Biancotte: diffusore tre vie (w - fr - tw)

[Marcus]

Ciao,
sto mettendo a punto dei diffusori formati da:
- woofer rola da 15"
- fullrange isophon p203c da 8"
- tweeter monacor dt-28N
woofer e fullrange hanno il magnete in alnico, il tweeter in neodimio.

I diffusori derivano da un altro progetto che avevo già presentato qui sul forum.

Il woofer è in cassa chiusa, mentre fullrange e tweeter sono in open baffle.
Come si vede nella foto seguente un diffusore è posizionato nell'angolo, mentre l'altro vicino ad una porta.

IMG_0035.jpg

Il filtro è realizzato su una tavoletta di legno con morsettiere per poter provare varie combinazioni.

IMG_0366.jpg

La riposta in frequenza, misurata con un fonometro radioshack usato come microfono, posizionato sullo schienale del divano nella posizione di ascolto (siamo a circa 250 cm) è questa:

Biancotte_3_divano_124.jpg

I diffusori sono pilotati dallo sfizio GM70

La curva di impedenza del diffusore completo misurata con speaker workshop è la seguente:

BIancotte M 3.jpg

BIancotte NM 3.jpg

Il filtro è così composto:
passa basso del 1° ordine - 6,9 mH
passa banda del 1° ordine - 33 uF e 0,39 mH
passa alto del 1° ordine - 4 uF
Il fullrange è attenuato di con una cella l-pad da 3,3R (serie) - 6,8R (//) da circa 6 dB,
mentre sul tweeter la cella attenua di circa 3 dB ed è formata da 1,8R (serie) -15R (//).
L'impedenza delle singole vie e relativi incroci si vede in questa figura:

BIancotte M 3 incroci.jpg

Ho provato varie combinazioni di valori per il filtro ed al momento, volendo realizzare tutto con filtri del primo ordine, questa è quella che preferisco.
Ho notato che realizzando il passa basso con un'induttanza da 4,7 mH, le voci risultano inscatolate, e a seconda della capacità del passa banda si perde qualcosa sul corpo delle voci e del basso.
Nel passa banda vorrei sostiuire l'induttanza da 0,39 mH con una da 0,20 mH così da sposatare più in alto l'incrocio col tweeter magari sostituendo il passa alto con 6 uF se necessario.
Nei limiti del possibile mi piacerebbe mantenere gli incroci fuori dalla banda 400 Hz - 4 000 Hz.
Il tweeter è montato in modo provvisorio perché, almeno inizialmente, pensavo di sostituirlo prima con un GBC-KDT60, poi con un monacor HT-22/8 poichè con cono in carta come gli altri due altoparlanti e senza bisogno di essere attenuato, ma a questo punto non so quanto tale sostituzione mi convenga.

[Marcus]

Il woofer è un Rola da 15" con magnete in alnico proveniente, molto probabilmente, da una console per organo e fatto rimagnatizzare qualche hanno fa.
I parametri medi dei due woofer in parte ottenuti con speaker workshop e in parte facendo calcolare quelli non misurabili a BassPc sono i seguenti:
Fs [Hz] 35,773
Re [Ohm] 3,865
Le [mH] 0,686
L1 [mH] 0,692
Sd [cm2] 854,8 *
Vas [L] 251,851
Qm 9,275
Qe 0,760
Qt 0,702
Bl [N/A] 9,678
SPL 93,7 *
* per Sd ho provato a ricavarlo misurando con un metro il woofer, SPL dipende molto da valore inserito per Sd.

Avevo realizzato una simulazione per la cassa chiusa con assorbente con BassPC:
Volume [dmc] Vc: 92.00
Frequenza di risonanza [Hz] Fc: 58.20
Frequenza a -3 dB [Hz] F-3: 47.30
Fattore di merito totale Qtc: 01.32
Fattore di merito elettrico Qec: 01.30
Fattore di merito meccanico Qmc: 03.16
Livello con 2.83 V/1m [dB spl]: 96.26
Frequenza max escursione [Hz] Fxm: 37.20
Massima escursione cono [mm] Xmx: 02.30

Parametri simulazioni.
Resist.agg. x altop. Ra : 0.25 R
Potenza istallata [W/8 R] Pmax: 6.00
Limite inf.progr.mus.[Hz] Flm : 20.00

simulazione_impedenza_woofer_cc.jpg

L'impedenza della cassa misurata con speaker workshop invece è la seguente:

imp-w-cassa.jpg

Il mobile del woofer presenta all'interno dei listelli di rinforzo ed è riempito con assorbente acrilico vicino al woofer e poi lana di pecora sarda.

IMG_0359.jpg

IMG_0363.jpg

[Marcus]

I parametri medi per l'isophon p203c in parte misurati con speaker workshop in parte ricavati con i fogli di Martin J.King:
fs 96.2 . Hz
Qmd 7.22
Re 3.2. ohm
Qed 1.204
Sd 216.3. cm2
Vad 17.69 . liter
Qtd = 1.032
Cmd = 2.652. 10-4 m/N
Mmd = 10.322 gm
Bl = 4.072 N/amp
SPL= 93.0 dB

La misura dell'impedenza del fullrange montato sul mobile è la seguente:

imp-FR-cassa.jpg

Per i parametri del tweeter monacor dt28N ho fatto riferimento a quelli disponibili in rete:
http://www.dibirama.altervista.org/home ... dt28n.html

[stereosound]

Ciao Marcus,secondo i parametri del woofer e 92 litri di volume in cassa chiusa, con assorbente che riempie il volume al 75%, dovresti avere un Qtc vicino a 0.9 ed una F3 di ca 55Hz. Personalmente cambierei il tweeter con qualcosa di migliore come ad esempio un nastro Fountek .
http://www.fountek.net/products.asp?id=45
http://www.fountek.net/products.asp?id=137

[Marcus]

I dati che ho riportato sono quelli che avevo simulato con bassPc diversi mesi fa, o avevo aggiunto una resistenza serie più alta per tener conto dell'amplifcazione valvolare oppure c'era qualche differenza nei parametri del woofer, comunque dalla curva dell'impedenza misurata si può vedere come si comporta il diffusore finito.
Simulazioni recenti con 0,25 R di resistenza serie mi restituiscono una Fc di 58 Hz e qt di 0.92 abbastanza in linea con i tuoi valori.
Il woofer l'avevo provato anche con la cassa vuota e aperta sul retro, ma dovendolo posizionare vicino alle pareti di fondo non mi sembra una buona idea e mi sembra anche di non sfrutture a pieno il woofer, ho pensato alla cassa aperta piena di assorbente, ma temo sempre per la vicinanza con la parete posteriore.

Per il tweeter avevo pensato anche ai fountek a nastro, a dir la verità ai modelli più economici, ma mi sembravano sprecati per questi diffusori, non so i monacor a nastro rbt-95 no? Il problema è che mi sembrano troppo sensibili.
Oppure per restare in tema vintage, ci sarebbero i tweeter a tromba in alnico magnavox utilizzate ultimamente da Diego Nardi, ma mi sembra uno spreco tutta quella sensibilità da attenuare.

Per il resto risposta in frequenza e filtro possono andare?
Per il filtro vorrei sempre mantenere gli incroci del primo ordine, in particolare sul basso.

[stereosound]

Simulazioni recenti con 0,25 R di resistenza serie mi restituiscono una Fc di 58 Hz e qt di 0.92 abbastanza in linea con i tuoi valori.

Una R serie che non superi i 0,5 ohm non produce slittamenti evidenti anche se innalza di poco il Qts e di conseguenza il Qtc.

Per il resto risposta in frequenza e filtro possono andare?
Per il filtro vorrei sempre mantenere gli incroci del primo ordine, in particolare sul basso.

La gm70 è un tubo "tosto"...non soffrirebbe affatto un filtro del 2° ordine! Il wooder dovrebbe essere tagliato molto in basso per evitare di ingigantire le voci sia maschili che femminili (questa è una mia opinione ovviamente),un incrocio col medio a ca 300-400 hz sarebbe ottimale. Volendo rimanere sul 1° ordine il valore della L serie al woofer dovrebbe essere di 2,5-2,7mH,mentre la rete LC sul medio dovrebbe essere: C= 28uF;L=0,4mH(incrocio ca a 400hz e 4khz,mentre sul tweeter C= 5uF(almeno dai calcoli teorici).

[Marcus]

Attualmente osservando le curve di impedenza l'incrocio è a 280 Hz,
avevo provato i 2,2 mH sul woofer, ma con 68 uF sul medio e forse anche 130 uF, ncomunque con i componenti che ho in casa posso provare 2,2 mH sul woofer e la cella LC su medio con C = 33 uF (devo controllare che valori di capacità ho in casa per arrivare ai 28 uF) e L = 0,39 mH.

Nelle simulazioni della cassa chiusa con resistenza serie ero arrivato fino a 1,5 R.

Sul tweeter avevo provato anche i 6 uF.

L'incrocio acustico tra medio e tweeter risulta più alto rispetto a quello elettrico, e più basso per quello tra woofer e medio.

[stereosound]

Guardando il grafico della risposta in frequenza si nota anche un calo oltre i 10khz...pensi dipenda dal microfono e dalle condizioni di misura o da qualche carenza di risposta del gm70 avendolo utilizzato per pilotare i diffusori (in fase di misura) dato che il tw scelto si estende,almeno in asse,tranquillamente fino a 20khz !?

[Marcus]

una parte del calo, se le misure che ho fatto sul gm70 sono corrette, è da imputare all'amplificatore.
Il microfono non sembra avere problemi sulle alte, ma piuttosto sulle basse.

Come tweeter fountek avevo guardato il neo cd1.0 e il neo cd3.5.

Avevo misurato anche la risposta in frequenza delle singole vie, ad 1m e con il microfono all'altezza del tweeter, ma con un filtro diverso dall'attuale, se possono essere utili le posto.

[stereosound]

una parte del calo, se le misure che ho fatto sul gm70 sono corrette, è da imputare all'amplificatore.
Il microfono non sembra avere problemi sulle alte, ma piuttosto sulle basse.

Potresti compensare in parte la perdita alle alte frequenze dell'amplificatore by-passando lo zener di polarizzazione sotto la gm70 con un condensatore a film di ottima qualità da 0,1-0,33uF (da provare).

Come tweeter fountek avevo guardato il neo cd1.0 e il neo cd3.5.
Avevo misurato anche la risposta in frequenza delle singole vie, ad 1m e con il microfono all'altezza del tweeter, ma con un filtro diverso dall'attuale, se possono essere utili le posto.

I tweeter che hai riportato sono insufficienti come livello di emissione rispetto al resto.
Certo posta pure le misure.

[Marcus]

Grazie per il consiglio sul gm70.

tre vie.jpg

Per quanto riguarda i tweeter il neo cd 3.5 ha una spl di 95.5 dB.

[stereosound]

Per quanto riguarda i tweeter il neo cd 3.5 ha una spl di 95.5 dB.

Esatto,avevo letto Neo CD 3...
L'andamento della risposta con una L=6,9mH sul woofer è quasi da sub...inoltre c'è una evidente zona tra 100 e 200hz eccessivamente attenuata.

[Marcus]

nei prossimi giorni proverò con i 2,2 mH sul woofer.
L'unica cosa che mi lascia perplesso è che con 4,7 mH la resa generale non mi conviceva, un suono troppo inscatolato,
comunque provo e vediamo cosa succede.

[stereosound]

nei prossimi giorni proverò con i 2,2 mH sul woofer.
L'unica cosa che mi lascia perplesso è che con 4,7 mH la resa generale non mi conviceva, un suono troppo inscatolato,
comunque provo e vediamo cosa succede.

Credo che sul quel woofer sia meglio utilizzare un filtro del 2° ordine con valori di L= ca 2,5mH e C= ca 80uF! Verificare non guasterebbe (se fossero sufficienti le simulazioni ed i calcoli sarebbe tutto molto più semplice),il resto del filtro rimarrebbe uguale ma ottimizzabile...medio: C= ca30uF,L=0,4mH; tweeter: C= 4,7uF.

I TU del tuo gm70 hanno anche l'impedenza di uscita configurabile su 4 ohm dato che i diffusori sono della stesso valore nominale?

[audiofanatic]

Grazie per il consiglio sul gm70.

tre vie.jpg

Per quanto riguarda i tweeter il neo cd 3.5 ha una spl di 95.5 dB.

per capire qualcosa bisognerebbe avere la risposta acustica delle singole vie e quella totale sovrapposte
a prima vista il filtraggio del primo ordine (elettrico) porta a notevoli interazioni e cancellazioni
Nei crossover non sempre la semplicità estrema paga...

Filippo

[Marcus]

per capire qualcosa bisognerebbe avere la risposta acustica delle singole vie e quella totale sovrapposte

Filippo

Ho questa:

tutte.jpg

In verde la risposta complessiva misurata nelle stesse condizioni di misura delle tre vie separate; in viola la risposta complessiva nella posizione di ascolto.

[Marcus]

Ho modificato il filtro con 2,2 mH sul woofer, 28 uF sul fullrange e 4,7 uF sul tweeter, le celle di attenuazione non sono state modificate.

BIancotte 4.jpg

Gli incroci sono a 380 Hz e 3700 Hz circa.

E questa è la risposta in frequenza nella posizione di ascolto:

Biancotte_4_divano_124.jpg

Il confronto con la risposta in frequenza col vecchio filtro mostra minime differenze è possibile oppure è il sistema di misura ad essere poco sensibile?

Biancotte_3_4_divano_124.jpg

All'ascolto le voci non suonano inscatolate come temevo.

I TU del tuo gm70 hanno anche l'impedenza di uscita configurabile su 4 ohm dato che i diffusori sono della stesso valore nominale?

Hanno un'unica uscita a 6 ohm.

[stereosound]

Se te la senti,al tuo posto,proverei a filtrare il woofer con una pendenza di 12db/oct ed invertirei la fase al tw per provare a correggere l'andamento oltre i 3,5khz.
Prima le voci ti sembravano scatolate?

[Marcus]

Prima le voci ti sembravano scatolate?

Solo con 4,7 mH sul woofer, con 6,9 mH ed anche con 2,2 mH le voci erano più che accettabili.
Col filtro attuale, le voci non sono male, solo un po' più coperte rispetto al filtro con 6,9 mH, ma in compenso il suono nel suo complesso è più pieno. Una cosa che ho notato usando i 2,2 mH sul passa basso è che anche le note alte di strumenti come la chitarra mi sembrano più ricche e più realistiche, allucinazione o realta?!?

Il filtro con 12 dB/oct l'avevo già utilizzato in una prima versione, quando erano ancora viola e aperte sul fondo, ero poi passato al 6 dB/oct per avere un basso più veloce, tutto sommato dall'analisi del grafico dell'impedenza e di quello della risposta in frequenza e dall'ascolto non mi sembra che le cose vadano poi così male, o mi sfugge qualcosa?

Per gli alti proverò a invertire la fase del tweeter.
Avevo già fatto la prova col filtro precedente ed all'ascolto avevo preferito questa situazione,
ma avendo cambiato anche la parte alta del filtro è giusto rifare la prova.

Poi una volta sistemata anche la risposta dell'amplificatore si potrà valutare meglio la situazione ed al limite sostituire anche il tweeter.

Grazie dei consigli.

[stereosound]

Il filtro con 12 dB/oct l'avevo già utilizzato in una prima versione, quando erano ancora viola e aperte sul fondo, ero poi passato al 6 dB/oct per avere un basso più veloce, tutto sommato dall'analisi del grafico dell'impedenza e di quello della risposta in frequenza e dall'ascolto non mi sembra che le cose vadano poi così male, o mi sfugge qualcosa?

Una maggiore emissione del woofer nel campo delle medie frequenze,se filtrato con un 1° ordine,può comportare una minore intelligibilità delle voci per alcuni motivi pratici:
aumento degli effetti deleteri dovuti ai fenomeni di break-up con conseguente maggior mascheramento (le voci ,in particolare, sono meno selettive di quanto sia necessario per un ascolto di alto livello qualitativo,specie a volumi sostenuti).

L'idea di avere un basso meno veloce è abbastanza infondata (a mio parere),la velocità è legata al DF dell'amplificatore e al tipo di allineamento del diffusore.