Vill du vara del av diskussionerna i forumet, ställa frågor eller hjälpa andra? Registrera dig här!
Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Gävleborg
Registrerad
Apr 2008

Högtalardesign - från grunden

Hej! Vissa av er vet att jag håller på att drunkna i saker och ofärdiga projekt, så det var dags att ta tag i det. Mitt subwoofer-projekt ligger på is tills min rygg är bra nog att orka flytta på den inför lackering och småfix.

Men det hindrar mig inte från att börja med mindre projekt på sidan om, eller hur?
Har en rejäl samling högtalarelement som ligger, mer än det borde vara. Man samlar på sig med tiden helt enkelt! Jag har en förmåga att hamstra saker när tillfälle ges.

Här är en bild på en del av sakerna som ligger oanvända i kontoret.. Finns en del utöver detta också.

Tanken är att det ska bli något vettigt av röran!
Bland annat en WMTM (Woofer Mid Tweeter Mid) golvare med SB Acoustics 4" prototyper som mellanregister, fick dessa av Peter Noerbaek som driver PBN Audio för ett tag sedan. Måste mäta upp dessa då de saknar datablad. Blir en SB Acoustic SB29RDNC eller SB29RDC som diskant troligen, har ett par SB29RDNC liggandes så det vore rätt passande. Osäker på baselement men har ett par Dayton RS225'or som samlar damm, så det är möjligt att de åker i för att ja, de samlar damm.

Ett annat projekt är en Centerhögtalare, men med vertikal mellanregister/diskant uppsättning, det rätta sättet att konstruera en center i min mening då man inte får lika mycket problem med ojämnt frekvenssvar åt sidorna. Det är testbaffeln av den ni ser till höger. Blir SB29RDNC och en Vifa Ne123 combo i mitten och ett par Dayton RS180-8 för den nedre regionen. Dessa ska matcha en bekants frontar, så valet av element var rätt låst här.

Blir mer eller mindre projekt tills jag får slut på saker att bygga med, blir även minst två par mindre högtalare för skrivbordet. Ska börja med att mäta upp elementen, bygga testbafflar, testlådor och mäta upp dem. Sedan ta det därifrån med simuleringar och lite modeller.

Kommer ta sin tid och jag kommer lägga tid på detta i mån av möjlighet, så förvänta er inget supersnabbt förlopp. Troligen kommer jag kasta in lite av subben i min andra projekt mitt i allt om ryggen tillåter. Tanken var att dokumentera projektet steg för steg, från lösa delar till färdig 'produkt'.

Kan skriva en komplett lista av allt som ligger senare, måste hitta allt först.

Uppdatering 23/11/2019:
Enkel genomgång om uppmätning av element och ts-parametrar.

Uppdatering 05/05/2020:
Provpassning av waveguide, koncept och elementval för första projekt.

Uppdatering 06/05/2020:
Uppdaterat med bättre bilder.

Åbäke mk2: Ryzen 2600, MSI B450 Tomahawk, 48GB DDR4 @ 3000, 2x500GB Samsung 850 Evo, EVGA 1070 FTW.

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Gävleborg
Registrerad
Apr 2008

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.

Åbäke mk2: Ryzen 2600, MSI B450 Tomahawk, 48GB DDR4 @ 3000, 2x500GB Samsung 850 Evo, EVGA 1070 FTW.

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Gävleborg
Registrerad
Apr 2008

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 sedan jämföra med mätningarna utan, 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.

Åbäke mk2: Ryzen 2600, MSI B450 Tomahawk, 48GB DDR4 @ 3000, 2x500GB Samsung 850 Evo, EVGA 1070 FTW.

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
gbg
Registrerad
Sep 2008

Hej

Lite nyfiken på hur det gick med dina högtalare

/nico

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Gävleborg
Registrerad
Apr 2008

Statusuppdatering, och svar i ett!

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

Skrivet av baldakin:

Hej

Lite nyfiken på hur det gick med dina högtalare

/nico

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.

Åbäke mk2: Ryzen 2600, MSI B450 Tomahawk, 48GB DDR4 @ 3000, 2x500GB Samsung 850 Evo, EVGA 1070 FTW.

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Gävleborg
Registrerad
Apr 2008

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.

Åbäke mk2: Ryzen 2600, MSI B450 Tomahawk, 48GB DDR4 @ 3000, 2x500GB Samsung 850 Evo, EVGA 1070 FTW.

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
gbg
Registrerad
Sep 2008

Spännande! Jag väntar med spänning på resten.

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Gävleborg
Registrerad
Apr 2008
Skrivet av baldakin:

Spännande! Jag väntar med spänning på resten.

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.

Åbäke mk2: Ryzen 2600, MSI B450 Tomahawk, 48GB DDR4 @ 3000, 2x500GB Samsung 850 Evo, EVGA 1070 FTW.

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
gbg
Registrerad
Sep 2008

Underbart! Är nyfiken både på projektet och lärdomarna.

Är själv i en långsam process av att bygga ett år fullrange som jag sedan tänkte komplimentera med ett par högtalare för de lägre våglängderna; tanken är att korsa vid ca 400-500. Nu när jag vet att det finns en kunnig person inom ämnet kommer säkert en massa frågor så småningom. Måste bara flytta först

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Gävleborg
Registrerad
Apr 2008

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.

Åbäke mk2: Ryzen 2600, MSI B450 Tomahawk, 48GB DDR4 @ 3000, 2x500GB Samsung 850 Evo, EVGA 1070 FTW.