forum.zelfbouwaudio.nl

Ik heb vorig jaar een paar kleine (10 Liter) bookshelf speakers gebrouwd met Morel Elite ECW638 woofers en Morel ET338-104 tweeters. Het eindresultaat in MDF ziet er als volgt uit:
De kastjes zullen uiteindelijk in de witte lak gezet worden. Maar voordat dat kan gebeuren zal er eerst een goed filter ontworpen en gebouwd moeten worden. Op dit moment wordt hetzelfde filter gebruikt als in de Eltim Elite 621 (zelfde drivers en zelfde afmetingen baffle) maar over de klank ben ik nog niet echt tevreden. Ze klinken vrij neutraal met genoeg laag maar de soundstage laat zeker wat te wensen over. Metingen die ik in het verleden van deze speakers gemaakt heb tonen ook aan dat de overgang tussen woofer en tweeter niet helemaal mooi is met als resultaat een gebrek aan ruimte in het geluidsbeeld.

Het huidige filter is een serie filter waardoor aan de achterkant van de luidsprekers een enkele set binding posts aanwezig is. Het plan is om hier een extra paar aan toe te voegen en simpelweg een kabel van de binding posts naar de luidspreker drivers te brengen. Dit zorgt er dan voor dat ik zeer gemakkelijk de drivers individueel kan doormeten. Ik heb in ieder geval alvast een setje binding posts besteld (Dayton Audio BPA-38G) zodat ik die komende week kan installeren. Vervolgens kan ik dan een stel metingen maken die ik vervolgens ga gebruiken om mijn eigen filter te ontwerpen. Zeer waarschijnlijk zal dat een normaal parallel filter worden, ook gezien dat de luidsprekers nu twee sets aan binding posts elk zullen hebben waardoor bi-amping ook tot de mogelijkheden behoord.

Voor de rest ga ik proberen het order van het filter laag te houden. De woofer zelf heeft vrij weinig last van break up, zie afbeelding hier beneden en de tweeter kan behoorlijk wat vermogen hebben. Metingen van de drivers in de kastjes zullen volgen.

Volgmodus aan!

Ook hier volgmodus aan. Een tweeweg, liefst tweede orde gefilterd kan leuk uitpakken als de units goed akoestisch aligned zijn. Hoe is de response van de tweeter onder hoeken? Als de tweeter wat vermogen kan hebben kan je wellicht ook laag crossen?

De kunst afkijken kan misschien wat inspiratie geven:

http://www.madisoundspeakerstore.com/pd ... reTrix.pdf

Gisteren heb ik het extra paar binding posts gemonteerd. Aan de achterkant van de luidsprekers ziet het er nu als volgt uit: Vervolgens heb ik de frequentie response van de drivers individueel gemeten op 1m afstand met de microfoon gecentreerd tussen de woofer en tweeter. Hierbij heb ik on-axis gemeten, op 15 graden, 30 graden, 45 graden en 60 graden. Dit gaf het volgende resultaat voor de ECW638 woofer:
(paars on-axis, blauw 15 graden, groen 30 graden, geel 45 graden en rood 60 graden) Zoals te zien is begint de baffle step bij ongeveer 600Hz wat correspondeert komt met de breedte van de baffle (20cm). Jammer genoeg is er een behoorlijke break-up op 4kHz, echt een laag order filter zal dus niet het meeste uit deze driver halen. Ook is er boven de 4kHz diffraction zoals te verwachten. Crossover frequentie kan het beste ergens voor de 2 kHz tot 3kHz liggen gegeven de data. Voor de gijn heb ik ook maar de tweede speaker erbij gepakt om de on-axis response van de twee woofers te vergelijken:
(individuele woofers geplot in geel en blauw, summatie in zwart kan genegeerd worden) De twee woofers komen mooi met elkaar overeen. En nog de impedantie data:
De impedantie laat een dip zien rond de 45Hz wat overeen komt met de afstelling van de br-poort. Ik heb specifiek voor de on-axis data ook nog de woofer en poort near field gemeten waarna ik die data heb samengevoegd met de data die gemeten was op 1m afstand met het volgende resultaat:
Die laatste data zal voornamelijk gebruikt worden voor het ontwerpen van het filter zodat de frequentie response van de gehele speaker inclusief laag beoordeeld kan worden. Uiteraard zijn de tweeters ook gemeten met het volgende resultaat voor de frequentie response:
(paars on-axis, blauw 15 graden, groen 30 graden, geel 45 graden en rood 60 graden) Deze data laat eigenlijk niet heel veel narigheid zien, behalve dat de tweeter door zijn grote niet enorm ver rijkt en op -8dB zit op 20kHz. De on-axis response komt vrij goed overeen met meet-data die meegeleverd werd met de drivers. Ook voor de tweeters is de impedantie gemeten:
De resonantie frequentie is 1kHz wat enig zins tegenvalt. Morel beweert 700Hz in de datasheet met +-10%. De tweeters vallen daar blijkbaar behoorlijk buiten. Wel is de resonantie niet heel sterk waardoor een series notch filter denk ik achterwege gelaten kan worden. Ik heb ook de tweeter in de tweede luidspreker gemeten. De volgende plot vergelijkt de on-axis response van de twee tweeters:
(individuele woofers geplot in geel en blauw, summatie in zwart kan genegeerd worden)

De twee tweeters komen zeer goed met elkaar overeen maar dit mag ook wel gezien de tweeters als een gematched paar werden verkocht. Voor wie het leuk vind om met dit soort dat te spelen heb ik een mapje gezipt met alle frd en zma bestanden:

De kunst afkijken kan misschien wat inspiratie geven:

http://www.madisoundspeakerstore.com/pd ... reTrix.pdf

Bedankt voor de link. Ik zie dat ze dezelfde tweeter gebruiken dus kan daar nog wel wat van gebruiken. De woofer is wel een ander model maar heb net de datasheets vergeleken en het verschil zit hem vooral in de lage frequenties. Het impedantie/frequentie verloop is boven de 300Hz zeer vergelijkbaar.

Ook hier volgmodus aan. Een tweeweg, liefst tweede orde gefilterd kan leuk uitpakken als de units goed akoestisch aligned zijn. Hoe is de response van de tweeter onder hoeken? Als de tweeter wat vermogen kan hebben kan je wellicht ook laag crossen?

Ik was wel van plan om de tweeter laag te gaan crossen. Het zijn relatief grote domes die zeer veel vermogen kunnen hebben. Dit laat dan toe om het filter van de woofer van een iets lagere order te maken. De komende tijd zal ik wat verschillende filter configuraties gaan proberen in simulatie om te kijken wat mogelijk is.

Tijdens een van de luisterdagen heeft Jeroen Olde Dubbelink (niet actief op dit forum) mijn tweeweg met 2e orde akoestisch filter gemeten. Ik heb hierna nog regelmatig contact met hem gehad over filtering etc, het is zijn (en inmiddels ook mijn) stellige overtuiging dat alleen 2e orde filters het gewenste fase-gedrag opleveren. 1e, 3e en 4e orde helpt de fase dusdanig om zeep dat er eigenlijk geen redden meer aan is. En voor mij is correct fase-gedrag minstens net zo belangrijk als het verkrijgen van een vlakke response.

Kleine toevoeging: Even orde filters helpen de fase niet om zeep.

ds23man schreef:

Kleine toevoeging: Even orde filters helpen de fase niet om zeep.

Jeroen had het in ons gesprek ook over 4e orde filters en een enorm relaas waarom dat ook sub-optimaal was. Ik zal m eens vragen wat de theorie was.

Groet,

en kan je e.e.a. dan samenvatten, met mooie plaatjes uiteraard?

Ik ben begonnen met mijn eerste poging voor het filter. Gezien de tips, de response van de drivers en het Moretrix voorbeeld ben ik voor een tweede order filter gegaan. Voor de woofer is het een tweede order elliptisch filter geworden met een extra parallel notch die frequenties rond de 10kHz extra onderdrukken. Voor de tweeter is ook tweede order gebruikt, met een L-pad en een capacitor over de serie weerstand om het top-hoog iets te versterker voor een betere power response. Schema:
Frequentie response:
Fase:
Directivity:
(Paars on-axis, blauw 15 graden, groen 30 graden, geel 45 graden en rood 60 graden. )
Power:
Impedantie:
Een lastig puntje blijft de power response samen met de on-axis response. Het is mogelijk om de response on-axis veel vlakker te krijgen maar dit gaat duidelijk ten koste van de response off-axis waarbij de power response begint te pieken rond de 4 tot 5kHz wat ongewenst is. Voor de rest is de impedantie wat laag in het hoog.

satefan schreef:

ds23man schreef:

Kleine toevoeging: Even orde filters helpen de fase niet om zeep.

Jeroen had het in ons gesprek ook over 4e orde filters en een enorm relaas waarom dat ook sub-optimaal was. Ik zal m eens vragen wat de theorie was.

Groet,

Dat heb ik vast gezegd binnen een bepaalde context. In dit geval, met deze metingen, zou ik streven naar 4de orde akoestisch met tweede orde passieve filters. Kantelfrequentie niet hoger dan 2500Hz maar ook zeker niet lager dan 2kHz. Dan klinkt de tweeter niet optimaal. Parallel condensator 10-15uF, 20uF is veel te hoog.

Net zo als er meerdere hans(en) zijn.
Zij er ook jeroenen.

jeroen_d schreef:

satefan schreef:

ds23man schreef:

Kleine toevoeging: Even orde filters helpen de fase niet om zeep.

Jeroen had het in ons gesprek ook over 4e orde filters en een enorm relaas waarom dat ook sub-optimaal was. Ik zal m eens vragen wat de theorie was.

Groet,

Dat heb ik vast gezegd binnen een bepaalde context. In dit geval, met deze metingen, zou ik streven naar 4de orde akoestisch met tweede orde passieve filters. Kantelfrequentie niet hoger dan 2500Hz maar ook zeker niet lager dan 2kHz. Dan klinkt de tweeter niet optimaal. Parallel condensator 10-15uF, 20uF is veel te hoog.

Ging om een andere Jeroen (Olde Dubbelink), Jeroen!

Ik heb inmiddels antwoord van (de andere) Jeroen. 4e orde filtering helpt de fase niet om zeep, maar zorgt wel voor meer tijdsdispersie. De vraag is uiteraard of je dit hoort. De algemene gedachte is dat <1ms niet hoorbaar is.

Jeroen stuurde een artikel door waarin het fase-effect op een bronsignaal weer wordt gegeven, nadat het weer uit de XO komt. Dit plaatje geeft aan wat er met een signaal gebeurd:
Maw, hoe hoger de orde, hoe rommeliger het signaal wordt.

Zo lust er ook nog wel 1. Uiteraard vervormt een blokgolf als je die door een filter haalt.....

En des te steiler het filter, hoe meer vervorming.

+1, is dit verhaal er ook met een sinus als bron? Muziek bestaat immers niet uit blokgolven.

VintageHarry schreef:

+1, is dit verhaal er ook met een sinus als bron? Muziek bestaat immers niet uit blokgolven.

Ik ben zeker geen kenner op dit gebied, maar volgens mij beschrijft/bewijst dit wel dat een signaal altijd met verstoring weer uit t filter komt. Dit zal met een echt muzieksignaal niet anders zijn. Hoe korter/wisselender een toon is (in echte muziek), hoe minder je hier wellicht last van zal hebben, echter bij langere tonen zoals orgel, fluit etc, zal het meer naar voren komen. Voor dit verhaal is het gebruik van een eenvoudig/constant signaal nodig om het in beeld te brengen.

Uiteraard is dit allemaal vrij normaal en bekend (zoals DS23MAN aangeeft), maar ik vond het wel aardig om dit eens op deze manier geïllustreerd te zien.

Stefan

De tips die ik geef zijn vanuit zowel theorie als praktijk beide gegeven. Theoretische dogma's die nooit goed aantoonbaar tot wezenlijke beperkingen hebben geleid in normale luisterruimtes zullen je beperkingen tav het filter opleggen die leiden tot gehoormatig suboptimaal resultaat als je niet oppast. Die 1ms grens is trouwens goed te realiseren als je niet hoger dan 4de orde akoestisch gaat. Hangt ook af van wisselfrequentie. Niet te laag nemen dus.

Tussen haakjes, als je kijkt wat je nu akoestisch hebt gerealiseerd, is dat 4de orde dus ook de fasevervorming die daarbij hoort. Niet dat dit erg is, maar het is tegengesteld aan wat je lijkt te willen nastreven met het advies van de andere Jeroen.

Als 1e : het staat je natuurlijk volkomen vrij, om de ontwerpfilosofie aan te hangen die je wilt. Laat dat duidelijk zijn.
Maar...trap niet in 1 van de vele valkuilen die er zijn...Beter vorm je je eigen onderbouwde mening.

De auteur van jouw citaat heeft een argument tegen hogere-ordes willen maken, door dat argument in het extreme door te trekken. In zijn eigen woorden : reductio ad absurdum.
En dat is inderdaad een beetje wat er gebeurt.

Als eerste neemt hij aan dat de somcurve (!!) van jouw filter, allpass-gedrag vertoont. Toegegeven, dat is waarschijnlijk ook zo. Realistisch bezien is een fasereine oplossing niet echt een reeele optie in dit geval.
Vervolgens wil hij met een cascade van tamelijk absurde allpasses aantonen, dat er tijdfouten optreden. Steeds meer, naarmate er meer allpasses gecascadeerd worden.

Ja, persoonlijk zou ik zeggen : nogal wiedes . Snap ik ook wel, etcetera.

De werkelijke vraag zou moeten zijn : is dat werkelijk hoorbaar, of is dat storend, en belangrijkst : kan ik een beter klinkend compromis maken, door andere keuzes te doen ?

Om (heel veel te) kort te gaan : ook ik denk dat je nu veel te laag crosst. Die tweeter gaat erg hard op zijn flikker krijgen zo, en gaat vervormen.
In mijn eigen, persoonlijke, anekdotische ervaring zou ik zeggen : offer dat tijdgedrag op, voor een beter vervormingsgedrag. Ergo, hoger crossen.
Ik durf je wel te garanderen dat dat hoorbaar 'beter' is. (Maar jij bent de eindbeslissert, uiteraard).

Nooit vergeten : ontwerpen gaat niet over stokpaardjes. Dat gaat over het vinden van het, in elk uniek geval, vinden van het beste compromis. En daarvoor moet je soms je stokpaardjes aan de kant voor durven gooien.

Misschien moest ik maar besluiten met : mooie opzet zo! Vergeet vooral niet te beluisteren, en te vergelijken met andere opzetten. Met namen de grote 2,4mH spoel verbaast me iets, ik zou verwachten dat dit wat donker/duister/overdreven warm-tot bonkig klonk. Maar dat weet je niet vanaf een scherm.

Ik ben momenteel naar het volgende schema aan het kijken:
Hierbij gebruik ik een elliptisch tweede order elektrisch filter voor het laag met een RLC filter die een notch toevoegt op 800Hz om de baffle step gemakkelijker te compenseren. In vergelijking met het vorige filter kan er een veel kleinere serie spoel gebruikt worden wat het mid weer ten goede komt. In het tweeter filter is een extra serie capaciteit toegevoegd wat resulteert in een derde order elektrisch hoog doorlaat filter voor de tweeter. Dit resulteert in een vierde order akoestisch filter. Dit geeft het volgende voor de frequentie response:
De directiviteit:
Fase:
Power:
Impedantie:

Ziet er enorm netjes uit, hoe klinkt het?
Het bultje energie rond 3kHz zou ik wellicht nog graag vermijden, dan maar een dipje in de SPL curve, en wellicht is het geheel wat donker afgestemd. Toch is dat bij een 2-weg monitor ook wel weer lekker volwassen qua klankbalans.

Piekje bij 7kHz misschien wat felle sssss'n

Ik heb geen van de filters nog in het echt getest. Zit momenteel nog in de ontwerp fase. Ik heb onder andere geprobeerd om de crossover frequentie iets omhoog te brengen gezien dat de woofer in het mid toch wel behoorlijk wat werd afgeknepen door de grote serie spoel. Het schema is ongewijzigd gebleven al zijn de individuele componenten waardes uiteraard wel verandert:
De frequentie response on axis:
Directiviteit (paars on-axis, blauw 15-graden, groen 30-graden, geel 45-graden en rood 60-graden):
Fase en group delay:
En de power response:
In de power response is de bobbel rond 4kHz nog steeds aanwezig, dit komt doordat het gedrag van de tweeter op een hoek van 60-graden niet zo mooi meer is. Ook telt jammer genoeg nu op 4kHz, de piek in de response van de woofer op 4kHz toch nog behoorlijk op met de tweeter dit doordat er nu een beperkte attenuatie van 20dB op 4kHz aanwezig is in het woofer filter. Een voordeel is dat de tweeter nu nog wat meer ontlast wordt wat vervorming in het hoog ten goede komt.

Ik ben nu al een tijdje aan het testen met het volgende schema voor het filter:
Eigenlijk lijkt het heel erg op wat ik al eerder gedeeld heb, maar een aantal wijzigingen zijn gemaakt in het tweeter filter om de power response te verbeteren en de luidspreker een wat natuurlijker geluid te geven (licht aflopende helling in de frequentie response). Ook was een nieuwe set aan meetdata nodig, er was wat inconsistentie tussen de simulatie en de werkelijkheid maar dat is verholpen. De demping situatie in de kasten was ook verandert. Voorheen gebruikte ik twaron maar dat was vrij moeilijk om goed door de kasten verspreid te krijgen. De demping wou niet mooi op zijn plek blijven. Ook vond ik dat het laag niet zo strak was. Daarom is de twaron vervangen voor 3cm dik noppenschuim wat het laag en mid enorm ten goede komt. De uiteindelijke frequentie response on axis is als volgt:
met de volgende fase:
Directiviteit van de luidspreker met 0 graden in paars, 15 graden in blauw, 30 graden in groen en 45 graden in rood:
De power response in blauw, deze is sterk verbeterd:
Impedantie, wel en grote piek rond het overname punt dus niet goed voor buizen versterkers maar gezien het wattage wat deze jongens lusten moet je toch eigenlijk gewoon een solid state versterker gebruiken:
Uiteraard zou een RLC circuit toegevoegd kunnen worden om de piek iets te verminderen. Over het geluid ben ik erg te spreken. De luidsprekers klinken zeer gebalanceerd, er wordt niet echt een accent gelegd op een bepaald frequentie gebied. Akoestische muziek en jazz komen erg goed uit de verf mede door de tweeter, die klinkt gewoon erg lekker. Het laag is strak en doet niet veel onder voor grotere vloerstaanders. Een subwoofer toevoegen is vrijwel onnodig voor muziek. Over het geluidsbeeld ben ik ook zeer te spreken, het is zeer breed en individuele instrumenten zijn goed te volgen. Ook tijdens drukkere passages presteren ze naar mijn mening erg goed. De efficiëntie is alleen vrij laag. Ik kan momenteel nog geen absolute spl meten maar vergeleken met andere luidsprekers die ik in het verleden heb gebouwd moet het volume toch echt wel wat verder open. Een krachtige versterker is wel echt noodzakelijk.

Mooi gedocumenteerd weer, fijne toevoeging op de specs en graphs. Lijkt op een optimaal geluid uit deze units, hooguit ten koste van gevoeligheid. Het blijft dynamiek of bereik kiezen vaak bij zo'n monitor formaat.