Högtalardesign - från grunden

En liten uppdatering, håller på att fixa ordning min nya labbdator samt varit på Swec Live, därav en liten fördröjning.

Här har vi första preliminära testmätningarna av impedansen på mina 4" mellanregister från SB-Acoustic.

Kommer snart en liten post om mätningen i sig.

Ursäkta att det går långsamt, har rätt mycket projekt på sidan om plus skola, så tiden springer lätt iväg.
Borde få mer tid över till projekt framåt Jule-tid!

Detta är elementen i fråga vi ska testa, snabbt uppsatt för preliminär-mätning, egentligen bör elementet vara fixerat, men brydde mig inte om detta för preliminära testet.

Utförde slutgiltiga mätningarna nu på morgonen, tyvärr är det mörkare än mörkt ute och vi har inte fått upp någon riktig belysning i matrummet där jag normalt sitter och gör mina mätningar när det är kallt i verkstaden. Så ursäkta bildkvaliten.
Här är elementen som ska mätas upp, är totalt 4st i samma serie, Det är 4" mellanregister/midbasar a'la SB acoustics SB12NRXF25 fast i en annan upplaga med 12 ohms talspole och ett par till mindre ändringar. Det tillverkades 4st på prov åt PBN Audio för en mtm-konstruktion för några år sedan.

Ett gäng SB12NRXF25-12PBN som ska mätas upp, SB acoustics brukar dock vara väldigt konsekventa och stämma bra överens med databladen. Detta var inget undantag. Värt att notera är en modern typ av skumgummi-upphängning istället för gummi.

Såhär ser min normala uppsättning ut vid impedanssvep, kör en laptop med REW, en simpel Jigg enligt REWs egna instruktioner, ett externt ljudkort och en liten förstärkare för att ställa in nivån på mätningen.

Man kan även genom att addera en vikt på konen, och genom känd adderad vikt, få ut elementets Thiele/Small parametrar om man vill simulera med dessa. TS-parametrarna är egentligen ett samlingsnamn på de elektromekaniska parametrar som definierar hur elementet beter främst sig vid lägre frekvenser. Dessa är av stor vikt när man beräknar fram låda och lämplighet för olika typer avstämning för basåtergivning.

Väl värt att nämna kring dessa, och som en del verkar missförstå är att även fast dina egna mätningar av elementet i fråga inte matchar tillverkarens, så innebär det inte nödvändigtvis att någon av er har fel. Högtalarelement är icke-linjära i sin natur, vilket innebär att de uppför sig olika beroende på både skillnad i effekt och nivån av mekanisk rörelse. Upphettning av talspolen bidrar t ex till ändrade elektriska parametrar. Och vid större konutslag börjar dels spindeln (den del normalt tillverkad i tyg som stabiliserar talspolen bakom konen) göra mer motstånd, men även själva upphängningen runt konen sträckas ut och streta mot mer.

Detta i kombination med att själva talspolen börjar mer och mer lämna den effektiva delen av magnetgapet när den rör sig längre från dess viloläge gör att parametrar uppmätta vid olika nivåer av effekt skiljer sig åt. I fallet av TS-parametrar så mäter tillverkare lite olika, men de brukar generellt mätas vid 'små' signalnivåer för att få fram de värden som gäller när elementet agerar linjärt.

Vet ännu inte vilken nivå jag ska lägga terminologin på, så om någon vill att jag sammanställer ord och delar av t ex högtalarelement i en post med bilder och förklaringar så kan jag överväga det. Jag hoppas dock att det är begripligt för de flesta och att google kan vara till eventuell hjälp för eventuella frågetecken.

Statusuppdatering, och svar i ett!

Reserverat lite utrymme så man ska slippa leta senare och allt ligger på första sidan.

Ledsen för sent svar, projektet ligger på is tills mina studier är över i slutet av maj. Jag fick tyvärr andra projekt på hemmaplan som fick högre prioritering, och ett par delar i mätutrustningen gick sönder i början av året. Fick ett par av de nya delarna nu förra veckan, det sista bör anlända inom ett par veckor sen är mätutrustningen komplett igen. Kommer en uppdatering om detta i helgen.

Har fortfarande planen att göra detta till en komplett projekttråd med gott om information, men det är ett rätt stort projekt att planera och mycket information att strukturera. Kommer arbeta på en liknande guide på annat håll samtidigt, så passade bra att vänta in det.

Gjorde om hur tråden är strukturerad efter viss eftertanke.
Har ett reserverat inlägg för uppdaterings-log och resten körs löpande.

Blev efter helgen istället för under helgen, men så blir det ibland.

Första delen i sagan blir en tvåvägare av lite annorlunda snitt. Alla högtalare är kompromisser och man får helt enkelt välja vad man vill ha.. Ibland kan man tänja reglerna lite, men det finns alltid gränser. Första designen blir i ytterkanten av detta.

Denna design blir en kompakt högtalare på ~9-10 liter intern volym, designmålet är att den ska gå djupt och vara väldigt kapabel i de lägre registren i förhållande till sin storlek. För en liten högtalare är inte detta lätt att åstadkomma av många anledningar, det första är att en basreflexportarna blir extremt långa vid dessa små volymer vid de dimensioner som krävs... De får helt enkelt inte plats i lådan utan att det blir onödigt krångligt och kompromissat. Detta kan man lösa med en passiv radiator, ett passivt element med en vikt på som uppför sig fysiskt ungefär som en port, detta tillåter mig att stämma lågt i en liten låda. Att sluten design inte är aktuellt är en rätt uppenbart med målen för högtalaren i kombination med passiv design.

Problem nummer två är delningen mot diskanten, det finns gott om mindre element som lätt kan dela mot en diskant inom det normala registret (~2-3kHz). Däremot är det försvinnande få av dem som erbjuder låg fs, kan spela i små lådor och har gott om linjär slaglängd, dessa element brukar sällan spela över 1.5kHz om ens det. Relativt få diskanter klarar att gå ner till de nivåerna eller lägre som krävs för en delning, detta ska vi tackla genom att använda en större diskant i en waveguide. Genom att kontrollera spridningen i de lägre frekvenserna hos diskanten så får vi genom ett smalare spridningsmönster ett lyft i bottenregistret som tillåter en lägre delning. Ett annat alternativ vore en trevägskonstruktion, men detta är inte vad jag var ute efter i denna design.

Elementen som jag plockat ur högen för detta är ett TangBand W5-1138SMF, ett för sin storlek väldigt kapabelt baselement. Och ett par Seas 29TFF/W som jag tänkt försöka para ihop med en WG300-waveguide. Vet inte hur dessa diskanter kommer fungera med waveguiden, men i värsta fall har jag fler diskanter som jag vet fungerar. Med en design likt denna kommer det bli uppoffringar, bland annat känsligheten kommer vara låg, väldigt låg. Samtidigt som den maximala volymen kommer vara begränsad likaså. Däremot kommer vi troligen ha en högtalare med en väldigt trevlig och relativt kontrollerad spridning, som knappast kommer behöva något egentligt understöd från en sub trots sin storlek.

Den passiva radiatorn velade jag lite med, men valet blev tillslut Daytons DSA-215 ~8" som kommer monteras på högtalarens sida. Det kommer bli rätt tajt med plats både i och på utsidan av denna högtalare.

Mätningar, bilder när diskanten ska monteras i waveguiden och annat kommer vid nästa uppdatering.

En låda med W5-1138SMF, väldigt anonym!

Desto mindre anonymt högtalar-element däremot. En rejäl magnet och upphängning för storleken.

En WG300 waveguide som är redo för att modifieras så den passar en diskant den inte alls var ämnad för.

Här är en Seas 29TFF/W med en bit av faceplaten bortplockad för att waveguiden ska passa korrekt.

Såhär ser preliminära passformen ut för Waveguiden plus diskant, ser lovande ut.. men svårt att veta hur det mäter från baserat på enbart passformen.

Här har vi duon av PR och W5 sida vid sida. Värt att nämna är att en passiv radiator bör ha potentialen att förflytta dubbelt så mycket luft som elementet som driver den för att säkerställa att den passiva radiatorn inte skadas eller orsakar missljud vid högre effekter.

Och så en liten skiss från roxkz-cad 0.8.2 på konceptet, som ännu är namnlöst. Namnförslag?
Måtten är preliminära och kommer troligen öka en centerimeter eller två på sina håll då jag valt ett tjockare material för den bitar.

Och så en enklare 3D-modell på konceptet som slängdes ihop i sketchup lite snabbt.. Överväger att låta baselementet möta waveguiden lite närmare än i första konceptet.

Tack! Länge sedan jag lovade att göra denna tråd.
Kommer ta ett tag dock, har rätt fullt upp med skolan ännu och andra ansvarsområden inom ljudhobbyn. Ska återgå till de äldre posterna och genomarbeta informationen lite ytterligare för att försöka lägga det på än ännu mer grundläggande nivå när lite mer tid ges. Det är mycket att tänka på och lätt att missa steg och ta information för givet när man är van.

Liten snabb uppdatering; provade att temporärt fixera en waveguide till ena diskanten för att se om matchningen var lika lyckad som jag hoppats. Detta är bara snabbmätt på en testbaffel lite hastigt för att se om jag skulle byta diskant eller om kombinationen var lovande.

Kombinationen visar rätt goda resultat preliminärt, krävs bättre mätningar på rätt baffel vid olika vinklar och även riktiga distortionsmätningar, även om jag tvivlar på att det är ett problem med en såpass stor och robust diskant som 29TFF/W.

För övrigt visar mätningen en solid boost i de lägre registren av diskanten, det kommer göra det mycket lättare att dela den lågt och bibehålla en relativt konstant direktivitet. Enda jag har lite förbehållning för är dippen vid 1.5kHz, men vi får se hur ser ser ut i de riktiga mätningarna när de blir av. Däremot ser resten av frekvensgången tämligen oproblematisk ut..

Mätningarna tagna vid 1 meter använder gating för att ta bort reflektionerna och kör 1/48 smoothing.
Ursäkta en bild på skärmen, men har inte vettigt wifi bakom verkstaden. Ni får riktiga mätbilder nästa uppdatering.

Det har faktiskt hänt en del, men har inte velat skriva något förens jag hade lite att lägga upp.
Har gjort klart ritningen för själva lådan, designat en monteringsanordning för att fästa diskanten till waveguiden och börjat konstruktionen av dessa.

Kommer bygga lådan i 12mm möbelplywood av god kvalitet, baffeln kommer vara av dubbel tjocklek och lådan kommer stagas enligt ritningen. Interna volymen kommer landa på cirka 9 liter.

Så värmer upp med en bild på lådans tänkta konstruktion, ena sidan och toppen är dolda så man kan se den interna konstruktionen.

Bilder på låda samt waveguidemontering kommer senare idag.

Sådär, fick lite ont om tid häromdagen och sitter tyvärr på tåget nu, så det får bli en kortare uppdatering

Om intresse finns kan mer detaljerade bilder på själva byggandet läggas upp. Håller till utomhus i finvädret då min verkstad fortfarande är under rensning och inredning.

Här är lådans stomme klar, använder titebond II som blir gult när det härdat.

Närbild på staget.

Diskant monterad på waveguide.

Uppdatering: Kompletterande bilder.

Fräsning av den inre ringen i waveguideadaptern.

De två olika delarna som adaptern består av.

Hoplimmade och skruvpositionerna överförda med hjälp av svart färg på skruvskallarna.

Innerkanten fräst för lite jämnare övergång.

Kapar till bitarna till stag samt sidorna.

Förkapar större delarna av stagen.

Provar en "dry-fit".

Kapar klart det sista med sticksågen, cleanwood-bladen är riktigt bra.

När man fräser är tvingen i vägen på små bitar, då är det kanon med dubbelhäftande tejp för att fästa delarna i arbetsbänken.

Stagen kantfrästa med överhandsfräsen.

Borrar hål för fräsning av elementen, viktigt att hålen blir raka då jag kommer fräsa från båda hållen i baffeln som blir över 2cm tjock.

Bakom elementen vill man ha det "fritt" så elementet kan andas, därför är det bra att runda av kanten när baffeln blir tjock bakom bas/mellanregistrer. Körde detta med ett 45* kantfräs, detta är alltså baksidan av fronten. Är enklast att göra innan man limmar ihop lådan.

Lådan halvklar.

Stommen så gott som klar, men ena sidorna saknas.

Är lite dött i tråden, men jag påtar vidare oavsett.
Laddar upp lite mer saker imorgon eller senare ikväll, tyvärr står produktionslinjen still då posten tappat bort en leverans med plywood och jag behöver ett nytt anhåll till sågen. Men sakerna kommer snart nog! Ska passa på att skriva ett par A4 med ny text att komplettera upp med också...

Har gjort en testbaffel för mätningar, men fastnade med att fortsätta med att röja ut för verkstaden istället för att mäta. Stora frågan nu är vilken finish de ska ha, överväger att fanera dem i Zebrano-liknande faner eller lacka dem vita.

Bor tyvärr inte i Göteborg, bor uppe i Gävleborg! Jag pysslar dock inte med FAST/FR personligen men konceptet är inte främmande för mig.

Dessa är mest för skojs skull, inte för att behöver ett par... Så troligen kommer jag inte behålla dem.
Överväger därför vitt för att göra dem lättplacerade och tilltalande.

Jo, mäta bör man.. Var man delar beror på en hel del. Önskar dig lycka till! Hade lätt mätt om du bott närmare.
Är ofta inte så svårt att designa passiva basmoduler ofta, bara man matchar känsligheten rätt hyggligt.

Ursäkta sen feedback från mig, en misslyckad rotfyllning började jäklas så har legat däckad ett par-tre dagar. Bättre nu...

Tack!

Allt jag bygger och gör hamnar alltid öppet på nätet, det är en av kraven på projekten för min del. Försöker dessutom hålla det simpelt utan alltför avancerade tekniker i konstruktionen. Har ju bordssåg så jag egentligen skulle kunna köra gerade hörn så inte ändarna syns, men det skulle ju vara lite kontra ideen med projektet, att göra det lättillgängligt för alla.

Egentligen kanske inte detta är Sweclockers fokus, och det finns dedikerade ljudforum... men det översvämmar av projekt redan, de behöver inte ännu ett, så jag tänkte sprida lite av här istället.

Klart det gör, stressa bara inte... Vet inte hur många korkade missar jag gjort när jag stressat. Jag röjer ut garaget (se blivande verkstad, nu 30 kvadrat rammel) samtidigt så jag tar det lugnt. Väljer du dessutom en redan färdigdesignad konstruktion så är det -mycket- lättare.

Tack! Kommer lite mera så fort jag orkar gå genom lite bilder och skriva lite.

Tack! Dimper ner en mindre uppdatering ikväll eller imorgon förmiddag.

Tack! Blir lite av ett proof on concept, även om konceptet är välbekant sedan innan för mig. Det blir ett par högtalare (2.0 med andra ord), som ska klara sig utan subwoofer och ändå kunna ge, för storleken, ovanligt kapabel bas och en mer konstant direktivitet än normalt.

Jo, har lite kvar att göra ännu.. Allra minst hur elementen lirar tillsammans.

Denna blir inte i ren plywood, utan kommer ytbehandlas med heltäckande finish. Inte valt vilken ännu dock.

Anledningen är att jag ogillar att jobba i mdf pga dammet om jag slipper, och björkplyfa är det enda vettiga alternativet nästan... Har gjort i lackad plywood innan. 🙂

Nice! XT25an gör sig ju utomordentligt bra i waveguide för mer normala delningar. Är den parad men en Seas Er eller något annat? Grattis till ett trevligt bygge! Egen konstruktion?

Tyckte den såg bekant ut! Jo XT25 / SS R2604 är i det stora samma-lika element...
Ah, nice! Hade missat den där, hinner inte hänga på faktiskt så mycket längre utan pular vidare på egen hand...

Borde vara svårt att få den kombon att låta dåligt, du torde vara nöjd!
Fukdist är i runda slängar cirka 50% större än min högtalare och borde inte spela lika djupt, men har inte simulerat på det så ta det med en nypa salt.