Саб с DSP: даешь цифровую революцию!

[Winterborn]

Создать тему сподвигли недавние эксперименты...
Итак, самые распространенные виды акустических оформлений для сабов - это закрытый ящик (ЗЯ) и фазоинвертор (ФИ). Есть еще бандпассы разных порядков и степени извращенности, но они сложнее и капризнее в приготовлении и настройке, посему для дома хватит первых двух. Хотя в авто и БП хватает, но то авто...
Итак, что же говорят каноны (оперируя параметрами добротности Qts и резонансной частоты Fs головки)?

Qts < 0.8-1.0 - головки для закрытых ящиков, оптимально 0,7;
Qts<0.6 - для фазоинверторов, оптимум - 0,4;

Итак, что же мы имеем?
Отреставрированный дин 75ГДН-3-4 (заменен подвес на новый поролон) с Fs=28,8 Гц и Qts=0,36, коробок на 44 литра, который послужил и БП 6 и 4 порядков (двойной и одинарной настройки), и классическим ФИ, и... - а вот об этом ниже.
По канонам - дин идеален для ФИ благодаря оптимальной добротности. В указанном выше корпусе на 44 литра получаем 40 Гц при -3 Дб (для саба результат не ахти), а небольшая коррекция в виде ФВЧ на 25,62 Гц с добротностью 1,93 (Bass box 6 Pro подсказал) дает F3=26,57, что гораздо гораздее. Коррекцию делал через Equalizer APO на компе, который по совместительству источник чарующих звуков музыки. На картинке красным до коррекции, зеленым после.

2021-12-13_21-09-58.png (37.84 КБ) 1216 просмотров

А что если сделать закрытый ящик? У, него, как известно, бас самый быстрый, импульсные характеристики отличные (хотя и у ФИ выше 15 мс, что, в принципе, уже неплохо). Щас сделаем. Затыкаем порт - и... А где бас-то? А нету: голова не для ЗЯ, корпус маловат, и вообще, вот как все это удручающе выглядит (желтым на графике, F3=70 Гц, ужас и кошмар)

2021-12-13_21-21-52.png (38.91 КБ) 1216 просмотров

Хватит это терпеть! Надо что-то делать!.. Можно навалить басов через APO, да помудренее, благо фильтров всяческих там полно. Правда, с WASAPI Exclusive и ASIO он не работает, да и автономности хотелось бы, не все же на компе сабу висеть.
Можно внедрить корректор Линквица - решение любопытное, эффективное и эффектное, уважаемый тов. Юстас свой саб из ФИ с ЗЯ с корректором переделал и рад результату! Но это же еще паять, настраивать - лень...
Но лень, как известно, - двигатель прогресса. Даешь цифровизацию всей страны! Даешь цифровую обработку сигнала (DSP) в массы! Коли мы уже активно начинаем пользовать цифровые усилки, то почему бы не пойти дальше?..
Вытряхнул из нутра саба все аналоговые потроха, оставив один усь (на TDA7293, мощи для городского местообитания с избытком). Задумчиво посмотрел на эти платки, которые спаял еще в 2001-2002 гг., "почесал тыковку, сработала соображалка".
Пускаем в дело "Цифровые войска". Берем простейший модуль цифровой обработки от "Чип и дип" https://www.chipdip.ru/product/rdc2-0027v3, к нему программатор https://www.chipdip.ru/product/sigmalink-usbi и DC-DC преобразователь на 5 вольт https://www.chipdip.ru/product/rdc1-0014-5v, чтобы с питания усилка брать, хотя можно и от программатора питать, пока тот к компу привязан.
Приступаем к настройке. В Sigma Studio, программе для настройки DSP, специального фильтра Linquitz Transform нет, но можно сделать через настройки IIR-фильтра, вручную внеся в него данные, рассчитанные по добротности и резонансу головки в ящике. Для этого с сайта miniDSP скачивает файл расчета фильтра https://www.minidsp.com/images/fbfiles/ ... 101026.zip
Вводим текущие параметры саба и желаемую частоту и добротность (пусть будут 25 и заветная 0,707).

На графике синим - было, оранжевым - коррекция, красным - стало. Выделенные оранжевым а1, а2, b0, b1, b2 вводим в таблицу фильтра в Sigma Studio, предварительно перемножив а1 и а2 на -1. В проекте добавляем отрицательное усиление порядка -17 дб (иначе жесткий клип), фильтр-сабсоник и ФНЧ по вкусу, запускаем, радуемся. На мой ух, звучит приятнее, чем ФИ с коррекцией. И, главное, теперь независимо от компа, как и раньше.
Вот такой маленький эксперимент с большим результатом и огромным простором для творчества. Можно и комнатные резонансы задавить, и много чего еще. При желании и полноценный трифоник сотворить, обрезав на колонках самый низ - правда, тут лучше отдельный ЦАП покачественнее встроенных в ADAU1701 использовать типа такого https://www.chipdip.ru/product/pcm5102a-audio-dac и звук по цифре через I2S загонять, с той же малинки. И главное - больше ничего паять не надо (почти). Как в той песне: "Нажми на кнопку - получишь результат." Осуществилась мечта: любой динамик в любой ящик, лишь бы линейного хода да мощности усилка хватило. Хотя в реальных условиях общежития, если не стоит задачи выселения соседей и/или войны с оными - не потребуется ничего сверхъестественного.

[XIAN]

Подход верный, кроме выбора динамика и усилителя. В ЗЯ этот динамик и 40гц нормально не отыграет, ниже, вообще, ему делать нечего. http://www.baudline.com/erik/bass/xmaxer.html легко прикинуть, какое давление даст динамик в ЗЯ. Учитывайте еще, что на максимальном смещении будет куча искажений и катушке, без обдува, поплохеет, даже если не сдохнет, будет термокомпрессия, что для качественного звука не гуд. ЗЯ с коррекцией, это всегда мощность, минимум, в сотнях Ватт и динамики 12 дюймов и больше.
Для таких применений, хорошо подходят проаудио усилители, типа https://soundmaster.ua/park-audio-dx350b-dsp и постарше модели, также есть невстраиваемые модели, тоже в СигмаСтудио можно программировать.
Так же вопрос, для чего саб, музыка или кино? Чем ФИ с настройкой 40Гц не угодил? Меньше над динамиком насилия и музыки, в которой есть 26Гц не особо много и она, несколько, спецефическая

[Winterborn]

Саб для музыки, в том числе специфической типа Dubstep и Future Garage, где баса много.
Высокий SPL мне не нужен - 9 этажей соседей, я сверху) Так что тепловое разрушение исключено)
Можно, конечно, собрать саб ближнего поля типа буржуйского Ripole или его усовершенствованного нашими умельцами варианта на одном динамике ППД (вот тут подробно, очень интересная вещь http://www.tornadoacoustics.ru/forum/27-1012-1), но охота выжать максимум из того, что имеется. Чтобы ничего не пилить и не строгать.
Так-то вполне прилично звучит и коррекция полочников низкочастотным полочным фильтром (каламбур), бас даже появляется основательный весьма на умеренной громкости, но это уже немного насилие. И саб без дела стоит - негоже.

[Justas*]

Отличное решение, прогресс не стоит на месте. DSP против аналога.
Когда я делал Линквица, пришлось изрядно повозиться. Усилитель с положительным вых. сопротивлением 1,42 Ом, чтобы привести добротность ЗЯ с 0,44 до 0,71. Точный подбор номиналов резисторов и конденсаторов в самом корректоре. Плюс изготовление плат, пайка и т.д. А тут всё с программатора.
Удивительно, TS параметры динамика и объём ящика, практически один в один как у Вас.

TS.PNG (7.29 КБ) 1173 просмотра

Только я не стал загонять до 25 Гц, ограничился 30-ю. Соответственно подъём на низах не 17 дБ, а всего 7.

30ГД-2 (75ГДН) не все одинаково хреновы. Вот с такой Fs - около 30 Гц (паспортная у них 22 Гц), вполне себе ничего. Чуйка 90 дБ/1м/1Вт, BL 10 и как выяснилось, Xmax 12мм.
Для озвучки комнаты, хватает с запасом и линейного хода и мощности TDA7293, никакой термокомпрессии и клиппинга. Для кино, посоветую всё-таки смоделировать сабсоник. У меня 3 порядок 14 Гц.

http://www.baudline.com/erik/bass/xmaxer.html легко прикинуть, какое давление даст динамик в ЗЯ.

Примитивная прога, оперирует лишь диаметром динамика. Тот же BassBox в котором моделирует Winterborn, использует параметры TS. Поэтому она намного точней и информативней. Покажет почастотно и звуковое давление, и ход диффузора в зависимости от подаваемой мощности. И даже выделит зоны, где Xmax превышен.
PS
В описании корректора Линквица сказано "Схема не только корректирует нужным образом АЧХ, но еще и имееет специализированную ФЧХ - так, чтобы "подкорректированная" колонка полностью соответствовала реальной, имеющей совсем другие (намного лучшие) свойства".
DSP тоже это делает?

[Winterborn]

В описании корректора Линквица сказано "Схема не только корректирует нужным образом АЧХ, но еще и имееет специализированную ФЧХ - так, чтобы "подкорректированная" колонка полностью соответствовала реальной, имеющей совсем другие (намного лучшие) свойства".
DSP тоже это делает?

Точно не скажу. Думается, что да. Это же математика, а где математика - то добро пожаловать в цифру. Вот здесь на английском https://www.minidsp.com/applications/ad ... -transform: A Linkwitz transform is a mathematical operation that changes the effective F and Q to different values. Typically, this is used to lower F to get more low bass output, or to lower the Q to make the box behave like a larger box - "Корректор Линквица - математическая операция, которая позволяет изменить эффективные значения F и Q. Как правило, она используется, чтобы снизить F для повышения отдачи на НЧ, или уменьшить Q, чтобы заставить корпус вести себя, как ящик большего размера".

А сабсоник в проекте есть, 2-го порядка на 15 Гц.

Вообще, порядок блоков у уважаемого Аудиокиллера взял, отсюда https://electroclub.info/invest/linkwitz-inside/. Здесь он подробно рассказывает о расчетах и Эксель-файл специальный выкладывает https://electroclub.info/other/linkwitz-pro/ (файлом этим Вы, судя по картинке, пользовались). Я вдохновлялся-вдохновлялся, крутил в файле разные дины и так, и сяк, косился на то, что у меня уже есть - и своим путем пошел) Тем более, что блок DSP 2 года без дела валялся, ни разу не поработав нигде - и вот нашел свое применение.
Кстати, Аудиокиллер делает одно очень важное замечание по поводу превышения мощности и хода динамика в результате коррекции: в реальной жизни НЧ-составляющая ниже, чем если моделировать с чистым синусом. В кино басовые эффекты сильнее, в музыке слабее - но всегда запас есть.

[Justas*]

Тоже по Аудиокиллеру рассчитывал и делал. Позже переделал сумматор и выкинул регулируемый ФНЧ и переключатель фазы. Добавил субмодулем ФНЧ 4-го порядка, согласовав по АЧХ и фазе с фронтами.

[Winterborn]

И насколько все проще с DSP - на выход сразу ФНЧ 6-го порядка со встроенным переключателем фазы. Фазовращатель, быть может, тоже где-то в недрах Сигмастудии имеется, но мне и 0/180 пока хватает.

[XIAN]

Примитивная прога, оперирует лишь диаметром динамика. Тот же BassBox в котором моделирует Winterborn, использует параметры TS. Поэтому она намного точней и информативней. Покажет почастотно и звуковое давление, и ход диффузора в зависимости от подаваемой мощности. И даже выделит зоны, где Xmax превышен.

Я понимаю, но выше головы не прыгнешь, в ЗЯ давление ограничено площадью и ходом динамика, можно быстро узнать, подходит ли динамик, в первом приближении. Опять же, корректор Линквица и показывает, что TS параметры, для сабового дирамика не главное)

типа Dubstep

Пробовал я Dubstep с анализатором спектра в JRiver слушать, не нашел я там 20ти герцовых низов, не там искал?
Для себя сделал вывод, что без, отдельного, помещения, так низко, мне не надо. Вот, что касается давления, то наоборот. Чуствительность к басу у наших ушей ниже, чем к средним частотам, и условные 26Гц замаскируються остальными частотами, при равном давлении.
Кривые равной громкости

Обратите внимание на большую разницу в чуствительности между, даже 30 и 20Гц.
И что бы, при уровне 1000Гц, даже, 60дБ(для меня крайне тихо) слышать 26Гц, уровень на них, должен быть 96-98дБ, а для динамика 10 дюймов, это смещение 10+ мм.

[Winterborn]

А в дабстепе и нет 20 Гц, но в районе 30-35 жизнь наличествует. В специально заниженных треках есть и даже ниже, например, вот https://youtu.be/HxMO2SgQNSc. И тут 23 Гц заявлено https://youtu.be/cnLeAEnft5U
Если DSP дает такую свободу действий - то пуркуа, как говорится, па? Найду оптимум и угомонюсь (но это не точно).
Кстати, SigmaStudio обладает функцией тестирования проекта с рисованием графиков. Вот что он дает по амплитуде и фазе. С фазой - это норма? Что-то ее после Баттерворта 6 порядка так покорежило.

[XIAN]

А в дабстепе и нет 20 Гц, но в районе 30-35 жизнь наличествует. В специально заниженных треках есть и даже ниже, например, вот https://youtu.be/HxMO2SgQNSc. И тут 23 Гц заявлено https://youtu.be/cnLeAEnft5U
Если DSP дает такую свободу действий - то пуркуа, как говорится, па? Найду оптимум и угомонюсь (но это не точно).

Я ж не против, просто, для поиска оптимума выбран неподходящий динамик. Это зона работы киловатных восемнашек. Самый доступный вариант - это про 18ки и усилители на вторичке, продать можно будет за теже деньги, если эксперимент окажется неудачным. А вообще, самый оптимальный дешевый саб, как мне кажется, это ЧВ на 12ке, с настройкой 32Гц.

[Winterborn]

В описании корректора Линквица сказано "Схема не только корректирует нужным образом АЧХ, но еще и имееет специализированную ФЧХ - так, чтобы "подкорректированная" колонка полностью соответствовала реальной, имеющей совсем другие (намного лучшие) свойства".
DSP тоже это делает?

Все-таки творится тут математическая магия:
The equalizer cancels the original complex poles with zeros (f0, Q0) and adds a new pair of complex poles (fp, Qp) to obtain a targeted 2nd order highpass filter response. - Эквалайзер обнуляет исходные комплексные полюса (f0, Q0) и добавляет новую пару комплексных полюсов (fp, Qp), чтобы получить требуемые характеристики ФВЧ 2-го порядка.
Коэффициенты рассчитываются аж до 20480 Гц!

2021-12-14_11-59-53.png (60.53 КБ) 1140 просмотров

[Winterborn]

А вообще, самый оптимальный дешевый саб, как мне кажется, это ЧВ на 12ке, с настройкой 32Гц.

Это который шкаф с косой перегородкой? Неее: во-первых, покупать-пилить-клеить-паять - время и деньги, а во-вторых - громоздко. В третьих - дискотека персональная, не для соседей и домочадцев. А для погромче погонять наушники есть. И, вообще, наш девиз: "я его слепила из того, что было" - с приемлемым результатом. Кто знает, быть может, вообще, успокоюсь, потушу саб и вернусь к полочному фильтру на полочниках - но пока играюся.
P.S. Уютно тут, спокойно. Сотвори я подобную тему на Вегалабе - пришел бы subsonic, объявил все ересью, посоветовал выбросить дин и короб и призвал делать исключительно БП на правильной элементной базе. Да и не только он. Уж больно там публика искушенная и исключительно опытная, как в теоретическом, так и в практическом плане. Это как дом пионеров и крупный НИИ - с уважением и к тем, и к другим.

[Justas*]

Кстати, SigmaStudio обладает функцией тестирования проекта с рисованием графиков. Вот что он дает по амплитуде и фазе. С фазой - это норма? Что-то ее после Баттерворта 6 порядка так покорежило.

Если имеется в виду загиб фазы вниз выше 50 Гц, то из за АЧХ. ФНЧ с Линквицем такую АЧХ дал. С 30 до 60 Гц что то около второго порядка, а выше 60 резко круче идёт. Из за мелкой шкалы не видно сколько.
А стыкуете с фронтами на 40 - 50 Гц?

[Winterborn]

Фронтам я полную полосу оставил: у них F3 что-то типа 50 Гц, но слабо верится, посему саб круто порезал на 80, чтобы наверняка. Мож и ниже надо, на 60-70, но микра нет.

[XIAN]

Фронтам я полную полосу оставил: у них F3 что-то типа 50 Гц, но слабо верится, посему саб круто порезал на 80, чтобы наверняка. Мож и ниже надо, на 60-70, но микра нет.

Если фазу настроили на сабе, что бы в точке прослушивания провала в области совместной работы небыло, то так лучше, чем больше басовых источников в комнате, тем ровнее АЧХ в результате.

Это который шкаф с косой перегородкой? Неее: во-первых, покупать-пилить-клеить-паять - время и деньги, а во-вторых - громоздко. В третьих - дискотека персональная, не для соседей и домочадцев

Разные есть, но идея такая, да. Лабиринты в вариантах свертки от Рогожина, достаточно, компактные. Вообще, хороший саб, тихо тоже лучше играет.

Уютно тут, спокойно. Сотвори я подобную тему на Вегалабе - пришел бы subsonic, объявил все ересью, посоветовал выбросить дин и короб и призвал делать исключительно БП на правильной элементной базе.

Считайте, что меня subsonic покусал) Потому как, я так и сделал) Разве что, я в БП не уверовал, но некоторые его идеи мне близки. Еще чтение avsforum дает о себе знать

[Winterborn]

На avsforum не бывал, даже не слышал о таком Погуглил - серьезное сообщество.
У sunbsonic'а БП своеобразные, с камерами наоборот и хитрой коррекцией - без нее симуляция дает натурально горный пик с острой вершиной.
Рогожинские лабиринты хотел было сделать на автомобильных Morel Tempo 6 Coax, даже купил пару динов, но потом передумал, так и лежат, ждут Авито)
А фазу на сабе на слух подбирал: в неинвертированном положении провал, на 180 - самое то.

[XIAN]

На avsforum не бывал, даже не слышал о таком Погуглил - серьезное сообщество.
У sunbsonic'а БП своеобразные, с камерами наоборот и хитрой коррекцией - без нее симуляция дает натурально горный пик с острой вершиной.
Рогожинские лабиринты хотел сделать на автомобильных Morel Tempo 6 Coax, даже купил пару динов, но потом передумал, так и лежат, ждут Авито)
А фазу на сабе на слух подбирал: в неинвертированном положении провал, на 180 - самое то.

Если не ошибаюсь, в какой то теме на Веге, было описание, как в цифре корректор Сабсоника сделать, можно и на ЗЯ им поиграться.
Вроде хвалили на морелях лабиринт, можно макет корпуса вырезать из пенокартона, или экструдированного полистирола, если понравиться, то уже заказать распил фанеры/мдф.
В Сигме можно блок задержки поставить и более точно скорректировать фазу.

[Justas*]

Когерентность фазы с 6-м порядком саба и как я понял 2-м фронтов, будет только в одной точке. Так что +/- 180 нормальный вариант. Задержкой тут ничего не добиться. Ну получится пересечение фаз к примеру не 50 Гц, а 40 или 60, какая разница. Если подрезать ФВЧ фронты, чтобы их акустические порядки совпадали с сабом, тогда да, задержка может пригодиться. Хотя на НЧ задержки небольшие, разве что саб будет стоять сильно в стороне.

посему саб круто порезал на 80

А срез на графике по -6 дБ, где то около 45 ГЦ?

[Winterborn]

Вот раздул картинку покрупнее