…..risposta @necoica ed in ambiente.

Partiamo dal grafico dell’impedenza del diffusore dal quale notiamo subito che l’impedenza è abbastanza lineare e che non scende mai sotto i 5ohm, a prima si è portati a pensare che un modulo così può facilitare il compito nel pilotaggio da parte dell’amplificatore però si possono notare anche molte rotazioni di fase elettrica che in qualche maniera ci consigliano comunque l’utilizzo di un amplificatore corposo e con una buona riserva di corrente anche e soprattutto perchè la sensibilità del diffusore è di “solo” 87db:

ora passiamo alla risposta in regime @anecoico (farfield finestrato) e la CSD della stessa misura; entrambe ci danno un buon riscontro generale, la misura in asse al tweeter ci restituisce in sostanza la simulazione di AFW che rispecchia le scelte progettuali che vanno a generare un andamento piuttosto lineare, il livello più alto di emissione del woofer ci restiuira un suono corposo in basso senza troppa invedenza e un buon dettagliato sulle altissime; la CSD invece ci sottolinea tre un buon decadimento generale e l’assenza di risonanze sulle medioalte:

sono riuscito a fare anche le misure fuori asse (fino ad un angolo di 45°) per generare i grafici di direttività partiamo dal grafico di dispersione orizzontale di risposta in frequenza ed in forma di diagramma polare, il quale ci regala la buona impressione avuta all’ascolto ossia una buonissima dispersione almeno fino 4000/5000 Hz :

per avere poi un colpo d’occhio maggiore inserisco anche i grafici in formato waterfall e sonogramma:

passando alla risposta in ambiente , sostanzialmente troviamo una risposta in linea con una curva di Moeller,  nel complesso un’andamento lineare in discesa da 160hz a salire di frequenza con qualche leggerissimo avvallamento.

…..risposta @necoica ed in ambiente.

..ora possiamo vedere il grafico di impedenza e la risposta in frequenza misurata sul diffusore completato per poi passare alla risposta in ambiente e possiamo fare delle considerazione sul risultato finale.

Partiamo dal grafico dell’impedenza del diffusore  il quale ci dice che in qualche maniera il circuito del passa basso sul midwoofer ci ha abbassato di molto l’impedenza dove c’erano i break-up (4500hz circa) e che comunque possiamo considerare iol diffusore un 4ohm nominale, ci sono molte rotazione di fase elettriche che in qualche maniera ci consigliano l’utilizzo di un amplificatore corposo e con una buona riserva di corrente:

questa invece la risposta in regime @anecoico (farfield finestrato) e la CSD della stessa misura; entrambe ci danno un buon riscontro generale la misura in asse al tweeter ci restituisce in sostanza la simulazione di AFW che rispecchia le scelte progettuali che vanno a attenuare un pochino, rispetto al livello generale, le frequenze comprese fra 2500hz e 5000hz che insieme al livello più alto di emissione del woofer ci restiuiranno un suono corposo in basso e molto dettagliato sulle altissime, questo tipo di timbrica un pò meno lineare rispetto alla curva suggerita da Mooler è stata scelta di comune accordo con il committente, dopo vari ascolti; c’è da dire per chi preferisse una classica curva stile Moller che basta diminuire sul passa basso del medio la resistenza da 4,7 ohm in serie all’induttanza e le resistenze sul tweeter per avere una risposta molto più lineare;

La CSD invece ci evidenzia oltre un buon decadimento generale anche il fatto che i break-up se pur attenuaro (-40db) sono sempre presenti:

passiamo ora alla risposta in ambiente , sostanzialmente troviamo una risposta in linea con la misura @necoica, abbiamo il solito picco a 50hz dovuto alla mia sala di ascolto, nel complesso un’andamento lineare in discesa da 120hz a salire di frequenza con qualche leggero avvallamento.

UN SOLO DIFFUSORE  DX                                           DIFFUSORE DX(ROSSO) / SX (BLU)

ora al solo scopo illustrativo aggiungo le risposte in ambiente separate di woofer e gruppo medio-alti:

questa invece la situazione in ascolto fra la posizione seduti sul divano (110cm circa) ed in piedi (nel mio caso 180cm)  circa il quale ci dice che la parte di frequenza medio-alta non risente della posizione di ascolto segno di una buona dispersione verticale:

Concludiamo con il logo ed una brochure che ho preparato e consegnato al mio amico  contente illustrazione progettuale, specifiche tecniche e misure.

4Max Brochure:

…risposta degli altoparlanti e scelta del filtro!

Come già fatto per altre mie realizzazioni al fine di ottenere un rapporto soddisfacente tra filtro simulato e reale ho usato la procedura consigliata da Claudio Negro nel suo sito per l’ottenimento di una risposta base per il simulatore corretta in fase fra tutte le varie vie che compongono il diffusore; in pratica consiste nel rilevare la risposta dei singoli altoparlanti non filtrati con il microfono fisso nella stessa posizione (1mt/altezza tweeter) presi singolarmente e poi insieme in parallelo, questa rilevazione serve per avere un riscontro poi sulla fedeltà della simulazione fatta dal software nel nostro caso AFW.

Nel software di simulazione ci dovremmo solo preoccupare, una volta importate le risposte singole e quella target (con relative curve di impedenza), di regolare gli offset di profondità di tutte le vie per avere la corretta risposta in fase e di eliminare qualsiasi calcolo inerente le diffrazione del baffle etc visto che sono già comprese nelle curve che andiamo ad importare nel software.

Essendo il diffusore alto 1mt e con il woofer molto distante dal resto delle vie ho dovuto effettuare le misure all’aperto ed a 1,5mt di distanza, ho alzato il diffusore con una base di circa 120cm da terra e quindi la posizione finale vedeva il tweeter a circa 210cm da terra, questo mi ha permesso di avere quasi 6ms di finestramento sulla risposta di tutti gli altoparlanti.
Come mio solito ho effettuato le misure con microfono ad altezza tweeter e senza mai spostarlo ho effettuato le misure su tutti gli ap singolarmente 0 e 45 gradi) e poi sulle varie coppie e terne per avere somme di risposta parziali al fine di avere un riscontro veritiero per regolare gli offset su afw in fase di simulazione filtro, ho anche effettuato le misure del woofer e del midwoofer in nearfield per avere dei livelli di volume coincidenti con quelli delle misure in farfield.
Come prima cosa ho generato i file FRD e ZMA (su Arta ho definito il gate adeguato e non l’ho mai modificato per mantenere corrette le fasi relative delle varie risposte dei singoli altoparlanti) per importazione su afw e con lo stesso impostando gli altoparlanti sul baffle coincidenti ho passato giorni e giorni a definire i filtri per poter acquistare i componenti e lavorare su dei prototipi, ho perso molto tempo a ottimizzare le fasi sull’incrocio.

Una volta “definito” il filtro ho generato un’altro progetto su afw posizionando gli altoparlanti sul baffle come nella realtà, definendo lo stesso con le corrette misure ed anche la stessa inclinazione di 7° ed infine regolando gli offset degli stessi al fine di avere sui grafici la coincidenza fra la risposta simulata da afw e quella misurata con il microfono; questo nuovo progetto mi consente di generare i grafici polari e la curva di risposta in ambiente (non molto esatta purtroppo come quella di Crosspc di Renato Giussani).

Partiamo dalla risposta di tutti i driver, la curva verde è il woofer (è un merge fra near e far), la curva blu è il midwoofer, la rossa il midrange a cupola ed infine la nera è il tweeter a cupola, le misure essendo a 150cm di distanza sono tutte -3db rispetto a quelle 1mt/2,83V:

Come possiamo vedere il woofer ha una emissione ad un livello molto più basso delle restanti vie che andranno quindi attenuate; si nota anche una emissione molto regolare su tutta la banda dell’ottimo mid a cono Seas e purtroppo si vedono anche le risposte un pò ondulate del midrange e del tweeter a cupola che risento del baffle particolare.

Passiamo ora ai grafici dei filtraggi a cui sono giunto, ho inserito anche la risposta con le fasi invertite per visualizzare il buco dovuto alla corretta fase all’incrocio fra le vie……l’incrocio fra midwoofer/woofer e quella fra mid/tweeter era molto precisa come quella fra mid/midwoofer però nel modificare il valore dei componenti al fine di adeguarli a quelli disponibili in commercio sono dovuto giungere ad un piccolo compromesso che però non dovrebbe inficiare all’ascolto!

  

Per i polari verticali abbiamo in ordine come incrocio tw/mid (7500hz) , mid/mw (1160hz) ed infine mw/wf (300hz):

 

Come possiamo vedere nonostante l’ottima fase agli incrocio purtroppo alla frequenza di 7500hz, a causa della distanza fra i punti di emissione fra tweeter e midrange, non abbiamo comunque una situazione buona con dei lobi che se pur corretti come livello risultano comunque molto marcati; ricordo che, data la frequenza di incrocio, la distanza massima fra i due centri di emissione sarebbe dovuta essere 23mm!!!  in pratica solo con un coassiale avremmo potuto ottenere un polare accettabile, invece ponendo la distanza attuale di 12cm l’incrocio al massimo per avere un buon risultato doveva essere intorno ai 1450hz!

Da notare anche che a 300hz il suono sembrerà sempre venire dal punto di emissione virtuale a centro tweeter nonostante il woofer sia in realtà molto in basso rispetto allo stesso.

Ora avendo misurato anche le risposte degli altoparlanti fuori asse (45°) applichiamo i filtri anche a tali risposte per vedere il risultato muovendoci di lato rispetto al baffle (in asse curva verde, fuori asse curva blu):

come possiamo vedere abbiamo una situazione ideale con il midrange ed il tweeter che perdono in emissione ma il tutto in modo speculare rispetto alla risposta in asse.

Per verificare l’effetto del fonoassorbente e della forma scelta per il box del diffusore andiamo ad analizzare la CSD del woofer e del midwoofer partendo dalla risposta nearfield dei due altoparlanti, partiamo dal woofer:

vediamo subito l’effetto delle perdite dovuto alla presenza massiccia di lana di vetro all’interno del box che fa scendere a -40db dopo solo 7ms circa la risposta del woofer, c’è una coda a circa 850/900hz ed in gamma alta ma poco ci interessano visto il filtraggio dello stesso molto deciso posto a 300hz, possiamo aspettarci un basso molto pulito privo di code sonore, già comunque molto basse con il caricamento in sospensione pneumatica!

per quanto riguarda invece il midwoofer abbiamo una buona caduta ed infatti gia dopo 4 ms siamo già a -40db e a parte una gobbetta a circa 750hz, che però scende regolarmente con il resto dello spettro, non abbiamo nulla da dire…è ok!!

Per ora essendo il filtro non definitivo evito di inserirne il disegno e gli ordini elettrici (cmq abbastanza alti), stesso discorso per la misura di impedenza del diffusore modulo e fase!

….a breve per aggiornamenti

…..finalmente eccoci qua pronti con il filtro definitivo testato ed approvato con qualche modifica rispetto alla prima version. Si tratta di un filtro abbastanza semplice anche se del 3°/4° ordine elettrico a seconda del driver, unici accorgimenti, una cella RLC centrata a 4.000 hz per ridurre una risonanza fastidiosa del midrange a cupola che funge anche da filtro aggiunto per il midrange stesso, ed il collegamento del tweeter in controfase; tutte le attenuazioni sono state fatte con resistenze in serie ai condensatori e/o induttanze di filtro:

Da notare l’utilizzo di induttanze, specialmente sul woofer, con impedenze molto basse al fine di cercare una attenuazione minima dello stesso (siamo in partenza già a soli 87db di sensibilità), di conseguenza abbiamo degli induttori molto ingombranti!!

Questa la simulazione AFW per il filtro definitivo:

  

si può notare una certa esaltazione voluta, in asse, del tweeter che ci aiuterà ad avere invece un certo allineamento nell’ascolto del tweeter rispetto alle altre vie da 15° a salire sul piano orizzontale e in generale nell’ascolto in ambiente.

Ho messo anche la simulazione di risposta con i drivers in controfase per evidenziare la bontà dell’incrocio delle varie vie, sono comunque dovuto scendere a compromesso prediligendo all’ascolto la qualità del messaggio musicale anche se agli incroci non abbiamo più (tranne che per il woofer) una situazione ideale.

Questa la misura effettuata sul filtro dei diffusori ai capi di ogni singolo altoparlante, questo tipo di misura dice poco dal punto di vista della risposta in frequenza del diffusore ma ci aiuta a capire elettricamente come ogni singolo driver è stato filtrato e attenuato, possiamo vedere come il midwoofer ed il midrange sono stati attenuati molto rispetto al tweeter ed anche come i filtri siano tutti con molta pendenza elettrica 3°/4° ordine elettrico:

..a presto con le misure definitive e le foto dei diffusori terminati.

Misure elettriche altoparlanti in box…..

Passiamo alle misure elettriche sugli altoparlanti direttamente montati nel mobile del diffusore per capire che carico vedrà il finale che le piloterà e se per le medio/basse  abbiamo ottenuto le stesse frequenze di risonanza che le simulazioni ci proponevano.

…costruzione del mobile (Parte II)

Proseguendo nella costruzione del mobile ho richiesto al mio falegname di fiducia i nuovi pezzi su misura, questa volta ho utilizzato sempre lamellare massello di faggio da 27mm però non per tutti i pannelli, infatti per i fianchi laterali ho optato per una soluzione di sandwich di lamellare di faggio da 19mm+mdf da 6mm per un totale di 25mm questo per un semplice motivo, la parte mdf da mettere all’interno l’ho fatta più piccola rispetto al faggio su tutti i lati per ottenere così lo scasso per appoggiare i pannelli frontale e posteriore senza dover lavorare con la fresatrice e facilitandomi il lavoro e allo stesso tempo ottenere una precisione maggiore.

Altra modifica nel modo di costruzione è stata la scelta di usare per le giunzioni i lamelli di legno e di conseguenza ho acquistato una fresatrice per lamelli COMPA, questo metodo mi facilità di molto l’incollaggio specialmente nel mio caso in cui ho degli angoli particolari…in pratica il pezzo non mi si muove mentre è sotto pressione per  l’incollaggio e le giunzioni avvengono perfettamente a filo…con una facilità di lavoro impressionante!!

Quindi una volta tinto il legno e dato 2 mani di turapori all’acqua ed una di finitura per parquet sempre all’acqua ho iniziato l’incollaggio sui pannelli laterali delle tavolette di mdf sul faggio aiutandomi con dei chiodini per tenere il tutto fermo prima che la colla facesse presa poi ho iniziato l’assemblaggio vero e proprio del mobile unendo le 2 basi superiore/inferiore con i fianchi laterali, qui una foto del risultato (con tanta polvere) con già il fonoassorbente incollato (il mobile sembra rettangolare a causa della prospettiva della foto ma è di forma trapezioidale…..da notare anche sull’ultima foto la nicchia per la basetta dei connettori del mobile medio-alti):

Poi ho provveduto ad effettuare il foro per l’alloggiamento del woofer sul pannello frontale, effettuando anche i fori per le madreviti di fissaggio:

…poi sono passato al pannello posteriore un pò particolare in quanto a partire dalle stesse misure del pannello frontale ed al fine di creare una nicchia sul retro che mi permettesse di inserire la basetta per i filtri, ho allargato il tutto di qualche cm e mi sono fatto tagliare le 2 bande laterali in eccesso al fine di creare un pannello identico in quanto a misure a quello frontale ma con una doppia profondità…le foto chiariscono  meglio di 1000 parole….:

 

Ed infine ecco una foto del mobile terminato (per altre foto vi rimando alla galleria)

…modifica in corso d’opera

…pensa che ti ripensa alla fine ho deciso di far lavorare tutto il diffusore sugli 8 ohm nominali e così ho cambiato il driver per le basse frequenze passando ad un Peerless SLS P830668 trattasi di un subwoofer da 10″  con una escursione da 8.3mm ed un QTS di 0.55 ed un VAS di 73lt circa, adattissimo quindi al carico in sospensione pneumatica in un volume ristretto, la sensibilità e di circa 88db.

Rispetto al driver Dayton, nel medesimo volume (35lt circa) per un QTC di 0,73, a discapito di circa un db in meno di sensibilità questo subwoofer riesce a sopportare una maggiore potenza e ad avere una escursione del cono più lineare (siamo nei margini della xmax fino a circa 120W)  con un Group Delay minore di circa 1ms…a tutto vantaggio di una MIL e MOL migliori.

…in pratica avremmo a parità di profondità di discesa in frequenza un basso più secco e  più pulito!

ora possiamo continuare con la costruzione del mobile…..

aggiungo i dati ed il grafico di basspc per il woofer Peerless:

questo invece il grafico di simulazione di raffronto fra il nuovo woofer Peerless (rosso) ed il vecchio Dayton (giallo) nel medesimo volume, come vedete i grafici rispecchiano ciò che dicevo prima e cioè che a parità di condizioni (volume box e assorbente) e di potenza fornita (100Watt) abbiamo:

• una  risposta in frequenza quasi uguale
• una sensibilità più alta
• una escursione per il peerless ampiamente nella xmax mentre per il dayton già da 50hz siamo oltre
• una potenza in uscita di 106.7 db che mentre per il Dayton comincia la sua discesa già a 64hz per il peerless lo fa da 52hz db
• un ritardo di gruppo più contenuto di circa 1ms  favore del peerless.
• un carico di 8ohm nominale più facile da gestire per qualsiasi amplificatore di potenza.

INSOMMA POSSO RITENERMI SODDISFATTO!

Aggiungo infine il grafico di impedenza in aria libera dichiarato dalla casa e quello misurato sui 2 esemplari effettivi, la misura è stata fatta dopo aver effettuato 40 minuti di rodaggio con segnale a bassa freq su entrambi i woofer e come potete notare le misure corrispondono notevolemente con quelle dichiarate ed i 2 driver acquistati hanno una curva d’impedenza ed una fs praticamente identiche (1hz di differenza) anche se con un valore ohm diverso , la differenza probabilmente dipende dal tempo passato fra una misurazione ed un’altra che ha permesso alla seconda bobina di raffreddarsi un pò di più.

…costruzione del mobile (Parte I)

…visto il punto fermo sulla grandezza del mobile dato che più grande per esigenze logistiche e di WAF non si può fare, possiamo passare alla costruzione del mobile rispetto al disegno fatto.

Una volta messi su carta tutti i pezzi con le relative misure sono andato dal falegname spiegandogli tutti i tagli particolari da fare poi una volta ritirati i pezzi finiti mi sono messo al lavoro per i fori degli altoparlanti e per altre accortezze che di seguito illustro e spiego.

Ricordiamo che il mobile del diffusore sarà suddiviso in due parti una solo per il box del woofer e l’altra per le restanti 3 vie quindi partiamo dal mobile più piccolo…

MOBILE MEDIO-ALTI

Particolare dei pannelli che formano il baffle frontale che come si vede è composto da 3 pannelli

• il primo è quello vero e proprio che verrà tinto di nero si notano i fori per alloggiare gli altoparlanti con le relative fresature per portare le flange a filo pannello, ho poi predisposto i fori per il fissaggio dei drivers al pannello tramite madreviti annegate nel legno e bulloni per facilitare eventuali operazione di smontaggio/montaggio. Cosa molto importante è la lavorazione alle spalle del midwoofer a cono effettuata a mano libera con la fresatrice verticale a formare come dei petali (ultima foto), questo tipo di accorgimento permette al cono di comprimere l’aria alle sue spalle limitando al massimo eventuali ostacoli alla compressione stessa che può andare a modificare in ascolto la risposta in frequenza aggiungendo distorsione. Sempre a mano ho creato anche gli spazi per tweeter e midrange a cupola per i connettori sporgenti.
• il secondo pannello ha la stessa forma di quello principale però è piu alto di 2cm sulla parte superiore e di altrettanti cm è più largo per ogni lato questo per creare , anche grazie alla svasatura che  funge da battuta, lo spazio per i montanti del telaio per le tele acustiche parapolvere che saranno dei quarti di tondo da 2x2cm; come si vede nella penultima foto la svasatura fa affogare il pannello principale in quest’altro lasciando però un 1cm di sporgenza in maniera tale che la tela sarà ad un 1cm dal baffle questo per non toccare le cupole del tweeter e del midrange.
• il terzo pannello  che và a chiudere il retro del tweeter e del midrange è stato aggiunto perchè lo spessore finale dei primi due pannelli(27+10=37mm) è abbastanza per il tweeter ma non abbastanza per la profondità del midrange  (50,5mm) quindi ho creato su questo pannello un vano circolare di 15mm di profondità per aumentare lo spazio alle spalle.

Particolare del mobile per i medio bassi 5lt circa in cassa chiusa.

I vari pannelli sono solo poggiati al fine di verificare la bontà degli incastri, come si vede sui due pannelli laterali ho fatto gli scassi per permettere un buon incastro fra i pannelli.

Ed ecco le foto del mobile in fase di chiusura….il flash fa sembrare tutto molto lucido cmq dal vivo è molto bello….si nota l’assorbente interno attaccato alle pareti ed i cavi di connessione interni, il mobile del medio-basso sarà poi riempito di materiale assorbente Monacor MDM-3.

Queste invece le foto del mobile terminato SEMPRE CON IL FLASH PURTROPPO!!!!

Particolare del connettore di connessione (il mobile del basso avrà una nicchia per nasconderlo):

Misure elettriche altoparlanti in aria libera…

Passiamo alle misure elettriche sugli altoparlanti per confrontarle con quelle dichiarate dalle case e vedere che non si discostino molto da esse.

Per quanto riguarda tweeter e midrange a cupola faremo solo le misure di impedenza vista la difficoltà di misura e la poco utilità nel rilevare i parametri T&S.

Per quanto riguarda midwoofer e woofer a cono rileveremo le curve prima in aria libera e poi in cassa chiusa, contestualmente procederemo alla rilevazione dei parametri T&S.

Tweeter Visaton G25FFL 8ohm

Dichiarata                                                                        Misurata

La corrispondenza delle curve è ottima!  Per quanto riguarda la RE la misura con il multimetro mi ha dato un valore di 5,65ohm in linea con i 5,6 dichiarati.

Midrange Visaton G50FFL 8ohm

Dichiarata                                                                         Misurata

Anche qui una buona corrispondenza compreso lo scalino dopo la FS anche se meno brusco e di durata maggiore quasi fino ai 1000hz, da notare anche una leggera differenza nel picco dove la misura riporta circa 20,4ohm mentre quella dichiarata è di circa 25ohm.

La RE misurata è di 6,5ohm in linea con i 6,4ohm dichiarati.

Midwoofer Seas MCA15RCY

Dichiarata                                                                         Misurata

Qui notiamo subito una differenza nella FS dove quella misurata risulta essere più alta ossia 57,7Hz contro i 51Hz dichiarati, anche il valore dell’impedenza risulta essere diverso 41,8ohm contro i 37ohm dichiarati, la discrepanza probabilemente è da ricercarsi nel modo in cui la Seas rileva questi parametri infatti la misura è fatta con u segnale da 2V mentre io utilizzo un segnale molto + basso intorno ai 100mV.

La RE misurata è di 5,75ohm in linea con i 5,8ohm dichiarati.

Per quanto riguarda i parametri di T&S usando il metodo della massa aggiunta ho dovuto mettere un peso di 4,4gr per abbassare la Fs di 20,6% e portarla così a 45,8Hzho ottenendo così i seguenti valori da confrontare con quelli dichiarati (tra parentesi in rosso):

Impedance data:
Z1max = 39.43 ohm
Fso1 = 45.8 Hz
Z1min = 6.68 ohm

Overly data:
Z2max = 41.80 ohm
Fso2 = 57.7 Hz
Z2min = 6.66 ohm

Frequency shift = 20.6 %
( optimal shift is 20% to 50%)

Thiele-Small parameters:

Fs = 57.68 Hz (51Hz)
Re = 5.94 ohms[dc]
Le = 142.79 uH
L2 = 454.59 uH
R2 = 11.94 ohms
Qt = 0.34 (0.25)
Qes = 0.40 (0,30)
Qms = 2.40 (1.57)
Mms = 7.44 grams (7.1gr)
Rms = 1.122783 kg/s
Cms = 0.001023 m/N (1,4 mm/N)
Vas = 8.69 liters (12 lt)
Sd= 77.76 cm^2 (80 cm^2)
Bl = 6.344897 Tm (6.8 Tm)
ETA = 0.40 %
Lp(2.83V/1m) = 89.45 dB (89.5 dB)

Added Mass Method:
Added mass = 4.40 grams
Diameter= 9.95 cm

Troviamo una sostanziale somiglianza tra i parametri rilevati e dichiarati e comunque la differenza non va ad inficiare il carico scelto di 5 lt in sospensione pneumatica; importante anche la effettiva sensibilità del driver di 89,5dB molto importante per l’allineamento del livello della risposta con il midrange ed il tweeter a cupola.

Woofer Dayton SD277A-88

Dichiarata                                                                         Misurata

Ottima la somiglianza delle curve anche se quella misurata parte da 20hz (…mi sono dimenticato di cambiare la freq. iniziale su Limp!?!!?), troviamo anche il gradino a circa 800hz in entrambe le curve e la FS misurata di 27,3Hz con un valore di 25,5ohm è molto vicina alla Fs 26,2Hz con 23,8ohm dichiarata….diciamo che possiamo essere soddisfatti della misura.

La RE misurata con le bobine in parallelo è di 3,32ohm in linea con i 3,16ohm dichiarati.

Veniamo ai parametri di T&S….ho effettuato due misurazioni con due masse aggiunte diverse, la prima per avere un shifting ottimale della fs (21,3%) con un peso di 40gr che però è troppo vicino alla Mms dell’altoparlante (57gr) ed una seconda con un peso di 25,10gr per abbassare la Fs di 16,3% e portarla così a 22,58Hz, che mi è sembrato un buon compromesso massa aggiunta/% shifting ed ho ottenuto questi valori da confrontare con quelli dichiarati (tra parentesi in rosso):

MISURA 1

Impedance data:
Z1max = 22.35 ohm
Fso1 = 21.2 Hz
Z1min = 3.99 ohm

Overly data:
Z2max = 25.45 ohm
Fso2 = 26.9 Hz
Z2min = 3.80 ohm

Frequency shift = 21.3 %
( optimal shift is 20% to 50%)
Thiele-Small parameters:

Fs = 26.92 Hz (26,2 Hz)
Re = 3.30 ohms[dc]
Le = 1012.28 uH
L2 = 1091.05 uH
R2 = 0.83 ohms
Qt = 0.41 (0,43)
Qes = 0.47 (0,50)
Qms = 3.18 (3,23)
Mms = 75.67 grams (57,7 gr)
Rms = 4.030202 kg/s
Cms = 0.000462 m/N (0,64 mm/N)
Vas = 76.81 liters (107,5 Lt)
Sd= 344.06 cm^2 (346,4cm^2)
Bl = 9.448266 Tm (7,80Tm)
ETA = 0.30 %
Lp(2.83V/1m) = 90.78 dB (87,8 dB)

Added Mass Method:
Added mass = 40.00 grams
Diameter= 20.93 cm

*************************
Impedance data:
Z1max = 23.87 ohm
Fso1 = 22.5 Hz
Z1min = 4.04 ohm

Overly data:
Z2max = 25.45 ohm
Fso2 = 26.9 Hz
Z2min = 3.80 ohm

Frequency shift = 16.3 %
( optimal shift is 20% to 50%)

Thiele-Small parameters:

Fs = 26.92 Hz (26,2 Hz)
Re = 3.30 ohms[dc]
Le = 1012.28 uH
L2 = 1091.05 uH
R2 = 0.83 ohms
Qt = 0.41 (0,43)
Qes = 0.47 (0,50)
Qms = 3.18 (3,23)
Mms = 73.97 grams  (57,7 gr)
Rms = 3.939239 kg/s
Cms = 0.000473 m/N (0,64 mm/N)
Vas = 78.59 liters (107,5 Lt)
Sd= 344.06 cm^2 (346,4cm^2)
Bl = 9.341032 Tm (7,80 Tm)
ETA = 0.31 %
Lp(2.83V/1m) = 90.88 dB (87,8 dB)

Added Mass Method:
Added mass = 25.10 grams
Diameter= 20.93 cm

Per quanto riguarda i valori di QMS/QTS/QES siamo proprio in linea con i valori dichiarati mentre abbiamo in entrambe le misurazioni il valore VAS ,misurato poco sotto agli 80 Lt ,più basso di quello che ci aspettavamo con la conseguenza di avere una sensibilità maggiore (entrambe le misure si attestano sui 90 dB abbondanti)  anche se poi i valori misurati ci alzano la F3 da 50HZ a 60HZ  a parità di volume (35Lt) mmmm…..ci dobbiamo lavorare su!!

…simulazioni e scelte costruttive

Ripartiamo dalla forma finale del mobile seguendo le scelte progettuali spiegate nell’articolo precedente:

Il mobile sarà costruito tutto con lamellare in masselo di faggio da 27mm, unica eccezione per quanto riguarda le basi superiore e inferiore del mid-woofer che saranno in mdf da 15mm, questo per avere un pò più di volume disponibile e viste le poche sollecitazioni alle basse frequenze che avremo dai 250hz in sù.

Come assorbente interno ho previsto su tutte le pareti:

• fogli di bitume+cascame con l’aggiunta di fonoassorbente pressato con lana di vetro 5cm con densità 12 kg/m³ + Monacor MDM-3 non pressato, per il volume di midwoofer e tweeter.
• fogli di bitume+cascame con l’aggiunta di fonoassorbente pressato con lana di vetro 5cm con densità 12 kg/m³ per il volume del woofer.

Veniamo alle simulazioni per la scelta dei giusti volumi di carico iniziamo dal mid-woofer a cono Seas, simulando il carico del piccolo gioellino con il box scelto in sospensione pneumatica e assorbente otteniamo questi grafici:

Con Bassbox Pro

Con Basspc

1.  Otteniamo una risposta che rimane alta assestandosi sugli 0db almeno fino ai 280hz  con una F3 di circa 200hz, buono visto che il taglio del filtro sarà compreso tra i 250hz ed i 350hz, però abbiamo un QTC molto basso per una sospensione pneumatica siamo su un valore di circa 0,35/0,40 a seconda della quantità di fonoassorbente che metteremo all’interno, questo potrebbe peggiorare la resa acustica andando a far gravare la riproduzione di frequenze troppo basse sul midrange, potremmo quindi valutare di diminuire il volume del box avere un Q più alto e aumentare così la F3 e allegerire così il lavoro al piccolo cono facendo però attenzione a non far salire troppo la FS per tenerla lontana il più possibile dalla frequenza di taglio.
2. Al di sopra deli 250hz l’escursione del cono è ben al di sotto del limite di linearità (3.5mm) anche con 100w.

Possiamo ritenerci soddisfatti della scelta, ora passiamo al woofer a cono Dayton, simulando il carico con il box scelto in sospensione pneumatica e assorbente otteniamo questi grafici:

Con Bassbox Pro

Con Basspc

1. Abbiamo un Qtc di 0,6 che ci regala una curva di risposta con una discesa abbastanza lineare, non ci preoccupiamo troppo per il fatto che al di sotto dei 50 siamo un pò troppo giù con i db perchè il pavimento ci darà una mano ed anche il filtro, una F3 su 50hz è più che accettabile
2. Otteniamo un ottimo ritardo di gruppo appena 6ms costanti dopo i 50hz quindi possiamo aspettarci una pronta risposta ai transienti con un basso veloce e corposo….si tratta sempre di un woofer da 25cm!
3. L’escursione con 100 watt è accettabile fino ai 45hz dopo avremo qualche problemino
4. Non possiamo pilotare il woofer con moltissima potenza, già al di sotto dei 70hz la MIL scende molto ripidamente

(Diffusore MOD-1) Premesse del progetto…

Gli obiettivi del progetto erano quelli di sviluppare un diffusore non molto grande con un altezza massima di 100cm circa (vincoli ambientali…WAF) e con il mobile che produca il minor numero di onde stazionarie interne ed una diffrazione dovuta al baffle il più contenuta possibile.

Ho optato per una soluzione che prevede un sistema composto da 4 vie con un woofer da minimo 20cm da usare in cassa chiusa, un mid-woofer a cono da 12/15cm da usare sempre in cassa chiusa ed infine da un midrange ed un tweeter a cupola.

La scelta della carico in sospensione pneumatica deriva dall’amore che ho per questo tipo di caricamento grazie alla fedele resa sonora dai 40/50Hz in sù con risposta ai transienti pronta e pulita, sicuramente si possono ottenere ottimi risultati anche con il reflex e sicuramente si scende più facilmente in frequenza con questo tipo di caricamento però i compromessi potrebbero essere troppi e a volte le spurie in uscita dal condotto e il group delay alla lunga affaticano l’ascolto considerato anche che mano a mano che si alza il volume di ascolto il nostro orecchio diventa più sensibile alla basse frequenze e spesso un basso presente a volumi medio bassi diventa troppo invadente aumentando il livello di emissione.

La scelta delle 4 vie deriva dal fatto che preferisco usare ogni altoparlante solo per la porzione di frequenza in cui quest’ultimo dà il meglio di se allontanandolo il più possibile dalla Fs in basso e dai break-up del cono alle alte frequenze.

La scelta per i driver è ricaduta su questi 4 signori:

• Tweeter a cupola da 25mm Visaton GF25FFL che abbina ad una frequenza di risonanza abbastanza bassa 1600Hz una buona linerità nella risposta con una piccola enfasi al di sopra dei 10000Hz
• Midrange a cupola da 50mm Visaton GF50FFL driver con una frequenza di risonanza bassa solo 450Hz ed una buona linerità nella risposta nella banda di utilizzo 800/6000hz ed una ottima dispersione orizzontale
• Midrange a cono da 15cm Seas MCA15RCY alta sensibilità 89,5db, molto lineare fino ai 1300hz, cono in carta e qualità SEAS!
• Woofer a cono da 25cm doppia bobina (8+8ohm) Dayton SD270A-88, buona sensibilità 87,8db, costruzione solida, buona escursione 6mm e capacità di scendere abbastanza bene anche con un volume non molto grande.

Come soluzione finale per il mobile ho optato per una forma a piramide tronca con la base rettangolare di dimensioni 34x40cm (LxP) ed un altezza di 100cm, il box sarà formato da due blocchi separati, uno per il woofer con un altezza di 60cm ed un volume di circa 35Lt al netto dell’altoparlante e l’altro per il resto degli altoparlanti.
Il perchè della forma particolare è facilmente intuibile e cioè la piramide tronca non offre pareti parallele al di fuori delle due basi che nel mio caso per il mobile del woofer sono distanti 60cm e quindi data la formula 345000/2/D abbiamo 345000/2/600 = 287,5Hz frequenza della stazionaria con una lunghezza d’onda di 120cm, un pò difficile da curare solo con l’assorbente e per questo motivo ho deciso di inserire sulla base superiore, la più piccola infatti misura solo 25x26cm (LxP), degli inserti obliqui allo scopo di eliminare la presenza di pareti parallele.
Per quanto riguarda il box superiore sarà composto da un volume chiuso per il mid-woofer a cono di altezza 16cm di circa 5lt e da una parte superiore composta dal solo baffle, per il midrange ed il tweeter a cupola, con forma a trapezio che rende il più possibile minima la distanza fra driver e spigolo al fine di alzare il più possibile in frequenza la comparsa delle diffrazioni del baffle frontale.

Questa la forma finale del mobile:

Veniamo al dettaglio delle misure e delle simulazioni che mi hanno portato a questa soluzione……