Założenia
Konfiguracja 2.5D w obudowie zamkniętej. Punktualny bas i pracę w niekoniecznie dobrze przygotowanych a niedużych pomieszczeniach przyjąłem za ważniejsze niż ilość basu i zejście. Lepiej mieć bas, który nie dudni, niż mieć go zbyt dużo. Jak zwykle nacisk położony zostanie na średnie tony i stereofonię.
Zastosowałem głośniki z solidnej średnie półki: 5″ SB15CAC30-8, SB26CDC-C000-4.
W obu przypadkach są to membrany aluminiowe pokryte ceramiką, dodam, że znakomite membrany oraz dopracowane układy magnetyczne jak i zawieszenia. Zdecydowanie jedne z lepszych głośników w tej cenie.
Wygląd złożonych kolumn:
Obudowa
Komora głośników niskotonowych wykorzystuje tylko część całkowitej pojemności obudowy. Przestrzeń poniżej dolnej ukośnej ogrody jest odizlowoana i należy ją wypełnić gąbką. Ścianki boczne komory wooferów oraz jej spód wyklejone matą bitumiczno-filcową. Tył komory wyłożony 2cm owatą tapicerską. Komora głośnika wysokotonowego jest wyizolowana od komory wooferów przegrodą litą i wypełniona watą tapicerską.
Zwrotnica
Podział pomiędzy średnicą a wysokimi jest dość wysoko (4.5kHz). Wynika to z wad akustycznych tak wąskiej obudowy przy jej ostrych krawędziach. Dyfrakcje od krawędzi obudowy dla głośnika wysokotonowego przy wypadały dokładnie w okolicach typowego cięcia (2.5kHz). O ile dało się przy takich ograniczeniach osiągnąć rozsądny SPL w osi, to poza osią było już źle.
Z tego powodu postanowiłem przesunąć z cz. cięcia dla tweetera wysoko w górę, poza problematyczne częstotliwości.
Mogłem to zrobić dzięki bardzo dobrym charakterystykom woofera (tylko 5 cali średnicy). Niestety każdy kompromis ma też swoje negatywne konsekwencje. Można dostrzec, że breakup woofera nie jest idealnie wytłumiony w okolicach 10kHz. Można było pokusić się o bardziej agresywne tłumienia, ale z kolei przy takiej filtracji głośniki traciły zgranie fazowe przy cz. cięcia.
Resumując, kompromisem (oraz optymalizacją względem liniowości charakterystyki SPL oraz Power Index) dobrałem zwrotnicę, która: jest liniowa w osi, ma nie najgorsze SPL poza osią, trzyma rozsądnie fazę, breakup wowofera nie przeszkadza przy odsłuchu.
Zwrotnica w mojej preferowanej topologi filtrów kaskadowych dla ukłądu 2.5D. Głośniki oznaczyłem z przyzwyczajenia "tonsilowskim żargonem", gdzie gdn to woofer, gdm midlewoofer, a gdwk to oczywiście tweeter.
Wszystkie kondensatory foliowe STX na 400V, prawie wszystkie cewki powietrzne drut 1.1mm. Jedna cewka 3.9 rdzeniowa. Rezystory Superes.
Symulacje
Symulacja zwrotnicy przy użyciu VituxCAD, na bazie pomiarów elektrycznych (DATS2) i akustycznych.
Te ostatnie w HolmeImpulse - 1m, w osi tweetera, bramkowany sinus, jak i poza osią w płaszczyźnie horyzontalnej +/- 60 stopni (pierwsze odbicia). Oczywiście głośniki zamontowane w obudowie z docelowym wygłuszeniem.
Powyżej SPL. Całkiem płasko i liniowo w zakresie średnicy, null-reverse głęboki i w miarę symetryczny, lekkie problemy widać przy 10kHz (tweeter i midwoofer nie są w fazie). Ale jak pisałem musiałem coś kosztem czegoś poświęcić.
Widać faktycznie że przy tych 5kHz fazy tweetera i midwoofera się ładnie pokrywają.
Tym razem się przyłożyłem i jak pisałem powyżej, zrobiłem pomiary poza osią, tak by można było optymalizować zwrotnicę nie tylko pod kątem SPL w osi (odłuch w polu bliskim) ale i pod kątem, oraz dla Power Index (odsłuch w polu dalekim). I tak też zrobiłem używając odpowiedniego optymalizatora w VituixCAD. Nie wyszło to źle, co widać na powyższym wykresie. Power Index powtarza przebieg SPL w osi, dzięki temu kolumny grają w ściany pomieszczenia mniej więcej to samo co prosto w uszy słuchacza. Jeśli dźwięk odbity od ścian zgadza się, z tym co słyszymy bezpośrednio z kolumn, to poprawia się scena, oraz gwarantuje, że kolumny zabrzmią tak samo w różnych pomieszczeniach (mniej lub bardziej żywych).
Różnica pomiędzy tym co odbija się od ścian (in room response) a tym co mamy w osi, wyraża ERDI (early reflections direcrtivity index). Ima bardziej gładki i płaski przebieg ERDI tym lepiej. Tutaj nie jest może perfekcyjnie, ale nie jest źle. Podejrzewam, że osiągnięcie jeszcze lepszego ERDI wymagało by zupełnie innego podejścia do geometrii obudowy.
Pomiary
Step response dla sprawdzenia czy faktycznie złożona zwrotnica trzyma fazę (tym razem ARTA):
Książkowo.
I jeszcze jeden trybut dla SB15CAC30-8, charakterystyka wodospadowa kolumn:
Super gładko. Bez dzwonień. Widać, że budowa też trzyma sztywność i nie akumuluje energii.
Mała uwaga, ilość wysokich tonów na tym wykresie jest trochę przesadzona, bo niestety zapomniałem załadować pliku kalibracyjnego do mikrofonu.
Pomiary pod różnymi kątami, na początek płaszczyzna horyzontalna:
Wszystkie charakterystyki dla poszczególnych kątów, powtarzają charakterystykę dla pomiaru w osi, oczywiście tracąc na SPL dla tonów średnich i wysokich. To jest normalne zjawisko dla kolumn w kształcie sześcianu.
Płaszczyzna wertykalna:
Tutaj będzie się robił dołek w średnicy gdy będziemy przesuwać mikrofon w górę. Nie ma na to rady przy takim a nie innym ułożeniu głośników. Rozwiązaniem tego problemu są głośniki koaksjalne lub pełnopasmowe.
Impedancja:
Bardzo ładnie, minimum nieco ponad 4 omy, przy fazie blisko 0 stopni. Czyli w minimum modułu impedancji 4ohm, przy obciążeniu jak rezystor. Każdy wzmacniacz, który obsługuje 4 omy poradzi sobie z tymi kolumnami bez problemu. Strojenie obudowy około 70Hz. Czyli raczej nie należy się spodziewać niskiego zejścia basem.
Jak to gra
Cholernie dobrze. Głośniki SB Acoustic są naprawdę znakomite i z pewnością stać je na jeszcze więcej gdyby obudowa miała choć brzegi zrobione promieniem.
Woofer gra namacalną, wypełnioną średnicą, pełną barw ale o raczej chłodnym technicznym charakterze (zdecydowanie nie jest to papierowy, ciepły dźwięk).
Bas jest zaskakująco obfity i miękki jak na ten typ obudowy i tak wysokie strojenie. Wcale nie ma się wrażenia braku basu czy braku zasięgu basu.
Do tej średnicy pasują idealnie wysokie tony, również o chłodnym oszczędnym a jednocześnie bardzo precyzyjnym charakterze.
Blachy perkusji są naprawdę ostre i świetnie zdefiniowane.
Powietrza nie brakuje. Scena jest szeroka i dobrze zdefiniowana. Wokal stabilnie w środku, dźwięk otwiera się na boki.
Robiłem już wcześniej podobny projekt, na papierowy Perlessach i aluminiowym tweeterze od STX. Tamten poprzedni brzmiał jak nieco większy monitorek regałowy. Tym kolumnom zdecydowanie bliżej do porządnej pełnowymiarowej konstrukcji opartej przynajmniej na dwu 6.5 cala wooferach.
Ps. Projekt można sobie kopiować ale komercyjne wykorzystanie tylko za zgodą autora.
Konfiguracja 2.5D w obudowie zamkniętej. Punktualny bas i pracę w niekoniecznie dobrze przygotowanych a niedużych pomieszczeniach przyjąłem za ważniejsze niż ilość basu i zejście. Lepiej mieć bas, który nie dudni, niż mieć go zbyt dużo. Jak zwykle nacisk położony zostanie na średnie tony i stereofonię.
Zastosowałem głośniki z solidnej średnie półki: 5″ SB15CAC30-8, SB26CDC-C000-4.
W obu przypadkach są to membrany aluminiowe pokryte ceramiką, dodam, że znakomite membrany oraz dopracowane układy magnetyczne jak i zawieszenia. Zdecydowanie jedne z lepszych głośników w tej cenie.
Wygląd złożonych kolumn:
Obudowa
Komora głośników niskotonowych wykorzystuje tylko część całkowitej pojemności obudowy. Przestrzeń poniżej dolnej ukośnej ogrody jest odizlowoana i należy ją wypełnić gąbką. Ścianki boczne komory wooferów oraz jej spód wyklejone matą bitumiczno-filcową. Tył komory wyłożony 2cm owatą tapicerską. Komora głośnika wysokotonowego jest wyizolowana od komory wooferów przegrodą litą i wypełniona watą tapicerską.
Zwrotnica
Podział pomiędzy średnicą a wysokimi jest dość wysoko (4.5kHz). Wynika to z wad akustycznych tak wąskiej obudowy przy jej ostrych krawędziach. Dyfrakcje od krawędzi obudowy dla głośnika wysokotonowego przy wypadały dokładnie w okolicach typowego cięcia (2.5kHz). O ile dało się przy takich ograniczeniach osiągnąć rozsądny SPL w osi, to poza osią było już źle.
Z tego powodu postanowiłem przesunąć z cz. cięcia dla tweetera wysoko w górę, poza problematyczne częstotliwości.
Mogłem to zrobić dzięki bardzo dobrym charakterystykom woofera (tylko 5 cali średnicy). Niestety każdy kompromis ma też swoje negatywne konsekwencje. Można dostrzec, że breakup woofera nie jest idealnie wytłumiony w okolicach 10kHz. Można było pokusić się o bardziej agresywne tłumienia, ale z kolei przy takiej filtracji głośniki traciły zgranie fazowe przy cz. cięcia.
Resumując, kompromisem (oraz optymalizacją względem liniowości charakterystyki SPL oraz Power Index) dobrałem zwrotnicę, która: jest liniowa w osi, ma nie najgorsze SPL poza osią, trzyma rozsądnie fazę, breakup wowofera nie przeszkadza przy odsłuchu.
Zwrotnica w mojej preferowanej topologi filtrów kaskadowych dla ukłądu 2.5D. Głośniki oznaczyłem z przyzwyczajenia "tonsilowskim żargonem", gdzie gdn to woofer, gdm midlewoofer, a gdwk to oczywiście tweeter.
Wszystkie kondensatory foliowe STX na 400V, prawie wszystkie cewki powietrzne drut 1.1mm. Jedna cewka 3.9 rdzeniowa. Rezystory Superes.
Symulacje
Symulacja zwrotnicy przy użyciu VituxCAD, na bazie pomiarów elektrycznych (DATS2) i akustycznych.
Te ostatnie w HolmeImpulse - 1m, w osi tweetera, bramkowany sinus, jak i poza osią w płaszczyźnie horyzontalnej +/- 60 stopni (pierwsze odbicia). Oczywiście głośniki zamontowane w obudowie z docelowym wygłuszeniem.
Powyżej SPL. Całkiem płasko i liniowo w zakresie średnicy, null-reverse głęboki i w miarę symetryczny, lekkie problemy widać przy 10kHz (tweeter i midwoofer nie są w fazie). Ale jak pisałem musiałem coś kosztem czegoś poświęcić.
Widać faktycznie że przy tych 5kHz fazy tweetera i midwoofera się ładnie pokrywają.
Tym razem się przyłożyłem i jak pisałem powyżej, zrobiłem pomiary poza osią, tak by można było optymalizować zwrotnicę nie tylko pod kątem SPL w osi (odłuch w polu bliskim) ale i pod kątem, oraz dla Power Index (odsłuch w polu dalekim). I tak też zrobiłem używając odpowiedniego optymalizatora w VituixCAD. Nie wyszło to źle, co widać na powyższym wykresie. Power Index powtarza przebieg SPL w osi, dzięki temu kolumny grają w ściany pomieszczenia mniej więcej to samo co prosto w uszy słuchacza. Jeśli dźwięk odbity od ścian zgadza się, z tym co słyszymy bezpośrednio z kolumn, to poprawia się scena, oraz gwarantuje, że kolumny zabrzmią tak samo w różnych pomieszczeniach (mniej lub bardziej żywych).
Różnica pomiędzy tym co odbija się od ścian (in room response) a tym co mamy w osi, wyraża ERDI (early reflections direcrtivity index). Ima bardziej gładki i płaski przebieg ERDI tym lepiej. Tutaj nie jest może perfekcyjnie, ale nie jest źle. Podejrzewam, że osiągnięcie jeszcze lepszego ERDI wymagało by zupełnie innego podejścia do geometrii obudowy.
Pomiary
Step response dla sprawdzenia czy faktycznie złożona zwrotnica trzyma fazę (tym razem ARTA):
Książkowo
.I jeszcze jeden trybut dla SB15CAC30-8, charakterystyka wodospadowa kolumn:
Super gładko. Bez dzwonień. Widać, że budowa też trzyma sztywność i nie akumuluje energii.
Mała uwaga, ilość wysokich tonów na tym wykresie jest trochę przesadzona, bo niestety zapomniałem załadować pliku kalibracyjnego do mikrofonu.
Pomiary pod różnymi kątami, na początek płaszczyzna horyzontalna:
Wszystkie charakterystyki dla poszczególnych kątów, powtarzają charakterystykę dla pomiaru w osi, oczywiście tracąc na SPL dla tonów średnich i wysokich. To jest normalne zjawisko dla kolumn w kształcie sześcianu.
Płaszczyzna wertykalna:
Tutaj będzie się robił dołek w średnicy gdy będziemy przesuwać mikrofon w górę. Nie ma na to rady przy takim a nie innym ułożeniu głośników. Rozwiązaniem tego problemu są głośniki koaksjalne lub pełnopasmowe.
Impedancja:
Bardzo ładnie, minimum nieco ponad 4 omy, przy fazie blisko 0 stopni. Czyli w minimum modułu impedancji 4ohm, przy obciążeniu jak rezystor. Każdy wzmacniacz, który obsługuje 4 omy poradzi sobie z tymi kolumnami bez problemu. Strojenie obudowy około 70Hz. Czyli raczej nie należy się spodziewać niskiego zejścia basem.
Jak to gra
Cholernie dobrze. Głośniki SB Acoustic są naprawdę znakomite i z pewnością stać je na jeszcze więcej gdyby obudowa miała choć brzegi zrobione promieniem.
Woofer gra namacalną, wypełnioną średnicą, pełną barw ale o raczej chłodnym technicznym charakterze (zdecydowanie nie jest to papierowy, ciepły dźwięk).
Bas jest zaskakująco obfity i miękki jak na ten typ obudowy i tak wysokie strojenie. Wcale nie ma się wrażenia braku basu czy braku zasięgu basu.
Do tej średnicy pasują idealnie wysokie tony, również o chłodnym oszczędnym a jednocześnie bardzo precyzyjnym charakterze.
Blachy perkusji są naprawdę ostre i świetnie zdefiniowane.
Powietrza nie brakuje. Scena jest szeroka i dobrze zdefiniowana. Wokal stabilnie w środku, dźwięk otwiera się na boki.
Robiłem już wcześniej podobny projekt, na papierowy Perlessach i aluminiowym tweeterze od STX. Tamten poprzedni brzmiał jak nieco większy monitorek regałowy. Tym kolumnom zdecydowanie bliżej do porządnej pełnowymiarowej konstrukcji opartej przynajmniej na dwu 6.5 cala wooferach.
Ps. Projekt można sobie kopiować ale komercyjne wykorzystanie tylko za zgodą autora.
Cool? Ranking DIY
