Witajcie.
Mamy z kumplem po 16 lat, oboje interesujemy się akustyką. Pare dni temu opuściliśmy mury gimnazjum, a jakieś pół roku temu stwierdziliśmy, że możemy zostawić w nim małą pamiątkę po nas. (Aby poprawić sobię ocene z fizyki, postanowiłem napisać mały referat nt. tych monitorów, także żeby nie pisać drugi raz tego samego, będę wklejał fragmenty).
Zapraszam do lektury :)
W listopadzie ubiegłego roku, ja wraz z moim kolegą Grześkiem wpadliśmy na „genialny” pomysł, aby poprawić nieco właściwości akustyczne szkolnych głośników estradowych.
Standardowo wykonana obudowa typu bass-refleks do 4 głośników niskotonowych firmy Mc Farlow o średnicy 12” oraz głośników odpowiedzialnych za wysokie tony firmy Tonsil, była wykonana ze zwykłej sklejki o grubości 16mm oraz przypadkowo strojona czterema otworami o średnicy 5cm na częstotliwość Fb = 100Hz. Objętość skrzynki wynosiła ok. 160 litrów brutto (ok. 150 litrów netto).
Jak się okazało, tak niefortunne zaprojektowana zagroda dla 4 głośników nie przynosiła nawet wymiernych wrażeń odsłuchowych. W naszym osobistym odniesieniu, poprzez zdobyte w swoim czasie doświadczenie, głośnikom brakowało zdecydowanego basu, czyli częstotliwości niższych jak 100Hz. Poza tym, zastosowany domyślnie materiał okazał się opornym akustycznie – liczne wzbudzenia i rezonanse w granicach 250-400Hz powodowało nieprzyjemne brzmienie.
Naszym planem było zaoferowanie głośnikom jak najlepszą zagrodę. Tak naprawdę o głośnikach nie wiedzieliśmy nic, jedynie, jaki mają rozmiar. Niestety to nie wystarczy, aby zaprojektować doskonałą obudowę. Wiedzieliśmy jednak, co źle zrobili pierwsi konstruktorzy i co generalnie, w ogólnym pojęciu może poprawić brzmienie.
[...]
Naszym zdaniem, błędem dotychczasowej konstrukcji było złe strojenie i zbyt płytka obudowa.
Wreszcie odbyliśmy konsultacje z naszym nauczycielem muzyki, Panem Piotrem Nowakiem. Wg niego, ryzyko nie udania się konstrukcji byłoby zbyt duże, aby uznać ten projekt za dobry. Wobec tego prace stanęły na jakiś czas.
[...]
Po chwili odetchnięcia, Pan Piotr zaoferował nam projekt, który nie dotyczył rekonstrukcji aktualnych głośników, a projekt dotyczący czegoś nowego. Czegoś, czego szkoła nie miała.
Z miesiącem styczeń br., zwołaliśmy naradę składającą się ze mnie, Grześka, nauczyciela muzyki oraz Pana Dyrektora. Po kilkunastu minutach rozmowy, przyjęliśmy propozycje budżetu. Za 500zł musieliśmy zaprojektować oraz wykonać dwa monitory odsłuchowe.
[...]
Projektów było wiele. Pierwszy (i przyznam dość prymitywny), był to graniastosłup o podstawie prostokątnego trapezu. Ustawiony na dłuższej podstawie, miał kierować dźwięk wprost do występujących.
Po kolejnych konsultacjach z nauczycielem muzyki, okazało się, że można znaleźć gotowe projekty dla monitora odsłuchowego. Zostało jedynie ustalenie objętości skrzynki pod głośnik (dzięki liczeniom i symulacji) przy zachowaniu takich samych stosunków boków.
[...]
Kolejny problemem do rozwiązania był wybór głośników. Głośnik przede wszystkim miał być tani, przy czym oferować maksymalnie możliwe zdolności do naturalnego brzmienia, tak, aby nie zmieniał tonacji dźwięku, jaki „wpadał” zanim dojdzie do głośnika.
Z pośród wielu chińskich konstrukcji, postanowiliśmy wesprzeć Polskę kupując oba głośniki – odpowiedzialne za niskie i wysokie tony – w firmie STX we Wrześni.
Oba głośniki, mimo niezbyt dobrej opinii, były możliwie najlepsze, tym bardziej, że przy obecnej konkurencji kosztowały grosze. Wg naszej opinii mają najlepszy współczynnik cena do jakości.
Głośnik wysokotonowy tubowy model GDWT-8-150-8-PJ.
Zastosowanie takiego głośnika pozwoliło
na uzyskanie większej efektywności w wyższych częstotliwościach pasma przenoszenia, tak, aby wypełnić „od górnie” jednostkę niskotonową. Cena również korzystna: 20zł za sztukę.
Głośnik szerokopasmowy model GDS-30-120-8-SE.
Ten model zauroczył nas najbardziej ze wszystkich. Nie był drogi, jednak droższy od chińskich konkurentów. Pochodzi z nowej serii, gdzie wykorzystano nowsze technologie budowania głośników. Ponadto wypełniał całe te pasmo, jakie chcieliśmy uzyskać. Baliśmy się, czy na darmo kupiliśmy głośniki GDWT.
Poniżej przedstawiamy wykres charakterystyki przenoszenia. Cena za sztukę: 65zł.
[...]
Wykorzystaliśmy filtr drugiego rzędu o tłumieniu poniżej częstotliwości 6kHz. Zwrotnice buduje się z kondensatora i cewki w pewnym układzie. Są wzory na policzenie wartości kondensatora i cewki, jednak my skorzystaliśmy z gotowych kalkulatorów, aby zaoszczędzić czasu i nerwów.
[...]
Ostatecznie obudowa ukształtowała się podobnie jak było w docelowym projekcie. Objętość jej wyniosła około 70 litrów. Dodatkowo udało nam się ją wykonać z płyty wiórowej najnowszej generacji o średnim stopniu twardości nazwaną MDF. Jest dużo łatwiejsza w obróbce, dużo sztywniejsza, a jej częstotliwość rezonansu wynosi dużo mniej, jak w przypadku zwykłej płyty wiórowej – ok. 20Hz.
Najtrudniej jest dobrać tak głośnik do obudowy, aby grał możliwie najlepiej. Postanowiliśmy wykorzystać obudowę bas-refleks nie dlatego, aby wykorzystać energię głośnika w celu podbicia niższych rejestrów, lecz żeby zapewnić tylne chłodzenie cewce. Początkowo wrzuciłem głośnik (w fazach dobierania obudowy) do przegrody zamkniętej. Charakterystyka przy 70 litrach wyglądała w sposób następujący:
Jak widać na powyższych wykresach, głośnik wykazywał się wyraźnym podbiciem w granicach 80-150Hz. Granica była płaska do 60Hz, co oznacza krzyżyk na lewym wykresie. Mówię płaska, bo nie wiem czy ktokolwiek słyszy różnicę 3dB. Jednak może to wpływać delikatnie na brzmienie ostatecznie.
Po prawej stronie przedstawiony jest wykres odpowiedzi impulsowej. Do 16ms można uznać za tolerancje. Im bardziej łagodny przebieg tym lepiej. Tutaj widać znowu jakieś wzburzenie przy 70Hz. Maksymalne 6ms też nie jest jakąś rewelacją w przypadku obudowy zamkniętej, jednak całkowicie dopuszczalne.
Zupełnie inaczej to się ma w przypadku obudowy bas-refleks. Aby poprawić chłodzenie cewki, musieliśmy tak wystroić tunel rezonansowy, aby jak najmniej wpłynąć na górną, słyszalną charakterystykę. Ostatecznie, przy użyciu tego, co mogliśmy kupić, wykresy ukształtowały się w sposób następujący:
Teraz widzimy znaczącą różnicę pomiędzy obiema zagrodami. Wzmocniła się nieco zakres 80-150Hz. Teraz najwyższy punkt wynosi ponad 4dB, przez co różnicę może być słychać. Otwór wystrojony na 30Hz, czyli bardzo nisko. na tyle nisko, ze podbija fragment pasma gdzie odtwarzane jest przy –16dB względem zerowej charakterystyki głośnika. 16dB to bardzo dużo. Około 30-40 razy ciszej.
Podobnie widać na prawym wykresie, gdzie (jak mówiłem) dopuszczalna granica miała być 16ms, tutaj (17Hz) wynosi ona aż 50ms. To bardzo dużo, ale ten zakres pasma jest całkowicie niesłyszalny przy tej konstrukcji i nie wpływa na charakterystykę brzmienia. Tam gdzie wpływa, maksymalne jest w tym samym miejscu i wynosi 6ms. Do tego zapewnione jest chłodzenie cewki. A przecież takie było założenie.
Ostatecznie w fazach odsłuchów wysokotonówke daliśmy w przeciwfazie z GDSem, gdyż ~2,5kHz przestało być tak natarczywe, i żeby wypełnić dziurę własnie w tym miejscu, musimy nieco podbijać ją na EQ przez co GDWT dostaje mocno po tyłku, i zdajemy sobie z tego sprawe, jednak monitor w kierunku do osób stojących na scenie wcale nie musi grać głośno.
Aktualnie są założone jeszcze plastikowe grille na niskotonówkę, a w przyszłości szkoła chce założyć narożniki metalowe - które są kupione, ale złe
(nawet mieliśmy je założyć...)
Kilka fotek na koniec (niestety z telefonu, bo mam za duży aparat, żeby go nosić do szkoły )
Audiofilii nie ma, ale za tę cene... :) Przynajmniej było zabawnie :)
Mamy z kumplem po 16 lat, oboje interesujemy się akustyką. Pare dni temu opuściliśmy mury gimnazjum, a jakieś pół roku temu stwierdziliśmy, że możemy zostawić w nim małą pamiątkę po nas. (Aby poprawić sobię ocene z fizyki, postanowiłem napisać mały referat nt. tych monitorów, także żeby nie pisać drugi raz tego samego, będę wklejał fragmenty).
Zapraszam do lektury :)
W listopadzie ubiegłego roku, ja wraz z moim kolegą Grześkiem wpadliśmy na „genialny” pomysł, aby poprawić nieco właściwości akustyczne szkolnych głośników estradowych.
Standardowo wykonana obudowa typu bass-refleks do 4 głośników niskotonowych firmy Mc Farlow o średnicy 12” oraz głośników odpowiedzialnych za wysokie tony firmy Tonsil, była wykonana ze zwykłej sklejki o grubości 16mm oraz przypadkowo strojona czterema otworami o średnicy 5cm na częstotliwość Fb = 100Hz. Objętość skrzynki wynosiła ok. 160 litrów brutto (ok. 150 litrów netto).
Jak się okazało, tak niefortunne zaprojektowana zagroda dla 4 głośników nie przynosiła nawet wymiernych wrażeń odsłuchowych. W naszym osobistym odniesieniu, poprzez zdobyte w swoim czasie doświadczenie, głośnikom brakowało zdecydowanego basu, czyli częstotliwości niższych jak 100Hz. Poza tym, zastosowany domyślnie materiał okazał się opornym akustycznie – liczne wzbudzenia i rezonanse w granicach 250-400Hz powodowało nieprzyjemne brzmienie.
Naszym planem było zaoferowanie głośnikom jak najlepszą zagrodę. Tak naprawdę o głośnikach nie wiedzieliśmy nic, jedynie, jaki mają rozmiar. Niestety to nie wystarczy, aby zaprojektować doskonałą obudowę. Wiedzieliśmy jednak, co źle zrobili pierwsi konstruktorzy i co generalnie, w ogólnym pojęciu może poprawić brzmienie.
[...]
Naszym zdaniem, błędem dotychczasowej konstrukcji było złe strojenie i zbyt płytka obudowa.
Wreszcie odbyliśmy konsultacje z naszym nauczycielem muzyki, Panem Piotrem Nowakiem. Wg niego, ryzyko nie udania się konstrukcji byłoby zbyt duże, aby uznać ten projekt za dobry. Wobec tego prace stanęły na jakiś czas.
[...]
Po chwili odetchnięcia, Pan Piotr zaoferował nam projekt, który nie dotyczył rekonstrukcji aktualnych głośników, a projekt dotyczący czegoś nowego. Czegoś, czego szkoła nie miała.
Z miesiącem styczeń br., zwołaliśmy naradę składającą się ze mnie, Grześka, nauczyciela muzyki oraz Pana Dyrektora. Po kilkunastu minutach rozmowy, przyjęliśmy propozycje budżetu. Za 500zł musieliśmy zaprojektować oraz wykonać dwa monitory odsłuchowe.
[...]
Projektów było wiele. Pierwszy (i przyznam dość prymitywny), był to graniastosłup o podstawie prostokątnego trapezu. Ustawiony na dłuższej podstawie, miał kierować dźwięk wprost do występujących.
Po kolejnych konsultacjach z nauczycielem muzyki, okazało się, że można znaleźć gotowe projekty dla monitora odsłuchowego. Zostało jedynie ustalenie objętości skrzynki pod głośnik (dzięki liczeniom i symulacji) przy zachowaniu takich samych stosunków boków.
[...]
Kolejny problemem do rozwiązania był wybór głośników. Głośnik przede wszystkim miał być tani, przy czym oferować maksymalnie możliwe zdolności do naturalnego brzmienia, tak, aby nie zmieniał tonacji dźwięku, jaki „wpadał” zanim dojdzie do głośnika.
Z pośród wielu chińskich konstrukcji, postanowiliśmy wesprzeć Polskę kupując oba głośniki – odpowiedzialne za niskie i wysokie tony – w firmie STX we Wrześni.
Oba głośniki, mimo niezbyt dobrej opinii, były możliwie najlepsze, tym bardziej, że przy obecnej konkurencji kosztowały grosze. Wg naszej opinii mają najlepszy współczynnik cena do jakości.
Głośnik wysokotonowy tubowy model GDWT-8-150-8-PJ.
Zastosowanie takiego głośnika pozwoliło
na uzyskanie większej efektywności w wyższych częstotliwościach pasma przenoszenia, tak, aby wypełnić „od górnie” jednostkę niskotonową. Cena również korzystna: 20zł za sztukę.
Głośnik szerokopasmowy model GDS-30-120-8-SE.
Ten model zauroczył nas najbardziej ze wszystkich. Nie był drogi, jednak droższy od chińskich konkurentów. Pochodzi z nowej serii, gdzie wykorzystano nowsze technologie budowania głośników. Ponadto wypełniał całe te pasmo, jakie chcieliśmy uzyskać. Baliśmy się, czy na darmo kupiliśmy głośniki GDWT.
Poniżej przedstawiamy wykres charakterystyki przenoszenia. Cena za sztukę: 65zł.
[...]
Wykorzystaliśmy filtr drugiego rzędu o tłumieniu poniżej częstotliwości 6kHz. Zwrotnice buduje się z kondensatora i cewki w pewnym układzie. Są wzory na policzenie wartości kondensatora i cewki, jednak my skorzystaliśmy z gotowych kalkulatorów, aby zaoszczędzić czasu i nerwów.
[...]
Ostatecznie obudowa ukształtowała się podobnie jak było w docelowym projekcie. Objętość jej wyniosła około 70 litrów. Dodatkowo udało nam się ją wykonać z płyty wiórowej najnowszej generacji o średnim stopniu twardości nazwaną MDF. Jest dużo łatwiejsza w obróbce, dużo sztywniejsza, a jej częstotliwość rezonansu wynosi dużo mniej, jak w przypadku zwykłej płyty wiórowej – ok. 20Hz.
Najtrudniej jest dobrać tak głośnik do obudowy, aby grał możliwie najlepiej. Postanowiliśmy wykorzystać obudowę bas-refleks nie dlatego, aby wykorzystać energię głośnika w celu podbicia niższych rejestrów, lecz żeby zapewnić tylne chłodzenie cewce. Początkowo wrzuciłem głośnik (w fazach dobierania obudowy) do przegrody zamkniętej. Charakterystyka przy 70 litrach wyglądała w sposób następujący:
Jak widać na powyższych wykresach, głośnik wykazywał się wyraźnym podbiciem w granicach 80-150Hz. Granica była płaska do 60Hz, co oznacza krzyżyk na lewym wykresie. Mówię płaska, bo nie wiem czy ktokolwiek słyszy różnicę 3dB. Jednak może to wpływać delikatnie na brzmienie ostatecznie.
Po prawej stronie przedstawiony jest wykres odpowiedzi impulsowej. Do 16ms można uznać za tolerancje. Im bardziej łagodny przebieg tym lepiej. Tutaj widać znowu jakieś wzburzenie przy 70Hz. Maksymalne 6ms też nie jest jakąś rewelacją w przypadku obudowy zamkniętej, jednak całkowicie dopuszczalne.
Zupełnie inaczej to się ma w przypadku obudowy bas-refleks. Aby poprawić chłodzenie cewki, musieliśmy tak wystroić tunel rezonansowy, aby jak najmniej wpłynąć na górną, słyszalną charakterystykę. Ostatecznie, przy użyciu tego, co mogliśmy kupić, wykresy ukształtowały się w sposób następujący:
Teraz widzimy znaczącą różnicę pomiędzy obiema zagrodami. Wzmocniła się nieco zakres 80-150Hz. Teraz najwyższy punkt wynosi ponad 4dB, przez co różnicę może być słychać. Otwór wystrojony na 30Hz, czyli bardzo nisko. na tyle nisko, ze podbija fragment pasma gdzie odtwarzane jest przy –16dB względem zerowej charakterystyki głośnika. 16dB to bardzo dużo. Około 30-40 razy ciszej.
Podobnie widać na prawym wykresie, gdzie (jak mówiłem) dopuszczalna granica miała być 16ms, tutaj (17Hz) wynosi ona aż 50ms. To bardzo dużo, ale ten zakres pasma jest całkowicie niesłyszalny przy tej konstrukcji i nie wpływa na charakterystykę brzmienia. Tam gdzie wpływa, maksymalne jest w tym samym miejscu i wynosi 6ms. Do tego zapewnione jest chłodzenie cewki. A przecież takie było założenie.
Ostatecznie w fazach odsłuchów wysokotonówke daliśmy w przeciwfazie z GDSem, gdyż ~2,5kHz przestało być tak natarczywe, i żeby wypełnić dziurę własnie w tym miejscu, musimy nieco podbijać ją na EQ przez co GDWT dostaje mocno po tyłku, i zdajemy sobie z tego sprawe, jednak monitor w kierunku do osób stojących na scenie wcale nie musi grać głośno.
Aktualnie są założone jeszcze plastikowe grille na niskotonówkę, a w przyszłości szkoła chce założyć narożniki metalowe - które są kupione, ale złe
(nawet mieliśmy je założyć...)Kilka fotek na koniec (niestety z telefonu, bo mam za duży aparat, żeby go nosić do szkoły
)
Audiofilii nie ma, ale za tę cene... :) Przynajmniej było zabawnie :)
Skomentuj