Filter voor 2-weg SPH-200KE + DT 107 (Monacor)

[Cordraconis]

Edit: hmmm, layout doet vreemd.

Hey,

(Voor de ongeduldigen, slaag de volgende 2 paragrafen maar over )

Ik heb nu bijna een jaar geleden mijn eerste luidsprekers gemaakt (2
Monacor fullrangers van 26€/stuk in een bassreflexkastje. Was een
opdracht van een maat van mij die studeert op kot en vooral het budget
was het moeilijkste ), en sindsdien heb ik ook nog een actieve sub van
100L kast gebouwd die in free space 30Hz vlak haalt en hier schuin achter mij subtiel z'n werk ligt te doen. Kost-effectiviteit was daar vooral
het doel, en met +- 150€ alles inbegrepen ben ik er heel content van.
(Mijn moeder daarentegen ... )

Voor ik m'n eerste paar gemaakt heb, heb ik maandenlang op www.diyaudio.com zitten lurken en allerlei papers en websites zitten lezen
om mezelf met de problematiek vertrouwd te geraken.

Enkele weken geleden heb ik via via op m'n werk, de vraag gekregen om één van m'n bazen zijn zoon te helpen met zelf luidsprekers te bouwen, dit ter vervanging van z'n huidige 3-weg speakertjes die hij heeft. (Weet zelf niet welke het zijn, enkel dat ze oud en 3-weg zijn.)
Normaal gezien zou het idd het beste zijn van hem in de richting van een kit te sturen, maar aangzien hij het zelf wil samenstellen en het voor mij onbegonnen werk is om hem eerst maandenlang tekst en uitleg te zitten geven over waarop hij allemaal kan/moet letten, heb ik maar aangeboden om zelf een ontwerp te doen met zijn budget van 250-
350€/paar. Hij heeft de hout/MDFverwerkingsmachines, dus enkel het ontwerp is nodig.




Ik heb gekozen voor 2 drivers van Monacor:
- SPH-200KE
http://www.hifisound.de/oxid/oxid.php/s ... %20KEVLAR/

- DT 107
http://www.hifisound.de/oxid/oxid.php/s ... FT%20DOME/

De tweeter werd door iemand op diyaudio aangeraden wegens goede
prijs/kwal en als ik de freqcurve vergelijk met andere Monacor Tweeters,
dan blijft deze toch vlak tot en MET (!) 20000Hz.
De (mid)woofer gaat hoog genoeg om te overlappen met de tweeter en
ook nog laag genoeg om toch als een volwaardige speaker te klinken.
(50/50muziek/HT) De breakup rond 6kHz is ook duidelijk te zien, dus kan
ik daar van wegblijven. Volgens mij is 3000Hz het uiterste crossoverpunt
met een 4e orde LR filter, wat met Kevlar wel nodig is denk ik. Ik wil ook
graag hoog filteren om zo zoveel mogelijk de homogeniteit van het
stembereik te vrijwaren. (Als je ooit Norah Jones op een Bose 301 door tweet EN woof hebt horen zingen ... )

Zoals je hierboven hebt kunnen lezen, heb ik dus nog nooit een crossover
ontworpen en daar wringt het schoentje dus juist. De theorie ken ik wel,
maar aangezien ik de onderdelen nooit ga zien, kan ik ook geen programma op m'n Pc draaien dat als actieve filter - op één
stereoversterker - dienst kan doen om zo op het gehoor de beste x-over
freq te vinden. Daarom hoop ik dmv consensus toch een zo goed
mogelijke X-over in elkaar te stoppen.

Om zoveel mogelijk van het beste gebied van beide drivers te gebruiken
zou ik voor 4e orde LR gaan. De impulsverschillen zijn er wel, maar
normaal gezien niet hoorbaar. Doordat alles in fase is, zou ik de woofer
iets naar voren schuiven en zo het geluid time-alignen. Hierdoor is er
geen vertragingsnetwerk nodig (of een moeilijkere X-over) en een L-pad
op de tweeter is ook overbodig doordat deze even gevoelig is als de
woofer. Zobel netwerk zou ik niet doen omdat dit volgens mij minder
belangrijk is als je hoger filtert EN een hogere orde gebruikt. (Hogere
freq, dus zit je met een groter inductief gedeelte zowieso, dus de
schommelingen hebben dan relatief minder effect - zeg het maar als ik verkeerd ben.) Misschien enkel op de tweeter indien toch nodig?
Bottom line: zuivere LR4 dus, en ergens tussen de 2000 (tweet) en 3000
(woof).

Ik heb wat zitten rondzoeken naar gratis simulatiesoftware, en ik ben bij
de excel documenten vanop http://www.geocities.com/mghpxo/index.html terechtgekomen. Helaas begin ik vanaf dan door het bos de bomen niet meer te zien. Als ik in PXO.XLS 2 keer (LP en HP) een LR4 ingeef rond 3000Hz, dan bekom ik
voor de woofer 2 spoelen van 0,8 en 0,4 mH en 2 condensatoren van
10,55 en 2,35 uF. Voor de tweeter is het dan respectievelijk 0,25 en 1,13
mH en 3,73 en 7,46 uF. Voor de tweeter kan ik in een apart bestand
Tweeter.xls (ook op die site) de T/S parameters ingeven voor de
impendantiecurve en zo de freq curve aanpassen, maar van de woofer
kan ik in geen enkel bestand de T/S parameters ingeven. Is dit omdat de
x-overfreq zodanig hoog is tov de eigenresonantie dat het geen verschil uitmaakt voor de LP ?

Als iemand mij een beetje uitleg of tips kan geven zodat ik weet hoe ik met de instellingen van die Excel bestanden moet omgaan dan ben ik
zeer dankbaar. Volgens mij zijn ze zeer bruikbaar voor iemand die meer
weet wat die verschillende parameters juist doen. Ikzelf ben pas sinds
vandaag naar de eigenlijke implementatie en simulatie van een x-over bezig.


Alvast bedankt!

Joris

P.S.: Het zou in een 40L basreflex kast komen met F3 van 40Hz.

[arjank]

Ok, ik heb zelf al eens een tweeweg gebouwd met de 200ke, prima driver.
Ik zou deze tot 2000hz laten lopen en met een 6db/oct filteren (spoel van 2,2mh werkt hier al erg mooi). Verder zou je (wat niet eens nodig is) de resonantiepiek tussen de 6 en 8Khz kunnen dempen met een LCR netwerkje. een kast van 40 liter is zeker ok, en die 40hz haal je met deze driver makkelijk (hij gaat zeer laag in een relatief kleine kast).

Dan de tweeter, de 107 is best ok, maar niet vanaf 2000hz gezien de ferrofluide. Ik zou hier een andere tweeter voor gebruiken zoals een van de noferro types van Seas (de Noferro 900 bijvoorbeeld). Zijn niet superduur maar wel supergoed! En deze kun je zonder problemen met een 12db/oct filter vanaf 2000hz inzetten. Voor het highpass filter kan ik hier geen definitieve uitspraken doen. Je zou kunnen beginnen met 5,6uF en 0,47mH en dan een weerstands netwerkje van 4,7Ohm(serie) en 8,2Ohm (parallel). Succes!

[jeroen_d]

Ik kan me hier volledig bij aansluiten. De crossover van 3000 Hz is voor een driver van deze diameter te hoog voornamelijk vanwege bundeling. Wil je perse zo hoog crossen dan moet je minimaal terug naar een formaat van 6,5".

Het filtervoorstel van arjank is prima om mee te beginnen, volgens de door mijzelf opgenomen akoestische respons van deze woofer (toen ik voor iemand anders een filterontwerp met deze driver heb gemaakt). Je wilt 4de orde Linkwitz-Riley, dat heb je op deze manier ongeveer voor elkaar. De high pass lijkt ook goed, mogelijk dat je de L-pad wat minder dempend moet maken afhankelijk van de gekozen tweeter en zijn rendement.

Je maakt nog even de vergissing om te denken dat je filters uit het boekje kan berekenen. In werkelijkheid wordt met een bepaald filter type en zijn orde bedoeld dat dit de akoestische respons is van de curve die het elektrische filter maakt samen met wat de driver zelf doet. De fasehuishouding speelt hierbij ook een grote rol.

Citaat van Linkwitz himself: A very important point that people sometimes miss in this discussion is that when we are speaking of a given crossover, we are talking about an acoustic crossover, or what happens acoustically. Now, what I have to do electrically to achieve the correct acoustic response may not look anything at all like a textbook filter design. The actual filter often looks very little like the drawings I may show to explain any given example. This is also true for a Butterworth filter. It is highly unlikely that a textbook electrical Butterworth crossover will produce an acoustic Butterworth response, because the driver's response enters into the picture as well.

[WMC]

Ik werk hier momenteel nog met een 26cm kevlar woofer die ongefilterd doorloopt tot +/- 3.5 kHz, hierna valt hij vanzelf af. Het hoog wordt dan opgeknapt door een Seas metal dome. Gewoon proberen dus, als het niet klinkt heb je er nog zo een spoeltje tussen gezet om te kijken of het beter is.

Mijn filosofie (en die van mijn vader), hoe minder hoe beter. Het geluid wordt er alleen maar directer van.

[Henkjan]

hé, dat lijkt wel een KF filter

[jeroen_d]

Ik werk hier momenteel nog met een 26cm kevlar woofer die ongefilterd doorloopt tot +/- 3.5 kHz, hierna valt hij vanzelf af. Het hoog wordt dan opgeknapt door een Seas metal dome. Gewoon proberen dus, als het niet klinkt heb je er nog zo een spoeltje tussen gezet om te kijken of het beter is.

Mijn filosofie (en die van mijn vader), hoe minder hoe beter. Het geluid wordt er alleen maar directer van.

Mijn filosofie: niet meer dan nodig. Maar te weinig daar heb ik een bloedhekel aan. Dat hoor ik altijd terug en stoor me er mateloos aan, speakers waarvan de drivers al hun onhebbelijkheden mogen laten horen in een werkgebied waar ze niet voor bedoeld zijn .

[WMC]

Nou heb ik natuurlijk wel een beetje geluk met deze driver (green rade dingen en valt gewoon normaal af rond de 3.5 kHz), dus meer is niet nodig.

@Henkjan, Wat is een KF filter?

[Cordraconis]

Ok, ik heb zelf al eens een tweeweg gebouwd met de 200ke, prima driver.
Ik zou deze tot 2000hz laten lopen en met een 6db/oct filteren
(...)
zonder problemen met een 12db/oct filter vanaf 2000hz inzetten.

Hey, hartelijk dank alvast voor jullie meningen!

Enkele dingen:
6dB/oct is dus een eerste orde filter en als ik kijk naar de resp curve van de woofer, dan lijkt die mij niet met 18dB/oct acoustisch af te rollen en al zeker niet vanaf 2000Hz. Hoe kan ik dan aan een 24dB/oct filter geraken?
Ik wil liefst 4e orde, om de tweet te beschermen tegen occasioneel jeugdig geweld en vooral om de freq curve zo vlak mogelijk te houden en dus zo weinig mogelijk Kevlar- en andere resonantiepieken hoorbaar te hebben.

Wat het sommeren van acoust. en elektr. curves betreft, daar heb ik idd geen rekening mee gehouden, omdat de SPH-200KE nog 'vlak' doorloopt tot 6kHz, en als ik dus een octaaf lager bij 3kHz zou filteren en dan al op -24dB zou zitten met mijn elektr. filter.

Voor de DT 107 gaat dat niet meer op, das waar, dus misschien dat ik daar een lagere orde elektr. filter kan gebruiken?
Ik heb ook eens gekeken naar die Seas tweeter die is voorgesteld, maar ik zie daar dat die ongeveer -6dB afrolt naar 20kHz, terwijl die DT 107 vlak blijft tot zover. (Voor zover gepubliceerde freq curves accuraat zijn. ) Seas kost ook het dubbele van die DT 107 en ik heb nu al het gevoel dat ik het budget wat aan het pushen ben.

Tenslotte: wat het beamen betreft denk ik dat het on-axis nog kan meevallen. Ik zou persoonlijk liever ontwerpen om een zo perfect mogelijke response te hebben on-axis, en als je ervan wil genieten moet je je maar in een zetel zetten en de speakers een beetje naar binnen richten. Als je iets anders aan het doen bent in de kamer, dan valt het niet zo op. DENK ik hé!
Die kleine fullrangertjes waar ik het in m'n eerste post over gehad heb, die moest je ook goed op je oren mikken, maar dan stond Norah Jones echt wel vlak voor je te zingen. Misschien dat ik toch bij die DT 107 kan blijven als ik rond 2500Hz zou filteren? Hoe zou het afstraalgedrag verschillen tussen 3kHz en 2.5kHz?

Ik zal nog eens een mailtje sturen naar Stefan, dat hij hier eens kijkt in deze thread en eventueel beslist om toch voor die andere (duurdere) tweeter te gaan als de meerderheid bij die Seas blijft.

Het zou idd het beste zijn om die crossover op het gehoor aan te passen, maar zoals ik al zei gaat Stefan die speakers zelf in elkaar zetten (ik ga dus de onderdelen nooit in handen krijgen) dus dat ik me enkele dagen of weken bezighoud met luisteren, aanpassen etc ... zal helaas niet gaan omdat ik niet in de buurt woon en het nogal druk ga hebben met m'n werk. Ik kan wel overwegen om de crossover in een aparte ruimte buiten de klankkast te stoppen, dus dan kan hij binnen enkele maanden - als hij nog wat meer heeft bijgeleerd over luidsprekerbouw - zelf beginnen experimenteren als hij wil.


Arjank, als je de freq curve van die SPH-200KE nog ergens op je harde schijf hebt rondsligeren, kan je die dan eens posten aub? En hoe zag het ontwerp er uit dat je voor die driver (en ik veronderstel dat je die Seas tweet hebt gebruikt) hebt gemaakt?

Alvast bedankt.

Edit: Hoe klinkt die driver eigenlijk? Mijn vader heeft hier een paar B&W Matrix 2 staan: 2-weg 4e orde butterworth squared (dus LR als ik me niet vergis) en met een kevlar midwoofer. Zelf heb ik een Sennheiser HD25-1 (70 Ohm) hoofdtelefoon, dus dat zijn mijn referenties.

En uiteraard die Bose 301's

[Henkjan]

@Henkjan, Wat is een KF filter?

Klaas Feenstra, die houdt ook al zo van minimale filters met woofers die niet worden gefilterd

[Marp]

@Henkjan, Wat is een KF filter?

Klaas Feenstra, die houdt ook al zo van minimale filters met woofers die niet worden gefilterd

Ik kan me vergissen, maar er staat me bij dat die inmiddels toch met spoelen aan de gang is om de woofer buiten zijn resonantie-gebied te houden.

[jeroen_d]

Cordraconis,

Die driver loopt niet vlak tot 6000 Hz en heeft een zeer nare en hoorbare resonantiepiek. Vergelijk met B&W gaat totaal niet op, want die hebben Kevlar dusdanig onder controle dat resonantiepieken er niet zijn en dat bovendien bundeling op een hogere frequentie plaatsvindt dan normaal. Daardoor is B&W in staat om een helder en open klinkend systeem te maken terwijl de crossover toch vrij hoog ligt. Echter, op 2000 Hz kan je ook een heel mooi systeem maken. De Focal Electra doet dat bijvoorbeeld ook en minstens zo mooi als een vergelijkbare B&W.

Verder, als je denkt dat je geluid hoofdzakelijk bepaald wordt door on-axis geluid dan heb je het toch echt mis. Als je het voor elkaar hebt dat het geluid 50% on-axis en 50% door reflecties komt, dan heb je al een erg goed gedempte luisterruimte. Bundeling is dus hoorbaar en maakt het systeem minder open van klank. Je kan dat wel proberen te compenseren door de tweeter harder te laten spelen maar het resultaat is dan een overgedetailleerd en vermoeiend geluid zoals dat uit veel commerciele boxen komt. Als je wilt bezuinigen en zo'n kwaliteit wilt, hoef je niet zelf te bouwen

[Cordraconis]

Hey

Die driver loopt niet vlak tot 6000 Hz en heeft een zeer nare en hoorbare resonantiepiek.

De resonantiepiek is zelfs zichtbaar in de impendantieplot, dus die is idd zeer sterk! Maar kan je me eens zeggen waarom die driver dus niet tot 6kHz vlak speelt? Ik heb in mijn keuze van drivers vooral naar de vlakke freq curve gekeken en dus waar ik absoluut al sterk moet gefilterd hebben eer er ripples opkomen ...

Vergelijk met B&W gaat totaal niet op, want die hebben Kevlar dusdanig onder controle dat resonantiepieken er niet zijn en dat bovendien bundeling op een hogere frequentie plaatsvindt dan normaal.

Oeps! Ik heb nog eens gekeken op de site van B&W en deze zijn het:
http://www.bwspeakers.com/downloadFile/ ... ix_2_E.pdf

Dus het is geen kevlar.
Waar jij op bedoelt met je uitleg, is op de FST driver met gewoven Kevlar. Helaas heb ik 25 jaar geleden de verkeerde vader (qua chequeboekje ) gekozen, dus zulke B&W's staan hier helaas niet achter mij. Als het een massieve Kevlarcone betrof (wat ik dus dacht dat het was, gezien het model al meer dan 15 jaar oud is!), dan zouden de woofers dus wel een piek moeten hebben die ze met de xover moesten wegwerken.

Nuja, 't is dan niet de ideale referentie ...

Verder, als je denkt dat je geluid hoofdzakelijk bepaald wordt door on-axis geluid dan heb je het toch echt mis. Als je het voor elkaar hebt dat het geluid 50% on-axis en 50% door reflecties komt, dan heb je al een erg goed gedempte luisterruimte.

... zouden ze dan niet juist betere lokalisatie van de instrumenten moeten geven? Als je beamt dan heb je juist minder storende reflecties.
Er zal wel iets niet kloppen aan m'n redenering hoor. Maar goed, ik weet dat beamen zowieso niet echt goed is, de vraag was enkel in hoeverre het aanvaardbaar is en ik zal dus op je ervaring vertrouwen. Rond 2kHz zal er ook nog minder IMvervorming zijn, dus daar gaan we ook voor.

Ik heb eventjes op je site rondgeneusd, en die 550 nonferro Seas tweeter die je gebruikt is ook bij HiFisound verkrijgbaar, je gebruikt em ook op 2kHz en de freq curve ziet er beschaafder uit (geen -6dB rond 20000Hz)dan die 990 die hierboven aangeraden is. Prijs is ongeveer hetzelfde.

Tenminste als ik de freqcurve goed interpreteer, want blijkbaar zat ik er hierboven ook naast voor de woof.

resultaat is dan een overgedetailleerd en vermoeiend geluid zoals dat uit veel commerciele boxen komt. Als je wilt bezuinigen en zo'n kwaliteit wilt, hoef je niet zelf te bouwen

Now where's the fun in that?

[jeroen_d]

Hoi, die noferro 550 kun je gebruiken inderdaad en je kunt het proberen met zowel het filter dat arjank voorstelt als met het filter dat ik op mijn site heb staan. Het is altijd even proberen wat het beste klinkt.

Hierbij mijn meetdata van de SPH-200KE.

[jeroen_d]

Komt, behoudens de lift tussen 600 en 1000 Hz door bafflestep, heel goed overeen met de grafiek op de site van Monacor. Maar ik noem dit dus niet vlak tot 6000 Hz. Verder zie je aan de waterval dat deze vanaf 2000 Hz weer verslechtert, dus los van het bundelen is dit ook nog een reden om niet te hoog te crossen.

[Cordraconis]

Moet helaas voor dit weekend weg van m'n PC, maar zal zeker binnen enkele dagen eens m'n eerste schema posten met de onderdelen die te koop zijn op die site, dan kunnen we al eens optimaliseren.

[Cordraconis]

OK, heb het voorstel van Arjank omgezet in een crossoverlayout.

http://users.telenet.be/Hellhouse/publi ... oging1.jpg

Links is wat Arjank voorstelde, rechts is een zo goed mogelijke benadering daarvan. (Enkel de parallelle weerstand voor de tweet is 8Ohm ipv 8.2 Ohm.)
Je ziet ook welke types C, R en L ik gekozen heb op www.hifisound.de


Jeroen, jij hebt blijkbaar datafiles van de woof en de tweet. (Ik heb die nergens gevonden.) Zou jij aub eens snel kunnen kijken welke gecombineerde response dit geeft? Ik twijfel nog altijd aan de LP filter van de woofer ...

[jeroen_d]

Hoi,

Ik heb hem eens gesimuleerd met de noferro 550. Die moet je toch wel een stukje harder laten spelen denk ik. Niet een L-pad van 4.7 en 8.2 ohm, maar slechts een enkele serieweerstand van 2.7 ohm en geen parallelweerstand over de tweeter. Dan krijg je iets als onderstaand. De tweeter moet in tegenfase worden aangesloten, anders krijg je de blauwe grafiek ipv de zwarte. Maar hou me ten goede, de simulatie is onbetrouwbaar omdat de tweeter en woofer niet op hetzelfde moment in dezelfde kast gemeten zijn. De woofer valt nog niet hard af, maar dat doet ie off-axis boven 1500 Hz wel. Off-axis blijft het met dit filter redelijk vlak en de resonantiepiek verdwijnt dan ook meer. Het is geen perfect filter, maar dat voert te ver en meer dan dit kan ik je niet helpen. Gewoon oortjes gebruiken of meetapparatuur aanschaffen.