[2-drożne] Mechano22 - pełnopasmowy monitor z linearyzacją odpowiedzi on-axis oraz Power Response na przetwornikach DS135-8 oraz ND25FW-4 firmy Dayton

[XMechanik]

Mechano22 - nowa wersja małego pełnopasmowego monitora, z linearyzacją odpowiedzi on-axis oraz Power Response.

W poprzedniej wersji [link], gdzie też celem było uzyskanie zrównoważonej odpowiedzi na osi oraz liniowy przebieg charakterystyki Power Response, pewnym problemem okazało się zgranie kierunkowości midwoofera i kopułki wysokotonowej. Dla typowych częstotliwości podziału fp rzędu 2.5-3kHz kierunkowość kopułki jest mała w stosunku do kierunkowości midwoofera. Powodowało to spadek kierunkowości powyżej fp a w efekcie miejscowy wzrost na charakterystyce Power Response w tym miejscu (za fp od stony wysokich tonów). Żeby uzyskać liniową odpowiedź Power Response, konieczne było zastosowanie dość wysokiego fp, w okolicach 5kHz.

Rozwiązanie okazało się skuteczne, ale wniosek był taki, że jeśli system miałby mieć typowe fp (rzędu 3kHz) to wysokotonowy powinien mieć w tym rejonie wyższą kierunkowość niż klasyczna kopułka. W ofercie wielu producentów są przetworniki zintegrowane z falowodem/tubą które powinny charakteryzować się wyższą kierunkowością. W Mechano22 zastosowany jest w relatywnie tani i zdaje się dość popularny zestaw firmy Dayton: wysokotonowy ND25FW-4 zintegrowany z falowodem oraz midwoofer DSA135-8.

Obudowa to zwykły prostopadłościan o wymiarach WxSxG : 290x173x260mm, sklejony z formatek 18mm sklejki brzozowej. Wymiary dobrane są tak by częstotliwości fal stojących wewnątrz obudowy pochodzące od różnych wymiarów i rzędów nie nakładały się na siebie. Dało to wymierny efekt, niepożadane emisje sygnału z portu BR obniżyły się o ok. 7dB w stosunku do poprzedniej wersji. Pojemność obudowy to około 8l, wypełnienie włóknem poliestrowym, BR strojony na 45Hz.

Przetworniki zamontowane są centralnie, ich środki znajdują się w odległości 75mm i 195mm od górnej krawędzi odpowiednio dla tweetera i woofera.

Woofer ma bardzo płaski brzeg kosza, co według noty producenta umożliwia aplikację bez podfrezowania i tego się trzymałem wykonując skrzynki. Natomiast od wewnątrz wykonałem fazowanie otworu woofera co wydało mi się konieczne, jako że kosz bardziej kształtem przypomina tłok niż klasyczny kosz głośnika. Bez sfazowania otwór montażowy stanowiłaby dla kosza coś w rodzaju cylindra i przepływ powietrza byłby utrudniony.

Do wyznaczenia charakterystyki power response wykonałem pomiary +-180stopni z krokiem 10stopni na orbitach w płaszczyźnie poziomej i pionowej. Użyłem ręcznego stolika obrotowego.

Charakterystyka on-axis i Power Response na tle charakterystyk celu. fp to około 3.5kHz.


Charakterystyki przetworników.


Schemat zwrotnicy


6-pak z Vituixa dla sprawdzenia


Zmontowana zwrotnica


Prawie gotowe monitory (jeszcze nieoszlifowanie i niewoskowanie).


Zmierzone charakterystyki odpowiedzi na osi, zestawienie L i P (5dB/działkę)


Zmierzone charakterystyki impedancji, zestawienie L i P


Lista użytych części
Dayton Audio DMPC4,3 / 4,3 uF / 5% / 250 V / Kondensator polipropylenowy MKP 12,90PLN 2 szt
Kondensator Jantzen Audio CrossCap 0,47uF / 400VDC / 5% / MKP / 10x25mm / 5,12PLN 2 szt.
Dayton Audio DMPC8.2 / 8,2 uF / 5% / 250 V / Kondensator polipropylenowy MKP/16,45PLN 4 szt.
Kondensator Jantzen Audio Cross-Cap 9,1uF / 400VDC / 5% / MKP / 24x36mm/25,78PLN 2 szt.
Dayton Audio DMPC-2.7 / 2,7 uF / 5% / 250 V / Kondensator polipropylenowy MKP/ 10,07PLN 2 szt.
Rezystor drutowy ceramiczny Ty-Ohm 22ohm / 22R0 / 20W 5% SQP / wym.61x15x15 /4,51PLN 2 szt.
Rezystor drutowy ceramiczny Ty-Ohm 4,7ohm / 4R7 / 5W 5% SQP / 10x10x23mm. / 1,72PLN 2 szt.
Rezystor drutowy ceramiczny Ty-Ohm 100ohm / 100R0 / 5W 5% SQP / 10x10x23mm./ 1,72PLN 2 szt.
Rezystor drutowy ceramiczny Ty-Ohm 12ohm / 12R0 / 5W 5% SQP / 10x10x23mm. / 1,72PLN 2 szt.
Cewka rdzeniowa Jantzen Audio 0,68mH / walcowa / 0,162ohm / dr.1mm Fe 0,021kg / śr.20 dł.40mm / 22,72PLN /2 szt
Cewka rdzeniowa Jantzen Audio 0,82mH / szpulowa / 0,22ohm / dr.0,8mm Fe 0,056kg / śr.24 dł.33mm / 16,53PLN /2 szt.
Cewka powietrzna Jantzen Audio 3,7mH / 3,25ohm / dr.0,5mm / śr.33 dł.15mm / 18,79PLN / 2 szt.
Cewka powietrzna Jantzen Audio 2mH / 3,21ohm / dr.0,4mm / śr.31 dł.8mm/13,32PLN/2 szt.
Cewka powietrzna Jantzen Audio 0,12mH / 0,26ohm / dr.0,7mm / śr.27 dł.8mm/8,61PLN / 2 szt.

Koszt przetworników to około 220zł x2, koszt elementów około 190zł x2, formatki do dwóch obudów wyszły około 200zł (ale zamawiałem razem z innymi formatkami). Uwzględniając terminale, BR i inne materiały, koszty zamknęły się w granicach 1100-1200zł

[kapelli]

Szacunek, mógłbyś monitory studyjne projektować :)
Jak to gra w porównaniu do Satori, czuć że głośniki to podstawowa linia?

[XMechanik]

Wydaje mi się, że charakter brzmienia obu wersji jest zbliżony, przynajmniej przy poziomach głośności których normalnie używam, tzn. niskich i średnich. Charakter ten określiłbym w dwóch słowach: przezroczystość i równowaga. Przy wyższych poziomach DSA135 chyba faktycznie szybciej się "kończy" na basie niż Satori ale to może być kwestia portu BR który jest trochę za wąski i zamierzam go jeszcze wymienić.
W wolnej chwili trzeba będzie podłączyć obie wersje jednocześnie i pobawić się przełącznikiem A/B może wówczas uda się uchwycić coś bardziej jednoznacznego.

[Micwoj]

Ale naściemniałeś. Mój pierwszy rzut oka miniaturkę - jakieś ciekawe wykończenie - w paski

Jestem zaskoczony że prosta ścianka, krawędzie, a charakterystyki kątowe jak stół. Napisz więcej jak to zrobiłeś? Dyfrakcję od krawędzi widać, ale pod dość dużym kątem.
Popatrzyłbym sobie w programie jak działają te pułapki które masz w układzie, jeszcze takich nie widziałem (no, niewiele w ogóle widziałem, ale tych jestem ciekaw), nie udostępniłbyś albo wysłał na priv projekt Vituixa?

No i pytanie dla nietoperzy, ta wysokotonówka kończy się na 16k?

[Pogromca mitow]

Ale naściemniałeś. Mój pierwszy rzut oka miniaturkę - jakieś ciekawe wykończenie - w paski

Jestem zaskoczony że prosta ścianka, krawędzie, a charakterystyki kątowe jak stół. Napisz więcej jak to zrobiłeś? Dyfrakcję od krawędzi widać, ale pod dość dużym kątem.
Popatrzyłbym sobie w programie jak działają te pułapki które masz w układzie, jeszcze takich nie widziałem (no, niewiele w ogóle widziałem, ale tych jestem ciekaw), nie udostępniłbyś albo wysłał na priv projekt Vituixa?

No i pytanie dla nietoperzy, ta wysokotonówka kończy się na 16k?

Waveguide i wyzsze cieciec pomagaja w walce z dyfrakcja na kanciastej obudowie :)

[XMechanik]

Ale naściemniałeś. Mój pierwszy rzut oka miniaturkę - jakieś ciekawe wykończenie - w paski

To niezamierzony efekt artystyczny, jak się ma na co dzień w oknie coś takiego to po pewnym czasie przestaje się to zauważać. Ale nawet ładnie wyszło :)

Jestem zaskoczony że prosta ścianka, krawędzie, a charakterystyki kątowe jak stół. Napisz więcej jak to zrobiłeś?

To dzieło AI, maszyny do projektowania zwrotnic. Maszyna jest mojego pomysłu i konstrukcji, udostępniana za free na użytek własny.

Popatrzyłbym sobie w programie jak działają te pułapki które masz w układzie, jeszcze takich nie widziałem (no, niewiele w ogóle widziałem, ale tych jestem ciekaw), nie udostępniłbyś albo wysłał na priv projekt Vituixa?

W załączeniu. W Vituix pomiary nie są osadzone w pliku projektu więc trzeba je sobie wciągnąć.

No i pytanie dla nietoperzy, ta wysokotonówka kończy się na 16k?

Jeśli przyjąć granicę pasma za -3dB w stosunku do średniego poziomu dBspl to wychodzi prawie 19kHz, czyli nie jest wcale aż tak źle.

[Micwoj]

To dzieło AI, maszyny do projektowania zwrotnic. Maszyna jest mojego pomysłu i konstrukcji, udostępniana za free na użytek własny.

Obejrzałem sobie na razie twoje filmiki na YT i trochę zaliczyłem opad szczęki. Wrzucam charakterystyki a program miesza sobie elementami które ma aż mu wyjdzie? Muszę, po prostu muszę się tym pobawić...

[Echo1]

Dwa elementy zwrotnicy powodują problemy. R1 niepotrzebnie obniża wartość modułu impedancji zestawu. R4 umożliwia przepływ prądu stałego przez głośnik wysokotonowy. Problem drugi można rozwiązać dodając szeregowo kondensator do R4.

[XMechanik]

R1 niepotrzebnie obniża wartość modułu impedancji zestawu.

Minimum impedancji to 5R przy 200Hz można zatem uznać, że impedancja znamionowa wynosi 6R i jest to raczej łatwe obciążenie. Niewielki wpływ r1 na obniżenie modułu nie stanowi problemu, tym bardziej, że r1 ma również korzystny wpływ na impedancję, mianowicie obniża zakres zmienności kąta fazowego. Wynosi on od -25 do 35 stopni. Po usunięciu rezystora zmienność kąta fazowego wzrasta do -40 .. 37stopni. Ale redukcja zmienności zakresu kąta fazowego tylko pozytywny efekt uboczny, główną rolą r1 jest kształtowanie przebiegu charakterystyki midwoofera w pobliżu częstotliwości podziału.

R4 umożliwia przepływ prądu stałego przez głośnik wysokotonowy. Problem drugi można rozwiązać dodając szeregowo kondensator do R4.

W zakresie niskotonowym filtr głośnika wyskotonowego ma prawie 60dB tłumienia.
Nie orientuję się jakie napięcie stałe trzeba by podłączyć do wysokotonówki żeby ją uszkodzić, załóżmy że 1.5V. Aby to uzyskać, na terminalu musiałby się pojawić ponad 1100V więc problem jest raczej tylko teoretyczny.

Można się w ogóle pozbyć rezystora r4, spowoduje to obniżenie poziomu w zakresie wyskotonowym o ok 1dB max, efekty będą raczej trudne do uchwycenia w odsłuchu. Rzecz w tym że obniżenie wystąpi również w zakresie w którym są już pewne fluktuacje i nie będzie można już mówić o odpowiedzi mieszczącej się w ścieżce +-1.25dB a raczej +-2.25dB. W tym projekcie miałem cel maksymalnej linearyzacji odpowiedzi dBspl i PR, chociaż nie za wszelką cenę. Cena 100omowego rezystora Była jak najbardziej akceptowalna.

Szeregowy kondensator z r4? jak najbardziej, wystarczy 1.2uF. Tylko to dodatkowy komponent w i tak dość złożonej zwrotnicy.

Jest jeszcze taka możliwość, żeby usunąć r4, zamiast wartości 2.7u w C5 zastosować 3.3u a rezystor r3 zmienić z 12R na 11R. Tu po stronie minusów należałoby odnotować, że 11omowy rezystor byłby trudniej dostępny i pewnie trzeba by go składać z dwóch bardziej typowych. 3.3u będzie też o parę zł droższy od 2.7u no ale to w sumie szczegóły.

[allure09]

Ale naściemniałeś.
No i pytanie dla nietoperzy, ta wysokotonówka kończy się na 16k?

Raczej nie, na moich pomiarach z 2-3db spadkiem ale dociąga do 20 khz

[XMechanik]

Raczej nie, na moich pomiarach z 2-3db spadkiem ale dociąga do 20 khz

Mógłbyś podać jakieś informacje nt. warunków wykonania pomiaru?

Zrobiłem małe porównanie przebiegu charakterystyk z moim pomiarem oraz z pomiarem udostępnionym na stronie producenta. Charakterystyki zsunąłem żeby spotykały się przy ok. 10kHz. Ciekawe w jakim stopniu rozbieżności wynikają z rozrzutu parametrów samych przetworników, a w jakim można je uzasadnić że były zainstalowane w innych panelach. Dayton nie podaje w jakiej odgrodzie wykonał pomiar, pewnie IEC.

Zestawienie przebiegu charakterystyk ND25FW-4. Żółta - pomiar Dayton, czerwona - pomiar allure09, niebieska - pomiar mój.

[Adams77]

Z moich obserwacji wynika, że głośnik wysokotonowe Dayton (zwłaszcza te małe) maja b.duży rozrzut parametrów TS. Nawet asekuracyjnie nie podają w specyfikacji QMS QTS i QES, bo co głośnik to inne parametry. Pewnie to może powodować takie różnice.

tweeter 1:	tweeter 2:
* f(s)= 3214 Hz	* f(s)= 2944 Hz
* R(e)= 5.066 Ohms	* R(e)= 5.271 Ohms
* Z(max)= 6.025 Ohms	* Z(max)= 6.823 Ohms
* Q(ms)= 1.553	* Q(ms)= 2.481
* Q(es)= 8.203	* Q(es)= 8.423
* Q(ts)= 1.306	* Q(ts)= 1.916

To był wysokotonowy głośnik z Dayton CX120
Nie wiem jak jest z większymi - 1" od nich bo nie miałem.

[allure09]

Mógłbyś podać jakieś informacje nt. warunków wykonania pomiaru?

Zrobiłem małe porównanie przebiegu charakterystyk z moim pomiarem oraz z pomiarem udostępnionym na stronie producenta. Charakterystyki zsunąłem żeby spotykały się przy ok. 10kHz. Ciekawe w jakim stopniu rozbieżności wynikają z rozrzutu parametrów samych przetworników, a w jakim można je uzasadnić że były zainstalowane w innych panelach. Dayton nie podaje w jakiej odgrodzie wykonał pomiar, pewnie IEC.

Zestawienie przebiegu charakterystyk ND25FW-4. Żółta - pomiar Dayton, czerwona - pomiar allure09, niebieska - pomiar mój.

Pomiar wykonałem na zewnątrz, wieczorem przy kompletnie bezwietrznej pogodzie z 1m i podaną mocą 1W. Kolumna ustawiona jakieś 2,5-3m nad ziemią. Mikrofon Sonaworks XREF20 zamontowany na tyczce i ustawiony na osi między głośnikami, spięty z interfejsem Behringer UMC202HD oraz zewnętrznym wzmacniaczem. Pomiary wykonywałem w HOLM-ie.

Jeśli chodzi o Daytona to u mnie zarówno ND25FW jaki DC28F-8 na pomiarze wykazały przykładowo FS wedle tego co deklaruje producent.

[XMechanik]

Pomiar wykonałem na zewnątrz, wieczorem przy kompletnie bezwietrznej pogodzie z 1m i podaną mocą 1W. Kolumna ustawiona jakieś 2,5-3m nad ziemią. Mikrofon Sonaworks XREF20 zamontowany na tyczce i ustawiony na osi między głośnikami, spięty z interfejsem Behringer UMC202HD oraz zewnętrznym wzmacniaczem. Pomiary wykonywałem w HOLM-ie.

Jeśli chodzi o Daytona to u mnie zarówno ND25FW jaki DC28F-8 na pomiarze wykazały przykładowo FS wedle tego co deklaruje producent.

A w jakiej obudowie i w którym miejscu (względem krawędzi) miałeś zainstalowany ten tweeter? Mikrofon "na osi między głośnikami" to znaczy, że jakieś 5-7cm poniżej osi wysokotonowego?

Pytam bo rozbieżności wyglądają dość istotnie, natomiast jak porównuję dwie swoje sztuki to charakterystyki na osi pokrywają się nie najgorzej:

[allure09]

Tak, mniej więcej 5-7 cm poniżej osi tweetera były mierzone.

U mnie tweeter jest ustawiony w osi z midwooferem a szerokość frontu to 23 cm z uwagi na zastosowanie 6,5 calowego midwoofera.
Szerokość frontu ma znaczący wpływ na to jak przetwornik wyjdzie w pomiarach, gdybym przesunął go względem osi, pomiar wypadłby zupełnie inaczej.
W VituixCAD jest opcja, gdzie mozna zasymulować ustawienie tweetera i to jak zmieni się ch-ka.

[XMechanik]

Dzięki za informacje. Czyli różnice w ustawieniu są spore i pewnie stąd te parę dB rozbieżności.

[Micwoj]

No, nie zapominajcie że ten jest dodatkowo w tubce, co powinno zmieniać charakterystykę. Ale niezależnie nie podoba mi się wysokotonówka która ma spadki już przy 15k. Zwykle oznacza to że już oktawę niżej dzieją się niepokojące rzeczy w zniekształceniach, a to zakres który już dobrze słyszymy..

[XMechanik]

(...)i ale to może być kwestia portu BR który jest trochę za wąski i zamierzam go jeszcze wymienić..

Wymieniłem ten tunel BR i różnica w basie przy głośniejszym słuchaniu wydaje się ogromna. Teraz wstawiłem tunel Monacor MBR-35 ustawiony na 14cm. Częstotliwość strojenia BR zgodnie z założeniami wynosi nadal około 45Hz. Poprzedni tunel według opisu też miał 35mm średnicy ale w praktyce tylko przy wylocie. Dalej się zwężał tak, że musiałem go przyciąć na długość10cm żeby uzyskać założone strojenie.

Ale niezależnie nie podoba mi się wysokotonówka która ma spadki już przy 15k. Zwykle oznacza to że już oktawę niżej dzieją się niepokojące rzeczy w zniekształceniach, a to zakres który już dobrze słyszymy..

Szczerze mówiąc nic podobnego w tym przypadku nie zauważyłem i pierwszo słyszę o takiej zależności (no ale pewnie jeszcze wiele rzeczy nie wiem). Subiektywnie średnica wydaje mi się wyjątkowo czysta. Jak wrzuciłem parę dni temu jakiś fortepian, dość głośno zresztą, to aż mi dech zaparło jak realistycznie to zabrzmiało.

[allure09]

No, nie zapominajcie że ten jest dodatkowo w tubce, co powinno zmieniać charakterystykę. Ale niezależnie nie podoba mi się wysokotonówka która ma spadki już przy 15k. Zwykle oznacza to że już oktawę niżej dzieją się niepokojące rzeczy w zniekształceniach, a to zakres który już dobrze słyszymy..

To jest tweeter za 65 zł sztuka więc nie ma sensu wymagać od niego parametrów zbliżonych do tweeterów za 300-400 zł pod kątem harmonicznych, kierunkowych etc.

Co by nie mówić - taki Tonsil powinien na jego przykładzie uczyć się jak robić tanie tweetery, które grają przyjemnie.

[Echo1]

W zakresie niskotonowym filtr głośnika wyskotonowego ma prawie 60dB tłumienia.
Nie orientuję się jakie napięcie stałe trzeba by podłączyć do wysokotonówki żeby ją uszkodzić, załóżmy że 1.5V. Aby to uzyskać, na terminalu musiałby się pojawić ponad 1100V więc problem jest raczej tylko teoretyczny.

Głośnik nie zostanie zniszczony jeśli będzie grał z tym rezystorem ale zwiększy się ilość zniekształceń intermodulacyjnych.