Hej.

Jeg skriver på vegne af den 7-mands projektgruppe, jeg er en del af. Vi studerer til svagstrømsingeniør på 4. Semester på Syddansk Universitet

Vi skal udrette et semesterprojekt indenfor emnet, signalkvalitet. Hertil har vi valgt at designe et komplet højttalersystem med et analogt indgangsignal, hvortil vi skal lave en forforstærker efterfulgt af et aktivt filter og henholdsvis en klasse A forstærker til fodring af diskanten, en klasse AB til mellemtonen og en klasse D forstærker til basenheden. Desuden skal vi designe en mikrofon med dertilhørende forstærker og signalbehandling i MATLAB/Skop, som har til formål at vise frekvensspektret for højttaleren, som skal give os nogle designparameter til bestemmelse af de mest ideelle elektriske komponenter.

Vores mål er at opnå en bedst mulig signalkvalitet. Derfor skal vi først designe en velfungerende højttaler med de enheder, vi har fået tilsendt. Da vi beskæftiger os med svagstrøm, og dette er hele formålet med projektet, er vi ikke godt rustet til at konstruere selve kabinettet. Det er derfor, vi henvender os her. Målet med dette emne er at søge tips og råd til det bedste design af selve kabinettet, således at vi ender med en velfungerende konstruktion.

Enhederne skal bygges ind i 2 kabinetter; 1 Subwoofer kabinet og 1 reolhøjttaler kabinet. Begge kabinetterne skal bygges efter målet om at opnå en så flad frekvensrespons som muligt. Vi vil desuden gerne mindske timedelayet, de forskellige enheder imellem, ved at forskyde afstanden fra lyttepositionen til diskantenheden i forhold til afstanden til mellemtoneenheden (Ved at have en front med 2 lag). Derudover vil vi forsøge at opnå en dæmpning på maks. 3dB ved 80Hz på både subwooferen og reolhøjttaleren (Crossover frekvens).

Som nævnt har vi ingen viden indenfor akustik. Derfor ønsker vi hjælp til design af kabinettet. Hjælpen kunne bestå i:
       - Bestemme et overordnet design
       - Et link til beregningsmetoder på kabinet (Eks. software etc.)
       - Hjælp til at bestemme byggematerialer
       - Hvorledes man udfører præcise udskæringer og fræsninger til højttalerenheder
       - Links til indkøb af de rigtige materialer uden for lang leveringstid
       - Tips og råd til diverse konstruktions komplikationer

Disse enheder SKAL anvendes til projektet: 
Diskantenhed:  http://www.scan-speak-store.dk/en/tweeter/82-d2905-990000.ht ml 
Mellemtoneenhed:  http://www.scan-speak-store.dk/en/midrange/16-15m4531k00.htm l 
Basenhed: http://www.d-s-t.com.au/LAT/

Jeg håber, i vil hjælpe.

Mvh. Simon Lund

Finder senere ud af, om mellemtoneenhederne er de korrekte!

De nævnte mellemtoneenheder passer ikke så godt med jeres idé om et -3 db punkt v. 80 Hz., i hvert fald ikke, hvis I bruger en lukket boks (hvilket er mest oplagt, når der anvendes en sub). I en boks på 7-8 liter vil den ramme - 4-5 db ved 80 Hz. Alternativet er en refleksboks, men det kan give problemer m.h.t. tilpasningen mellem sub og satellit - der som regel er nemmere med en lukket boks i mellemtonen. Revelatorenhederne er i øvrigt gode, hvad der så osse afspejler i prisen .

Inspiration til overordnet design: TG Ellam Flex
Og mit eget forslag Q113 link,
Subwoofer LAT kabinet,

Speaker calculations har en del velfungerende beregninger.

Brug almindelig MDF plade det kan hentes i ethvert byggemarked.
Hvis i vil optimere så findes der en lidt ældre analyse her, det er lidt ærgerligt at Gips ikke er med, nu det er næsten gratis idag og vejer godt.

Huller i frontpladen klares med en cirkel skabelon Cirkel styr eller gør som Aksa der har brugt sit Side styr (03 jan 2015)med en klods.

Det er lidt ærgerligt at enhederne er givet på forhånd, f.eks kunne W15, med længere vandring, hjælpe med bassen.
og det kunne være spændende at se hvad man kunne få ud af Scan-speaks nye 32W/4878T00 Kan komme til at præstere. 

Alt det elektriske har i sikkert styr på men tjek alligevel NewClassD, Hypex, Holm Acoustics, Delta ordbog om lyd

Mvh

mollecon skrev: De nævnte mellemtoneenheder passer ikke så godt med jeres idé om et -3 db punkt v. 80 Hz., i hvert fald ikke, hvis I bruger en lukket boks (hvilket er mest oplagt, når der anvendes en sub). I en boks på 7-8 liter vil den ramme - 4-5 db ved 80 Hz. Alternativet er en refleksboks, men det kan give problemer m.h.t. tilpasningen mellem sub og satellit - der som regel er nemmere med en lukket boks i mellemtonen. Revelatorenhederne er i øvrigt gode, hvad der så osse afspejler i prisen .

Jeg har også haft min skepsis, hvad det angår. Det skal være et lukket design til reolerne!
Hov, jeg skal vel egentlig også have en dæmpning på -6dB, da der vil opstå konstruktiv interferens eller hvad?

Ja, vi 2 af her enheder som et sponsorat af System Audio. Vi havde nævnt, at det ikke behøver være noget specielt, så vi er meget positivt
overrasket over at modtage enheder til knap 10.000,-.

Peter X skrev: Inspiration til overordnet design: TG Ellam Flex Og mit eget forslag Q113 link, Subwoofer LAT kabinet, Speaker calculations har en del velfungerende beregninger. Brug almindelig MDF plade det kan hentes i ethvert byggemarked. Hvis i vil optimere så findes der en lidt ældre analyse her, det er lidt ærgerligt at Gips ikke er med, nu det er næsten gratis idag og vejer godt. Huller i frontpladen klares med en cirkel skabelon Cirkel styr eller gør som Aksa der har brugt sit Side styr (03 jan 2015)med en klods. Det er lidt ærgerligt at enhederne er givet på forhånd, f.eks kunne 15w4531g00.html">W15, med længere vandring, hjælpe med bassen. og det kunne være spændende at se hvad man kunne få ud af Scan-speaks nye 32W/4878T00 Kan komme til at præstere.  Alt det elektriske har i sikkert styr på men tjek alligevel NewClassD, Hypex, Holm Acoustics, Delta ordbog om lyd Mvh

Mange tak for de mange gode råd.
Dem vil vi helt sikkert gøre brug af!

Ja, det er ikke de helt optimale basenheder til formålet, men det bliver en interessant udfordring at få dem implementeret bedst muligt.
Desuden så var alternativet til de meget generøse bud vi har fået fra DALI og System Audio at købe ind for vores eget budget, som er på
sølle 600,-. Så vi klager ikke

Ja, hele idéen er at vi skal designe alle de elektriske systemer komponent for komponent, men det er da rart med noget inspiration!

Peter X: Kender du et godt højttalerprogram, som også virker til Windows?
              Det der Ellam Flex designet ser interessant ud. Især hvis jeg kan få en af mine venner, som er snedker til at lave fronten. Den skal
dog helst være uden basrefleks.

Det med dæmpningen omkring delefrekvensen er i princippet rigtigt, men der er så mange andre faktorer, der gør sig gældende i den forbindelse - faseforskydning, tidsforsinkelser ml. sub og satellit o.s.v. Og, det er nemmere at dæmpe et for højt niveau, end det er at skulle booste et bestemt, snævert frekvensområde. Måske er det her ikke tidspunktet i designprocessen til at bekymre sig on lige det aspekt .

mollecon skrev: Det med dæmpningen omkring delefrekvensen er i princippet rigtigt, men der er så mange andre faktorer, der gør sig gældende i den forbindelse - faseforskydning, tidsforsinkelser ml. sub og satellit o.s.v. Og, det er nemmere at dæmpe et for højt niveau, end det er at skulle booste et bestemt, snævert frekvensområde. Måske er det her ikke tidspunktet i designprocessen til at bekymre sig on lige det aspekt .

God pointe. Mange tak for hjælpen so far!

Hvad vil du anbefale os at gøre?
       I Ellam Flex designet skal der anvendes en basrefleks. Er det den bedste løsning?
       Eller skal vi overveje en crossover frekvens på 100-120 Hz i stedet ?
       Eller skal vi gå efter -5dB dæmpning ved og så korrigere på fejlene senere ved evt. at booste snævre frekvensområder
       Eller en helt 4 løsning?

Lav det hele lukket og undlad at kigge på andre konstruktioner med passive filtre med henblik på andet end at blive inspireret af de nævntes fremragende mekaniske konstruktion. I har en myriade af muligheder med aktive filtre, og I behøver ikke blive blive begrænset af de nævntes volumen eller basrefleksløsninger, da disse mest er kommet til verden netop på grund af deres passive filtre.

I uddyber ikke rigtig angående jeres filtre. Hvad havde I tænkt jer at konstruere og hvad ligger indenfor projektes retningslinier, og hvad har I af måleudstyr?
Meget i projektet antager jeg går ud på at fremstille elektronikken, og der kan I så få lov til at lege med opampbaserede shelving- og delefiltre.

15M enheden er ret krævende filtermæssigt og jeg har selv anvendt den både lukket og dipol med analoge aktive filtre. Den lukkede løsning krævede et bafflestep low pass shelving ved ca. 600 Hz (Dette er selvfølgelig afhængig af kabinettets udforming og placering af enheden i bafflen og placeringen af kabinettet i rummet) og et frekvensmæssigt snævrere low pass shelvingfilter for at takle det ret voldsomme bump på 6 dB mellem 1 og 2 kHz. Begge dele er bydende nødvendige inden delefiltret og et forsøg på at samle det i ét samlet low pass shelving filter på 8-10 dB mellem 5-600 Hz og 2 kHz var desværre ikke den store succes hos mig.

Det er en fremragende enhed og jeg bruger den selv i mine højttalere hjemme dipol D'Apolitto, men der bliver alt delt og korrigeret digitalt efterhånden. Ikke at det ikke lykkedes at få en fin frekvensrespons med analoge filtre som beskrevet, men den har lidt nykker.

Hvis I vil bruge den ned til 80 Hz, så synes jeg desværre, at I beder enheden om noget, som den aldrig er blevet konstrueret til. Det er en mellemtoneenhed - ikke en woofer. Den har hverken afrulning eller slagvolumen til at gå ret meget længere ned end 100-150 Hz og I vil få en meget renere mellemtone ved at gå lidt op til delefrekvens. Der er typisk rigtig meget energi i moderne musik mellem 70 og 100 Hz - det ville jeg smide i subwooferen, når I har en 15M.

Alt er selvfølgelig kompromiset kunst, når man bygger højttalere, men jeg ville absolut gå lidt højere op i delefrekvens mellem sub og satellit og samtidig lave et shelving low pass til de dybeste frekvenser til subben også, så den ikke behøver blive så voldsom i størrelse for den samme afrulning.

Meget loddearbejde kan i øvrigt spares ved at bruge et lydkort med mindst fem udgange og så gratis equalising-software i en vst host. Så kan I indføre IIR-filtre, der svarer til dem der er elektrisk mulige at konstruere med opamps, og eksperimentere med deres værdier og måle på det akustiske resultat, inden i bygger filtrene fysisk. Der kan selvfølgelig også leges på et bread board, men det første er klart lettest at begynde med, så kan man også lave voldsomme ændringer i filterdesignet ved få klik med musen.

RePhase og convolver er også en gratis mulighed, men indlæringskurven er noget stejlere.

__________________
The information is out there...

Hvis I vil have et godt sted at starte med hensyn til print, filterberegninger og teori, så vil jeg anbefale TI's fremragende dokumentation og implementering af et aktivt tovejsfilter her. Der er også Gerber-filer med.

__________________
The information is out there...

Siankovic:
Mange tak for de uddybende svar!
Planen var at lave et design, som nemmest muligt kan integreres og optimeres rent filter- og forstærker mæssigt. Som nævnt er målet
ikke at bruge tid på at bestemme en optimal konstruktion, men at udvikle en god løsning til at drive højttalerne. Derfor skal kabinettet stå
klart i starten af næsten uge.

Jeg havde egentlig også forestillet mig, at vi får en af mine venner, som er snedker, til at lave frontpladerne mage til Ellom 98'erne. Dertil
havde jeg tænkt mig at anvende et computerprogram (Har leget lidt med winISD) til at bestemme, hvor stor en volumen enhederne
kræver ved et lukket design.

Vi er ikke nået til filterdesign endnu, da vi skal definere kravene ud fra, hvad vi gerne vil opnå med højttaleren. Det kræver, at vi har en
samlet højttaler. Jeg kan godt se, at det er en omvendt fremgangsmåde i forhold til den, du nævner, men det er ikke desto mindre
måden at gøre det på, med det vi skal opnå ved projektet. Som måleudstyr anvender vi et transducer kredsløb, som vi selv skal designe
og fremstille. Derudover har vi diverse digitale oscilloskoper. Vi har også adgang til en masse andet udstyr, hvis vi skulle få brug for det.
Tror næsten ikke, var har nogen begrænsninger på det område.

Okay. Har du et link til dit projekt med dine dipol D'Apolitto'er for nysgerrighedens skyld? :-)

Okay. Jamen så tror jeg bare, vi går efter en crossover frekvens på 100-150Hz i stedet. Det løser også flere problemer for os. Ja, filtrering
bliver helt sikkert en af vores største udfordringer, men det er også 80% af formålet med projektet, som primært omhandler
signalkvalitet.

Ja, det var da en god idé at anvende sådan noget software. Det er altid godt at simulere tingene, inden det bygges, hvis nu
beregningerne ikke præcise :-)

Tak for alle de fine råd og inputs!

Hej igen.
Først og fremmest synes jeg ikke, at der er noget som helst bagvendt i at få responsen til at passe med kabinetterne og ikke omvendt. Det er en mulighed med aktive filtre indenfor rimelighedens grænser selvfølgelig.

Dernæst har jeg desværre ikke links til mine konstruktioner, men efter hukommelsen var udfordringerne med 15M og analoge filtre som beskrevet. Jeg kan fortælle, at de i øjeblikket bliver delt ved 270 Hz 96 dB/oktav i dipol, men denne frekvens kan ikke rigtig sammenlignes med den lukkede konstruktion på grund af dipolafrulningen og den dertilhørende større membranvandring efter equalising. De lyder virkelig uopløst, hvis man deler nede ved 120-150 Hz i dipol.

Jeg endte på 120-130 Hz i den lukkede konstruktion, men det var med to subs og 24 dB/oktav deling. Jeg tror at jeg ville ende lidt lavere med en enkelt sub på grund af lokaliseringen af sublyden, men det kan I selvfølgelig selv bedst høre og afgøre. Lokaliseringen af lyden er jo også afhængig af filterets stejlhed.



__________________
The information is out there...

Hej, der er en del højtaler programmer derude, men hvis i har frit valg så er Leap 5 nok det ultimative. Men i skal passe på, det kræver stor indsigt, og i skal jo bygge elektronik.

Efter min mening skal i starte med at bygge nogle prototype kabinetter, beregnet så godt i nu formår, så kan i komme til at måle og korrigere for de ting i finder, de -3dB ved 80Hz bliver en bagatel.
Lav volumen lidt for stort så kan man fylde det med klodser hvis det skal reduceres.
Lav baffelen udskiftelig, så kan i starte med en flad og skifte til en med forskydning senere.
Time delay kan  også først bestemmes når man har filter på, på mine egne Q113 DIY har jeg tiltet forpladen fordi de fleste to-vejs med plan baffel spiller nedad. 

15M ville jeg prøve at sætte i et basreflex afstemt lidt under delefrekvensen, så slipper i for den komprimerede lyd fra trykkammeret og kan evt. tune lidt med porten, prøv med 60-70Hz og lav en port som i bare propper til hvis i ikke kan få det til at virke.
Nu er det jo et par to-vejs med en enkelt sub, og så er det ikke altid smart at gå for højt i delefrekvens. I har kun 1 stk LAT ikke?, så i kan ikke lave en rigtig 3-vejs.

Mvh

 

Siankovic:
Lokalisering af lyden er ikke et aspekt, vi skal arbejde med. Egentlig er vores formål med projektet blot at få en 'ideel' frekvensrespons
(målt i et lydtæt rum, vi har på skolen). Derfor er det faktisk kun nødvendigt for os at lave en højttaler, da lytteindtrykket ikke har nogen
umiddelbar indflydelse. Dog har vi alle en interesse i at få det til at lyde godt, men som sagt er det ikke en del af formålet med projektet.
Iøvrigt har vi faktisk 2stk. af hver enhed, så vi har mulighed for at lave 2 subwoofers, hvis der skulle være tid til det

Peter X:
Er Leap 5 et bedre program end winISD? Det er i hvert fald meget simpelt at anvende.

Det lyder fornuftigt, men problemet er lidt, at vi skal have kabinettet færdigt i starten af denne uge. Dvs. baffelen, volumen m.m. skal
være fuldstændig færdiggjorte uden nogen senere ændring. Alle korrektioner såsom time delay skal dernæst foregå på baggrund af de
elektriske kredsløb.

Jeg må beklage, at jeg ikke tidligere har nævnt, at systemet indtil videre blot skal laves MONO. Derfor har lokalisering ingen indflydelse.
Det er kun rent målbart og teoretisk, at vi i princippet skal ramme plet. Dvs. lydtryk, frekvensrespons m.m..

(Vi har 2 LAT'er, så jeg regner da med, vi skal udbygge det til stereo, når systemet er færdiggjort i MONO.)

Har I set denne artikelserie?

Højttalerbyg

Kjeldsen:
Jeg er begyndt at læse disse guides. Tak for linket!

Det viser sig nu, at mellemtoneenhederne ikke er de korrekte. Der er tale om disse: 15W/8531gxx. Det ændre jo situationen en del.

Kan jeg fint lade disse enheder rulle af ved 80Hz?

Bør jeg ikke gå efter det åbnekabinet for at udnytte dem ordentligt?

Det kommer an på, hvad du mener med at udnytte enheden ordentligt?

Det ændrer situationen lidt, at det er en anden enhed, men det ændrer ikke på at mellemtonen bliver uklarere jo mere enheden tvinges til at flytte sig i basområdet. Dette vil nok være et problem for et lukket kabinet ved 80 Hz vil jeg mene. 100 Hz er bedre selv med en woofer.

Hvis I vælger en basrefleksløsning og samtidig deler enheden nedad, så får I det, der kaldes en QB5-afstemning. Det har den fordel, at enheden kan spille lineært ned til 80 Hz uden nogen nævneværdig frekvens-peaking, som den samme afstemning uden deling nedad ville give anledning til.
Det har dog samtidig den effekt, at I får et meget snævert group delay på 8-10 ms fra satellitten i forhold til subben, hvilket svarer til en faseforskydning på trekvart periode mellem sub og satellit ved 80 Hz. Alting har en pris.


I må leve med det snævre og kraftige fasedrej ved den høje afstemning af et basreflekskabinet, men opnår langt højere SPL for den samme membranvandring i forhold til et lukket kabinet.

Jeg har lavet et QB5-system engang. Det kunne spille rigtig højt, men den øvre bas var noget mudret. Ikke noget voldsomt og jeg ville slet ikke sige at det var markant ringere end lukket - men dog noget. Det er et festsystem vil jeg sige.


Jeg skal lige sige, at de tal, jeg kommer med for et QB5-system her, er hurtigt simuleret med en 15W/8531K00 i et 8,5 liters kabinet tunet til 75 Hz med et 12 dB/oktav Q = 0.5 filter ved 90 Hz.
Dette giver en -3 dB ved 79 Hz og et group delay på 9,7 ms ved denne frekvens. I må selv forsøge at få de præcise parametre for jeres OEM-enhed.

Men I kunne jo gøre som Peter X foreslår og stoppe porten til, hvis I ikke synes at den ekstra kompleksitet i filtre, og måske især forklaringer angående faseproblematikken til eksamen, er porten værd.



__________________
The information is out there...

Siankovic: Du nænte tidligere, at vi bad den anden enhed om noget, den ikke er designet til. Det var i relation til dette, jeg mente.
                Jeg tror, vi sprænger ud i en basrefleks, da vi, som du nævner, altid kan fylde røret ud. Så må vi se, hvorledes vi håndterer     
fasedrejningen. Vi vil nemlig helst gerne undgå et alt for stort effektforbrug. Derudover har vi ikke noget imod lidt ekstra udfordringer, hvad filtrering
angår, da dette fylder en stor del af vores uddannelse.
Et sidste spørgsmål til professoren: Hvilket program anvender DU, når du beregner værdierne?

Om de nye basser 15W8531G-?? er sikkert 8Ohm versionen af 15W4531G-00 som er brugt i et 10 liters kabinet (afstemt til ca. 41 hz) i Pandion 2 dem du har fat i har muligvis været brugt i udviklingen af Pandion 30, har de kant smøring? (imellem den ukoatede membran og gummi ophænget)
Impedansen betyder ikke så meget for jer når i har aktiv deling.

Jeg går ud fra at jeres LAT er LAT500 i så tilfælde kunne bas modulet inspireres af Jenzen ATS

Jeres projekt kunne også få et tvist hvis i kunne henvise til at T/S parametrene indeholder en fejl/mangel som Futtrup har beskrevet her Avanceret model for højttalere
Der er ikke ret mange producenter der opgiver disse parametrer, og færre programmer der undersøtter dem, scan-speak har en ekstra sektion nederst på databladet hvor de er angivet. Men nu er vi nok kommet for langt med det akustiske.

Mvh