SOB - Solhaga's Open Baffles

[solhaga]

Nu har jag mätt en SOB en meter ut i rummet:

Mid:

FIR-filtret kommer att vara HP 300Hz till LP 3kHz @96dB

Diskanterna:

FIR-filtret kommer att vara HP 3kHz @96dB

Detta är inget att gråta över; SOB blir en bra referens för SMAPPP.

Jag hade en dämpning mellan SALSA och basarna när jag spelade med SALSA på samma position, jag får helt enkelt flytta dit den igen.

Någon utvidning av baffeln blir det inte, jag tycker att ljudet blir plattare med en större baffel baserat på mina tidigare erfarenheter.

[sammel]

Tack Solhaga. Waveguiderna ser fina ut,
även kurvorna. Disten var bra också med lite justeringar.
Lite knöligt ibland vad som påverkar distmätning, men lite närmre
verkar va ett bra konsept, har för mig att Vance Dickasson gör det på
sina mätningar av elementdistorsion.

[solhaga]

Jo, men ytterligare mätningar blir det senare när jag skall jämföra denna referens med SMAPPP.

[sammel]

Det blir spännande

[solhaga]

Det blir inga ytterligare mätningar mellan SMAPPP och SOB; SOB vinner i längden, hur underligt det än kan låta.

Så hur kan man göra SOB bättre?

Ett är att göra responsen hos diskantelementen så likt mellanregisterelementets dipolrespons som möjligt.
Som sammel nämner ovan är en vågledare för bakdiskanten ett steg.
Detta är lätt realiserbart; bara några 3D-utskrifter med nyinskaffade Core One.

Andra saker såsom fördröjning, nivå och eventuell PEQ av bakdiskanten är lite svårare att realisera; det saknas två DAC-kanaler.

Men om jag låter de två baskanalerna via Y-kopplingar, förutom att ge insignaler till basslutstegen, även ge insignal till miniDSP 2x4 HDs fyra kanaler som ger insignaler till subbasslutstegen,
så frigör jag två DAC-kanaler som då kan användas till att ge insignal till bakdiskanten.
Basarnas kanaler får då gå ända ner och ytterligare filtrering för subbasarna sker i miniDSP:en.



Jag måste då köpa två slutstegsbyggsatser till; kylflänsar och transformator finns redan hemma från andra förstärkarprojekt.

Nuvarande fördröjningar för hela systemet måste räknas och mätas om.
Lite PEQ på det och Robert är din farbror:

[solhaga]

Här är vad ChatGPT tycker om det:

Det är en utmärkt idé – att ge de bakre diskantenheterna egna DAC-kanaler öppnar upp mycket flexibilitet.

Med den uppsättningen i Roons DSP kan du:

Testa dipol vs. bipol direkt
Koppla både fram- och bakdiskant ”normalt” och vänd bara polariteten på den bakre i DSP för att växla mellan dipol- och bipolbeteende. Du kommer direkt att höra hur sidoväggsreflexer och stereobilden förändras.

Tillämpa oberoende dämpning
Justera nivån på den bakre diskanten med −3…−6 dB för att balansera rymdkänslan utan att det blir för ljust. Mycket mer exakt än fasta motstånd.

Använda delay som en variabel
Lägg till 0,2–0,5 ms fördröjning till den bakre diskanten för att styra lobformen och finjustera förhållandet direkt/reflekterat ljud. Det kan mildra kammfiltereffekter från bakåtstrålningen.

Forma bakspektrumet med PEQ
Lägg en högfrekvens-shelvning över ~8–10 kHz (t.ex. −2 dB/oktav) så att den bakre diskanten tillför ”luft” utan att rummet blir för skarpt.
Eller bandbegränsa bakdelen (HP vid 2 kHz, LP vid 8–12 kHz) så den bara förstärker närvaroområdet utan att bidra med för mycket toppoktav.

Föreslagna första experiment

Dipol-baslinje: fram- och bakdiskant elektriskt i fas, bakre dämpad −4 dB, samma delning (HP ~2 kHz).

Bipol-kontrast: vänd polariteten på den bakre i DSP, samma nivå. Lyssna efter mer energi mot sidoväggar och förändrad stereobild.

Fördröjd dipol: polaritet som i baslinjen, men lägg till ~0,3 ms delay. Ger ofta jämnare respons men behåller dipol-nullloberna.

Spektral formning: prova lågpass på den bakre vid ~10–12 kHz, −12 dB/oktav. Jämför känslan av rymd vs. ljushet.

Med dessa experiment:

Här är fyra färdiga DSP-profiler för Roon som du kan lägga in och växla mellan. Alla antar att du redan använder FIR-delning vid ~2 kHz mellan mid och diskant. Jag anger bara de extra inställningarna för de bakre diskanterna.

1. Dipol – Baslinje

Polaritet: Samma som framdiskanten (ingen invertering i DSP).

Nivå: −4 dB (börja där, justera mellan −3…−6 dB).

Delning: HP 2 kHz (samma som framdiskanten), ingen LP.

- Detta ger ”äkta” dipolkaraktär och sidcancellation.

2. Bipol – Kontrast

Polaritet: Invertera bakdiskanten i DSP.

Nivå: samma som ovan (−4 dB).

Delning: HP 2 kHz.

- Här hör du direkt skillnaden: mer energi mot sidoväggar, diffusare stereobild. Bra att jämföra med dipolen.

3. Fördröjd Dipol

Polaritet: Samma som framdiskanten.

Nivå: −4 dB.

Delning: HP 2 kHz.

Delay: +0,3 ms (börja där, prova 0,2–0,5 ms).

- Delayet gör att bakdiskanten inte interfererar lika mycket i direktfältet; dipolkaraktären finns kvar men upplevs mjukare och mer ”rumslig”.

4. Bandbegränsad Bakdiskant

Polaritet: Samma som framdiskanten.

Nivå: −4 dB.

Delning: HP 2 kHz + LP 10–12 kHz (12 dB/okt).

(Valfritt): högfrekvens-shelf från 8 kHz, −1 till −2 dB.

- Den bakre tillför bara närvaroområde (”bröstklang–luft”) men inte toppoktaven. Rummet blir mindre ljust men bibehåller öppnare rymd.

[solhaga]

Jag delar för tillfället vid 3kHz mellan mellan och diskant, detta är tydligen inte så bra:

Jag gjorde en uppskattad DI (Directivity Index) vs. frekvens-kurva för dina element:

Blå: SB17-mellanregister modellerad som en bafflad cirkulär kolv (numeriskt integrerad polarrespons).

Orange: SB26 i en ~100° konstant-direktivitet waveguide (mjuk övergång från ~0,5 dB vid låga frekvenser till ~4,5 dB över ~2 kHz).

Streckade linjer markerar 1,6 / 2,0 / 2,6 / 3,0 kHz som möjliga delningsfrekvenser.

Så här ska man tolka diagrammet

Runt 2 kHz är DI-matchningen bäst (mellanregistret ≈ 4–5 dB, diskanten ≈ 4,5 dB i denna modell).

Flyttar du delningen högre (2,6–3 kHz) ökar mismatch snabbt: midens DI stiger (mer “beaming”), medan diskantens ligger kvar ~konstant → ett “direktivitetssteg”.

Går du lägre (~1,6 kHz) minskar mismatch också, men kontrollera diskantens distorsion/tålighet.

Det här är förstahandsuppskattningar som följer fysiken (ka för en 6,5″ kolv och en ~100° waveguide). Om du senare mäter horisontella polärer kan vi förfina den orange kurvan till din exakta waveguide och välja Fc för att minimera DI-felbandet.

[sammel]

Du är inte dålig du Solhaga.
Följer givetvis med stort intresse.

[I-or]

Att dela vid 3 kHz är förvisso alldeles för högt, men ett verkligt SB17NBAC-element uppträder inte alls som i simuleringen ovan - huvudsakligen eftersom den aktiva diametern är ca 5" och inte 6,5": https://hificompass.com/en/speakers/mea ... 17nbac35-8

Dessutom inverkar förstås baffeln en hel del på spridningen, speciellt för en dipol (som får fördubblade bidrag från kantdiffraktionen).

[solhaga]

Du är inte dålig du Solhaga.
Följer givetvis med stort intresse.

Ja, att chatta med ChatGPT ger verkligen många insikter. Dessutom får man alltid ett vänligt bemötande; man är inte ängslig för att ställa dumma frågor.

[sammel]

Ja, att chatta med ChatGPT ger verkligen många insikter. Dessutom får man alltid ett vänligt bemötande; man är inte ängslig för att ställa dumma frågor.

Det är ju verkligen en päng

[Maarten]

Det går bra att dela just denna kombination uppåt 3 kHz.
Jag har massor av mätningar på dessa och här delas de runt 2,7 kHz:
viewtopic.php?f=3&t=75023

Edit, här är de första försöken där en högre delning runt 2,8 kHz fungerade bättre än neråt 2 kHz just map DI:
viewtopic.php?f=3&t=73409&start=300#p2275727

Se kommenterar i nedre högra bilden:

[solhaga]

Att dela vid 3 kHz är förvisso alldeles för högt, men ett verkligt SB17NBAC-element uppträder inte alls som i simuleringen ovan - huvudsakligen eftersom den aktiva diametern är ca 5" och inte 6,5": https://hificompass.com/en/speakers/mea ... 17nbac35-8

Dessutom inverkar förstås baffeln en hel del på spridningen, speciellt för en dipol (som får fördubblade bidrag från kantdiffraktionen).

Med länkens data samt antagandet att kolven bara är 5" för SB17:

Om vi antar att SB17 har effektiv kolvdiameter ≈ 5″ (radie ≈ 63,5 mm i stället för 70 mm) blir elementet akustiskt mindre → beaming börjar lite senare och DI stiger lite långsammare. Jag har därför plottat båda fallen:

Diagram 1 – DI för två radier + tweeter i ~100° WG

Diagram 2 – Mismatch |DI_mid − DI_diskant

Tolkning (kärnresultat)

Med 63,5 mm radie förskjuts midens DI-kurva ~+10 % i frekvens (f ∝ 1/a).
⇒ Den bästa DI-matchen mot en ~100° waveguide inträffar lite högre upp.

I min uppskattning (och med samma tweeter-WG-antagande) flyttas mismatch-minimum från ca 2,0 kHz (70 mm-antagandet) till cirka 2,2–2,4 kHz (63,5 mm).
Det är precis vad du ser i Diagram 2: den orangea kurvan (63,5 mm) har sitt lägsta fel en bit över 2 kHz.

Vad betyder det för din delning?

Du kan med gott samvete prova Fc ≈ 2,2 kHz om du vill – särskilt om tweeter+WG har låg distorsion där.

Om du prioriterar minsta möjliga sidolob/”mjukaste” överlämning och absolut säkerhet för diskanten, är 2,0–2,2 kHz fortfarande ett tryggt spann.

Går du över ≈2,4–2,6 kHz börjar mismatchen ändå öka på grund av midens snabba DI-stegring.

Så antagen 5" kolv ger en högre Fc. Jag får kontrollera hur distorsionen ser ut i området för olika Fc.

Om hänsyn tages till en bakre vågledare fås:

[solhaga]

Det går bra att dela just denna kombination uppåt 3 kHz.
Jag har massor av mätningar på dessa och här delas de runt 2,7 kHz:
viewtopic.php?f=3&t=75023

Edit, här är de första försöken där en högre delning runt 2,8 kHz fungerade bättre än neråt 2 kHz just map DI:
viewtopic.php?f=3&t=73409&start=300#p2275727

Se kommenterar i nedre högra bilden:
[ Bild ]

Tack Maarten!

Ja, jag får snart se hur väl verkligheten stämmer med ChatGPTs teorier.

[I-or]

Anledningen till att man inte bör dela SB17NBAC uppåt 3 kHz är som följer:

1. Distorsionen ökar snabbt över ca 2,5 kHz (membrandistorsion p.g.a. konuppbrytningar)

2. Konuppbrytningarna blir svårkontrollerade och påverkar därför frekvensgången även långt över delningsfrekvensen trots brant filtrering

3. Även om riktindex kan bli jämnt tillsammans med ett vågledarförsett diskantelement så blir det väl högt

[solhaga]

Japp, över 2kHz bumpar det på med uddatoner:


Påverkar frekvensgången som sagt:

Toppen vid exempelvis 7,5kHz som orsakas av distortiontoppen vid 2,5kHz kan ju inte filtereras bort om fc ligger för högt.

[Maarten]

Anledningen till att man inte bör dela SB17NBAC uppåt 3 kHz är som följer:

1. Distorsionen ökar snabbt över ca 2,5 kHz (membrandistorsion p.g.a. konuppbrytningar)

2. Konuppbrytningarna blir svårkontrollerade och påverkar därför frekvensgången även långt över delningsfrekvensen trots brant filtrering
...

Att distorsion ökar snabbt över 2,5 kHz var väl att ta i? Det är ju ungefär lika låg som under ca 500 Hz, med något ökande deltoner:



Man behöver ju sätta denna distorsion i relation till vad diskanten ger i sitt lägre register, för diskanten ofta är den svaga länken.

Edit, eller syns inte effekterna av uppbrytningarna fullt ut i denna typ av mätning? (Svep, harmonisk distorsion).

[I-or]

Nja, dels är det förstås skillnad mellan olika mätresultat från Erin, HiFiCompass, solhaga och Maarten (där de tre förstnämnda uppvisar en tydligare stigning) och dels är det viss skillnad mellan NBAC- och CAC-versionerna i högfrekvensområdet.

Dessutom är närfältsmätningar inte helt tillförlitliga i högfrekvensområdet och givet de kraftiga konuppbrytningarna så måste distorsionen i praktiken öka. Svephastigheten kan även inverka en del, men är nog generellt sett ett mindre problem här.

[solhaga]

Så, nu har jag FIRat ner fc till 2kHz.

Vågledarna är utskrivna för de bakre diskanterna.
ChatGPT tyckte ju också att de bakre diskanterna skulle dämpas några dB eftersom mid har ju inte samma SPL bakåt som framåt.
Antingen så väntar jag in de nya förstärkarna eller så sätter jag ett motstånd parallellt med de bakre högtalarna så länge, kanske 15 ohm.

Diskanterna, eftersom de är på fyra ohm jämfört med mids åtta ohm, är seriekopplade.
Där tyckte jag intuitivt att det borde kopplas (amp +) (+ fram -) (- bak +) (amp -), så att konrörelserna liknar midens.
Men där envisades ChatGPT att det skall vara (amp +) (+ fram -) (+ bak -) (amp -) för att det skulle räknas som en dipol.
Mitt förslag ansågs vara en bipol!

Jag inser att i realiteten så gör det knappast någon hörbar skillnad, men rätt skall ju vara rätt.

Någon som håller med mig?

[sammel]

Om jag fattar rätt så tycker jag du har rätt.
GPT kanske inte fattar att bakdiskanten är vänd 180 grader.

[solhaga]

Jo, det förstod den nog; jag påtalade det flera gånger. Men någonstans görs det nog en "tankevurpa"; det är inte första gången jag har märkt detta.

Jag mätte SPL för 0-90 grader för mid utan lågpassfiltrering så resultatet av övertonerna syns, speciellt utmärkande är återigen 3HD av 2,5kHz vid 7,5kHz!

Att räkna ut DI har för mig visat sig vara svårt, men det ser som sagt ganska bra ut upp till 2kHz, åtminstone till 60 grader.

Här är distorsionen för mid med HP 300Hz och LP 2kHz:

Under 300Hz och över 2kHz finns det ingen utsignal, så det ser lite underligt med bruset där.
Jag litar för övrigt på att REW klarar av att plocka ut signalerna genom bruset i passbandet; REW vet ju vad den skall leta efter.
Det skadar dock inte att ta exempelvis 4HDs låga nivåer med en liten nypa salt.
Distorsionstopparna i passbandet som syntes vid LP 3kHz är givetvis borta.

Hur var det nu med fasen på bakdiskanten?
Här är 3HD för i fas (grön), ur fas (orange) respektive utan bakdiskant (gul):

Det verkar som om ur fas har lite jämnare 3HD, men framför allt så är distorsionen cirka 10dB högre för endast framdiskant.

SPL med i fas (grön), ur fas (blå) respektive utan bakdiskant (orange):

Här ligger endast framdiskant med då endast 4 ohms last några dB högre än de andra fallen.
Det verkar som om ur fas har betydligt lugnare SPL än i fas.

Inget bevis men kanske en indikation på att ur fas även mätmässigt är det rätta.

[solhaga]

Diskant HP vid 2kHz 0 till 90 grader.
Baffeln är 40cm bred. Diskantelementet fram har 15 cm till ena baffelkant och bak har 15 cm till andra kanten.

Element i fas:


Element ur fas:


Lite mindre spridning för element ur fas under delningsfrekvens upp till 3kHz, men det kan ju lika gärna vara önsketänkande eller felmätning.
Hur som helst, inget motbevis i alla fall.

När jag förklarade lite mer hur elementen är monterade så backade ChatGPT:

När framdomen trycker luften framåt så trycker bakdomen bakåt eftersom bakelementet är monterat på baksidan med domen bakåt.

ChatGPT said:

Du har helt rätt – tack för att du påpekar det .
Jag uttryckte mig slarvigt. Låt oss reda ut det mer noggrant.

1. Geometrin

Du har en diskant framåt (domen pekar framåt).

Du har en diskant bakåt (domen pekar bakåt).

Rent mekaniskt sitter talspolarna kopplade likadant till förstärkaren om de är ”in-phase elektriskt”.

2. Vad händer akustiskt?

När talspolen skjuter domen utåt i båda elementen (elektriskt in-phase):

Framdomen rör sig framåt mot lyssnaren → positiv tryckvåg framåt.

Bakdomen rör sig bakåt mot bakväggen → positiv tryckvåg bakåt.

Så sett från rummet: båda kupolerna alstrar tryckvågor bort från baffeln, en framåt, en bakåt.

Sidledes (90°) adderas dessa i fas, → stark sidoutstrålning = bipol.

När talspolen skjuter framdomen framåt men bakdomen bakåt (elektriskt out-of-phase):

Framdomen rör sig framåt mot lyssnaren → positiv tryck framåt.

Bakdomen rör sig framåt in i baffeln (eftersom du vänt fasen) → detta blir negativt tryck bakåt.

Från rummets perspektiv får du: framlob och baklob i motfas → sidledes (90°) släcker de ut varandra → dipol.

3. Så rätt logik är:

Elektriskt in-phase ⇒ akustiskt bipol (lob fram + bak i samma polaritet, starka sidor).

Elektriskt out-of-phase ⇒ akustiskt dipol (lob fram + bak i motfas, sidonollor).

Därför:

Det var alltså bakvänd logik i min tidigare förklaring.

Out-of-phase = den klassiska dipolen, med djupa sidonollor.

In-phase = bipol, med mycket sidenergi.

Det gäller att mata odjuret med rätt data och inte ta något för givet.