vervolg project "focadale" - Het filter

[pappaleo]

Welke waarden voor de spoel voor de bovenste woofer heb je uitgeprobeerd? Ook flink kleiner dan 1,8?

Jazeker.
Ik ben ook nog niet uitgepuzzeld, dit is maar een tussenresultaatje. Normaliter post ik dat niet, want het uiteindelijke filter lijkt daar meestal niet op.

Nu is het zo dat het probleem net boven de 4kHz toch in de tweeter zit. Kaal gemeten heeft de tweeter een dip bij 3kHz, dat had Gerhard ook al geconstateerd in zijn workshop. Bij een meting onder 30° is die bijna verdwenen. Maar het is niet alleen diffractie. Bij 4 kHz ontstaat er altijd een dip in de totaalkarakteristiek omdat het faseverloop (op de meethoogte) van woofer en tweeter nogal verschilt.

Ik heb een volledig ander filter geprobeerd met het overnamepunt op ongeveer 2800Hz, beide units 3de orde gefilterd, maar dat dipje als gevolg van de fasesprong blijft.

Ik wil daarom nog wat metingen doen op een andere hoogte om te zien of dit verschijnsel verschuift of verdwijnt.

[pappaleo]

Inmiddels nog een ander gezellig filtertje bedacht:

De respons met de on-axis metingen:

En dit is de respons van hetzelfde filter met de metingen die onder een hoek van 30° gedaan zijn.

De stippellijn is de respons met de on-axis metingen (ter vergelijk).

Let wel dat alles onder de 110Hz door de gating geen waarde heeft.

[wouter]

Dat laatste filter gaat qua optelling de goede kant op. Je zou op basis van de simulatie denken dat de blauwe lijn beter weggelaten kan worden, groen en rood spelen mooi in balans zo

[pappaleo]

Ik heb nog geprobeerd om het gebied tussen 1 en 2kHz wat op te slingeren. Dat lukt wel, maar dan loopt de impedantie in dat gebied terug naar 2 ohm en dat is ook niet wenselijk.

Verder kan je het laag wat indammen door voor de lowpass sectie van de bovenste woofer een condensator van 150uF op te nemen, maar dan is het geen 2,5 weg meer maar een beetje vreemde 3 weg.

Ik ga eerst even kijken hoe dit laag uitpakt in de praktijk. Als het echt niks wordt kan ik ook nog een echte tweeweg er van maken. De tweet kan hard genoeg om 2 midwoofers bij te benen.

[ds23man]

Gaat de goede kant op. Het lastige is dat door de schuine frontplaat je niet on axis luistert. Overigens vindt ik een dipje rond de 3K wel prettig, haalt wat agressie weg.

[wouter]

Verder kan je het laag wat indammen door voor de lowpass sectie van de bovenste woofer een condensator van 150uF op te nemen, maar dan is het geen 2,5 weg meer maar een beetje vreemde 3 weg.

Eh, een 2,5 weg hoeft niet uit een filterverschil van elektrisch 1e orde te bestaan tussen de midwoofer en woofer, toch?!

Het doet me een beetje denken aan de Visaton Clou, die heeft ook midwoofers die bijna vlak blijven. Dat is ook een 2-weg ontwerp. Mits de luisterafstand groot genoeg is gaat het prima. Gerhard had de boel ook als 2-weg gefilterd hoorde ik. Op welke overgangsfrequentie en welke flanksteilheid?

[pappaleo]

Eh, een 2,5 weg hoeft niet uit een filterverschil van elektrisch 1e orde te bestaan tussen de midwoofer en woofer, toch?!

Nee, mijn definitie van een 2,5 weg is een midwoofer die alleen een lowpass op de xo met de tweeter heeft en een woofer parallel die een lowpass op een lagere frequentie heeft.

Zodra ik dus een C als highpass voor de midwoofer ga zetten loopt de midwoofer niet meer helemaal meer naar onder door en is er dus sprake van een 3-weg.

Een 2-weg met beide midwoofers parallel is dan voor de hand liggender.

Het enige argument dat ik kan bedenken ten voordele van een highpass voor de midwoofer is dat deze dan geen hele lage frequenties aangeboden krijgt, waardoor deze het gemakkelijker krijgt bij het weergeven van het middengebied.

[wouter]

o, daar een C

Ik lette niet op, vaak is de onderste woofer alleen met een seriespoel gefilterd. Maar jij had al een 2e orde tak, dus al met C.

Het voordeel van een 3-weg weegt niet op tegen het verlies van voordelen die een 2(,5)-weg zal bieden. De lagere vervorming in het laag omdat de midwoofers de helft uitslaan lijkt me belangrijk. Ik weet dat een grote ontwerper de Vifa X18 geen full BSC netwerk geeft, omdat die midwoofer gewoon goed is in mid en van die kwaliteit blijft weinig over als er in het laag te hard gewerkt moet worden. Als ik naar de ongefilterde midwoofer kijk dan is een 2,5-weg opzet vrijwel niet mogelijk/handig...

Die midwoofer doet van zichzelf al wat je normaal met filtering moet doen. Wellicht dat heel diep filteren met een soort shelf nog wat zou kunnen opleveren, dus een seriespoel met parallel een weerstand.

[ds23man]

Verder kan je het laag wat indammen door voor de lowpass sectie van de bovenste woofer een condensator van 150uF op te nemen, maar dan is het geen 2,5 weg meer maar een beetje vreemde 3 weg.

Eh, een 2,5 weg hoeft niet uit een filterverschil van elektrisch 1e orde te bestaan tussen de midwoofer en woofer, toch?!

Het doet me een beetje denken aan de Visaton Clou, die heeft ook midwoofers die bijna vlak blijven. Dat is ook een 2-weg ontwerp. Mits de luisterafstand groot genoeg is gaat het prima. Gerhard had de boel ook als 2-weg gefilterd hoorde ik. Op welke overgangsfrequentie en welke flanksteilheid?

24db LR op 3khz

[pappaleo]

Nou, zo'n 2,5 weg gaat het niet worden.
Ik heb nu gewoon de woofers parallel gezet (nog steeds in de simulatie) en dan blijft deze eenvoud over:

Dat geeft met de import van de on-axis metingen het volgende resultaat:

En met de import van de metingen op 30° geeft hetzelfde filter dit resultaat:

Aan de hand van de stippellijntjes kan weer bekeken worden wat het verschil is met de on-axis metingen.

[markbakk]

En hoe pakt dat akoestisch in het verticale vlak uit?

[pappaleo]

En hoe pakt dat akoestisch in het verticale vlak uit?

bedoel je dit ?

Let wel: Ik heb alleen nog maar een simulatie gemaakt.
Resultaatmetingen heb ik nog niet, want er is nog geen filter.

Vanzelfsprekend prachtige dips daar waar er onder een verticale hoek een weglengte verschil van 1/2 λ ontstaat tussen beide woofers.
Dit komt natuurlijk niet helemaal overeen met de realiteit want de baffle helt 10° achterover. Ik heb de ongefilterde units opgemeten loodrecht op de baffle precies tussen beide woofers in, zodat er geen weglengteverschil tussen die 2 bestaat. De afstand is zodanig gekozen dat deze lijn de horizontale lijn ter hoogte van de tweeter kruist. de tweeter is dus gemeten onder een hoek van 10° in het verticale vlak naar beneden.

Of dit een verstandig meetpunt was zullen aanvullende metingen op diverse hoogtes moeten uitwijzen.

[MarcoSQ]

In een 'normale' 2.5weg wordt meestal niet/nauwelijks gecorrigeerd voor de bafflestep op de bovenste woef; er wordt een klein seriespoeltje gebruikt.
De onderste woef mag dat gemis van een paar dB in het laag dan aanvullen. Vaak, maar niet altijd, door enkel een forse spoel, al-dan-niet aangekoppeld aan de lowpass van de woofer erboven.

In jouw metingen is alleen weinig tot niets terug te vinden van het effect van die bafflestep...
(Hoe kan dat trouwens, hele inductieve woefjes zo te zien?)
Niet zo raar dat de gangbare 2.5-manier niet wil gaan lukken, dus..

Mocht je toch naar 2.5weg willen (verstandig als dat kan!), zul je het toch in de zeer kleine spoeltjes voor de bovenste woef moeten zoeken zo te zien...

[wouter]

In jouw metingen is alleen weinig tot niets terug te vinden van het effect van die bafflestep...
(Hoe kan dat trouwens, hele inductieve woefjes zo te zien?)
Niet zo raar dat de gangbare 2.5-manier niet wil gaan lukken, dus..

In de wharfedale sapphire sp-89 waren 2 van deze woofers per kant ingezet als woofer. De mid(woofer) was een ander type. Als het echte woofers zijn is de hoge(re) inductie dus goed verklaarbaar...

[markbakk]

Mocht je toch naar 2.5weg willen (verstandig als dat kan!), zul je het toch in de zeer kleine spoeltjes voor de bovenste woef moeten zoeken zo te zien...

+1
Ik zie niet zo goed in waarom je op zoek zou gaan naar al die afstraalproblemen. Ook de integratie van de onderste woofer met de tweeter wordt verticaal off axis nooit en te nimmer ok. Je krijgt er hooguit een betere middeling van de floor bounce voor terug.

[wouter]

Mocht je toch naar 2.5weg willen (verstandig als dat kan!), zul je het toch in de zeer kleine spoeltjes voor de bovenste woef moeten zoeken zo te zien...

+1
Ik zie niet zo goed in waarom je op zoek zou gaan naar al die afstraalproblemen. Ook de integratie van de onderste woofer met de tweeter wordt verticaal off axis nooit en te nimmer ok. Je krijgt er hooguit een betere middeling van de floor bounce voor terug.

Toch vreemde tips, als je ziet dat er helemaal geen 6dB shelf zichtbaar is. Het gaat gewoonweg niet met een 2,5-weg, zo lijkt het. En dan is een 2-weg een prima alternatief, mits de luisterafstand groot genoeg is en de flanken steil genoeg. 24 dB akoestisch @ 3kHz is prima te doen toch....

[markbakk]

Je introduceert extra kamfilters in de vroege reflecties. Die vroege reflecties zijn erg bepalend voor de klankkleur die je ervaart omdat je gehoor als integrator werkt. Moet je dat willen? Accepteer dan dat het ontwerp gewoon van meet af aan niet helemaal ok is.

[MarcoSQ]

Toch vreemde tips, als je ziet dat er helemaal geen 6dB shelf zichtbaar is.

Logisch wat je schrijft, maar : Tuurlijk is (het restant van) die shelf er ergens nog wel. In het laag moet het meeste nog ontbreken. Het is alleen niet zo lekker zichtbaar nu.
Die +/- 1mH van het woefje zelf poetst echt niet in zijn eentje een complete bafflestep weg, hoor.

Of dat 2.5 filterwerk ook daadwerkelijk kan lukken heb ik niet gezegd . Kan best ondoenlijk lastig zijn, zo laag in freq. Maar áls het kan : doen, om de reden in de post hierboven.
Kan het echt niet : jammerdebammer, ook 2weg wordt het vast netjes.

[wouter]

Geen idee hoe het komt maar als dit op 1 meter gemeten is:

Zou ik niet weten hoe je het kunt oplossen met een 2,5 weg. Leo schreef al dat hij had gekeken naar een opslingering in de overgangsfrequentie. Meer kun je niet doen, en de impedantie werd te laag. Dan is het een geruststelling om te weten dat het tijdens de workshop van ds_23_man erg fraai geklonken schijnt te hebben, met een 4e orde 2-weg X-over @ 3kHz.

[MarcoSQ]

Ik geloof onmiddellijk dat het lekker klonk. Zeker als dat een grotere ruimte was.
Probeer alleen aan te geven, dat er ergens nog een aardig stukje te winnen kan zijn...Dat betekent niet, dat iets anders niet 'goed' zou zijn !
Ik had overigens gezien wat er al geprobeerd was.

Die grafiek die je toont. Ik kan niet met zekerheid zeggen waar ik naar kijk <200Hz, of zelfs <300Hz. En juist daar verwacht ik nog wel een pak BS.
De meetresolutie is daar wel erg laag (nauwelijks meetpunten beschikbaar, een hoop extrapolatie) en da's ook helemaal niet gek met huis-tuin-keuken mogelijkheden.

{EDIT. Negeer plaatje & tekst verwijderd; moet dit niet doen tijdens het luiers verschonen.... }

[pappaleo]

Die grafiek die je toont. Ik kan niet met zekerheid zeggen waar ik naar kijk <200Hz, of zelfs <300Hz. En juist daar verwacht ik nog wel een pak BS.
De meetresolutie is daar wel erg laag (nauwelijks meetpunten beschikbaar, een hoop extrapolatie) en da's ook helemaal niet gek met huis-tuin-keuken mogelijkheden.

De extrapolatie vind pas onder de 120Hz plaats. Daarboven is reële meting, ik had een eerste reflectie net onder de 9ms.
Als ik dan de bafflestep bereken volgens de methode Elliot Sound Products:

Based on an excellent formula developed by John Murphy (True Audio), we can calculate the frequency easily for the box ...

f3 = 115 / WB (where WB is the baffle width in meters)
f3 = 380 / WB (where WB is the baffle width in feet)

bij een kastbreedte van 20cm kom ik op een f3 van 115/0,2 = 575Hz. Dat had ik al in het grafiekje moeten zien. De grafiek is opgenomen in het vrije veld ca 2m20 boven maaiveld op een afstand van 1m50. Dat betekent volgens mij dat deze woofer de BS zelf in redelijke mate compenseert.

Je introduceert extra kamfilters in de vroege reflecties. Die vroege reflecties zijn erg bepalend voor de klankkleur die je ervaart omdat je gehoor als integrator werkt. Moet je dat willen? Accepteer dan dat het ontwerp gewoon van meet af aan niet helemaal ok is.

Hier kan ik alleen maar mee instemmen.

Met het tweewegfilter simuleren we deze richtingskarakteristieken:



en met een 2,5 weg ziet het er ongeveer zo uit:

De richtingskarakteristieken in het verticale vlak zien er een stuk rustiger uit.

Ik ga toch maar weer eens knutselen aan het 2,5 weg filter.

Tot na de koffie

[Chris_T]

Die grafiek die je toont. Ik kan niet met zekerheid zeggen waar ik naar kijk <200Hz, of zelfs <300Hz. En juist daar verwacht ik nog wel een pak BS.

Bij Arta is de meetwindow ook zichtbaar door het gele lijntje, links onder in beeld. Valt nauwelijks op en je met het maar net weten (als gebruiker keek ik daar ook overheen ).

@Leo. Boxsim's voorspelling van het afstraalgedrag is maar een grove benadering. Misschien valt de schade in het verticale vlak wel mee met de 2-weg versie. Of zijn de simulaties onder hoek ook gebaseerd op bijbehorende metingen?

[pappaleo]

Die grafiek die je toont. Ik kan niet met zekerheid zeggen waar ik naar kijk <200Hz, of zelfs <300Hz. En juist daar verwacht ik nog wel een pak BS.

Bij Arta is de meetwindow ook zichtbaar door het gele lijntje, links onder in beeld. Valt nauwelijks op en je met het maar net weten (als gebruiker keek ik daar ook overheen ).

I weet het. en Marco weet dat ook.

Boxsim's voorspelling van het afstraalgedrag is maar een grove benadering. Misschien valt de schade in het verticale vlak wel mee met de 2-weg versie. Of zijn de simulaties onder hoek ook gebaseerd op bijbehorende metingen?

In het verticale vlak niet. Ik heb tot nog toe alleen onder een hoek in het horizontale vlak gemeten.

[pappaleo]

Tot na de koffie

Lunch

Na wat spelen met het laatst gepubliceerde 2,5 weg filter kom ik aan het volgende resultaat:

De spoel van 1mH in de hoogsectie doet in de frequentiekarakteristiek niet veel. Het faseverloop wordt er alleen wat mooier van.
Een kritisch onderdeel is de C van 10μF in de middensectie. Een kleine wijziging van de waarde heeft behoorlijke gevolgen in het gebied tussen 2 en 3kHz waar de gevoeligheid van het oor het grootst is. Het midden filter lijkt 4de orde, maar de 8μ2/15R is een Zobel netwerkje om de oplopende impedantie van de midwoofer te beteugelen. De filterhelling van de onderste woofer is een stuk flauwer. Het netwerkje 3μ9/0mH33/2R2 is bedoeld om wat onregelmatigheden rond 4kHz te onderdrukken. Bij de bovenste woofer is dat in de filterhelling weggewerkt, het effect is echter nog wel zichtbaar in de frequentiekarakteristiek.

Dit filter geeft met de import van de on-axis metingen het volgende frequentieverloop:

En met de 30° metingen is het frequentie verloop als onderstaand:

Het faseverloop van de gefilterde units wordt als volgt voorgesteld:

En hieronder nog wat richtingskarakteristieken:

Nu genoeg gesimuleerd. Ik ga dit filter eerst eens in elkaar zetten.

[ds23man]