Сабвуфер ЗЯ на 300ГДН30-4

[PJK]

Всем здравия!
Закончил свой долгострой, длительностью 1 год.
Все расчеты, измерения и подробности выложу позже.
А пока только фото готового изделия

[PJK]

Немного вступления, почему я захотел сделать сабвуфер сам?
- Мне не нравится звучание сабвуферов с фазоинвертором. Для кино они подходят, для музыки нет. Это моё личное мнение, на истину не претендую, и Вы можете иметь противоположное мнение.
- Изучив рынок качественных сабвуферов в ЗЯ на 12" головках, понял - они крайне дорогие для обычного работающего человека на постсоветском пространстве.
- Ну и конечно-же, вещь сделанная своими руками, с вложенной в неё душой - всегда будет дорога, да и сам процесс принесёт немало удовольствия и доп. знаний.

Первое, что я поставил себе в приоритет - мне не нужно супер давление, развиваемое сабвуфером, чтобы мучались все соседи, а у меня в квартире стены ходили ходуном и вся домашняя мебель с гремящей посудой. Музыку я слушаю с максимальным SPL - 80dB, а чаще ещё ниже, но качественно. "Чем громче, тем лучше" - не мой девиз.
Второе - бюджет не должен превысить US $450-500.
Третье - динамическая головка должна быть 12", с уверенным покрытием НЧ диапазона 30Гц, и желательно ниже до 25Гц.
Четвёртое - будет использоваться корректор Линквица.
Пятое - изделие должно быть эстетически красивым, и быть достаточно компактным.

Выбор пал на головку 300ГДН30-4. Прикинул предварительно в exel файле (прикрепил), что она может в корпусе с объёмом 34литра (это уже с учётом вытесненного объёма воздуха самой
динамической головкой).

Ex1.jpg (78.67 КБ) 634 просмотра

Обратите внимание, что параметр Vb (объём ЗЯ) выбран не 34 литра, а 37.5 литров. Это сделано с учётом того, что я буду корпус демпфировать, и объём виртуально вырастет на 10%.
Добротность в ящике Qtc - 0.565, при F3 - 63.26Hz.
С помощью корректора Линквица будем стремиться к параметрам:
Добротность Target Qtc - 0.65
F3 - 27Hz
--
Subsonic Filter я умышленно пока не включаю. В ЗЯ это не так страшно, как в фазоинверторных системах, да и в музыкальных воспроизведениях крайне редко что-то есть ниже 25Hz.
Для новичков... На графике АЧХ голубая линия, это АЧХ сабвуфера без коррекции. Зелёная (салатовая) - целевая АЧХ после применения коррекции.
Красная - применение коррекции, чтобы получить целевую АЧХ.

[PJK]

Попробуем поставить последовательно резистор (Series resistance) 2Ом между усилителем и динамиком.

Ex3.jpg (83.79 КБ) 631 просмотр

Всё стало гораздо интересней, F3 сместилась в область 40.13Hz, добротность Qtc выросла до 0,897 и вид коррекции поменялся.
Групповая задержка на 30Гц - 8.5мс, а на 20Гц - 14.5мс, неплохо.... Но это всё до обрезания частоты 75-80 Hz, где я планирую состыковывать САБ с основными колонками.
Это уже можно увидеть в программе Hornresp

[PJK]

Забиваем параметры динамика в Hornresp.
Rg - здесь мы будем вставлять значение последовательного резистора 2Ом (между усилителем и динамиком), пока 0!

Screenshot_1.jpg (56.41 КБ) 625 просмотров

Screenshot_2.jpg (27.32 КБ) 625 просмотров

вот такую забавную АЧХ мы получили (без резистора и коррекции)

Screenshot_3.jpg (41.68 КБ) 625 просмотров

Будем готовить эту "рыбу фугу"

[PJK]

Добавляем резистор 2 Ом. Стало интересней.

Screenshot_5.jpg (52.3 КБ) 620 просмотров

К сожалению, Hornresp не показывает изменение добротности Qtc при добавлении резистора. Всегда остаётся референсное значение. Hornresp показал Qtc is 0.57
Теперь посмотрим какая резонансная частота получилась у динамика в закрытом ящике.

Screenshot_6.jpg (49.73 КБ) 620 просмотров

Ну и групповая задержка, до применения фильтров и коррекции (красная линия), серая кривая это без резистора 2 Ом.

Screenshot_7.jpg (48.67 КБ) 620 просмотров

[PJK]

Применим активный LowPass фильтр Linkwitz-Riley 2го порядка на частоте 75Гц.
Серая линия - было до фильтра, красная после применения фильтра.

Screenshot_8.jpg (47.98 КБ) 620 просмотров

И смотрим групповую задержку. На частоте 40Гц, задержка выросла с 6мс до 9.5мс

Screenshot_9.jpg (45.8 КБ) 620 просмотров

Если же применить 4ый порядок, то расклад будет таким )

Screenshot_10.jpg (45.59 КБ) 620 просмотров

А ведь мы ещё не применили коррекцию!!!

[PJK]

Применяем коррекцию с помощью параметрического эквалайзера на частотах 33Гц с добротностью 1.39 и усилением +3.9dB, а так-же на частоте 53Гц с добротностью 1.1 и усилением +2.7dB. Результирующая коррекционная кривая выглядит так (без LowPass фильтра 2го порядка на частоте 75Гц)

Screenshot_13.jpg (48.05 КБ) 603 просмотра

Похожа на коррекционную кривую из exel файла?
А вот так выглядит полная коррекционная кривая с включённым LowPass фильтром на частоте 75Гц

Screenshot_16.jpg (47.88 КБ) 603 просмотра

И результирующая АЧХ сабвуфера

Screenshot_17.jpg (50.8 КБ) 603 просмотра

Блюдо приготовили... в качестве "усушки и ужаривания" мы расплатились чувствительностью системы. Но в нашем случае это не страшно, так как будет использовать очень мощный усилитель.

[PJK]

И вот результирующая групповая задержка со всеми срезами и коррекциями

Screenshot_18.jpg (48.49 КБ) 603 просмотра

Радует, что на 40Гц задержка получилась 7мс а на 30Гц 14мс, всё что ниже 30Гц не сильно повлияет на восприятие звукового материала.

Никогда не правьте АЧХ, если не установлен срез (в нашем случае 75Гц, 2ой порядок, Linkwitz)
Вот какая АЧХ станет, если я уберу этот срез, оставив коррекцию.

Screenshot_14.jpg (46.67 КБ) 603 просмотра

[PJK]

На поверку, сделаем симуляцию в Boxsim Visaton.
Здесь уже выбираем литраж 34 литра, указывая заполнение между loosely и stuffed.
АЧХ без резистора 2 Ом

И ниже АЧХ с резистором 2 Ом

Как видно из АЧХ, всё почти похоже с Hornresp.
Применим LowPass фильтр, и получим

Теперь мы точно убедились, что в трёх программах практически всё совпадает, и можно смело делать закрытый ящик 34 литра, и остаётся надеяться, что производитель пришлёт динамическую головку, которая будет близка к своим даташитным параметрам.

[PJK]

Когда я получил динамическую головку, то измерил импеданс не размятого динамика.
Резонансная частота оказалась 22.4Гц вместо 20Гц.

Поставил на 6 часов под разминку, частотой 10Гц и такой амплитудой, чтобы динамик не выходил за свой рабочий диапазон Хмах.
Будьте крайне осторожны. Всегда начинайте с малых амплитуд, иначе можете его повредить.
После разминки измерения встали на свои места, Fрез стала 20Гц.
Крепим в корпус. Корпус уже демпфирован, подсоединяем последовательно резистор 2 Ом, измеряем импеданс.

Получили резонансную частоту 46.3 Гц, что крайне точно, к расчётным параметрам в программе Boxsim Visaton.
Измеряем АЧХ сабвуфера без всяких фильтров. Включен только резистор 2 Ом (в дальнейшем он всегда будет включен по умолчанию)
Микрофон находится очень близко по центру динамика (~3-4см), а если быть точным, то по центру в плоскости корзины где крепится подвес.

[PJK]

Импульсная характеристика

Включаем LowPass фильтр Linkwitz Riley 12db/oct, 75Нz, получаем АЧХ (график без сглаживания)

Импульсная хар-ка

[PJK]

Применяем НЧ коррекцию с помощью DBX PA2, получаем результирующую АЧХ

Устанавливаю микрофон в точку прослушивания, и измеряю АЧХ

Сработал RoomGain... Подрихтовал 44Гц... Получилась результирующая коррекция

[PJK]

Получил финальную АЧХ сабвуфера в точке прослушивания. Уверенно закрыл диапазон от 23Гц.

Забыл показать импульсные характеристики при полной НЧ коррекции и LowPass срезе 12dB/oct (микрофон в плоскости корзины динамика)

А вот такая характеристика будет, если срезать 24dB/oct

[PJK]

Сшивка заняла много времени, но смысла описывать её нет, так как у каждого она будет исключительно индивидуальна
Покажу лишь АЧХ в точке прослушивания, где красная линия - АЧХ колонок, а синяя уже АЧХ колонок + САБ

[Justas*]

Основательно! Нравится такой подход.
О выравнивании с помощью например REW, не думали? С последующим экспортированием настроек параметриков в DSP.
Это об яме вогруг 85Гц. Очень чувствительный на слух диапазон, в частности прорисовка барабанов.
Я вот тут писал:

Что сразу бросается в уши, так это более объёмный бас и мидбас. Это и понятно, скорректированная по Харману АЧХ в диапазоне 60-100Гц, имеет подъём относительно оригинала до 3дБ.

Посоветую попробовать такой же подъём (4-5дБ/окт. ниже 100Гц).
Хотя это индивидуально. Мне на умеренной громкости, так больше всего нравиться .

[Maxshat]

То же сводил своего старичка PSB subsonic 6 (12" фазик) с фронтальной акустикой и в REW, и уже недавно через DSP DBX результаты схожи

[PJK]

Основательно! Нравится такой подход.
О выравнивании с помощью например REW, не думали? С последующим экспортированием настроек параметриков в DSP.
Это об яме вогруг 85Гц. Очень чувствительный на слух диапазон, в частности прорисовка барабанов.
Я вот тут писал:

Что сразу бросается в уши, так это более объёмный бас и мидбас. Это и понятно, скорректированная по Харману АЧХ в диапазоне 60-100Гц, имеет подъём относительно оригинала до 3дБ.

Посоветую попробовать такой же подъём (4-5дБ/окт. ниже 100Гц).
Хотя это индивидуально. Мне на умеренной громкости, так больше всего нравиться .

Спасибо!
О яме вокруг 85гц... Это моя "головная боль"... По хорошему всю обстановку в комнате нужно менять.
Вот покажу, что происходит.
В точке прослушивания без коррекции в районе 80Гц.. график без сглаживания:

1.jpg (58.03 КБ) 308 просмотров

Добавляю +12дБ по двум каналам (левый+правый) на частоте 80Гц. И видим, что результат вложенных усилий не велик.. Подъём получился на +5.5дБ:

2.jpg (59.21 КБ) 308 просмотров

Оставляем данную коррекцию, и двигаем микрофон от точки прослушивания на 70 см ближе к колонкам. И картина меняется... Появлется пучность на частоте 80Гц и узел на 75Гц

3.jpg (58.91 КБ) 308 просмотров

[PJK]

В итоге, оставил подъём на 80Гц - +6дБ, ещё добавил +4дБ на 53Гц. Кресло сдвинул вперёд на 70см... По слуху стало лучше.

Импульсная характеристика в месте прослушивания тоже стала приятней взгляду (вроде ).

Одним словом, необходимо работать над помещением и симметричным расположением колонок. В данный момент полная ж... Одна колонка в углу, вторая рядом с окном.. и всё это расположено по короткой стене.

[Justas*]

Кресло сдвинул вперёд на 70см... По слуху стало лучше.

Таки да. Иногда перенос тела немного в другую позицию, лучше любых выравниваний.
У меня похожий эффект. На диване, голова в 30см от стены. Звук слегка замыленный, несмотря на выравнивание. Стоит сесть на край дивана (70-80см от стены) – нирвана! НЧ по понятным причинам становиться меньше, немного прибавляю уровень саба. Хочешь жить – умей вертеться
Но это проблемы СЧ, с НЧ справился.

Одним словом, необходимо работать над помещением и симметричным расположением колонок. В данный момент полная ж... Одна колонка в углу, вторая рядом с окном.. и всё это расположено по короткой стене.

Се ля ви. Если нет отдельной комнаты для прослушивания, приходится мириться с компромиссами.
Асимметрия зло, но иногда получается интересный результат.
АС по длинной стене. Правая в 1.3м от боковой стены, левая в 1.8м. Слева ещё широкая арка в коридор. Саб в правом углу.
В месте прослушивания, сигналы от правой и левой АС в диапазоне 55 – 100Гц, приходят в противофазе. На АЧХ обвал ниже 100Гц и одиноко торчащий стояк 55Гц. Стояк как в АС так и в сабе, вырезал режектором. Получились громадные АС играющие от 100Гц
Саб стоящий в углу, в месте прослушивания имеет очень даже неплохую АЧХ, что позволило довольно удачно сшить его с АС на 90Гц.
PS
Не пробовали задержкой сигнала подкорректировать фазу? Возможно провал в районе стыковки подравняется.

[PJK]

Получились громадные АС играющие от 100Гц
Саб стоящий в углу, в месте прослушивания имеет очень даже неплохую АЧХ, что позволило довольно удачно сшить его с АС на 90Гц.
PS
Не пробовали задержкой сигнала подкорректировать фазу? Возможно провал в районе стыковки подравняется.

Вот мне очень не хочется, чтобы САБ отыгрывал диапазон 90Гц, хотя если снять АЧХ Саба без колонок, то провал на частоте 80Гц гораздо меньше.
Иначе какой смысл тогда в этих больших АС? ))

Задержкой конечно игрался, добился лучшего из худших вариантов. Но я ещё конечно "побьюсь лбом об лёд"

Ниже АЧХ колонок по НЧ диапазону, СЧ и ВЧ физически выключены, при снятии АЧХ колонки работали в соло.
Красная и зеленая грфики - микрофон по центру НЧ динамика на расстоянии 3 см.
Синий - колонка у окна, микрофон в 50см.
Оранжевый - колонка у стены, в углу, микрофон в 50см.

[PJK]

Провозился пол дня...
Изменил срез на 55Гц Butterworth 24db/oct, подкорректировал уровень саба с уровнем колонок. Задержка сигнала на колонки ~ 8мс.
Визуально по измерениям стало лучше. Графики без сглаживания

Послушал муз.фрагменты. Звучание стало более "богатым".
Justas* - спасибо за важные замечания, и подсказки!