4: Suboptimeringar?

[Maarten]

Startar en ny tråd, - utan ambitionen att nu göra några större djupdykningar, utan endast för att jag undrar vilken grad av fokus på simulerad tonkurva i t ex Basta är eftersträvansvärt och var gränsen till suboptimering ( ) går med hänsyn till rumsvariationer? De senare kan ju uppvisa toppar och dalar om ca +-10db, samt varierande höjning vid lägre frekvenser (se t ex här viewtopic.php?f=3&t=70896&start=30#p2129849)
Förvisso kan man ju argumentera för att man bör maximera varje del, för att felen inte ska adderas.

Justering av tonkurvan hanteras enligt många inlägg på senare tid (ffa I-or, börjar blir tjatigt att referera men inläggen håller ju sån hög klass) lämpligen mha eq och utöver detta är det såklart enkelt att höja eller sänka nivån på aktivt driven subbas.
Ev grupplöptidsegenskaper verkar vara hanterbara, se viewtopic.php?f=10&t=71772#p2165682

Så hur stora tonkurveskillnader blir det med några utvalda element med varierande T-S-parametrar? Utifrån några av elementen i denna tråd om distorsion: viewtopic.php?f=3&t=71806 importerade jag snabbt data från http://www.loudspeakerdatabase.com/ till Basta. Alla är basreflex avstämd till 22Hz (vilken såklart kan varieras) och 0% i iso-T.

Elementen är följande ( samt lådvolym i sista bilden):
ScanSpeak 26W-4558T00 (60 liter, fp = 22Hz)
ScanSpeak 26W-4534G00 (110 liter, fp = 22Hz)
ScanSpeak 30W-4558T00 (85 liter, fp = 22Hz)
SB SB23NACS45-8 (80 liter, fp = 22Hz) SB23NACS45-8 (80 liter, fp = 22Hz)
BMS 12S305 (80 liter, fp = 22Hz)
NHT1259 (117 liter, fp = 22Hz) (NHT1259 (117 liter, sluten)

Först ut är alla element i 70 liters låda och MOL är medtaget (port maximerad, ej hänsyn till praktiska inpassning):
Sen har lådvolym justerats något för att kurvorna ska närma sig varandra.

2w4558-26w4534-30w4558-sb23nac-12s305-70liters_fp-22Hz.png (193.55 KiB) Visad 4885 gånger

Slutligen har nivåerna normaliserats och en gul kurva för LTS-basen med NHT1259 i 117 liters sluten låda medtagits som en referens, se inlägg här: viewtopic.php?f=3&t=70896&start=30#p2129849

2w4558-26w4534-30w4558-sb23nac-12s305-60-100liters-fp-22Hz.png (157.75 KiB) Visad 4885 gånger

Uppskalad och med LP-filter 4-ordn, samt med L26ROY medtaget:

2w4558-26w4534-30w4558-sb23nac-12s305-60-110liters-fp-22Hz-normalized.png (150.45 KiB) Visad 4845 gånger

Som synes är det enkelt att utan någon större optimering (ett par minuters justering av lådvolym) att hamna inom 1-2db i skillnad mellan 20-100Hz (BMS 12s305 och NHT1259 exkluderade).
Så vilka slutsatser bör man dra? Är ljudtrycksförmåga och distorsion i många fall de avgörande egenskaperna?
Om svaret är ja, så bör väl tröskeln till att simulera egna subbaslådor vara riktigt låg och fokus bör ligga på att välja lämpliga element map distorsion och ljudtrycksförmåga och sen fila med nivåer, delning, utformning av porten och ev eq? Är det något som saknas i resonemanget? Möjligen det tidigare nämnda; att man bör om möjligt minimera felen i varje steg, men då samtidigt också väga betydelsen.

Kraven på effekt varierar förstås, där spänningen är varierad med ca faktor två för normalisering ovan.
Eventuell kompression är berörd i andra trådar, se svar av I-or.


Distorsion för flera av elementen (från dist-tråden; viewtopic.php?f=3&t=71806 :

Subbas_dist_5,6v_alt_94db_20-110Hz.png (356.21 KiB) Visad 4645 gånger

Nu skapade jag denna tråd fast den riktigt intressanta tråden egentligen rör det betydligt svårare området delning och spridning från basen och uppåt (+200Hz).



******************************

EDIT 2021-04-03: Har lagt lite mer tid än ovan supersnabba utkast för att testa att variera avstämning och area på porten för att inte låta porten bli en (alltför) begränsande faktor. Jag har även testat att se hur de går att få in i en låda. Här är har jag utgått från den gamla Isidor-tråden om max 20m/s flödeshastighet i en slitsport och har lagt dubbla portdiameter som avstånd till tvärgående vägg (rätt avstånd kräver djupare kunskap eller erfarenhet om flöden än jag har så valet är en gissning). Jag ha även varit nödsakad till att öka höjden på slitsporten för att inte bredden på port och låda ska bli alltför stor. Var gränsen går vet nog bara I-or...?

Som synes blir det platta lådor och en möjlighet vore kanske att lägga en tunn aluminiumplåt för att skikta porten (och uppnå större flödesresistans och mindre turbulens, se Isidor-tråden) och därmed minska porthöjd men även minska lådbredd. Då kan man öka höjden på lådan, dvs inte fullt så platta och breda lådor. Långa lådor blir svårt att undvika om man inte vill strypa porten alltför mycket eller undvika använda stora lådor (vilka i sin tur kräver element med väsentligt andra T-S parametrar eller väsentligt mindre ljudtryckskapacitet, t ex såsom 26w-4534 uppvisar).

Såhär blir resultatet:

2w4558-26w4534-30w4558-sb23nac-12s305_L26ROY-60-110liters-fp-22Hz-normalized-5.png (141.85 KiB) Visad 4478 gånger

Så här blir lådorna:

Utifrån Basta-simulering ovan

jmf_subbasar-1.png (64.82 KiB) Visad 4469 gånger

Om man istället extrapolerar porten i Soff-suben (som är mindre än vad Basta anger @20m/s), så blir både port och lådor väsentligt annorlunda:

Utifrån extrapolering Soffsub

jmf_subbasar-1.1.png (63.19 KiB) Visad 4469 gånger

Vilken variant man väljer handlar om i vilken grad man tror att Soff-suben har optimal port (att I-or vet vad han gör bör stå klart för alla men det kan ju ha funnits någon kompromiss avseende avvägningar?). Förmodligen kommer man nog långt med en liknande dimensionering som andra exemplet ovan. En fördel med den senare varianten är såklart att porten enklare får plats samt att man kan ha större avstånd till motstående vägg för att låta porten få "andas fritt".

Not: Att de minst kapabla elementen ändå blir långa och smala, beror bara på att jag låtit portlängd och bredd vara dimensionerande. Här finns stora möjligheter att variera måtten.


Med det mest kapabla elementet som referens, skalades övriga element upp avseende antal (ej heltal) och pris samt lådvolym skalades upp likaså.
Här är en enkel sortering på kostnad och lådvolym för att uppnå min 109db mellan 20-80hz, samt medel distorsion 20-100hz per element (har inte sett jämförbara mätningar på tre av elementen).
OBS: Dayton-elementet är push-pull-kopplad i Soffbasen varför den dominerande andratonen släcks ut i den implementationen.

jmf_subbasar-2.png (46.84 KiB) Visad 4478 gånger

I vilken grad ovan avväganden är goda kan man gärna ha synpunkter på.

Man kan ju även fundera på i vilken grad många konstruktioner beaktar portutformning, som verkar vara det svåra och kritiska avseende subbasar. Övriga moment verkar vara relativt enkla. Eller hur?

[Baffel]

Kanon Maarten! Bra jobbat, igen! Du är verkligen på gång nu.

Gärna färger efter resp element, enklare att läsa grafer då.
Typ
ScanSpeak 26W-4534G00 - Blå

[Maarten]

Fixat, samt "legend" med i de sista två bilderna (tack RR)

[paa]

Skulle det inte vara intressant att ha med några av SEAS ROY-basar?

[MagnusÖstberg]

Ser inget märkligt med resonemanget alls.

[Baffel]

Men de ser ju så lika ut på alla graferna , eller är det just så små skillnader som kan vara så avgörande? Frekvenskurva hyfsat lika känslighet där skiljer det ju en del. Vad ska man då välja? Om storleken på subwoofern/ wåffrarna inte spelar någon roll? Det element med störst X-max? Det med högst känslighet ? Det om vi även bortser från priset på dem.

De skillnader som finns mellan elementen går inte de "bara" att EQa bort?

Ta denna konfiguration. Om jag skulle gå på den så fattar i alla fall inte vilket element jag skulle välja av dem om det enbart var denna graf som låg till grund för beslutet . Eller har jag missat något väsentligt nu? Jag är nybörjare , lägger in det som brasklapp :
NHT1259 och BMS 12S305 avviker väl lite i och för sig.

[Maarten]

Lagt till L26ROY, samt några andra element. Även lagt in bild på dist, samt lite andra tillägg.

Magnus, gott, det var mitt antagande. Tråden syftar till att sätta olika faktorer i relation till varandra, undersöka ifall det är svårt att hitta bra element för subbas (som en del har menat andra trådar), samt inspirera till egna simuleringar och byggnation, där subbas området är enklare än högre register.

[Maarten]

Men de ser ju så lika ut på alla graferna , eller är det just så små skillnader som kan vara så avgörande? Frekvenskurva hyfsat lika känslighet där skiljer det ju en del. Vad ska man då välja? Om storleken på subwoofern/ wåffrarna inte spelar någon roll? Det element med störst X-max? Det med högst känslighet ? Det om vi även bortser från priset på dem.

Jag har uppdaterat första inlägget med ytterligare simuleringar, samt tagit med sortering på distorsion, lådvolym och pris, för att man själv ska kunna göra en grov första prioritering. Tonkurvan är förmodligen det minsta bekymret för många av elementen. Fokus bör istället ligga på distorsion, kapacitet, pris och lådvolym, samt optimering av porten. (Det sistnämnda beror såklart på lådans dimensioner, som i sin tur beror på kapacitet och lådvolym).

Notera att det är ganska olika T-S parametrar som resulterar i olika lådvolymer och att alla elementen går att använda ihop med port. Det finns naturligtvis element med ännu större skillnader i parametrar.
Om man laddar ner Basta http://www.tolvan.com/index.php?page=/basta/basta.php och hämtar bastaelement-filer från http://www.loudspeakerdatabase.com/ så är det ju enkelt att variera lådvolym och port.

Se under EDIT 2021-04-03 i första inlägget.

[thulle]

Om man istället extrapolerar porten i Soff-suben (som är mindre än vad Basta anger @20m/s), så blir både port och lådor väsentligt annorlunda:

jmf_subbasar-1.1.png

Lite frågor bara så jag är säker på att jag tolkar saker rätt, portlängd är alltså längden på slitsportsskivan som börjar 1m in på x-axeln?:

Spoiler:

Visa

Vad har vi "inre längd låda + X ggr diameter" till? Använder vi nån tumregel på 2 resp. 4ggr cirkulär portdiameter för att inte ställa till med turbulensproblem och applicerar på slitsporten också för att få en minsta längd på lådan?

Hur är slitsporten extrapolerad från soffbas?

[Maarten]

Ja, portlängden är slitsportskivan (det är ju I-or som är gurun och som gjort bilden).

Ja, det är en tumregel; 2* resp 4* diameter, av skälet du gissade. (Minns ej varför jag ändrade från 2 till 4, skumt. Kan ha med minskade marginaler med smalare port att göra kanske).

Slitsporten är linjärt extrapolerad utifrån tvärsnittsarea och längd från soffsuben. Det finns bilder och beskrivningar i soff-sub-tråden.
Vill minnas att Basta och I-optimering skiljer sig avseende max 20 m/s flödeshastighet, därav de olika dimensioneringarna. Anledning till att de skiljer vet jag ej. Kanske vet I-or lite tricks, kanske räknar eller presenterar Basta resultatet annorlunda, typ RMS-värde vs topp-värde, bara en dubiös gissning . Eller så har jag tolkat något fel.

En fundering jag hade i första inlägget är:

Som synes blir det platta lådor och en möjlighet vore kanske att lägga en tunn aluminiumplåt för att skikta porten (och uppnå större flödesresistans och mindre turbulens, se Isidor-tråden) och därmed minska porthöjd men även minska lådbredd. Då kan man öka höjden på lådan, dvs inte fullt så platta och breda lådor. Långa lådor blir svårt att undvika om man inte vill strypa porten alltför mycket eller undvika använda stora lådor (vilka i sin tur kräver element med väsentligt andra T-S parametrar eller väsentligt mindre ljudtryckskapacitet, t ex såsom 26w-4534 uppvisar).

[thulle]

Ja, det är en tumregel; 2* resp 4* diameter, av skälet du gissade. (Minns ej varför jag ändrade från 2 till 4, skumt. Kan ha med minskade marginaler med smalare port att göra kanske).

Jag kan föreställa mig att basta-beräkningen föreställs som att porten har något av en halvsfär i portänden, medans slitsporten från soffsubben ju har sin ena sida som fortsätter som lådvägg, och att det därmed blir mer kvartssfär vid mynningen.

Slitsporten är linjärt extrapolerad utifrån tvärsnittsarea och längd från soffsuben. Det finns bilder och beskrivningar i soff-sub-tråden.
Vill minnas att Basta och I-optimering skiljer sig avseende max 20 m/s flödeshastighet, därav de olika dimensioneringarna. Anledning till att de skiljer vet jag ej. Kanske vet I-or lite tricks, kanske räknar eller presenterar Basta resultatet annorlunda, typ RMS-värde vs topp-värde, bara en dubiös gissning . Eller så har jag tolkat något fel.

Är det inte just nån sorts flås-/puffljud som uppstår? Är kanske detta det beror på:

Detta har ingen inverkan på portens optimala geometri om man utgår från Bezzolas rapport. Nu är verkligheten dock lite mer komplicerad än så (som vanligt) och det visar sig att det händer en hel del annat också som rapporten inte tar upp. Bl.a. ställer periodisk virvelavlösning enligt Strouhal till det vid vissa geometrier, frekvenser och strömningshastigheter och detta måste man också hantera på något sätt. Speciellt cirkulära portar är känsliga för dessa problem, medan välutformade slitsportar undviker dem helt om man vet vad man gör.

För en cirkulär port får man periodisk virvelavlösning för en strömningshastighet v = 5*d*f, d.v.s. vid 10 m/s för en port om 100 mm diameter avstämd till 20 Hz. Varje gång strömningshastigheten passerar ungefär denna hastighet (inåt eller utåt) får man en liten puff av turbulens. För lägre avstämningsfrekvenser faller även maximalt möjligt Reynolds tal, d.v.s. maximal strömningshastighet, eftersom turbulensen har mer tid på sig att byggas upp vid varje cykel. Sammantaget är det hela oerhört komplicerat, vilket strömningsakustik alltid är, men man behöver inte heller förstå allt som händer på detaljnivå för att få till en bra lösning.
- viewtopic.php?p=2182428#p2182428

En fundering jag hade i första inlägget är:

Som synes blir det platta lådor och en möjlighet vore kanske att lägga en tunn aluminiumplåt för att skikta porten (och uppnå större flödesresistans och mindre turbulens, se Isidor-tråden) och därmed minska porthöjd men även minska lådbredd. Då kan man öka höjden på lådan, dvs inte fullt så platta och breda lådor. Långa lådor blir svårt att undvika om man inte vill strypa porten alltför mycket eller undvika använda stora lådor (vilka i sin tur kräver element med väsentligt andra T-S parametrar eller väsentligt mindre ljudtryckskapacitet, t ex såsom 26w-4534 uppvisar).

Försökte gräva lite fort, misstänker att det är "Fråga angående basreflexrör" det gäller? ( viewtopic.php?f=10&t=3140 )
Mycket intressant info, men jag hittade inget om att skikta porten där? Jag funderade lite kort runt detta apropå en tanke om att försöka trycka in slitsportar i mina små moduler. Om jag går på nån sorts outbildad magkänsla för flöden så blir det lite lustigt i ändarna. På insidan så är ju luften mer trängd närmast lådväggen, något av en apelsinklyfta medans på andra sidan skiktplåten så finns det ca kvartssfär. Jag tänker mig turbulens mot skiktplåtskanten och skillnad i flöde mellan skikten som problem. Sen på utsidan så är det ju mer symmetriskt mellan skikten, men för att undvika turbulens vid plåtkanten så tänker jag mig att den skiktande plåten måste följa hastighetskurvorna i den tokoptimerade designen en bit ut från mynningen:

Spoiler:

Visa

Lite liknande hur ett sånt där "sektionerat" horn ser ut:

Spoiler:

Visa

sektionerat_horn.png (262.94 KiB) Visad 3857 gånger

Och detta blir väl ännu viktigare för att undvika turbulens om flödena i skikten blir olika beroende på hur det ser ut på insidan.

[Maarten]

En fundering jag hade i första inlägget är:

Som synes blir det platta lådor och en möjlighet vore kanske att lägga en tunn aluminiumplåt för att skikta porten (och uppnå större flödesresistans och mindre turbulens, se Isidor-tråden) och därmed minska porthöjd men även minska lådbredd. Då kan man öka höjden på lådan, dvs inte fullt så platta och breda lådor. Långa lådor blir svårt att undvika om man inte vill strypa porten alltför mycket eller undvika använda stora lådor (vilka i sin tur kräver element med väsentligt andra T-S parametrar eller väsentligt mindre ljudtryckskapacitet, t ex såsom 26w-4534 uppvisar).

Försökte gräva lite fort, misstänker att det är "Fråga angående basreflexrör" det gäller? ( viewtopic.php?f=10&t=3140 )
Mycket intressant info, men jag hittade inget om att skikta porten där? Jag funderade lite kort runt detta apropå en tanke om att försöka trycka in slitsportar i mina små moduler. Om jag går på nån sorts outbildad magkänsla för flöden så blir det lite lustigt i ändarna. På insidan så är ju luften mer trängd närmast lådväggen, något av en apelsinklyfta medans på andra sidan skiktplåten så finns det ca kvartssfär. Jag tänker mig turbulens mot skiktplåtskanten och skillnad i flöde mellan skikten som problem. Sen på utsidan så är det ju mer symmetriskt mellan skikten, men för att undvika turbulens vid plåtkanten så tänker jag mig att den skiktande plåten måste följa hastighetskurvorna i den tokoptimerade designen en bit ut från mynningen:

Spoiler:

Visa

[ Bild ]

Lite liknande hur ett sånt där "sektionerat" horn ser ut:

Spoiler:

Visa

sektionerat_horn.png

Och detta blir väl ännu viktigare för att undvika turbulens om flödena i skikten blir olika beroende på hur det ser ut på insidan.

Bra bilder! Och det är den gamla klassiska tråden som det står mest om slitsportar.

Detta med skiktning av slitsporten är mig veterligen inget som har skrivits om här på faktiskt, utan bara en tanke som slog mig. Det blir ju en asymmetri men med två skikt så liknar ju asymmetrin den som råder i soff-subben, dvs en utloppssida har vidgning i ändarna, medans den andra inte har det pga att lådväggen är en del av porten. Med fler skiktningar så får ju de mellanliggande slitsarna ingen progressiv vidgning men jag vill minnas att Paa gjorde en variant i sin sub med "fiskformade implantat" i porten som ger den varierande tvärsnittsarean. Om detta funkar där bör det även funka här, och om det fungerar så antar jag att det primärt är den ökande arean som viktig, inte "avrundningar" för att ge mjuka övergångar.

Men i första hand hade jag valt en mellanliggande plåtskiva, för att få två slitsar "rygg i rygg". I andra fler skikt med "fiskar" i varje skikt.
I-or är förstås den som kan vidimera upplägget.

I övrigt tänker jag i liknande banor som du skrev i föregående inlägg.

Tillägg; Calleberg (och Sammel kanske?) har sina slitsar längs lådväggarna, i likhet med soff-subben.
Och här är Paa's fisk: viewtopic.php?f=3&t=70666&p=2136055&hilit=fisk#p2136055

[Calleberg]

Det är väl bara att bygga en provlåda och testa, den där mellanväggen både hjälper och stjälper kanske att det blir mer hjälp än stjälp?

Det blir såklart sämre än två separata slitsar med halva höjden och samma bredd som kan ha lämpligt inbördes avstånd så att portöppningarna inte påverkar varann. En sån där mellanväggsslits blir ju bara aktuell om "riktiga" slitsar inte får plats.

[I-or]

Att sätta en mellanvägg i porten för att sänka Reynolds tal fungerar bra om man gör långa, mjuka, övergångar. En tunn plåt bör också fungera eftersom diskontinuiteten i flödet blir liten. Det hela kommer då att fungera så att mellanväggen inte stör flödet vid öppningarna eftersom man har symmetri för de båda porthalvorna. Mellanväggar (s.k. guide vanes eller styrskivor) möjliggör även mindre krökningsradier för krökta portar.

Samtidigt bör man inte överdriva inverkan av turbulensproblem eftersom elementet i sig uppträder betydligt sämre än en hyggligt välutformad port.

[Maarten]

I-or: Tumme upp!

CB, jo, eventuellt blir det något försök att sätta ihop något. Då i samband med något bygge.

[thulle]

Mycket frågetecken nu, och väldigt mycket beror väl på konstruktionsspecifika faktorer, men om inte några tumregler så kanske lite fingervisningar går att närma sig iaf. Det får väl bli långfingrar om/då du lessnar

Att sätta en mellanvägg i porten för att sänka Reynolds tal fungerar bra om man gör långa, mjuka, övergångar. En tunn plåt bör också fungera eftersom diskontinuiteten i flödet blir liten. Det hela kommer då att fungera så att mellanväggen inte stör flödet vid öppningarna eftersom man har symmetri för de båda porthalvorna.

Men det förutsätter denna symmetri? Mina tankar gick ju till nåt i stil med Callebergs testande

Spoiler:

Visa

Och mellanväggar vi en sån port är ju ena porthalvan på insidan blockerad av lådväggen, medans den andra har 180° öppet mot luften inuti lådan, således bör ju nån sorts symmetrilinje vridas inåt i lådan? Även om vi förlänger lådan föreställer jag mig nånstans runt 50-60° infallsvinkel som sen rätt turbulent ska bändas in i porthalvorna.
Jag tänker mig ju också stapling av lådorna, och flera av projekten här har dem riktade mot golv, bör vi sikta på 2-4ggr motsvarande cirkulära portradie då vi riktar dem så mot en plan yta?

Mellanväggar (s.k. guide vanes eller styrskivor) möjliggör även mindre krökningsradier för krökta portar.

Ett alternativ till möjligen problematiskt riktande av porten mot en blockernde yta är ju att ha den framåt på baffel på en icke golvriktad låda, men för att spara på djupet kanske vi vill kröka den rejält.
Som Kraniet tänkt här

Spoiler:

Visa

fast elementet längre ner, lådan mkt grundare, porten krökt 90°, förbi elementet, och sen kanske krökt 45° igen för att undvika att den riktas mot övre bakre hörnet.
Finns det nån undre gräns på radien där vi bör glömma tanken? Eller är det möjligt att kröka in porten bakom elementet på en 20-25cm djup låda?
Med denna lösning är ju portöppningshalvorna lättare att få symmetriska, men portlängden för halvorna börjar å andra sidan skeva lite.

[I-or]

Om man vill ha en helt optimal lösning gör man en symmetrisk och tokoptimerad form. Fortfarande mycket bra är en symmetrisk lösning med mellanvägg. Slutligen kan man utan större problem fuska en aning med en asymmetrisk form som liknar Callebergs, sammels eller soffsubbens. I samtliga fall bör man hålla maximal partikelhastighet i portmynningen under 20 m/s.