Derfor kyler man ikke bare en diskant ind i højttaleren

Spændingen tager til, nu hvor Q113 Revolution begynder at tage form. Højttalerens akustik, og dermed dens potentielle lydkvalitet, hænger nemlig sammen med dens fysiske udformning. Det kigger vi på her i en intensiv jagt på optimering. Akustikken for diskanthøjttalerens placering simuleres ved hjælp af LEAP 5 software fra amerikanske LinearX Systems.

Diskanthøjttalerens arbejde består i at gengive lydens detaljer. Det er en delikat affære, for en stor del af forståelsen for det vi hører, ligger i den stensikre genkendelse af speakerens eller sangerens udtale af ord eller i musikkens nuancer. De høje toners bølgelængder er imidlertid så korte, at lydstrålingen kan påvirkes af højttalerens kanter. Højttalerens form har indvirkning på lyden. Q113 Revolution tager nu udgangspunkt i det koncept, som vandt læserafstemningen fornyligt. Der er ikke fastlagt et endeligt design på højttaleren, men her vil jeg vise hvordan arbejdet med at placere diskanthøjttaleren på højttalerens forplade kommer til at foregå. Udgangspunktet for simuleringen er den højttaler, der blev vist i illustrationerne i forbindelse med afstemningen. Diskanthøjttaleren i de viste eksempler er en virtuel type, der ikke findes i virkeligheden.

Fabriksmålinger laves på en stor flade (og ikke som på en højttaler)

Den grønne cirkel på mine tegninger skal forestille den tænkte diskanthøjttaler, der fra fabrikken måler som den sorte kurve, du ser på simuleringerne. Faktisk, en fantastisk diskanthøjttaler, med en frekvensrespons helt uden de sædvanlige knaster. Det er vigtigt at vide at fabriksmålinger på højttalerenheder laves i en uendelig baffel, en meget stor flade, der ikke rigtigt minder om en højttaler. Derfor måler en diskantenhed ikke på samme måde, når den sættes i en højttalers kabinet.

Simulering af frekvensresponsen fra en virtuel diskanthøjttaler, monteret på en uendelig forplade og monteret midt i Q113 kabinettet. Der er 3 dB mellem hver af de tykke streger på den vandrette led.

Diskanten sættes i midten af kabinettet

Nu tages den virtuelle diskanthøjttaler ud af den uendelige baffel som "fabrikssimuleringen" er udført på, og vi laver en simulering af den selvsamme diskanthøjttaler, monteret (undersænket) i midten af forpladen til Højttaler Q113. Diskanthøjttaleren befinder sig nu på en langt mindre flade og det påvirker dens frekvensrespons. Lyden påvirkes i særdeleshed af, at flere af kabinettets kanter befinder sig i samme afstand fra højttalerens membran. Den grønne kurve er den simulerede respons.

Kantrefleksioner årsag til forringet ydelse

Når diskanthøjttaleren i det virtuelle højttalerkabinet ikke har samme respons, som den har fra fabrikken, skyldes det såkaldt kantrefleksion eller -diffraktion. Lyd fra diskanthøjttaleren blander sig med lyd, der er blevet reflekteret fra højttalerens kanter og som medfører udslukning og forstærkning af smalle frekvensbånd ude i lyttepositionen. Det, du ikke ser på disse simuleringer, er hvordan højttalerens spredning af lyden forandres som følge af kantrefleksionerne.

Monteret midt i kabinettet, med 5 cm til dets overkant, vil eksemplets diskanthøjttaler bugte sig 3-4 dB i forhold til fabriksmålingen. En hørbar mangel på linearitet.

Diskanten flyttes til 5 cm fra overkanten

Dette er et meget interessant eksperiment, hvis du spørger mig. For det første, kan man bruge både tid og penge på at vælge den mest egnede diskanthøjttaler. For det andet, vil man have en forventning om, at dens ydelse ligger i nærheden af det fabrikken oplyser på databladet, hvilket den sikkert også gør, hvis den bare får mulighed for at fungere under de samme betingelser. Derudover, vil en diskanthøjttaler i den virkelige verden have sine egne særheder, i form af knaster og knolde på frekvensresponsen, som kun gør slutresultatet mere uforudsigeligt, end det jeg viser her. Derfor er det vigtigt, at hente så meget linearitet som muligt ud af kabinettets fysiske form. Mistet linearitet kan ikke findes igen ved en senere lejlighed, og på en måde gælder det om, at få højttalerens geometri til at arbejde med og ikke i mod projektets forehavende. Verdensklasse. I den viste simulering er diskanthøjttaleren nu flyttet op i toppen af kabinettet, men den sidder stadig i midten. Frekvensresponsen bugter sig en del og der er f.eks. 3-4 dB mellem top og bund på frekvensgangen ved 4-5 kHz. Det er hørbare ulineariteter, det her!

Placeret med 5 cm til kabinettets overkant, og 5 cm fra dets ene side, bliver frekvensgangen ret ulineær.

Her sidder den 5 cm fra overkanten og 5 cm fra en side

Diffraktionsfænomenerne bliver bestemt ikke mindre udtalte, når diskanthøjttaleren flyttes, så den har samme og relativt lille afstand til to kanter. Toppen omkring 2 kHz og dalen i nærheden af 6 kHz gengives med 5 dB's forskel i niveauerne. Der er tale om en virkelig hørbar farvning af lyden.

Det bedste resultat i denne omgang, findes ved placering af diskanthøjttaleren 5 cm fra kabinettets overkant, og 9 cm fra den ene side.

Findes der en løsning?

Der er flere ting man kan gøre, for at opnå en performance der lægger sig tættere opad det bedst mulige, for en given diskanthøjttaler. Her vil jeg indskyde, at jeg ikke er ude efter producenter af højttalerenheder i det her indlæg. De oplyser en frekvensrespons, der er blevet til efter en standardiseret metode og det er godt. Det giver sammenlignelighed, når du shopper diskanthøjttalere, men det tjener ikke som illustration for hvordan ydelsen bliver i din egen højttaler. Jeg har søgt med lys og lygte efter en tommelfingerregel, der kunne give nogle sikre retningslinier for hvordan en diskanthøjttaler placeres rigtigt, men jeg kender desværre ikke nogen. Hvis du har viden der kan hjælpe, er du velkommen til at skrive i kommentarfeltet. Tak.

Rundinger og andre gode ting

Den tænkte diskanthøjttaler i simuleringen har en membran, der sidder helt frit på højttalerens forplade, og det virtuelle kabinet i simuleringerne er den væghøjttaler, der vandt afstemningen for nyligt. Et kabinet med dimensionerne 60x25x12 cm (HxBxD). De viste indvirkninger på frekvensresponsen, gælder kun for dette eksempel, for kabinetter med andre dimensioner vil have en anden sammensætning af kantrefleksioner og en anden diskanthøjttaler vil også opføre sig anderledes. Det bedste resultat er opnået ved at placere diskanthøjttaleren 5 cm fra overkanten og 9 cm fra siden, som du kan se her, men det kan gøres bedre endnu. Større forplade. En oplagt løsning på kantrefleksioner er, så at sige, at flytte kanterne væk. At gøre højttalerens forplade større. Rundinger af kabinettets kanter, med en ret stor radius på f.eks. 2,5 cm, er godt mod kantrefleksioner. Affasning af kanter på omkring 20 grader virker godt. Dæmpningsmateriale, som f.eks. skum, kan virke. Begrænsning af lydspredningen virker også godt, og det er emnet for det næste blogindlæg, hvor du bliver præsenteret for diskanthøjttaleren til Q113 Evolution. De her grundtrin, udgør nogle af de nødvendige og drøninteressante skridt på vejen mod en velfungerende højttaler. Det, man mister i lydkvalitet, når der opstår dominerende kantreflektioner, der tilmed gør højttalerens lydspredning ulineær, kan ikke uden videre rettes op igen, heller ikke hvis højttaleren havde været aktiv. Det er noget af højttalerens DNA, der ligger her. Et grundlæggende stykke arbejde, der betaler sig i de kommende måneder, hvor prototyper til Højttaler Q113 kan bygges både hurtigere, bedre og i færre forsøg.