SMAPPP - en planmagnetisk linjespelare

[solhaga]

Innan jag går viare med andra bärarmaterial än 3Ms 74-film, så har jag testat diskantmembran:


Ett lager aluminiumfolie enligt bild ovan,
med ett extra lager aluminiumfolie på baksidan,
slätat ut korrugeringen på föregående samt
testat ett membran med bara aluminiumledarna:

Här kan man tydligt se att tvålagersmembranet inte orkar hela vägen till 20 kHz.


Och man ser tydligt (och hör!) att membranet med bara aluminiumledarna inte håller måttet.

[I-or]

Ja, lätta men böjstyva membran är bra grejor.

[solhaga]

Det här blir inte bra och inget att gå vidare med:


Så hur lösa delningsfrekvens, kantdiffraktion, baffelsteg samt dipolutsläckning?

Genom att minska antalet magnetkolumner för mid från fem till fyra samt för tweeter från tre till två kan jag få ett cc-avstånd till 38.5 mm.
Bredden för skumlisten för diskanten minskas från nio till fem mm.
Det skulle ge en delningsfrekvens runt 3 kHz (λ/3).
Effekterna av kantdiffraktioner minskas genom att avståndet till kanten inte är lika samt att kanterna rundas.
Detta gäller även för effekterna av baffelsteget.
Dipolutsläckningen kan flyttas ner i frekvens genom att svepa baffeln bakåt.


Det blir också en elegantare design.

Nackdelar:
Lägre SPL,
Knepig resistans för mid, runt 11 ohm,
Återledare för båda elementen.

Jag har sett att många förordar filt på baffelns ytor, synpunkter?

[I-or]

Du bör utan problem kunna dela vid 2 kHz.

Filt på baffeln reducerar framförallt högfrekventa diffraktionseffekter, men är knappast värt insatsen när man ekvaliserar.

Ett problem med baffelutformningen ovan är akustiska resonanser mellan väggarna bakom membranet som påverkar frekvensgången påtagligt, då membranet har mycket låg massa.

[solhaga]

Förvisso, men det kan vara svårt att med mätningar i hemmamiljö avgöra om det är högfrekventa diffraktionseffekter eller mätartefakter man ser på mätresultatet.

[I-or]

Så här kan det se ut (notera att reflektionerna medför att ljudtrycket på baksidan av membranet är betydligt högre än på framsidan (som förstås är utan resonans), vilket leder till en mindre dal i frekvensgången):

solhaga6.png (186.66 KiB) Visad 2315 gånger

Vad värre är, spridningen blir också svårhanterlig vid denna frekvens:

solhaga7.png (173.02 KiB) Visad 2309 gånger

[solhaga]

Naturligtvis, det blir ju en icke önskvärd H-baffeln baktill.

Räcker den här vinklingen?

[I-or]

Alla böjda bafflar leder till ett frekvensgångslyft under ca 1 kHz, men den senaste versionen har ett betydligt mindre lyft och eftersom du ändå ekvaliserar så spelar detta mindre roll. Spridningen är betydligt jämnare.

Den horisontella spridningen ser ut på detta sätt normaliserad till nollgradersriktningen (origo i baffelns centrum) och med positiva vinklar åt höger i ritningen ovan (jag har bara höftat geometrin, men detta har marginell betydelse):

solhaga8.png (32.94 KiB) Visad 2288 gånger

Horisontellt riktindex:

solhaga9.png (14.49 KiB) Visad 2288 gånger

Vi finner en någorlunda jämn spridning och förstås även riktindex. Mellanregisterelementet ska dessutom bara användas upp till 2-3 kHz. Till den horisontella spridningen kommer förstås den vertikala dito som i fjärrfältet i princip är noll över några hundra Hz. Nu lyssnar vi definitivt inte i fjärrfältet och dessutom har vi golv och tak som kan utnyttjas för att skapa en närmast oändligt lång virtuell källa. En intressant iakttagelse är att bakåtstrålningen ökar med ca 1 dB relativt en plan baffel i lågfrekvensområdet (där konstruktionen uppträder som en dipol).

Det är inte helt enkelt att applicera normala kriterier här. Panelhögtalare är speciella bestar som inte uppträder som konventionella högtalare vare sig mätmässigt eller vad gäller ljudande resultat, men det visste nog alla redan.

[solhaga]

Är detta för enbart mid eller för båda elementen?
Är inte riktningsändringarna av DIs derivata mellan 1 och 3 kHz lite oroande för direktiviteten runt delningsfrekvensen?

[I-or]

Bara mellanregistret eftersom detta påverkas mest av diffraktionen.

Panelhögtalare får inte mycket jämnare riktindex än i diagrammet ovan. Variationer om ca +/- 1 dB utgör för övrigt inte något större problem (riktindex har dessutom i sig liten betydelse för de ljudande resultaten under 700 Hz eller så).


Det är också intressant att se hur panelhögtalare går från dipolkarakteristik för låga frekvenser till multipol (relativt rundstrålande) för högre frekvenser:

solhaga10.png (167.17 KiB) Visad 2219 gånger

solhaga11.png (151.91 KiB) Visad 2219 gånger

[solhaga]

Ok, bra.

Jag får göra direktivitetsmätningar på båda elementen senare för att bestämma delningsfrekvens med avseende på bland annat DI.

Så då kan det bli nödvändigt med sidodiffraktorer för de högre frekvenserna?

[I-or]

Mja, horisontellt riktindex är ändå relativt jämnt och uppvisar inte större ojämnheter än för en hyggligt välkonstruerad konventionell högtalare.

Däremot är riktindex lågt om man bara utgår ifrån den horisontella delen, vilket medför att högtalarna kommer att fungera bäst i rum med lite högre dämpning. Dock är den den närmast obefintliga vertikala spridningen en stor fördel, då hörseln har svårt att skilja vertikala reflektioner från direktljudet och att dessa då leder till klangpåverkan. Detta märks alltid men blir särskilt tydligt i rum utan tjocka mattor på golvet.

[solhaga]

Ok.

[jonasz]

Jag kollar på ett linesourcesystem med ett gäng 6" och tvåmeters band (4*50cm om vi ska vara petiga). Har två frågor till I-or eller någon annan kunnig i området.
Är det bäst med diskanterna på in- eller utsidan av midbasarna i ett linesourcesystem delat någonstans 500-1000Hz? De kommer stå ganska nära sidovägg.
Ska man köra dipol eller slutna lådor? Tycker själv att båda går att få att låta bra men vilket är i teorin (och i praktiken) bäst för att undvika så mycket rumsbidrag som möjligt? De kommer inte behöva spela djupbas då slutet multisubsystem kommer finnas.

Hoppas det inte blev för OT.

[I-or]

Att göra monopolära bandelement är inte helt elementärt, då detta kräver en reflektionsfri transmissionsledning på baksidan av bandet för bästa resultat. En linjemonopol ger i praktiken upphov till lägre totala rumsbidrag än en linjedipol (vilken i praktiken oftast övergår till multipol runt 1 kHz eller så), men min uppfattning är att man inte bör minimera rumsbidragen utan istället sikta på en lagomlösning om man är ute efter det totalt sett mest välljudande resultatet. Vertikala reflektioner bör typiskt alltid minimeras medan horisontella reflektioner huvudsakligen är av godo. Den som har hört ett stereosystem utomhus eller i ekofritt rum vet hur tråkigt det låter.

Vad gäller spridningen så är det främst av möbleringstekniska skäl som man vanligen placerar banden på insidan (ljudsceneriets bredd avgörs av högre frekvenser och för en given bredd hamnar högtalarna då närmare väggarna). Vanligen ger dock denna placering upphov till en större andel tidiga reflektioner mot sidoväggarna, men det är inte speciellt svårt att absorbera dessa reflektioner om man anser att de är störande.

En välutformad dipol har för övrigt en påtaglig fördel i att invinkling kan utnyttjas för att låta nollpunkterna vid sidorna riktas mot positionen för de första sidoväggsreflektionerna. Detta förutsätter dock att dipolverkan finns kvar även för högre frekvenser, vilket inte alltid är fallet. Nedan ser vi ett ganska typiskt exempel på hur dipolverkan försvinner över ca 1-2 kHz för Magnepan MG-20:

295MG20fig6.jpg (64.01 KiB) Visad 2180 gånger

https://www.stereophile.com/content/mag ... asurements


Quad ESL-2912 uppträder dock utan anmärkning i detta avseende:

717Quadfig3.jpg (47.72 KiB) Visad 2180 gånger

https://www.stereophile.com/content/qua ... asurements

[jonasz]

Att göra monopolära bandelement är inte helt elementärt, då detta kräver en reflektionsfri transmissionsledning på baksidan av bandet för bästa resultat. En linjemonopol ger i praktiken upphov till lägre totala rumsbidrag än en linjedipol (vilken i praktiken oftast övergår till multipol runt 1 kHz eller så), men min uppfattning är att man inte bör minimera rumsbidragen utan istället sikta på en lagomlösning om man är ute efter det totalt sett mest välljudande resultatet. Vertikala reflektioner bör typiskt alltid minimeras medan horisontella reflektioner huvudsakligen är av godo. Den som har hört ett stereosystem utomhus eller i ekofritt rum vet hur tråkigt det låter.

Vad gäller spridningen så är det främst av möbleringstekniska skäl som man vanligen placerar banden på insidan (ljudsceneriets bredd avgörs av högre frekvenser och för en given bredd hamnar högtalarna då närmare väggarna). Vanligen ger dock denna placering upphov till en större andel tidiga reflektioner mot sidoväggarna, men det är inte speciellt svårt att absorbera dessa reflektioner om man anser att de är störande.

En välutformad dipol har för övrigt en påtaglig fördel i att invinkling kan utnyttjas för att låta nollpunkterna vid sidorna riktas mot positionen för de första sidoväggsreflektionerna. Detta förutsätter dock att dipolverkan finns kvar även för högre frekvenser, vilket inte alltid är fallet. Nedan ser vi ett ganska typiskt exempel på hur dipolverkan försvinner över ca 1-2 kHz för Magnepan MG-20:

295MG20fig6.jpg

https://www.stereophile.com/content/mag ... asurements


Quad ESL-2912 uppträder dock utan anmärkning i detta avseende:

717Quadfig3.jpg

https://www.stereophile.com/content/qua ... asurements

Kan det vara idé att köra banden dipol och midbasarna monopol, eller blir det "inkonsekvent" ljudbild av detta?

[I-or]

Förutsatt att man inte delar högre än ca 500-700 Hz så blir det inga märkbara problem. Ekvalisering rekommenderas som vanligt å det bestämdaste.

[jonasz]

Ja, ekvalisering är ett måste, har man en gång testat inser man att det behövs.

Tack för hjälpen ior!

[Bill50x]

Ekvalisering rekommenderas som vanligt å det bestämdaste.

Mjae. Om det är något som öronen/hjärnan kan kompensera för är det just frekvensgångsskillnader. Jag känner lätt igen min kära sambons röst oavsett om det är i badrummet eller i skogen. Så varför ska jag kompensera ngn dB hit eller dit i mina högtalare? Då är det värre med främmande dist som förvanskar rösten.
Jag är dock inte främmande för att använda EQ, på landet har jag tex ett par B&W DM3:or som definitivt behöver lite basstöd vilket löses med lite kreativt användande av reglerbar loudness i kombination med baskontrollen så blir det ganska bra - ända till barnbarnet var där och vred på alla rattar

Men med rätt utrustning rätt placeras behöver man ingen EQ.

/ B

[imac]

Du bör utan problem kunna dela vid 2 kHz.

Filt på baffeln reducerar framförallt högfrekventa diffraktionseffekter, men är knappast värt insatsen när man ekvaliserar.

Ett problem med baffelutformningen ovan är akustiska resonanser mellan väggarna bakom membranet som påverkar frekvensgången påtagligt, då membranet har mycket låg massa.

Vad händer om man har filt/dämpning på baksidan där det är mest energi/hörnen?

[I-or]

Skillnaden blir generellt inte större än en eller två dB med ett tjockt lager filtmaterial eller liknande på baksidan även om strålningsloberna kan ändra sig en aning också.

[I-or]

Ekvalisering rekommenderas som vanligt å det bestämdaste.

Mjae. Om det är något som öronen/hjärnan kan kompensera för är det just frekvensgångsskillnader. Jag känner lätt igen min kära sambons röst oavsett om det är i badrummet eller i skogen. Så varför ska jag kompensera ngn dB hit eller dit i mina högtalare? Då är det värre med främmande dist som förvanskar rösten.
Jag är dock inte främmande för att använda EQ, på landet har jag tex ett par B&W DM3:or som definitivt behöver lite basstöd vilket löses med lite kreativt användande av reglerbar loudness i kombination med baskontrollen så blir det ganska bra - ända till barnbarnet var där och vred på alla rattar

Men med rätt utrustning rätt placeras behöver man ingen EQ.

/ B

Du känner utan minsta problem igen din sambos röst även överförd via mobiltelefoni som extremt snålkodad 3G med sådär 15 kb/s och ett frekvensområde om ca 400-3500 Hz samt upp till 30 % THD, så ditt exempel har ingen bäring här.

Frekvensgångens vikt för högklassig ljudåtergivning står dock bortom allt tvivel och det finns spaltmeter att läsa angående detta i diverse vetenskapliga rapporter för den som har svårt att inse detta på egen hand. Här finner man ett bra exempel på solid vetenskap inom området:

A new model has been developed that accurately predicts preference ratings of loudspeakers based on their anechoic measured frequency response. Our model produced near-perfect correlation (r = 0.995) with measured preferences based on a sample of 13 loudspeakers reported in Part One. Our generalized model produced a correlation of 0.86 using a sample of 70 loudspeakers evaluated in 19 listening tests. Higher correlations may be possible as we improve the accuracy and resolution of our subjective measurements,which is a current limiting factor.

https://www.researchgate.net/publicatio ... Headphones (OBS! Det är fel rapport som står som rubrik - via länken laddar man ned "A Multiple Regression Model for Predicting Loudspeaker Preference Using Objective Measurements: Part II - Development of the Model".)


För de konstruktioner som tråden handlar om krävs för övrigt vanligen frekvensgångskorrektioner om åtskilliga dB även för högre frekvenser.

[solhaga]

Jag är i full färd med att designa plåtar och membran för nästa prototyp enligt ovan:


Det blir ju tre ledare för midelementets membran och då med ganska hög resistans; 3 x 3,5 Ω.
Ett sätt är att dela på mittdelaren och på så sätt få två kretsar som kan parallellkopplas.
Ett annat sätt är att låta andra sidans aluminiumfolie också vara en krets; det kan bli tufft att justera de båda sidornas aluminiumledare över 2200 mm.
Men inget är ju omöjligt, bara olika svårt.

För diskantelementets membran med bara en ledare, som då har resistansen 3,5 Ω, kan jag faktiskt göra något vettigt; låta återledaren gå i den annars strömlösa ytterfolien:

Det blir där då en strömdelning där halva strömmen går i varsin ytterledare; jag parallellkopplar återledarna vid anslutningen.
Resistansen blir då 5,25 Ω.
Notera att återledarna går i skumlisterna som är fem mm breda.

Lite simuleringar:

Här har jag lagt in återledarna till höger och vänster med halva strömmen var samt omvänd polaritet.




Så vad händer med kraften på membranet?
Modifierat LUA-skript:

Kod: Markera allt

   mi_analyze()
   mi_loadsolution()
   mo_groupselectblock(1)
   fzm=mo_blockintegral(12)
   
   mi_analyze()
   mi_loadsolution()
   mo_groupselectblock(2)
   fzr=mo_blockintegral(12)
   
   mi_analyze()
   mi_loadsolution()
   mo_groupselectblock(3)
   fzl=mo_blockintegral(12)
   
   fz = fzm + fzr + fzl


Kraften på membranet utan återledare:


Med återledare:


Det vill säga att linjariteten är i stort den samma men med en mer utbredd kraft även om den då breder ut sig en bit in i skumlisten..

[Bill50x]

Du känner utan minsta problem igen din sambos röst även överförd via mobiltelefoni som extremt snålkodad 3G med sådär 15 kb/s och ett frekvensområde om ca 400-3500 Hz samt upp till 30 % THD, så ditt exempel har ingen bäring här.

Jodå, mitt exempel har bäring. Jag pratar om någon dB hit eller dit mellan 20-20kHz vilket inte har någon relevans alls oavsett vad mätnissar tycker. Har du kollat hur olika mätkurvor ser ut beroende på var i rummet man mäter? Och ändå känner man högtalarens karaktär var man än befinner sig i rummet? Signaturen/karaktären är densamma var man än befinner sig. Visst. mängden bas skiftar - det är därfon man ska lyssna sig till tätt position av högtalarna. Men deras karaktär ändrar sig inte mycket beroende på placering. Så någonting är viktigare än frekvensgång.

/ B

[solhaga]

Liknande simuleringar för midmembranet, fem ledare varav två återledarei ytterkanterna:


Utan återledare:


Med återledare:


Det går naturligtvis inte att jämföra krafterna mellan de två alternativen, det är ju olika strömmar.
Men fortfarande lika linjärt.

I detta fall kommer resistansen nog att bli för mycket; de förstärkare jag använder har inte tillräckligt sving.

[solhaga]

Du känner utan minsta problem igen din sambos röst även överförd via mobiltelefoni som extremt snålkodad 3G med sådär 15 kb/s och ett frekvensområde om ca 400-3500 Hz samt upp till 30 % THD, så ditt exempel har ingen bäring här.

Jodå, mitt exempel har bäring. Jag pratar om någon dB hit eller dit mellan 20-20kHz vilket inte har någon relevans alls oavsett vad mätnissar tycker. Har du kollat hur olika mätkurvor ser ut beroende på var i rummet man mäter? Och ändå känner man högtalarens karaktär var man än befinner sig i rummet? Signaturen/karaktären är densamma var man än befinner sig. Visst. mängden bas skiftar - det är därfon man ska lyssna sig till tätt position av högtalarna. Men deras karaktär ändrar sig inte mycket beroende på placering. Så någonting är viktigare än frekvensgång.

/ B

[RogerGustavsson]

Du känner utan minsta problem igen din sambos röst även överförd via mobiltelefoni som extremt snålkodad 3G med sådär 15 kb/s och ett frekvensområde om ca 400-3500 Hz samt upp till 30 % THD, så ditt exempel har ingen bäring här.

Jodå, mitt exempel har bäring. Jag pratar om någon dB hit eller dit mellan 20-20kHz vilket inte har någon relevans alls oavsett vad mätnissar tycker. Har du kollat hur olika mätkurvor ser ut beroende på var i rummet man mäter? Och ändå känner man högtalarens karaktär var man än befinner sig i rummet? Signaturen/karaktären är densamma var man än befinner sig. Visst. mängden bas skiftar - det är därfon man ska lyssna sig till tätt position av högtalarna. Men deras karaktär ändrar sig inte mycket beroende på placering. Så någonting är viktigare än frekvensgång.

/ B

Håller inte med och har svårt att återgå till att vara utan eq. Visst, en del av det kan man göra via de passiva delningsfiltren men inte allt som att matcha vänster/höger högtalare. Jo, jag har förstås börjat med att lyssna mig fram till en passande position av högtalare och lyssningsplats, det har alltid varit grundregeln inkl. att möblera på ett för ljudåtergivning passande sätt så långt som möjligt.

[solhaga]

Du känner utan minsta problem igen din sambos röst även överförd via mobiltelefoni som extremt snålkodad 3G med sådär 15 kb/s och ett frekvensområde om ca 400-3500 Hz samt upp till 30 % THD, så ditt exempel har ingen bäring här.

Jodå, mitt exempel har bäring. Jag pratar om någon dB hit eller dit mellan 20-20kHz vilket inte har någon relevans alls oavsett vad mätnissar tycker. Har du kollat hur olika mätkurvor ser ut beroende på var i rummet man mäter? Och ändå känner man högtalarens karaktär var man än befinner sig i rummet? Signaturen/karaktären är densamma var man än befinner sig. Visst. mängden bas skiftar - det är därfon man ska lyssna sig till tätt position av högtalarna. Men deras karaktär ändrar sig inte mycket beroende på placering. Så någonting är viktigare än frekvensgång.

/ B

Håller inte med och har svårt att återgå till att vara utan eq. Visst, en del av det kan man göra via de passiva delningsfiltren men inte allt som att matcha vänster/höger högtalare. Jo, jag har förstås börjat med att lyssna mig fram till en passande position av högtalare och lyssningsplats, det har alltid varit grundregeln inkl. att möblera på ett för ljudåtergivning passande sätt så långt som möjligt.

Vänligen fortsätt den för denna tråden OT-diskussion på antingen Teknikdelen eller Akustikdelen och inte i denna forumdel där "Hemmapulare debatterar lämpligen i detta forum." samt gärna i rubrikämnet.

[RogerGustavsson]

Förlåt OT... Jag följer förstås ditt projekt med stort intresse. Har ju rätt lång erfarenhet av planarsystem. Huruvida distorsionen från icke drivna delar av membranet är störande eller ej, det framkommer inte direkt vid mätning på mellan- eller diskantregister i mina Magnepan. Däremot är ser man tydligt kavitetsresonansen hos de element som har magneter och plåtar på båda sidor av membranet.

Har jag förstått dig rätt att de ledarbanor som ligger utanför magneterna i dina skisser ovan är returledare? Är det fortfarande 7 µm aluminium du kör med?

[I-or]

Vad gäller simuleringarna i FEMM så kan man utnyttja seriekoppling eller parallellkoppling av ledarna för strömkretsen så att man inte behöver definiera en strömkrets för varje ledare.