Bygga för god akustik

[Pabo]

Jag har ett eget litet hifirum i min källare (ca 4,3x5,6x2,25m) i vilket jag i princip får göra vad jag vill. Nackdelen är att tre av väggarna, taket samt golvet är av betong/klinker vilket ger en minst sagt kass grundakustik. Jag använder min kära DSP8024 för att hjälpa till men måste ju ändå hantera reflexer och grundakustiken på egen hand. För några månader sedan kom jag över en bunt akustikplattor i olika format och skall använda dessa till att skapa ett rum där DSP8024 inte behövs längre. De är vita Ecophonplattor av den typen som man har i tak på kontor med mera.

På denna sida http://www.ethanwiner.com/acoustics.html fann jag en hel del användbar information om vad man kan göra med "rigid fiberglass" och har nu så smått börjat fundera på att bygga tre stora basfällor som skall absorbera ner till ca 40Hz, fyra st bredbandsabsorbenter som skall absorbera ner till ca 125Hz samt ett underhängt tak i en del av rummet som skall absorbera takreflexerna. De stora basfällorna skall byggas som trekanter som man ställer i hörnen. Till dessa skall jag använda 22mm plywood som membran, 12mm plywood som låda samt två st 30mm tjocka glasfiberplattor som inre dämpning. De kommer bli ca 1,2m höga. Bredbandsabsorbenterna byggs med glasfiberplattorna (som ju har en vit pappyta på ena sidan) som yta mot rummet och en spalt mellan plattan och väggen på ca 10cm. Det nedsänkta taket kommer vara ca 2x2m och skall hänga 10cm ner ifrån taket mitt i rummet.

En varning mot projekt av denna typ är att man inte vill absorbera för mycket då det kan ge en känsla av instängdhet. Jag bygger därför alla enheter så att de går flytta på ett enkelt sätt.

Jag kommer lägga upp bilder allt eftersom arbetet fortskrider men det kommer ta sin lilla tid. När allt är färdigt kommer jag bjuda in till testlyssning.

[Max_Headroom]

De stora basfällorna skall byggas som trekanter som man ställer i hörnen. Till dessa skall jag använda 22mm plywood som membran, 12mm plywood som låda samt två st 30mm tjocka glasfiberplattor som inre dämpning. De kommer bli ca 1,2m höga.

Det låter mycket intressant. Ser fram emot att få se bilder och/eller ritningar på dylika pjäser.

[Naqref]

Detta kan bli mycket intressant att följa om du är lika noggrann som vanligt Förväntar mig att du mäter lite i rummet före och efter oxå. Det gör du väl?

[DQ-20]

Jag har ett eget litet hifirum i min källare (ca 4,3x5,6x2,25m) i vilket jag i princip får göra vad jag vill. Nackdelen är att tre av väggarna, taket samt golvet är av betong/klinker vilket ger en minst sagt kass grundakustik. Jag använder min kära DSP8024 för att hjälpa till men måste ju ändå hantera reflexer och grundakustiken på egen hand. För några månader sedan kom jag över en bunt akustikplattor i olika format och skall använda dessa till att skapa ett rum där DSP8024 inte behövs längre. De är vita Ecophonplattor av den typen som man har i tak på kontor med mera.

På denna sida http://www.ethanwiner.com/acoustics.html fann jag en hel del användbar information om vad man kan göra med "rigid fiberglass" och har nu så smått börjat fundera på att bygga tre stora basfällor som skall absorbera ner till ca 40Hz, fyra st bredbandsabsorbenter som skall absorbera ner till ca 125Hz samt ett underhängt tak i en del av rummet som skall absorbera takreflexerna. De stora basfällorna skall byggas som trekanter som man ställer i hörnen. Till dessa skall jag använda 22mm plywood som membran, 12mm plywood som låda samt två st 30mm tjocka glasfiberplattor som inre dämpning. De kommer bli ca 1,2m höga. Bredbandsabsorbenterna byggs med glasfiberplattorna (som ju har en vit pappyta på ena sidan) som yta mot rummet och en spalt mellan plattan och väggen på ca 10cm. Det nedsänkta taket kommer vara ca 2x2m och skall hänga 10cm ner ifrån taket mitt i rummet.

En varning mot projekt av denna typ är att man inte vill absorbera för mycket då det kan ge en känsla av instängdhet. Jag bygger därför alla enheter så att de går flytta på ett enkelt sätt.

Jag kommer lägga upp bilder allt eftersom arbetet fortskrider men det kommer ta sin lilla tid. När allt är färdigt kommer jag bjuda in till testlyssning.

Master Handbook of Acoustics av Everest har en hel del bra info. Ing. Öhman har också skrivit en hel del om detta i Musik & Ljudteknik. Dämpning av moderna på längden av rummet kan ju vara ganska smalbandiga jämfört med de som ligger kring 100 Hz. Genom att använda spaltabsorbent istället för membran tror jag att du kan vinna en del i precision och frihetsgrader (lättare att justera både godhetstal och frekvens om det finns tillräckligt djup att spela med (ett par decimeter). Spaltabsorbenter kan man ju dessutom bygga utmed hela bakväggen. Snyggt kan det också bli. Restaurant Trädgårn i Göteborg har ju ribbor nästan överallt.

Hälsningar,

Dahlqvist

[Naqref]

Mjo finns ju fördelar med båda varianterna - massabsorbenter resp spaltabsorbenter. Man kan ju göra massabsorbenten lite mindre djup och det går ju att justera resonansfrekvensen genom att lägga till massa (tegelstenar och PL400? ). Det är ju inget än en gigantisk slavbas! Tyvärr så ändrar man då även Q-värdet på den. Kan man få en justerbar dämpning så skulle det funka. Kanske någon form av friktionsdämpare kan vara användbar då?

[Pabo]

Nagref & Dahlqvist

Min tanke var att ställa upp diffusorer på bakväggen bakom högtalarna. Läste i en av mina böcker igår kväll att man kan bygga enkla diffusorer med kluvna papprör i olika dimensioner. De skall alltså ha den konvexa ytan in emot rummet.

Mina bassfällor i hörnen kommer bli ganska bredbandiga eftersom avståndet ifrån membranet bakåt hela tiden varierar i en triangel.

Jag kommer ta ut alla absorbenter ur rummet, köra en mätning med min DSP8024 och sedan ställa in absobent för absorbent i rummet med mätningar som följer med.

[Naqref]

Mina bassfällor i hörnen kommer bli ganska bredbandiga eftersom avståndet ifrån membranet bakåt hela tiden varierar i en triangel.

Frågan är om de blir bredbandigare av det! Så länge luftmängden bakom membranet och mängden dämpningen är densamma som för en plan absorbent så bör de vara lika bredbandiga.

[DQ-20]

Nagref & Dahlqvist

Min tanke var att ställa upp diffusorer på bakväggen bakom högtalarna. Läste i en av mina böcker igår kväll att man kan bygga enkla diffusorer med kluvna papprör i olika dimensioner. De skall alltså ha den konvexa ytan in emot rummet.

Mina bassfällor i hörnen kommer bli ganska bredbandiga eftersom avståndet ifrån membranet bakåt hela tiden varierar i en triangel.

Jag kommer ta ut alla absorbenter ur rummet, köra en mätning med min DSP8024 och sedan ställa in absobent för absorbent i rummet med mätningar som följer med.

Det är inte säkert att du vill ha reflexer från bakväggen vare sig de diffuserade eller inte. Har mindre med efterklang att göra än stereoperspektivet. Vad gäller q-värdet på din basfällor så känns det nog som att konstruktionen får försiktigtvis benämns om smalbandig: alltså absorbtion "runt" 40 Hz istället för "ned till" 40 Hz. Fast defintionen på smal och bredbandig beror kanske på vilken gren av elektroniken man pysslar med. Utrymmet bakom membranet är att betrakta som en kavitet, dvs det är volymen som är viktig.

Vad gäller mätning skulle jag först räkna, sedan mäta, sedan bygga. Materialet i väggarna och golvet tycker jag dock (min gissning) pekar på att göra vissa väggar lite "eftergivliga" med en avstämd absorbent.

Och glöm inte mattor. Om du inte lägger mattor på hela golvet kommer Ing. Öhman och hemsöker dig i sömnen.

/Dahlqvist

[Pabo]

Ni har ju naturligtvis rätt i att de inte blir bredbandiga. När jag väl använder det jag har mellan öronen så inser jag ju att det blir en sluten låda med en smalbandig resonansfrekvens som resultat.

Jag har en 10dB peak vid ca 35Hz och den är ju den värsta att bli av med. Vad tror ni om att bygga två portade lådor med resonansfrekvens 35Hz att ställa i hörnen. Det skulle bli 120 liter med ett 25cm rör med diameter 15cm. Hur effektivt skulle den absorbera? Handlar det om 3dB per låda?

[Pabo]

Apropå vad jag skrev tidigare om att en absorbent med trekantig form blir mer bredbandig så står det faktiskt så i min bok "Master Handbook of Acoustics". Det handlar i det fallet om en tät membranabsorbent. Jag vet inte om det stämmer men så står det i alla fall.

För övrigt måste jag säga att det är hyfsat komplicerat med akustik. Vissa säger att man bör absorbera överallt, vissa att man skall diffusera mer, vissa att man skall absorbera väggen bakom högtalarna, vissa att man skall diffusera där, eller t.o.m. blanda.

[Pabo]

Förresten, har någon av er byggt aktiva absorbenter? Hur konstruerar man styrningen?

[Naqref]

Förresten, har någon av er byggt aktiva absorbenter? Hur konstruerar man styrningen?

Mjo det har man väl pulat lite med oxå



Det var innan jag kände till Pass patent. Rätt knepigt det där med återkopplingen för att det ska bli stabilt och ändå ha någon användbar återkoppling. Sitter ett antal fasavancerande och fasretarderande kretsar på det kortet. Tyvärr lite för mycket för att det ska fungera bra på en experimentplatta. Det brummar en hel del så man kan svårligen avgöra dess effektivitet. Har funderat på att göra ett ordentligt kort till det men det har inte blivit av. Om man kan få det att funka så är det ju en rätt trevlig lösning annars som går att använda mer generellt i många rum för att dämpa basen lite mer bredbandigt.

[Pabo]

Nagref

Men vad är egentligen dess uppgift? Vad säger man till den att göra? Inte kan det ju vara att dämpa basen ... det skulle ju vara synd. Man vill väl ställa in den på att dämpa en viss frekvens en viss mängd. ställer man den då i ett hörn så borde den väl ge absorbtion av de stående vågorna vid den frekvensen.

[Svante]

Nagref,
sitter det en mikrofon nånstans? Kan man få se på schemat, även om det var knepigt?

[Pabo]

Emoser gärna er åsikt om att använda en avstämd låda som absorbent (det är ju en Helmholtz). Jag behöver som sagt dämpa 30Hz ca 10dB och har funderingar på en 120L låda med ett 15cm rör. Frågan är hur mycket de äter om man ställer dem i hörnen av rummet.

[Pabo]

Emoser = Emotser

[Naqref]

Många frågor... det finns några som kan svara på en del av dem men jag återkommer tidigast imorgon.

[Pabo]

OK, nu har jag flyttat ut alla absorbenter och mätt upp rummet.

Det låter riktigt kasst nu förresten. Alla röster far omkring en som häxor ifrån blåkulla och basen är burkig som om jag hade Sonab högtalare.

Jag har skrivit in frekvensgången i ett excelark men har inte någon egen ftp-server att lägga upp dem på. Finns det någon sådan här på faktiskt?

Jag vet ju att man kan släcka ut vissa stående vågor genom att placera högtalarna på 1/4 våglängd av den frekvensen ifrån väggen och eftersom jag hade en peak vid 80Hz så började jag flytta runt högtalarna. Mycket riktigt, då jag ställde dem 1,05m ifrån sidoväggarna (högtalarmembranet alltså) så fick jag ner den ca 4dB. Detta var alltså en stående våg mellan långsidorna. Jag har också en multipel av grundtonen (31,5Hz) mellan kortsidorna som är ganska tydlig vid 63Hz. Denna kunde jag ta ned genom att ställa högtalarna på 1,3meters avstånd ifrån bakväggen.

Nästa steg blir att ställa in mina tube traps som jag har ägt sedan länge för att se vad de verkligen gör.

[Naqref]

Jag har en 10dB peak vid ca 35Hz och den är ju den värsta att bli av med. Vad tror ni om att bygga två portade lådor med resonansfrekvens 35Hz att ställa i hörnen. Det skulle bli 120 liter med ett 25cm rör med diameter 15cm. Hur effektivt skulle den absorbera? Handlar det om 3dB per låda?

Klart klurig fråga! Om man gör en helmholtz smalbandig så kan man få upp den effektiva absorbtionsytan till kanske några kvadratmeter och då kan det dämpa rätt mycket men å andra sidan så kan det bli problem om man gör den för smalbandig. Om man inte får dämpfrekvensen helt rätt så kan de båda resonanserna börja samverka på ett sådant sätt att man får svävningar i volymen med en frekvens som motsvarar skillnaden mellan resonansfrekvenserna. Det är inte idealt. Oftast är det bättre att man har lägre q-värde på absorbenten och gör så att portarean fysiskt täcker ett större område. Det kan man fixa om man har spaltabsorbenter. De kräver dock att man har stort utrymme bakom för att funka. 10cm bakom och en springa på 1 cm gör att dess aktivitet kommer väldigt högt upp i frekvens. Man behöver snarare en halvmeter eller så bakom för att det ska funka. Massabsorbenter (membranabsorbenter) är ju lite estetiskt smidigare då man kan göra dem grundare och ha en stor yta som inte är så synlig. Går ju att tapetsera utanpå och få dem att verka som en vanlig vägg.


Om aktiva dämparen:

Men vad är egentligen dess uppgift? Vad säger man till den att göra? Inte kan det ju vara att dämpa basen ... det skulle ju vara synd. Man vill väl ställa in den på att dämpa en viss frekvens en viss mängd. ställer man den då i ett hörn så borde den väl ge absorbtion av de stående vågorna vid den frekvensen.

Dess syfte är att lära mig lite om aktiv styrning och om aktiv dämpning är en bra väg att gå (förvisso lite andra syften oxå men de är inte aktuella här). Dämpningen är tänkt att vara jämn över ett lagom stort område. Det är inte så problematiskt som det kan låta. Vad som händer är att man akustiskt sätt får en öppning i rummet där den står för alla frekvenser. De som förstärks och de som inte förstärks av rummet. De som förstärks av rummet är de viktigare men i o m att man 'öppnar' rummet så kommer man komma bort från de rumsberoende förstärkningen och därmed så kommer tonkurvan bli jämnare även om man dämpar de som inte får någon förstärkning. Det är dock om den fungerar idealt och så kommer det ju inte att se ut i den ickeideala verkligheten så då kan man tänka sig att man fixar så att återkopplingen av systemet blir högre vid de frekvenser som behöver extradämpning. Kanske är en lagom knepig uppgift för någon som har bra koll på reglerteknik.

Systemet består alltså av en mikrofon som placeras nära framför membranet och där man via elektroniken som syns på bilden matar en normal förstärkare som driver h-talarelementet. Inget jättekomplicerat alltså.

Svante: jag har eventuellt kvar det handritade schemat någonstans. Ska se om jag hittar det.

[Pabo]

Lite resultat så här långt.

Jag flyttade som sagt ut alla absorbenter ur rummet och mätte upp rummet som det var. Det lät förresten förfärligt. frekvensgången var som följer.


Jag sätter medianen till -6dB för att ha något att relatera till. Som ni ser finns det en ordentlig peak vid 31,5Hz (staplarna är ej numrerade helt så ni får lita på mig). Denna stående våg uppstår på det långa avståndet i rummet som är 5,2m. Eftersom högtalarna troligtvis har fallit 6dB vid 31,5Hz så anser jag att denna peak är 13dB. vid 40Hz har jag nästa stående våg mellan de långa sidorna i rummet på 9dB. Sedan har jag också multiplarna av dessa vid 63Hz och 80Hz.

Sedan fick jag för mig att testa att placera högtalarna på 1/4 våglängds avstånd ifrån väggarna vid problemfrekvenserna för att på så vis släcka ut vågen. Det innebär i mitt fall att jag fick ställa dem 1,3m ifrån bakväggen och 1,05m ifrån sidoväggarna. Högtalarna står fortfarande inte helt korkat i rummet fastän jag strikt följer denna teori. Frekvenskurvan blev som följer.


Medianen sätts till -6dB även i detta fall och då ser vi att 31,5Hz och 40Hz i princip är oförändrade medan 63Hz och 80Hz har reducerats till mediannivå dvs helt kompenserats bort. Ouuiihaa Det roliga är att frekvensgången även vid högre frekvenser har snyggats till avsevärt.

Nästa steg blir att bygga två Helmholtzabsorbenter för att ta 31,5Hz och 40Hz. Jag stämmer av dem till 35Hz teoretiskt och fyller dem med dämpmaterial för att göra dem bredbandiga. Enligt beräkningar skall jag använda en 12mm plywood på 25cm avstånd ifrån bakväggen och borra 10mm hål i en matris med 22cm emellan varje hål. Jag bygger dem 90cm breda och 110cm höga, det borde göra susen. Jag ställer två sådana i vinkel i varje hörn bakom högtalarna. Det kommer dock ta ett tag så håll ut.

[Pabo]

Jag ser så här i efterhand att mediannivån borde satts lägre i båda mätningarna men ni kan i alla fall se resultatet av mätningarna.

[Wolfie]

...

Systemet består alltså av en mikrofon som placeras nära framför membranet och där man via elektroniken som syns på bilden matar en normal förstärkare som driver h-talarelementet. Inget jättekomplicerat alltså.

Svante: jag har eventuellt kvar det handritade schemat någonstans. Ska se om jag hittar det.

Naqref, varför inte använda dig av 2 mikrofoner?
En som placeras precis som du gjort nära högtalarmembranet (alternativt tar man några 100 millivolt från förstärkarens utgång) och en som placeras vid lyssningsposition.
Man får sedan korigera nivåerna för insignalerna så att de matchar varandra.

Sen tar men en DSP med tillräckligt kapacitet, slänger in ett adaptivt RLS/LMS-filter och kör lite vitt brus eller frekvenssvep.
Vips så ställer filterkoefficienterna om sig och sparas i DSPns minne. Vad som är lite skoj är att du i RLS-filtrets koefficienter får en kopia utav dina högtalares (plus rummets) överföringsfunktion, vilket kanske kan vara nyttigt?

RLS-filtret jobbar efter inställning med att hela tiden eftersträva samma frekvensrespons som du har på insignalen till högtalarna och trollar på så sätt bort rummets tryck maxima och minima
Flyttar du högtalarna medans mätningen är aktiv så jobbar filtret genom att ställa om sina koefficienter och försöka få till frekvens svaret.

Eftersom din stereoanläggning i praktiken inte är direkt tidsinvariant så räcker det med att göra en mätning över valbart frekvensomfång och sedan köra med de filterkoefficienterna som sparats (mätningen behöver inte vara online hela tiden).

Denna typ av reglering kallas ofta för noisecancelling och är A och O när man försöker kommunisera i helikoptrar.
Finns mycket att läsa om i Matlab hjälpen under DSP-toolbox

[paa]

Nästa steg blir att bygga två Helmholtzabsorbenter för att ta 31,5Hz och 40Hz. Jag stämmer av dem till 35Hz teoretiskt och fyller dem med dämpmaterial för att göra dem bredbandiga. Enligt beräkningar skall jag använda en 12mm plywood på 25cm avstånd ifrån bakväggen och borra 10mm hål i en matris med 22cm emellan varje hål. Jag bygger dem 90cm breda och 110cm höga, det borde göra susen. Jag ställer två sådana i vinkel i varje hörn bakom högtalarna. Det kommer dock ta ett tag så håll ut.

Hur går det med helmholtzabsorbenterna?