Synpunkter på delningsfrekvens?

Hur funkar tekniken bakom bra hifi?

Moderator: Redaktörer

Användarvisningsbild
EmuMannen
 
Inlägg: 1209
Blev medlem: 2017-11-21
Ort: Stockholm

Synpunkter på delningsfrekvens?

Inläggav EmuMannen » 2018-03-15 15:44

Ännu en fråga till forumet med anledning av mitt projekt med 2-vägare delad lågt. Som vanligt när jag börjar ett nytt projekt så tror jag att jag har hyfsat bra koll på vad jag vill åstadkomma och i princip hur det skall gå till. Men under byggets gång så läser man på och ju mer man läser ju mer osäker blir jag på vissa kriterier som jag tidigare tagit för givet. Denna gång handlar det om delningsfrekvens. Optimal delningsfrekvens fås givetvis genom att mäta och anpassa till varje unikt system men frågan jag ställer till er gäller mer principiellt.

Problemet jag försöker lösa är förmodligen inte särskilt ovanligt. Jag ville testa bredbandare för att se vad det kunde ge. Första problemet jag ställdes för var om jag skulle bygga runt ett litet 3-4 tums element eller ett större 8 tums element. Ett mindre element fungerar givetvis bättre för höga frekvenser och ett större för låga. Jag valde en medelväg med ett 5 tums element och redan där insåg jag begränsningarna. Vad jag ville åstadkomma var att slippa delning i mellanregistret och för att kompensera i det lägre registret snickrade jag ihop en portad låda. Mellanregistret vart riktigt bra och i de höga registren saknar jag inte mycket (så länge som man inte är mer än 30 grader från lyssningsaxeln). I de lägre registren blev det lite tunt om man inte använder högtalarna som desktophögtalare. Så nästa steg var givetvis att försöka fylla i de nedre registren. För det använde jag två slutna subbar med en initial delningsfrekvens på 50Hz. Det blev ett för stort gap till bredbandarna, vid cirka 100-120Hz integrerar de bra men jag klarar helt enkelt inte av hur slapp basen är från subbarna jämfört med bredbandarna. Så nästa ide var att bygga nya 2-vägare där bredbandarna kompletteras med ett par rappa woofers. Min initiala tanke var att hålla delningsfrekvensen så låg som möjligt för att slippa dela i det vokala registret men nu börjar kompromisserna. Jag skulle vilja byta från portat till slutet för bredbandarna eftersom de har så begränsad xmax. Först tänkte jag att jag kunde rulla av dem naturligt och med en sluten låda (Qtc = 0.707) så landar jag på F3 runt 133Hz. Så första iden var att använda endast ett lågpassfilter för woofern och låta bredbandarna rulla av naturligt, men 12 dB/oktav är ganska flackt. Sen började jag leka med tanken på en miniDSP och då hade det varit enkelt att labba sig fram med både det ena och andra, framförallt högre ordningens filter. Nu kommer jag bygga aktiva filter och försöker komma fram till en lämplig delningsfrekvens. Inte så mycket från ett strikt tekniskt perspektiv utan snarare rent principiellt. Alternativen jag funderat på är att dela så lågt som möjligt, exempelvis LR 24 dB/oktav vid 160Hz alternativt något högre vid 320Hz. Vid 160Hz är lockande eftersom delningen ligger längre bort från centrum av det vokala registret. 320Hz är lockande eftersom jag tror att frekvensen är lättare att återanvända med andra element och jag behöver inte driva bredbandarna lika lågt. Den låda jag skissat på har en simulerad baffel step F3 = 330.43Hz. Storlek och utseendet på lådan (läs: severe design constraints) är redan spikat, av min fru...

Så rent principiellt (båda elementen har rakt frekvenskurva minst två oktaver på varje sida om delningsfrekvensen) om ni skulle dela en 2-vägare lågt vad skulle ni välja för delningsfrekvens; 160Hz, 320Hz eller något helt annat (och i så fall varför)?
Valda DIY-projekt, tankar och idéer på EmuMannens blogg.

Användarvisningsbild
EmuMannen
 
Inlägg: 1209
Blev medlem: 2017-11-21
Ort: Stockholm

Re: Synpunkter på delningsfrekvens?

Inläggav EmuMannen » 2018-03-16 00:45

Efter en hel del simulerande så tror jag att jag vet vad jag skall välja för mitt specifika fall men jag är fortfarande intresserad av andras åsikter rent principiellt. Om simuleringarna stämmer så är baffle-step-förlusten det som ställer till det mest och den verkar hamna runt 270Hz. En asymmetrisk delning med lågpass runt 350Hz och högpass runt 250Hz verkar fungera hyfsat. Sen får vi se hur det blir på riktigt...

PS. Räknat på ett 4:e ordningens Linkwitz–Riley (eftersom jag köpte ett PCB från ESP) annars hade det i mitt fall varit perfekt med ett Butterworth (jag kanske skulle ha satsat på en miniDSP i alla fall ;))
Valda DIY-projekt, tankar och idéer på EmuMannens blogg.

Användarvisningsbild
AndersP
 
Inlägg: 2246
Blev medlem: 2004-07-14
Ort: Gävle

Re: Synpunkter på delningsfrekvens?

Inläggav AndersP » 2018-03-17 16:29

Jag har några synpunkter, men pga brist på kunskap kan du lika gärna tolka det som blajblaj. Har inte så mycket för mig i dag och kollar efter nån kul tråd att skriva i. Valde din. :)
Jag skriver mest i egenskap av idespruta eller som en nutida Sven Dufva.

Delningsfrekvenser i "röstområdet" känns som ett defensivt tänkande. Man "vet" att det går åt helsike där delningen läggs och försöker undvika sånna frekvenser. Man kanske ska anstränga sig mer att konstruera bättre filter Istället? Har man digitala filter blir väl detta än mer aktuellt?

Principiellt lutar jag åt en delningsfrekvens på typ 300 Hz om basarna sitter i i samma lådor som bredbandarna. Mina känselspröt signalerar även denna lösning som den bättre med dom förutsättningar du beskriver. Förutom det aktiva filtret kan man med storleken på bredbandarens kavitet i hög grad styra Q och i viss mån effektåligheten.
160 Hz känns liksom som vare sig hackat eller malet.

Separata baslådor delas med fördel mycket lägre, bla för att få ett mer homogent ljud med möjlighet att "sladda runt" lite med basarna i rummet utan att vinkelskillnaderna och annat blir störande. Grupplöptidsproblemet och andra anledningar pekar mot den nu klassiska 80 Hz delningen, men då måste bredbandarna tåla det. Beror ju lite på hur högt du tänker spela.
Ett elegant sätt att skapa en högpassfunktion för bredbandarna som löser flera problem på en gång är en sk Linkwitz Transform. Du skapar med denna valfri frekvensutsträckning neråt vid en resonansfrekvens som du väljer. Du får då en 12 dB/oct hp-funktion med valfritt Q. Linkwitz-Riley, Butterworth, Bessel osv. Din elektriska överföringsfunktion är ju inte nödvändigtvis samma som den akustiska. Du kan altså trimma med olika Q och delningsfrekvenser. Väljer du en Butterworth-form i din LT kan du addera ytterligare en 12 dB/oct Butterworth som då resulterar i en 24 dB/oct LR HP-funktion med den frekvensutsträckning du vill. Om det är det du vill ha. Du kan förstås testa med ännu fler 12 dB led för att avlasta bredbandarna ytterligare. Kanske går att pressa bredbandarna mer än du tror. 8)

Baffelsteppet kan du förstås räkna på och stoppa in i simuleringen. Jag hade justerat in den i samband med mätningen. För du tänker väl mäta eller hur?

Jag har snubblat över en del lösningar på hur man kan bygga analoga labfilter. Man sätter en typ 072 i en socket på ett generiskt pcb tex från ESP ock kopplar alla komponenthålen med flatkabel till ett diy-kort där man har sil-sockets med olika avstånd till varandra så hålmonterade komponenter kan kopplas in och ut. Jag tycker det är enklare att jobba så än med kopplingsdäck.
Jag har ingen erfarenhet av digitala filter, men det är väl ingen tvekan om att dom är mest praktiska, åtminstone i lab-skedet. Vill man inte ha datagrejer i stereon när man lyssnar och när allt är klart borde man kunna duplicera det digitala till analogt.
När jag tittar på schemata från ESP tycker jag att korten endast tillåter dom mest rudimentära kopplingarna. Finns liksom inte möjligheter för finesser. Jag hade köpt kort från Linkwitz istället. Nu har han slutat med analoga filter, men det finns en lirare som har konstruerat nya och lite mer moderna. Surfa runt på "oplug-support.org".
Är man till skillnad från mig duktig på elektronik förstår man snabbt att det går att åstadkomma fler funktioner per op-amp som man då kan ha färre av. Då får man ökat avstånd till brusgolvet.
Linkwitz Orion, Ino Audio a2 och piM

"I see you've got the blues in your alligator shoes"

Användarvisningsbild
EmuMannen
 
Inlägg: 1209
Blev medlem: 2017-11-21
Ort: Stockholm

Re: Synpunkter på delningsfrekvens?

Inläggav EmuMannen » 2018-03-17 16:47

Tack Anders. Det är alltid intressant att höra hur andra tänker och så lär man sig alltid en massa nytt. :)
AndersP skrev:När jag tittar på schemata från ESP tycker jag att korten endast tillåter dom mest rudimentära kopplingarna. Finns liksom inte möjligheter för finesser. Jag hade köpt kort från Linkwitz istället. Nu har han slutat med analoga filter, men det finns en lirare som har konstruerat nya och lite mer moderna. Surfa runt på "oplug-support.org".

Det var också anledningen till att jag köpte P09 från ESP. Det blir mitt första aktiva filter förutom färdiga i plate-amps etc. Så jag ville ha något som jag kunde bygga ihop utan att fastna i för många knepiga val. Givetvis inser man så snart man bestämt sig för något att det var något man glömt att tänka på. I mitt fall baffle-step. Just nu funderar jag på om jag inte kan kompensera en del för det genom att använda samma värde för kondingarna men olika värden för motstånden i HF och LF-delarna av filtren? Om jag till exempel använder 68nF för både HF och LF men 6.6kOhm (250.76Hz) för HF och 4.7kOhm (352.13Hz) för LF så borde jag få ett lite överlapp på runt 100Hz. Om det inte fungerar så behöver jag bara byta hälften av motstånden för att få 250Hz eller 352Hz, alternativt alla motstånden för att få en helt annan gemensam frekvens.
Valda DIY-projekt, tankar och idéer på EmuMannens blogg.

Användarvisningsbild
AndersP
 
Inlägg: 2246
Blev medlem: 2004-07-14
Ort: Gävle

Re: Synpunkter på delningsfrekvens?

Inläggav AndersP » 2018-03-17 17:41

Jag tror att det bästa och mest praktiska är att göra ett litet extrakort på sidan med en koppling som Siegfried kalĺar "shelving lowpass" . Använd dina kort som hjälpmedel i utvecklingsarbetet. Hela eller i delar. Du kan snygga till det när du är klar. Shelving lowpass för två kanaler lägger beslag på en dubbel opamp med lite komponenter runtomkring. Det är inte raketforskning.

Tanka hem Berhard Faulhabers räknesnurra här:

http://linkwitzlab.com/filters.htm

Den har i princip Siegfried Linkwitz samtliga använda filterlösningar plus skalbar nätdel. Fördelen med hans filter är att man kan se hur dom fungerar och hur dom är kopplade till varandra som legobitar. Personer med mer kunskap än jag kan som sagt åstadkomma samma filter med färre opampar och på så sätt minska brus och dist. När man tittar på schemat är det dock inte alltid uppenbart hur det fungerar.

Lek lite med räknesnurran nu och du får en helt ny insikt i hur det här fungerar.
Linkwitz Orion, Ino Audio a2 och piM

"I see you've got the blues in your alligator shoes"

Användarvisningsbild
AndersP
 
Inlägg: 2246
Blev medlem: 2004-07-14
Ort: Gävle

Re: Synpunkter på delningsfrekvens?

Inläggav AndersP » 2018-03-17 17:53

Glömde säga att om det inte är uppenbart så sätts en baffelstepkompensering före grenpunkten mellan filterbenen, inte bara på basbenet, gärna direkt efter ingångssteget/bufferten. Näŕ jag tänker efter kan du med fördel göra ett separat buffert/baffelstegs-kort med 2 IC eller vad det kan bli fråga om och koppla till ditt/dina ESP-kort. Vill du vara smart kan du göra som Douglas Self och köra hela filtret vid så hög nivå som möjligt för att vid utgångarna dämpa ner till den nivå du vill ha.
Linkwitz Orion, Ino Audio a2 och piM

"I see you've got the blues in your alligator shoes"

Användarvisningsbild
EmuMannen
 
Inlägg: 1209
Blev medlem: 2017-11-21
Ort: Stockholm

Re: Synpunkter på delningsfrekvens?

Inläggav EmuMannen » 2018-03-17 19:42

AndersP skrev:Shelving lowpass för två kanaler lägger beslag på en dubbel opamp med lite komponenter runtomkring. Det är inte raketforskning.

Jag kan inte låta bli att snegla åt den sista opan som används som utbuffer på ESP-kortet. Egentligen behöver jag inte utbuffern eller trimpottarna eftersom jag har separat nivåreglering per kanal på slutsteget. Jag hade tänkt klämma dit utbuffrarna och trimpottarna i alla fall eftersom jag kanske kommer behöva dem någon gång i framtiden. Ett annat alternativ kan vara att modda kortet och använda de oporna för shelving... Å andra sidan har jag simulerat vidare upp mot 1000Hz, ingen större skillnad men om jag i stället rör mig ned mot 100Hz så har jag nästan en rak frekvenskurva tills basen rullar av... Jag börjar förstå nyttan med att kunna labba med en miniDSP. ;)
Valda DIY-projekt, tankar och idéer på EmuMannens blogg.


Återgå till Teknikforum


Vilka är online

Användare som besöker denna kategori: Google [Bot] och 8 gäster