Follow the best blog about sound

Endelig. Nu kan vi lave stor bas fra en lille højttaler

På papiret kan den noget, som ingen anden bashøjttaler på 15 cm kan, nemlig at bevæge sin membran +/- 9 mm. Det lover godt for muligheden for at få en utrolig basgengivelse ud af Q113, men det sker ikke uden sværdslag.

 

28-mar-2012-2

Scan Speak 15 WU. En dansk bashøjttaler, der med en membranslaglængde på +/- 9 mm sandsynligvis kan flytte mere luft end nogen anden 5 tommer bashøjttaler.

 

Flere af læserne på ing.dk har været med til at simulere og beregne hvordan man kan dimensionere et kabinet til bashøjttaleren 15WU fra Scan Speak. Udgangspunktet har været at lave en basreflekshøjttaler, ligesom projektets forgænger: højttaleren SA2K. Basgengivelsen i Q113 skal være bedre end forgængerens og det kan lade sig gøre med 15WU. Det har simuleringerne vist. Højttaleren kan bare ikke laves som en basreflekskonstruktion.

 

28-mar-2012-3

Basrefleks. De dybeste bastoner gengives af det rør, der stikker ind i højttalerkabinettet, det såkaldte basrefleksrør eller -port.

 

Der er ikke plads til basrefleksrøret

Højttaler Q113 har fra starten været defineret som en højttaler med et indvendigt volumen på 5-10 liter. Altså, en ret lille højttaler. Det er et af omdrejningspunkterne i projektet, fordi det er en udfordring at prøve kræfter med fysikken og forsøge at flytte grænser. Det er interessant, fordi det er svært. I en basreflekshøjttaler opstår musikkens dybeste toner i et samarbejde mellem de mekaniske og elektroakustiske egenskaber i bashøjttaleren, kabinettet og basrefleksrøret m.m., men for Scan Speaks bashøjttaler 15 WU resulterer det i en meget usædvanlig cocktail, hvor basrefleksrøret skal være 30-50 cm langt inde i kabinettet, for at det virker. Det er der ganske enkelt ikke plads til, når højttaleren skal være lille. Nogle ville måske indvende, at man kunne gøre røret kortere ved at mindske dets diameter. Det er sandt nok. Alligevel er vi gået ud fra en tommelfingerregel om, at refleksrørets areal skal være på omkring en tredjedel af membranens areal, for at undgå turbulens inde i røret. Det kan nemlig opstå, hvis luften i røret bevæger sig hurtigere end 5 meter i sekundet. Her viser Scan Speaks simuleringsprogram, at selv et stort Ø60 mm refleksrør resulterer i en lufthastighed, der balancerer faretruende på grænsen til turbulens, så vi må gå andre veje. Det er heftige sager, det her!

 

28-mar-2012-4

Tilspilning. Den blå kurve viser impedansforløbet for en ny 15 WU bashøjttaler. Egenresonansen falder med 4 Hz efter tilspilning (rød).

 

28-mar-2012-a

Simulering. Gammeldags Thiele/Small vs. den nye model. Den røde impedanskurve viser simuleringen af impedansforløbet efter den gamle Thiele/Small model. Den blå viser den samme simulering, men med de avancerede parametre. Grøn kurve viser en reel måling. De avancerede parametre kommer tættest på målingen, må man vist sige.

 

 Vi har udledt vores egne specifikationer

Ved hjælp af en 15 WU bashøjttaler og et simpelt prøvekabinet, har vi udledt vores egne Thiele/Small parametre, for vi vil gerne efterprøve Scan Speaks data. Specifikationerne er gode nok og vi kan dermed regne med de simuleringer, vi har lavet. Ydermere, har vi simuleret højttalerens impedansforløb ved højere frekvenser og kan konstatere, at de mere avancerede parametre passer bedre overens med realiteterne end den gamle Thiele/Small model. En helt ny 15 WU'er har en egenresonans på ca. 36 Hz og efter tilspilning lander den på ca. 32 Hz. Der er arbejdet med simuleringer af 15 WU i programmet LEAP 5, og vi har vist hvor forskelligt en højttaler arbejder, afhængig af temperaturen i svingspolen. Efterfølgende har vi besluttet, at gå videre med optimeringen af vores bashøjttaler ud fra en arbejdstemperatur på 85 grader, svarende til ca. 50 Watt input. Det svarer til et lytteniveau, hvor man kan høre, hvad der foregår i musikken. Det skal højttaleren naturligvis optimeres til. Jeg ville gerne have vist, hvordan følgende er beregnet, men der findes ikke et freeware værktøj, som med sikkerhed regner rigtigt, så du må kigge med her, når basrefleks smides på porten.

 

28-mar-2012-6

Eksempler på passive enheder. Højttalere, der arbejder ved hjælp af trykforandringerne inde i højttalerens kabinet. Tilføres ikke strøm.

 

Q113 Revolution skal have to passive enheder

En passiv højttaler fylder ikke noget inde i højttaleren, ligesom basrefleksrøret gør, men den gør det samme job. Derfor er den passive enhed en fin løsning på vores udfordringer, dog med både fordele og ulemper. Dem vender jeg tilbage til. En passiv højttalerenhed fungerer ved, at dens membran sættes i bevægelse af trykforandringerne inde i højttalerens kabinet. Princippet kaldes også slavehøjttaler og selve højttalerenheden tilføres ikke noget elektrisk signal. Den passive højttalers membran har en helt specifik vægt og dens eftergivenhed er tilpasset, så responsen fra den passive enhed forbedrer højttalerens formåen i basområdet. I Q113 nøjes vi ikke med én passiv enhed til at aflaste den aktive bashøjttaler. Vi skal bruge to. Det skyldes, at der kan forekomme store membranudsving ved dybe frekvenser og den mekaniske belastning mindskes effektivt ved at dele arbejdet mellem flere membraner. Vi kunne egentlig godt have brugt én større passiv enhed på f.eks. 6,5 tommer og have opnået et lignende resultat, men Q113 har også vis æstetisk agenda. Højttaleren må gerne være smal og derfor snupper jeg to 5 tommer enheder i stedet.

 

Fordele og ulemper ved passive enheder

På positivsiden tæller det, at en passiv enhed fylder mindre end et basrefleksrør. En højttaler med passive enheder kan dermed gøres mindre, uden det går ud over ydelsen. En ulempe er, at passive enheder koster mere end basrefleksrør. Omvendt, er der ingen støj fra en passiv enhed, som der kan være det fra et basrefleksrør. Ja, og så er der lige en ulempe mere. Der er ikke rigtig nogen i vores lille kongerige, der har arbejdet med passive enheder i en passiv højttaler. Jeg har talt med ingeniører, der synes det er spændende, men de har bare ikke selv prøvet at konstruere en højttaler med passive enheder. Det skyldes ikke, at princippet er nyt og revolutionerende, for det er det ikke. Det er bare ikke den vej, man plejer at gå. Nu skal det prøves, for lige nu er anvendelsen af passive enheder den eneste vej for Q113 i revolutionsudgaven. Hvis du har praktisk erfaring med passive enheder i passive højttalere, og har lyst til dele din viden med læserne, vil jeg gerne høre fra dig.

 

28-mar-2012-7

Højttaler Q113 Evolution. Den har ikke fået meget omtale endnu, men så langt er Q113 Evolution kommet. Mere om den senere.

 

Så langt er evolutionen kommet

Måske har du glemt det, men projektet Højttaler Q113 handler om to højttalere, der begge kan blive arvtageren efter SA2K, som vi engang producerede. To potentielle arvtagere, der skal konkurrere mod hinanden og læserne skal senere være med til at udpege en vinder. Den ene arvtager hedder Q113 Evolution og er en forfinet, videreudvikling af SA2K. Den anden er Q113 Revolution. Det er en højttaler, der skal formå at nytænke den lille HiFi højttaler på en modigere, friskere og mere udfordrende måde end Evolutionen. Indtil nu, har det hele handlet om Revolutionen og det er ikke helt fair, for Evolutionen har bestemt ikke ligget stille. Der er ikke det store drama i Evolutionen, for den er meget pragmatisk i hele sit udgangspunkt. Designet ligner, stort set, forgængeren og punkt for punkt udgør konstruktionen et forsøg på en forbedring af SA2K. Der er ankommet prøver på bashøjttalerne og kabinettet er allerede tegnet. Evolution er bestemt ikke noget ringe princip, for man bygger videre på noget der beviseligt virker. Jeg glæder mig til at vende tilbage til den, når Revolutionen er blevet tegnet.

 

Nu kan revolutionen tegnes

Q113 Revolution er for første gang kommet dertil, at man med en vis rimelighed kan begynde at tale om højttalerens anvendelsesmuligheder og design. Det vil jeg gøre næste gang. Jeg har godt nok ikke nogen diskanthøjttaler til Revolutionen endnu, men der arbejdes på en løsning, der passer ind i tankegangen "nytænkende og udfordrende". Selve ordet "revolution" lyder nok lidt stort, og det er da heller ikke et systemskifte højttaleren skal være spydspids for. Den skal dog repræsentere en nytænkning og en modernisering af den traditionelle kompakthøjttaler, som vi alle kender.
Derfor glæder jeg mig til næste gang, hvor jeg vil vise dig to højttalerdesigns. Og jeg vil bede dig om at vælge, den du bedst kan lide.
Author
Ole Witthøft
Ole er System Audio's grundlægger. Hans 3 store passioner er musik, teknologi og design. Ole er altid dybt begravet i nye projekter, og han færdes både i modelværkstedet, på lageret, bag computeren eller på alverdens bonede gulve.
System Audio A/S
Klosterengen 137 L
4000 Roskilde. Denmark
CVR no. 13862788
Write on facebook if you have a question about SA
facebook
We are here to help.

Join thousands of music lovers!

Subscribe to our newsletter
Top magnifiercross