nu maar even weg, eerst maar eens gewoon de basis metingen doen en dan maar even verder zien.

[ds23man]

Gewoon zorgen dat je de metingen onder de knie krijgt, de rest komt later. Dat is les 1 op elke technische opleiding, daar komt de term: "meten is weten, anders zit het bescheten" vandaan.

[Pon-e]

Yep, ik ga ook zeker een eigen meetmicrofoon en toebehoren aanschaffen. Ik wilde even wachten wat er uit de metingen van de ECM pro komt!

[markbakk]

Chocomel schreef al erover: Dit is op dit moment de meest interessante optie voor een meetmicrofoon. Individuele correctiefile voor dit geld vind je elders niet.

[Pon-e]

Even een update van mijn eerste zelfbouw speakers. Ik heb ze inmiddels Hunky Dory’s genoemd.
Met geweldige hulp van Satefan en TabCam heb ik de afgelopen tijd flink gewerkt aan de speakers. En ze klinken nu al best goed en beter dan de speakers die ik had.
Hier even een aantal bevindingen en leerpunten, wellicht hulpzaam voor andere beginners.
Nav hiervan heb ik heb ook een (beginners) handleiding gemaakt hoe te XO-filters te maken in REW (en meten en controlemetingen). Zie viewtopic.php?p=2109674#p2109674

En hier als bijlage.

Handleiding REW - meten en XO-filter instellen.pdf

(3.71 MiB) 28 keer gedownload

Keuze DSP
Ben erg blij dat ik als beginner hen gekozen voor een versterkerbordje met DSP. In combinatie met Sigma Studio/REW/VituixCad kun je van alles uit proberen: verschillende type cross-over filter, cross-over frequenties, peakfilters, signaal inverteren, delay instellen, gains aanpassen, woofer en tweeter even snel muten voor afzonderlijke metingen etc. etc. Absoluut aan te raden als je begint. Zoals ik het zie, hoeft je echt niet met spoelen en condensatoren aan de slag, dit is juist prima en je kunt veel meer onderzoeken en experimenteren, en met een paar klikken van muis heb je weer een nieuw filter. Dit heeft mij in ieder geval geweldig geholpen om goed inzicht te krijgen in de filtertechnieken en wat nu precies wat doet.


Meten is weten
Zonder goede metingen begin je inderdaad helemaal niets en weet je niet of je filters en andere instellingen goed zijn. Heb een Umik-1 microfoon aangeschaft omdat deze gelijk via USB in de laptop geprikt kan worden, dan ook geen interface etc. nodig, prima om eenvoudig te starten.
Helaas weken de meting die ik deed in REW nogal af van die van Satefan en TabCam. Ik gebruikte de (analoge) hoofdtelefoon uitgang van mijn laptop voor de ‘whoop’ naar de speakers. Dit geluidskaartje bleek echter geen recht signaal te geven. Met een headphone DAC van TabCam aangesloten op een USB poort van mijn laptop ging dit wel goed en hiermee vrijwel dezelfde meetresultaten. Zie onder:

Beschermingscondensator
Bij het gekozen TinyShine bord is het absoluut noodzakelijk om een beschermingscondensator voor de tweeter te zetten (in serie). Mijn eerste tweeter ging letterlijk in rook op, blijkbaar produceert het bordje een flinke DC stroom. Er zit nu een condensator van 40 uF tussen, dit heeft geen invloed op de respons. Wel een 90 graden fasedraaiing.
Ook moet ik nog even kijken naar een handige/simpele oplossing voor de in- en uitschakelplop.

Invloed ruimte
Nadat de filter en alles goed ingesteld was, bleef ik een lage dreun/ondertoon horen in het geluid. Metingen door TabCam op de luisterplek lieten zien dat er een enorme piek op 46 Hz zat die veroorzaakt wordt door ruimtereflectie. Toen we de afmetingen van de woonkamer in ruimtetool van REW invoerden kwam hier precies deze ‘resonantie’frequentie uit. We hebben dit gecorrigeerd met een peakfilter en daarna was het gedreun weg. Tjonge, wat een invloed heeft de ruimte op het geluid (en wellicht ook bij andere frequenties), dus zeker tip om dit checken en zonodig te corrigeren.

Impedantiemetingen met REW
Met REW kun je prima impedantie metingen doen. Dit staat ook in de handleiding hoe dit moet, zie het meetschema:

Plaatje impedantie meetschema.jpg (6.38 KiB) 446 keer bekeken

De uitgang van de geluidskaart produceert het meetsignaal. Door te meten over een meetweerstand die in serie staat met de driver, wordt dan de impedantie bepaald. REW gebruikt voor deze meting het linker én rechter microfooningang, stereo dus. Nou, eindeloos gezocht op internet, maar een simpel/betaalbaar USB kaartje met een stereo microfoon ingang is gewoon niet te vinden, allemaal mono. Gelukkig bleek mijn PC wel een geluidskaart te hebben met stereo microfoon ingang en daarmee gingen de metingen prima en ook goed vergelijkbaar met de metingen van de fabrikant. Ik heb zelf 100 Ohm als meetweerstand gebruikt en 27 Ohm als ijkweerstand, dat ging prima. Het geluidskaartje gaf ook voldoende vermogen om goede metingen te kunnen doen. Je kunt overigens beter investeren in weerstand met de grote nauwkeurigheid, een beetke multimeter heeft ook al gauw een meetonnauwkeurigheid van 1% !
En uiteraard ook de vraag hoe nauwkeurig het PC-geluidskaart is, gegeven de ervaringen met de uitgang van de laptop.


Basreflex
Ik had gekozen voor een basreflex omdat ik iets anders wilde maken dan de speakers die ik al had. Maar dat maakt het wel een beetje lastig om alles goed in te stellen (even los van de meningen over een basreflex).
De impedantiemetingen laten zien dat de basreflex nog niet helemaal goed is afgesteld. Het midden tussen de ‘pieken’ ligt op ongeveer 50 Hz (getuned op ca. 41 Hz). De ‘piek’ links is lager, dat betekent dat de basreflex in volume (doorsnede-lengte) te klein is waarschijnlijk. Dat is op zich wel raar, want ik had juist de buis 2 cm langer geselecteerd dan door WinISD uitgerekend. Maar goed het geeft zo in ieder geval geen (te) grote boost in het laag. Ik heb op zich wel de basreflex heel rustig ingezet (QB3, 0,7).

Filterinstellen met REW op basis van metingen
Het is ongelofelijk wat REW allemaal kan. Maar je moet het wel allemaal wel weten en dat heeft best veel tijd gekost omdat allemaal onder de knie te krijgen. Satefan heeft me geweldig geholpen de weg te vinden in dit programma, hoe je de XO-filters instelt en hoe te meten. Op basis hiervan heb ik de bovengenoemde handleiding gemaakt. Ook TabCam heeft me flink geholpen met metingen en verdere analyse daarvan.
Voor mijn speaker heb ik een 4e orde filter voor de woofer aangehouden en een 3e orde filter voor de tweeter, omdat de beschermingscondensator voor de tweeter een 1e orde fasedraaiing geeft. Omdat het Linkwitz-Riley niet in 3e orde bestaat, is Butterworth filter gekozen. Omdat deze filters een andere curve hebben, is XO-punt van LR op 2000 Hz gezet en van de BU (tweeter) op 2400 Hz, hiermee valt het bultje van het BU filter mooi weg in het aflopen van laag LR filter.
De totale SPL van woofer en tweeter samen, en in oranje in tegenfase met de fasedip:

De fasedip is mooi breed, dus rondom de xo-frequentie lopen de fasen van woofer en tweeter redelijk gelijk. Fasemetingen zelf moet ik nog verder ‘ontdekken’.
De SPL loopt een beetje af richting hoog, dit kan mooier klinken dan een helemaal horizontale lijn.
Het schema in Sigma Studio:

En cross-over:

Nog veel te leren
Nou, dit is natuurlijk nog maar het begin. Wat zeker nog aandacht heeft zijn:

• Fase-verloop woofer en tweeter. Op cross-over punt lijkt dit nu goed gelijk te zijn, maar verloop voor en na XO-punt moet ik nog nader bekijken

• Staande golven in de kast: uit de waterval plaatje blijkt dat deze er wel zijn:

• Afstemming basreflex

• Anti in/uitschakelplop bescherming

Het is de bedoeling om de speakers ook mee te nemen naar de komende luisterdag in Breda, zodat jullie tussen al het geweld, ook het (tussen)resultaat van een beginnend speakerbouwer kunnen horen!

[Pon-e]

Afgelopen zaterdag de speakers laten horen op de Luisterdag in Breda!

In eerste instantie klonken ze niet zo mooi. Gelukkig hoorde Satefan waar het niet goed ging: de toonafstelling hoog - laag was niet goed. Ter plaatse hebben we in de DSP een bijstelling gedaan.
Wat bleek is dat de baffle step onvoldoende was gecorrigeerd. Uit de metingen blijkt dat de bafflestep begint bij circa 400 Hz. Op basis van de afmetingen van de baffle van circa 21x24 cm en de iets plaatsing naar onderen klopt dit ook. De randen zijn rondom afgerond met straal 0,5 cm, de speaker zelf is 22 x 35 cm.

Om in REW een filter te maken, moet je een target level instellen. Voor het laagfilter is dat idealiter de lijn waarop de woofer naar het laag ('recht') zou doorlopen.

Het lastige hierbij is dat vanwege de ingestelde gate (om de reflectie te filteren) de meting pas vanaf 300 Hz enigzins betrouwbaar en zichtbaar is. Het niveau van de bafflestep zit op circa 72,6 dB. Het targetlevel had ik zelf op 68,5 gezet (in verlengde van de meetcurve). Maar dit had eigenlijk 72,6 - 6,0 (=bafflestep) = 66,6 moeten zijn. Dat is dus een verschil van 2 dB. Omdat je het niveau van de tweeter ook op dit niveau aligned, wordt de tweeter dus ook 2 dB te hoog afgesteld. En dat was hoorbaar: teveel hoog, te weinig laag.

We hebben vervolgens een high shelf van -2 dB vanaf 200 Hz toegevoegd aan de filters in Sigma Studio en daarna klonk het ineens veel beter!

Dus leerschool is dat je het beste het targetlevel op basis van de bafflestep kan definieren (= verschil 6 dB, want zo groot is de bafflestep).

Nog wel een aandachtspunt zijn trillingen/resonantie in de kast in het laag. Ik ga nu nog een extra brace in de kast aanbrengen en daarna de kast nog vullen met Flamex voor extra demping. Kijken of dit helpt.

[satefan]

Geweldig om te zien hoe je hier mee aan de slag bent Anne. Binnen toch relatief korte tijd een zeer nette speaker gemaakt die gewoon heel prima klinkt! Hulde!

[Pon-e]

Even een vraagje. Het TinyShine TSA7804B DSP versterkerbordje geeft nogal een harde plop bij inschakelen, maar met name bij uitschakelen. Op het bordje lijkt geen potmeter te zitten voor inregelen DC stroom. Ik heb ook een condensator in uitgang naar de tweeter moeten zetten (de eerste tweeter ging in rook op). Is hier een oplossing voor?

Ik heb zelf nu een antiplop schakeling bedacht. De standaard protection bordjes werken wellicht niet, want die reageren ook op DC stroom.

De schakeling werkt semi-automatisch met een relais. Met een aan/uit schakelaar schakel je de voeding in. De versterker stabiliseert over de weerstanden. Na ca. 3 seconden de pulsschakelaar in te drukken om het relais te activeren (op de vasthoudschakeling). De speakers worden dan ook ingeschakeld. Uitzetten kan door de aan/uit schakelaar weer uit te drukken, het relais valt dan automatisch af en de versterker ontlaadt over de weerstanden. Gaat dit werken?

[markbakk]

Daarvoor zijn ook schakelingetjes. Google maar eens op inschakelvertraging versterker. Mooier is een geïntegreerd circuit zoals dit: https://sound-au.com/project33.htm