Den feta trevägaren (f18/f25/f32)

[jonasp]

Hej alla!

Det är dags för en byggtråd. Maarten med flera har försökt trigga mig att göra en fet trevägare och nu är det dags. Målsättningen är att göra en ytterst högpresterande trevägare som alla på faktiskt kan bygga och i någon mån också vara med och ta fram. Kanske blir den kommersialiserad i någon form men det återstår att se. Mitt primära mål är först och främst att ta fram en högtalare som dels är bättre än vad jag åstadkommit tidigare (mer om detta senare), men som även är en lite mer praktiskt lösning eftersom jag hittills fokuserat mest på delade system (dvs toppar plus basmoduler).

Men sakta i backarna! Vi måste börja med en tillbakablick. Det är nämligen så att jag planerat att göra en trevägare under väldigt lång tid. Jag har ett konceptdokument från 2016 med arbetsnamnet "Ovation f18". Och jag skulle vilja börja med en liten tillbakablick.

Jag träffade ju Anders (Naqref) första gången någon gång 2011. Som ni alla vet gick han tragiskt bort 2014 - samma år som jag blev pappa och därmed även själv fick lite förändrade prioriteringar. Jag och Anders grundade ju Acoustic Illusion och Acoustic Landscape (sistnämnda tillsammans med Stefan/AVR7000) tillsammans. Nu ska tråden absolut inte handla om de bolagen - men för att göra en lång historia kort fick jag idén att göra en trevägare som dels var en riktigt bra högtalare, men även en hyllning till Anders. Det är nämligen som så att Anders gjorde en riktigt fet - ja, just detta att den är fet är viktigt - trevägare för väldigt länge sedan, långt innan vi träffades. Och den trevägaren ska nästa inlägg handla om.

Och här kommer en innehållsförtecknig, daterad 2024-03-05:

kravspecifikationen
möjliga baselement
I-or om 12s305 och Rss315
Mellanregisterna
Och så diskanterna
kombinationer
Lite idéer från Kraniet
Hur mycket effekt tillförs vid 96 dB, 102 dB och 110 dB SPL
Bara för att resonemanget inte ska spåra ur när det gäller termisk påverkan för diskanten:
Distorsion diskanter
Distorsion basar
analys för att förstå hur begränsande x-max är
Spridning diskanter och vågledare
Ej fasad kant
Separation av Voicecoils mätningar @94dB och Hificompass @5,6V för att de är gjorda under olika omständigheter
Mer noggranna simuleringar visar att rumsstödet i typiska rum och uppställningar
Ny modell simulering av rumsstödet

[eljulio]

Underbar start på denna tråd. Jag ser fram emot fortsättningen!

[gflar]

Härligt! Detta ser jag fram emot.

[schmutziger]

f18= 12"+5"+1"?
f25=2x10+5+1? jag vet det blir 26
f32=2x12+7+1?

Det blir feta trevägare det!
Riktigt Roligt!
Blir det med en quasimodobas på de med 2 basar? dvs bakåt o "högt"upp du tänkt dig?

[jonasp]

Hahaha någon är insatt i nomenklaturen! Nej jag tänkte mig inte quasimodobas men låt oss inte gå händelserna i förväg!

[jonasp]

Åter till historien. Anders gjorde ju som några av er vet den så kallade "Forsellarn", en trevägshögtalare med hög ambitionsnivå. Den kallades AH1.4 och såg ut så här:

Ah1.jpg (24.09 KiB) Visad 6108 gånger

Ah1echo.jpg (51.58 KiB) Visad 6108 gånger

Så här skrev Anders själv:

This speaker is a almost totally self sponsored project that was partly to make myself a reference loudspeaker and partly to see what methods could be used when designing a loudspeaker without having to make prototypes all the time.

As seen on the first picture it's quite big (117cm high). The speaker units are (as seen from the top) a 6.5" midbass unit from Vifa, a 1" treble from Morel and a 10" woofer from Peerless. (The midbass is supposed to be changed to the same unit but with lower impedance and the treble is going to be changed to a Seas unit.) The unit are placed on the baffle accordingly to how destructive the reflexes in close surfaces becomes and to optimize the directivity. The baffle shape is also made to make the directivity low.

The picture above shows the speaker during a measurment session. The 'white' around the treble is just the flash from the camera that are reflected in the very glossy surface of the speaker. The speaker was measured with a MLSSA system and all the following calculations where done with Matlab.

The speaker has a frequency response in free space of 24-20000 Hz within +/-2dB and can produce levels (with one frequency) exceeding 110 dB over the entire audible range. This is very important at low frequencies because otherwise the speaker couldn't produce sounds that are over the audible threshold and couldn't be heard.

Anyhow the purpose was to se how measurements and calculations could be used together so the effects of the baffle or the filters could be calculated instead of beeing built during the pre prototype stadium. As a number I can say that the correlation between the calculated filter and the real one was within 1 dB.
The black finish of the speaker was sponsored by Peter Forsell (most famous for his high end turntables with airbearings).

The speaker is to be redesigned to achieve a frequency response of +/-1.5dB over the whole audible range when the speaker is placed in a normal room (which lifts the bass due to its cavity effect). The distorsion levels, especially in the lower treble, are going to be reduced as well.

Ovanstående ord är daterade 7/7 2003. Jag har tagit mig friheten att rätta några stavfel; citatet är således inte helt korrekt. Jag är tämligen säker på att mellanregisterelementet är Vifa P17 (oklart vilken variant). Det har ju sedermera använts av flera andra på forumet, även i varianten med utbytt mittplupp. Ett väldigt, väldigt bra element men idag kan man önska sig en enhet med lägre distorsion och utan problemet med den åldrande gummiupphängningen som blir sämre med tiden.

Baffeln är bred, och utformad på ett sätt som minskar diffraktionsproblem. Notera att målsättningen vara att göra en högtalare med låg riktverkan. Baselementet från Peerless var bra för sin tid men givetvis finns det betydligt häftigare doningar idag. Gissningsvis skulle den låga placeringen av baselementet eliminera golvreflexen.

Den ekofria kammaren är från Lunds Tekniska Högskola, tror jag. Jag har inga mer noter eller tekniska detaljer om högtalaren såsom mätdata, delningsfilter, osv. Det är även oklart när högtalaren egentligen byggdes. En av filerna (bilderna ovan) har ändringsdatum 30:e januari 1997, så vi är långt tillbaka i tiden.

Åter till nutid; tanken med det ursprungliga konceptet f18 var alltså att göra en modern högtalare som en hyllning till Anders/Naqref och AH1. Det ska dock visa sig att Schmutzi har gissat fel på elementkonfigurationen....

[Nattlorden]

Om bilden är från under den tiden Anders och jag gick kursen i Teknisk Akustik, så hamnar vi några år tidigare, inte helt säker vilket av åren det var, men skulle gissa våren 94.

Men det finns ju möjligheter att han fick tillgång till labbet vid ett senare tillfälle.

[smile]

En MYCKET efterlängtad tråd!
Jag kommer att följa den med stor nyfikenhet!

[paa]

Kommer porten att få en modernare konstruktion, för att möjliggöra högre flöde?

[schmutziger]

Tycker min gissning är roligare än 10, 6.5, 1.5 ,om det är en fet trevägsre vi pratar om

[jonasp]

Kommer porten att få en modernare konstruktion, för att möjliggöra högre flöde?

Ja, det är tanken, och jag hoppas såklart på hjälp från I-or här!

[jonasp]

:D Tycker min gissning är roligare än 10, 6.5, 1.5 ,om det är en fet trevägsre vi pratar om

Ursprungliga konceptet var 10"+7"+1", vilket jag av flera skäl gått från. Tanken bakom ett så stort mellanregister var att gå över till en diskant med relativt stor vågguide vid en något högre delningsfrekvens.

Men vi återkommer till elementval och kravspec!

[Calleberg]

Droppar lite fet inspiration...

https://www.adireaudio.com/#

[jonasp]

Droppar lite fet inspiration...

https://www.adireaudio.com/#

Men det där är ju en massa billjudsgrejor? Det står "Car Audio Subwoofer" på varenda produkt?

[Calleberg]

Droppar lite fet inspiration...

https://www.adireaudio.com/#

Men det där är ju en massa billjudsgrejor? Det står "Car Audio Subwoofer" på varenda produkt?

Jo, jag har noterat det, även jag med viss förvåning , men du är säkert smart nog att lista ut vilka som är lämpliga för hemmabruk.

[jonasp]

Smart och smart, jag saknar faktiskt en del data för att välja bland de där. Men vid en okulärbesiktning av parametrarna ser Shiva relativt lämplig ut. Den skiljer sig jämfört med vad jag lite senare kommer att föreslå genom att ha mycket starkare motor vilket ger hyfsat spänningskänslighet trots en snäll impedans och låg resonansfrekvens. Störs lite av bristen på kompletta datablad, dock. Finns det distorsionsmätningar på dessa bestar? De talar mycket om att XBL2-motorn är så bra men det finns fler distorsionskällor än så.

Förresten är det kriminellt att ha loggan på dammkåpan!

[Calleberg]

Smart och smart, jag saknar faktiskt en del data för att välja bland de där. Men vid en okulärbesiktning av parametrarna ser Shiva relativt lämplig ut. Den skiljer sig jämfört med vad jag lite senare kommer att föreslå genom att ha mycket starkare motor vilket ger hyfsat spänningskänslighet trots en snäll impedans och låg resonansfrekvens. Störs lite av bristen på kompletta datablad, dock. Finns det distorsionsmätningar på dessa bestar? De talar mycket om att XBL2-motorn är så bra men det finns fler distorsionskällor än så.

Förresten är det kriminellt att ha loggan på dammkåpan!

Det ska finnas klippelmätning på någon/några av varianterna men inget som jag sett.
Som jag kommer ihåg det var XBL2 motorn ett smart & kostnadseffektivt sätt att nå relativt låg distorsion, men precis som du säger finns det ju fler distorsionskällor än bara BL- olinjäritet, även om den nog är den största. Därför är ju de där Brahma X lite Xtra intressanta för där har man även inkluderat kortslutningsringar, och av dömma av data på Le har de lyckats riktigt bra...men priset... Där spelar tyvärr ochså bilstereoinriktningen in på ett olämpligt sätt, och jag gissar att bara 15 tummaren är någotsånär lämplig för hemmabruk.

Sen finns ju dessa ochså, de ser ytterligare lite FETARE ut
https://stereointegrity.com/
Det skriver inte "Bilstereo" på allt (även om en del produkter är uppenbart mest lämpat för mobilt bruk) och publicerar dessutom en del klippeldata.
Men även här verkar traditionella datablad saknas

[paa]

Vilken delningsfrekvens ska det vara mellan bas- och mellan? Det är inte säkert att sub-element är lämpliga för högre delningar än runt 100 Hz.

[sammel]

Detta blir ju spännande:)

[Maarten]

Jättekul, verkligen!! Ser fram emot utvecklingen i denna tråd!

Hur långt i tankarna/process har du kommit Jonas? Gissar att idéer och ramar har mejslats fram successivt under lång tid, men är kravspecen satt?

[schmutziger]

Jättekul, verkligen!! Ser fram emot utvecklingen i denna tråd!

Hur långt i tankarna/process har du kommit Jonas? Gissar att idéer och ramar har mejslats fram successivt under lång tid, men är kravspecen satt?

Räcker det inte med att den ska vara fet?
Och eftersom det är jonasp vi pratar om är jag väldigt säker på att elementen kommer att vara av det mindre distande slaget.
Hur låter de senaste råden om delning över 300hz för woofern, dvs någonstans mellan 301-800hz?

[Maarten]

Fet låter som en bra start.
Läste förstainlägget en gång till och detta låter som en jättebra ansats:

Målsättningen är att göra en ytterst högpresterande trevägare som alla på faktiskt kan bygga och i någon mån också vara med och ta fram...
... göra en trevägare som dels var en riktigt bra högtalare, men även en hyllning till Anders.

Delning 300 Hz, eller tom 400-500 Hz låter bra i mina öron men det beror på elementen förstås och hur de kan placeras, - hur högt upp de kan spela med låg distorsion. Jag ser mestadels fördelar med att dela relativt högt (rörande kapacitet, kompression, effekttålighet, spridning), om så är möjligt map placering och distorsion.

[jonasp]

Vilken delningsfrekvens ska det vara mellan bas- och mellan? Det är inte säkert att sub-element är lämpliga för högre delningar än runt 100 Hz.

Sant, men vissa element kallas subwoofer och tål ändå att delas högt i frekvens - jag återkommer med exempel!

[jonasp]

Tack för alla glada tillrop!

Jag sitter här med bihåleinflammation och stigande feber så nu har jag något att skylla på om jag skriver något knasigt! Ni har frågat om kravspecen, den kommer, men jag tänkte fortsätta i fel ände lite till. (Vi har redan börjat diskutera vilka element vi ska ha, jag älskar faktiskt! )

I den ursprungliga hyllningen till AH1 tänkte jag mig en så låg delningsfrekvens som 160-200 Hz mellan bas och mellanregister. Det säger ju inte så mycket om man inte vet dimensionerna så jag kan avslöja lite: basen var 26W/4550T00. Den tänkte jag inte vi skulle använda. Jag hade något skumt resonemang om att inte göra högtalaren för stor, jag ville ha en baskavitet på ca 60 liter (netto), så då var det tilltänkta baselementet ett bra val - och genom att dela till ett så pass stort mellanregister som 7" så skulle en delning vid 160-200 Hz fungera bra då slaglängdsbehovet avtar med kvadraten på frekvensen. Jag kände mig även osäker på det stora avståndet mellan baselement och mellanregister. En tidigt skiss - som med all önskvärd tydlighet avslöjar en tilltagande tunnhårighet hos undertecknad - ser nämligen ut så här:

DSC_0451.JPG (114.97 KiB) Visad 5871 gånger

Här tänkte jag att den låga placeringen av baselementet skulle eliminera golvreflexen. Det gör den ju. Men inte för mellanregistret! Den inte så febrige läsaren funderar även på om den låga placeringen är så bra när man funderar på eventuella excitationer av höjdledes moder? Nåja, på tankestadiet befann sig även en större modell, med två baselement, ett placerat som i skissen och det andra högst upp på högtalarens rygg - den så kallade quasimodo-placeringen. Dvs precis som Genelic gör med sin basstödsmodul, fast tvärtom. Vi kanske återkommer till detta tema. Om vi nu ska ha mer än ett baselement. Det finns ju önskemål om det, från minst en person. Dvs undertecknad!

Delningsfrekvensen mellan mellanregister och diskant var tänkt att vara vid 3 kHz. Jag levde fortfarande i villfarelsen att man skulle försöka kompensera högtalarens ljud i olika strålningsriktningar för att passa med HRTF-kurvan. Det betraktar jag nu, tillsammans med de så mytomspunna stereosystemfelen, som fabler i samma klass som biwire. Dvs man är inte alls låst till att dela nära 3 kHz för att få en ljudbild som är stabil när lyssnaren reser sig. Men sedär, där kom en detalj till kravspecen!

Nu spricker ni säkert av nyfikenhet då ni undrar vad den lilla arrayn på högtalarens yttersida för något. Det är ambiensdiskanter i en kort "linjekälla". Detta var något som jag och Anders planerade att experimentera med medan Anders levde - vi tog till och med fram prototypmaterial och jag har för ändamålet lämpliga högtalarelement hemma - men just nu stryker vi de planerna. Förhoppningsvis får högtalaren en bra klang, om vi ingenjörar oss ordentligt, utan dylika tilltag. Och gör den inte det kan man alltid bygga sig en ambiensmodul. (Jag hänvisar här även till Kevin Voecks / Revel som faktiskt tagit bort ambiensdiskanten på sina toppmodeller - vilket absolut inte betyder att en ambiensdiskant är en dålig idé!)

Nå, det var ganska mycket bakgrund. Men vi kanske ska börja prata lite om kravspecifikationen? Jag tänkte nämligen att vi skulle ta med någon av punkterna ovan, men faktiskt också stryka en hel del av idéerna. Fortsättning följer...

[Maarten]

Spännande med ambiens-grejen men jag förstår om det prioriteras ner.
Håller med om att golvplacerad bas "skulle eliminera golvreflexen".. "men inte för mellanregistret! "
Intressant med flera baselement. Det är något jag funderat lite på.

[jonasp]

Vi närmar oss nu kravspecifikationen. Och här skulle jag vilja bjuda upp till dans, dvs få återkoppling från deltagarna i tråden! Men såhär går mina tankar:

Högtalaren är designad efter I-ors mantra: 1) Frekvengsång, 2) Spridning, 3) Distorsion. Dock kan man konstatera att vi kan i stor grad påverka frekvensgången med ekvalisering, däremot inte spridning och distorsion. Och jag vill gärna adressera en annan glädjedödare, nämligen 4) (Frånvaro av) Dynamisk degradering. I denna inbegrips naturligtvis distorsion, men även termisk kompression, att baselementet bottnar, osv. Även om vi kan sätta en inbördes ordning mellan dem måste alla vara bra för att säkerställa god återgivning.

- Högtalaren är en (fet) trevägare med en nettovolym på ca 60-120 liter.
- Högtalaren skall använda 1-2 baselement i diameter 10-12”, samt ett mellanregisterelement och en diskant.
- Högtalaren skall vara en god återgivare enligt de fyra parametrarna ovan.
- Högtalaren designas primärt för låg distorsion och goda spridningsegenskaper.
- Frekvensgång är viktigt, men i detta tidevarv tillåter vi oss att tumma på den passiva frekvensgången om detta ger en mer optimal helhetslösning.
- Högtalaren skall optimeras för låg distorsion vid höga ljudtryck.
- Högtalaren skall optimeras för låg termisk kompression.
- Högtalaren skall förses med ”hårda element” för lägsta möjliga distorsion.
- Högtalaren bör klara att spela ned till 20 Hz i rum (med ekvalisering om nödvändigt)
- Högtalaren får delas aktivt.
- Högtalaren bör ha en nominell impedans om 8 Ohm i basområdet för att möjliggöra framtida basstöd.
- Högtalaren skall optimeras för så jämn spridning som möjligt. Specifik hänsyn tas till bred horisontell spridning, och om möjligt både en snygg takreflex (45 grader) och snygg frekvensgång för stående lyssnare.
- Högtalaren kan vara antingen golvstående eller stativmonterad.
- Delning mellan bas/mellanregister om minst 300 Hz av effekttålighets- och distorsionsskäl.
- Högtalarens baffel skall utformas för att minimera diffraktionsproblem som inte går att lösa med ekvalisering – läs bred baffel med rundade eller fasade kanter.
- Spänningskänslighet i mellanregister och diskantområde om minst 90 dB @ 2,83 V
- Om högtalaren har en nedåtriktad basreflexport skall den förses med en golvplatta för att tillåta placering på heltäckningsmatta eller lurvig ryamatta.

Den vakne läsaren noterar kanske att specifikationen i många avseenden är ganska vag. Detta är avsiktligt, då vi i praktiken begränsas av de högtalarelement som är kommersiellt tillgängliga.

Men som sagt, nu vill jag bjuda upp till dans! Vad saknas ovan? Eller finns det något som ska tas bort? Vad tycker ni? Är detta bra eller anus? Osv.

I nästa steg tänkte jag gå in på möjliga elementval. Vilket förvisso inte kommer innebära några större överraskningar!

[jonasp]

Spännande med ambiens-grejen men jag förstår om det prioriteras ner.

Ja, detta är något jag egentligen vill titta lite mer på. Anders tog ju fram en väldigt lustig lösning för Larsen 8 med två diskanter som är uppåtriktade och spelar i motfas. Tanken med ambiensarrayn var såklart att skicka ambiensljudet i en riktig så att det bara hörs som reflekterat ljud, dvs anländer sent till lyssnaren, och inte ställer till det för direktljudet. Jag vet fortfarande inte om detta är en bra idé eller inte. Det hade dock en potential att vara en "trademark feature", men som en sådan blir det ännu viktigare att det faktiskt fungerar!

Håller med om att golvplacerad bas "skulle eliminera golvreflexen".. "men inte för mellanregistret! " Intressant med flera baselement. Det är något jag funderat lite på.

Ja, det känns som att man kan göra saker bättre med fler baselement, men efter alla turer har det blivit allt mer klart för mig att flera baselement - eller deras placering - ändå inte räcker för att få en nöjaktig frekvensgång i basområdet. Och då kan man istället låta baselementets placering och funktion styras av helt andra parametrar - nämligen distorsion och ljudtrycksförmåga och (frånvaro av) termisk kompression. En av mina favorithögtalare är ju NHT 3.3, med sin hörnmonterade bas. Placeringen av baselementet och avståndet till det stackars mellanbaselementet - en liten 6,5" - hämmade dock högtalarens dynamiska kapacitet kraftigt. (Alldeles oavsett detta tycker jag NHT 3.3 är en fantastiskt fin högtalare!)

[Calleberg]

8 Ohm i basområdet gör att möjligheten att hitta lämpliga element för "dubbelmontage" begränsas. Det blir i princip endast dubbelspoliga 8 Ohmare som funkar, I vart fall om man tänker sig att endast parallellkoppling är aktuellt. Lägg till det kravet om 90dB @2.83V, tillsammans med den den önskade lågbasutsträkningen och lådvolymen såååå.... Vi behöver en Bremen 15 tummare.....

Man måste alltså med nuvarande spec nästan säkert begränsa sig till ett baselementet. Den här skulle kunna funka, men speciellt fet är den ju inte...
https://www.hifikit.se/komponenter/hogt ... l75-8.html

[schmutziger]

Har vi någon tänkt budget?
Blir det gruppköp på lådorna?
WG? i mid, i diskant?
Vad är din definition av högt ljudtryck?
Varför inte 4ohm i basen och seriekoppla? med 8ohm behöver vi ha headroom i både mid o diskant om man inte vill pilla med peq och grejer.

väggnära placering?
dämpning bakomhögisen?

[jonasp]

8 Ohm i basområdet gör att möjligheten att hitta lämpliga element för "dubbelmontage" begränsas. Det blir i princip endast dubbelspoliga 8 Ohmare som funkar, I vart fall om man tänker sig att endast parallellkoppling är aktuellt. Lägg till det kravet om 90dB @2.83V, tillsammans med den den önskade lågbasutsträkningen och lådvolymen såååå.... Vi behöver en Bremen 15 tummare.....

Ja just den där delen av specen blir mycket svår att uppfylla. Fast läs vad 90 dB gällde en gång till!

Men varför just Bremen? Bremen 10" var väl framtagen av Donald North, och var försedd med en motor från.... hmmm... minnet sviker mig. Hjälp?