| Author |
 Topic  |
|
|
mangs
Member
622 Posts |
 Posted - 2003/05/26 : 09:13:58
|
Hej,
Har snickrat ihop ett aktivt filter enligt nedan:
http://sound.westhost.com/project09.htm
24 dB/oktav och Elliot skriver såhär:
"This unit will provide a completely flat frequency response across the crossover frequency, with the signal from both filters remaining in phase at all times."
Jag har mätt upp dessa filter och signalerna summeras verkligen bra och fasen är identisk. Dock tycker jag inte slutresultatet är jättebra. Mina tankar är att detta beror på högtalar-elementens olika fasrespons. Om inte elementen har lika fas så spelar det kanske inte någon roll om signalen från slutstegen är i fas och lämnar en perfekt frekvensrespons. Finns det något enkelt sätt att ta reda på hur mycket elementens fas diffar. Här spelar väl iofs elementens placering på baffeln i alla led in men knaske även elementens parametrar. Om man fått uppmätt ett likadant element (PL18) i tex HFLS-1 där lådan skiljer sig en del, kan man anta att fasen i min låda är någorlunda lik eller måste man mäta upp den i min nuvarande låda. Baffeln är 740*260 och med rundade kanter med radien 19 mm.
mvh Mangs
PS För att få till ett bra filter kanske man skulle använda olika ordningar på Lågpass-filtret jämfört med Högpass-filtret? Jag delar idag mellan PL18 och 9300 vid 1700 Hz vilket gör att jag kanske borde ha högre ordning på lågpass-filtret, eller?
|
|
|
AndersP
Member
1563 Posts |
Posted - 2003/05/26 : 12:56:10
|
Det bästa är att mäta upp PL18 och 9300 i den baffel du tänkt använda. Om elementen är monterade i samma plan och i försänkta hål i en baffel som inte lutar kommer diskantens akustiska centrum att befinna sig 40 - 50 mm framför basens. Lite ( dårlig ) huvudräkning ger då att skillnaden i fas är ca. 90 grader.
Ett sätt att mäta är en frekvensgång 1k - 3k med polvänd diskant. Försök få " dippen " så djup som möjligt. Då stämmer fasen när diskanten spelar med normal polaritet.
Förslag på åtgärder:
1. delay på diskanten mha. ett allpassfilter
2. utforma baffeln som ett " step " eller tillverka en separat låda till diskanten som du kan flytta fram och tillbaka relativt basen.
3. låt baffeln luta
4. Förändra filtrens Q för att minska " dippen " i delningsfrekvensen.
5. Ändra filtret till ett 12 dB/oct LR. Då ligger filtret 90 grader fel och du får ett slutresultat som är 180 grader eller 0 grader beroende på om du polvänder diskanten. Du får nog höja delningsfrekvensen oxo så att inte diskanten tar stryk.
Det finns många fler möjligheter än dessa. Jag hade valt 1. eller 2. om jag var du. |
Linkwitz Orion
Center: Ino Audio piM
Surround: 6 x Ino Audio a2 |
 |
|
|
mangs
Member
622 Posts |
Posted - 2003/05/26 : 13:34:19
|
Tack så mycket för ditt utförliga svar. Eftersom lådan redan är byggd och jag inte har någon bra mätutrustning (dålig mic) kanske en lösning skulle vara att ändra något i filtret. Då avståndet mellan de akustiska centrana som du säger är ungefär 5 cm vilket ger 90 graders fasförskjutning eller 1.5 ms vid 1700 Hz. Lösningen borde därför bli att försena diskantens signal med 0.15 ms eller ändra fasen med 90 grader.
Om vi istället hade satt dessa elementen i en tidskompenserad baffel så att man hade haft lika långt till båda elementens centrum. Hade i så fall deras respons (utan filter) varit lika i fasen? Eller måste man ta hänsyn till elementens parametrar här?
Som det ser ut just nu kommer jag laborera med olika ordningstal på filtrena för att få fram 90 graders förskjutning på ett av elementen. Eftersom jag vill dela ganska lågt (1700 Hz) så tror jag 3e ordningens filter är minumum för diskanten. Vad tror ni?
mvh Mangs |
Edited by - mangs on 2003/05/26 14:18:55 |
|
|
|
AndersP
Member
1563 Posts |
Posted - 2003/05/26 : 14:06:00
|
Man tar alltid hänsyn till summan av elementens frekvensgång och fas och delningsfiltrets överföringsfunktion. Med det filter och den delningsfrekvens och de element du valt måste resultatet i en tidskompenserad baffel bli i det närmaste perfekt enligt min mening.
Det sägs ju att man ska undvika att lösa tidsproblem i delningsfiltret, men det gäller bara passiva filter. I ett aktivt är det en helt annan sak. Du kan ju iofs. prova ett 3:e ordningens på diskanten och ett 1:a ordningens på basen, men varför, när du kan labba med delaykretsar.
Om du vill testa kan du bara bygga till den delay som Linkwitz använder på sina Phoenix. Dom är märkta 1440PH och det är 2 styck efter varandra:
Om du vill räkna själv:
http://www.linkwitzlab.com./images/graphics/allpass.gif
http://www.linkwitzlab.com./images/graphics/allpass2.gif
http://www.linkwitzlab.com./models.htm#E
Det här projektet borde du oxo kolla upp om du inte redan gjort det:
http://home.attbi.com/~dreite/Seas/Seas_active.htm
Vad använder du för strömförsörjning till filtret?
|
Linkwitz Orion
Center: Ino Audio piM
Surround: 6 x Ino Audio a2 |
Edited by - AndersP on 2003/05/26 14:51:41 |
|
|
|
mangs
Member
622 Posts |
Posted - 2003/05/26 : 14:41:02
|
Tack så mycket AndersP. Länkarna var mycket bra och nu tror jag mig veta hur jag skall lösa problemet. Linkwitzs sida är en guldgruva verkar det som. Jag kör matningen från 1n adapter som lämnar +/- 12VDC och det fungerar bra. Kan dock ta upp en del störningar då och då, Bör kanske använda kondensatorer mellan jord och matningen till Op-amparna?
Hur ser egentligen amplituden ut för allpass-filtrena för frekvenser mellan 20-20000 kHz. Visserligen heter det allpass men det verkar ju filtrera en del.
När detta är klart är nästa steg att införa Notch-filter vid 800-1000Hz för basen. Behöver dämpas 2-3 dB beroende på resonanser i elementet och sedan lär jag fått fram ett någorlunda bra resultat.
Tack återigen! 
/Mangs |
|
|
|
AndersP
Member
1563 Posts |
Posted - 2003/05/26 : 15:12:21
|
quote:
Hur ser egentligen amplituden ut för allpass-filtrena för frekvenser mellan 20-20000 kHz. Visserligen heter det allpass men det verkar ju filtrera en del.
Linkwitz om Phoenix - filtret:
quote:
The delay of the circuit changes with frequency, but the 1400 Hz crossover should fall into the flat region of the delay and therefore f0 > 1400 Hz. You can estimate the number of stages required from this inequality.
If f0 = 1/(2*pi*R*C) > 1400 and thus
R*C < 1/(2*pi*1400) = 114 us,
Jag tror faktiskt inte att det filtreras nåt speciellt. Graferna visar groupdelay och inte amplitud. Man har linjär groupdelay upp till en viss frekvens. Man använder flera kretsar för att konstant ligga i det linjära området. Så har iaf jag uppfattat det. |
Linkwitz Orion
Center: Ino Audio piM
Surround: 6 x Ino Audio a2 |
|
|
|
marens
Member
3368 Posts |
Posted - 2003/05/26 : 15:45:16
|
quote:
Ett sätt att mäta är en frekvensgång 1k - 3k med polvänd diskant. Försök få " dippen " så djup som möjligt. Då stämmer fasen när diskanten spelar med normal polaritet.
Anders, med all respekt, men den metoden funkar inte.
mangs: Fasen beror dels på elementens frekvensrespons och vilket avstånd de är från mikrofonen.(Avståndet till akustiska centrat) Alltså om avståndet vore noll så skulle man kunna räkna ut fasen utifrån frekvensresponsen och den skulle vara identisk med den fasen man mätt upp. Nu kan man inte mäta så nära elementen eftersom akustiska centrat oftast ligger en bit bakom membranet då får man i stället helt enkelt i tidsmätningen (transientresponsen) ta bort den tid som beror på avståndet till högtalaren. Sen kan man ur tidsmätningen räkna ut amplitud och fas vs. frekvens.
För att få rätt fas mellan de filtrerade elementen så krävs det att elementens frekvensrespons är korrigerade så att de motsvarar 24dB/oktav linkwitz-riley respons. Det är detta som är filtrets uppgift att korrigera elementens frekvensrespons så att den motsvarar din tänkta filterfunktion. Det spelar alltså ingen roll hur fasen stämmer elektriskt från enbart filtrena ej heller hur frekvensresponsen för filtrena ser ut, det är helt ointressant. Det som är intressant är hur filtrets funktion * elementets frekvensrespons blir.
Det förklarar varför resultatet blir helt kasst med ett sådant filter som du har. Det korrigerar inte för elementens frekvensrespons, vilket alltså är filtrets huvuduppgift.
Angående skillnaden i akustiska centrat så kan man korrigera den genom att göra basens respons lite flackare så att fasen blir lika genom delningen. Detta påverkar inte frekvensresponsen så mycket. Man kan också använda allpassfilter. Men att bara korrigera för akustiska centrat är ganska meningslöst om man inte har korrigerat elementens frekvensgång också. Det påverkar som sagt också fasen och är minst lika viktigt.
Tänk mer i termer som akustisk respons i stället för elektrisk filtrerespons. Elektriska responsen blir som den blir för att åstadkomma målet som är akustiska responsen. Du kanske bara behöver en 12dB/oktav på basen och en 18dB/oktav till diskanten och q-et samt centerfrekvensen måste justeras på dem, samt en dämpning för diskanten och baffelkorrigering på basen. Man får givetvis noggrant stämma av de olika delarna så att de tilsammans gör det de ska. När du fått en akustisk respons från elementen på 24dB/oktav vid önskad frekvens så kan du lägga till ett allpassfilter som korrigerar för skillnaden i akustiska centrat. Då har du förhoppningsvis, om du varit noggrann med alla delar, bra fasöverensstämmelse genom delningsområdet. |
Edited by - marens on 2003/05/26 16:22:19 |
|
|
|
AndersP
Member
1563 Posts |
Posted - 2003/05/26 : 16:38:00
|
marens: Tack för respekten, men för Mr Linkwitz verkar det funka ganska skapligt i alla fall och han har ju konstruerat en del högprofilerade högtalare vid det här laget.
Med det filter och de element mangs använder blir filtrets överföringsfunktion i princip det samma som elementens slutliga output eftersom överlappen är så stor. Överföringsfunktionen ligger stort sett i elementens linjära område såvitt jag kan se hos Vifa och Scanspeak. Det är väl klart att filtren går att optimera tex. med en liten höjning av delningsfrekvensen så att 9300 blir helt rak i sitt arbetsområde, men några stora fel ser iaf. inte jag.
Var snäll och förklara lite mer hur du menar marens. Jag förstår inte. |
Linkwitz Orion
Center: Ino Audio piM
Surround: 6 x Ino Audio a2 |
|
|
|
marens
Member
3368 Posts |
Posted - 2003/05/26 : 16:47:48
|
Det jag menade var dels att elementens fasrespons beror på frekvensresponsen så om du menar att man ska ta elementens råa mätningar utan något filter och vända diskanten och leta efter en svacka så fungerar inte det.
De element mangs använder har långtifrån rak frekvensgång och fasen som beror av avrullningen från elementen påverkar i ett väldigt brett område. Därför ska man inte lite på att det rättar till sig bara för att elementen överlappar. Summerade frekvensresponsen kanske blir bra i någon vilkel men fasen är som sagt inte att lita på alls.
Om du menar att man ska med hjälp av justeringar i filtrena leta efter fasen så räcker det inte med att ha en djup svacka vid delningsfrekvensen utan svackan ska helst vara bred också för att det ska ha någon betydelse. Bara en djup smal svacka säger bara att fasen är lika vid just den frekvensen. Det man istället bör kolla på är att fasresponsen från element+filter är lika genom delningsorådet. Då får man automatiskt en optimal svacka för filtertypen. |
|
|
|
marens
Member
3368 Posts |
Posted - 2003/05/26 : 17:02:11
|
| Dessutom så överlappar de inte alls vad jag kan se på dst_s hemsida. Diskanten börjar ju rulla av redan vid delningsfrekvensen 1700Hz och basen har en puckel rakt framifrån vid 4kHz och off axis är det en svacka och avrullningen börjar vid 2kHz. Det är inte vad jag kallar överlappande frekvensrespons. Man måste givetvis korrigera för det i filtret för att få rätt fas mellan elementen, det påverkar ju massor. |
|
|
|
AndersP
Member
1563 Posts |
Posted - 2003/05/26 : 17:25:53
|
Marens: Jag menade förstås att filtret skulle vara inkopplat vid mätningen med polvänd diskant.
Det är ju självklart att man intresserar sig för akustiska overföringsfunktioner när man håller på med högtalare. I det här tillfället tycker jag att det gav sig automatiskt.
Jag ser ett " fönster " i den där elementkombinationen 1 kHz - 3,5 kHz med rak frekvensgång i 0 - 15 grader offaxis. Jag tycker det borde gå finfint med bara ett 4:e ordningens filter där och det gör tydligen inte du.
Varför rättar det sig inte om elementen överlappar? Du säger ju själv att fasen beror på elementens avrullning. Det är väl ingen avrullning i en överlapp?
Eftersom jag har sett en del av dina fina simuleringar i andra trådar så tycker jag att du borde kunna " snabbköra " några olika alternativ åt Mangs. Är inte basen den samma som i HFLS-1? |
Linkwitz Orion
Center: Ino Audio piM
Surround: 6 x Ino Audio a2 |
|
|
|
Thomas A
Member
189 Posts |
Posted - 2003/05/26 : 17:46:36
|
Perfekt! Just den frågan som jag hade. Jag konstruerade mina högtalare med ett fysiskt offset som jag tror inte var tillräckligt. Jag måste förskjuta fasen ytterligare, och har funderat på allpassfiltret som Linwitz presenterar. Jag behöver dock inte förskjuta lika mycket eftersom jag redan har en fysisk offset. Jag har några frågor:
Vad menas med att f0 > delningsfrekvensen på Linkwits sida? Bör den inte vara >>>>> mer än delningsfrekvensen? Kan någon förklara grafen på sidan:
http://208.55.12.7/models.htm#E
Hur ska man veta om man klarar sig med bara en krets? Jag behöver förskjuta ca 2 cm vid delningsfrekvensen 2400 Hz, och jag tänkte använda det buffertsteg som sitter i EMBLA filtret. Det finns en del plats för andra komponenter där, vilket kanske var påtänkt som ett allpassfilter, men som inte är implementerat som det är nu.
Jag har räknar på det men jag förstår fortfarande inte grafen; även om f0>delningsfrekvensen och delayen tillräcklig i µs som hamnar man väl fortfarande inte på den linjära delen på delayen???? Vad menas? |
"Kunskap är värdelös om den inte kan förmedlas" |
|
|
|
marens
Member
3368 Posts |
Posted - 2003/05/26 : 17:56:30
|
quote:
Varför rättar det sig inte om elementen överlappar? Du säger ju själv att fasen beror på elementens avrullning. Det är väl ingen avrullning i en överlapp?
Det beror på att fasen påverkar i ett brett område utifrån frekvensgångens olinjäritet. Fasen från avrullningen påverkar alltså en bra bit in på där det inte är någon avrullning. Dessutom är det inget övelapp vad jag kan se, men även om det hade varit ett överlapp så skulle inte fasen stämma överens pga att den påvarkar i ett bradare område än frekvensolinjäriteterna. Båda kurvorna börjar ju rulla av vid ungefär 2kHz(förutom precis on axis för basen).
Så nej, jag vet av erfarenhet att det inte fungerar. Man måste ha någorlunda rätt respons i minst ett par oktaver neråt och uppåt för att fasen ska bli bra. |
|
|
|
marens
Member
3368 Posts |
Posted - 2003/05/26 : 18:12:55
|
Till mangs. Din baffel är ganska annorlunda jämfört med den i HFLS-1 så det vore bra om du på något sätt kunde mäta responsen från elementen. Om du har någon i närheten som kan mäta åt dig. Diskanten påvekas också av hur baffeln ser ut och hur du har placerat diskanten.
Det viktigaste för fasintegrationen är att du får till rätt akustisk respons för båda elementen i ett brett område. Utan att ta hänsyn till frekvensresponsen på något sätt så är det ganska meningsläst att med allpassfilter korrigera för ac-offseten. Den påverkar så lite jämfört med frekvensresponsen så när du har klarat av det så kan du börja laborera med allpassfilter i serie med diskanten. |
|
|
|
AndersP
Member
1563 Posts |
Posted - 2003/05/26 : 18:24:37
|
Det där med f0 > delningsfrekvensen har jag också funderat på. f0 är ju den frekvens vid vilken groupdelayen ( Tg ) är hälften av max.
Det finns ju en formel i figuren så att man kan räkna ut olika värden på Tg vid olika frekvenser och RC - kombinationer. Jag har inte provat, men bara genom att titta på formeln så blir ju tydligt att det i det linjära området blir himla lite Tg. ( = många seriekopplade kretsar )
Eftersom man finjusterar det hela experimentellt, efter att dom akustiska flankerna i delningsfiltret är i ordning som Marens påpekar, så blir nog resultatet mitt i delningsfrekvensen perfekt, men man får räkna med det dubbla ( 2Tg ) i stopbandet. Det verkar inte som att Linkwitz bryr sig nåt speciellt om detta. I hans första publicerade konstruktion på 70 - talet använde han 3 kretsar, men nuförtiden bara 2. Det kanske inte hörs nån skillnad?
En sak är helt klar: Vill man hålla sig i det linjära området måste man seriekoppla flera kretsar som var och en tidsförskjuter bara lite grann.
Och en annan grej: Ju högre delningsfrekven - ju flera kretsar måste man seriekoppla för att dom ska köra i sitt linjära område, förutatt samma delay.
Om du har plats för en dubbel opamp på ditt kort Thomas, hade jag valt två kretsar. |
Linkwitz Orion
Center: Ino Audio piM
Surround: 6 x Ino Audio a2 |
|
|
|
Thomas A
Member
189 Posts |
Posted - 2003/05/26 : 19:28:31
|
Men om man bara behöver justera runt 60 µs, behöver man då två st? Jag undrar om jag fattat grafen korrekt?
Tyvärr ingen dubbel opamp-plats på kortet; kan offra någon annan halva kanske, men det blir bryggningar som inte ser så snyggt ut. En annan fråga, ska man behålla motståndet efter kretsen om man ska ha den som buffer också? Den fungerar nu som utgångsbuffert med motstånd mot jord innan och motstånd i serie efter. Men det finns alltså utstansat för flera kretsar, bla motstånd och konding som bildar ett filter. Behöver nog skrapa en bana och koppla förbi, men det ser ganska så lätt ut när jag tittat.
Min frekvensrespons ser bra ut för flankerna, men loben är riktad nedåt. Så ett tag tänkte jag bygga ny låda med ytterligare förskjutning av diskanten, men nu kanske jag ska prova ett allpassfilter. Blev dock tveksam av kurvans utseende; Marens, har du nån kommentar?
T |
"Kunskap är värdelös om den inte kan förmedlas" |
|
|
|
mangs
Member
622 Posts |
Posted - 2003/05/27 : 08:15:39
|
Hej, tack för hjälpen allihop. Jag förstår problematiken men just nu har jag ingen möjlighet att få uppmätt elementen än. Jag skall dock beställa mätmic framöver
Det som kan hjälpa till just nu är att jag mha olika program från FRD-consortium och Speaker Workshop skapat FRD-filer samt ZMA-filer med hänseende på min baffel och elementplacering. Jag skulle kunna skicka er dessa filer för simulering om det är av intresse. Eftersom jag inte har någon web-plats så vore det bra om du kunde skcicka ett PM med din Mail-adress så att jag kan bifoga filerna. Lådan är en MTM med offsetad diskant. Baffeln är enl. tidigare 740*260 med avrundade kanter. Ingen tidskorrigering är gjord för diskanten. Skulle vara mycket tacksam för hjälp.
/Mangs |
|
|
|
Thomas A
Member
189 Posts |
Posted - 2003/05/27 : 15:29:43
|
Efter samspråk med Ingvar Öhman så fick jag reda på att allpasslänkens f0 bör ligga minst två oktaver ovanför delningsfrekvensen. Alltså bör jag ha en f0 > 20 kHz för att inte få olinjäriteten. Summan av kardemumman skulle jag behöva 5 steg.
Om man nu inte accepterar ett visst fel. Vid f0=20 kHz kan jag få en fördröjning på 2RC = 16 µs. Vid f0=10 kHz, ca 32 µs, men då ett Tg fel av 10% vid 3300 Hz (minskning av delayen till 29 µs).
T |
"Kunskap är värdelös om den inte kan förmedlas" |
|
|
|
AndersP
Member
1563 Posts |
Posted - 2003/05/27 : 16:18:02
|
| Om man då jämför det som Linkwitz och Öhman för fram så verkar det vara smak och behag som gäller här också. Dom är ju skapliga högtalarkonstruktörer bägge två. |
Linkwitz Orion
Center: Ino Audio piM
Surround: 6 x Ino Audio a2 |
|
|
|
mangs
Member
622 Posts |
Posted - 2003/06/13 : 09:33:37
|
Liten uppdatering:
Kopplade imorse ihop två stycken Delay kretsar till mitt aktiva filter.
Delningsfrekvensen är 1680 Hz och jag vill fördröja signalen 110us vilket motsvarar 3.75 cm.
Jag använde mig av Linkwitzlabs formler och uträkningar och knåpade ihop 2 delay-kretsar med R=2.7 kohm och C 10 nF vilket medför att t0=54us och f0= 5894. Detta för att f0 skall ligga 2 oktaver ovanför delningsfrekvensen. So far so good. Mina praktiska tester visar dock att teorin inte stämmer överens med verkligheten. Efter mätningar på filtret har jag kommit fram till att f0= 8800 Hz -> att R ser ut att vara 1.8 kohm istället för de 2.7 kohm som jag valde. Av en viss slump så är 1.8 kohm = 1 st 2.7 paralellt med 2 st 2.7 i serie. Tittar man på uppkopplingen så ser man att så skulle kunna vara fallet. Kan ju även säga att fasskillnaderna mellan den tidsfördröjda signalen och den som inte är det vid delningsfrekvensen 1680 Hz är ca 90/270 grader och det verkar som om signalen som skulle vara tidsfördröjd kommer före den icke tidsfördröjda, strange? Tittar man på Linkwitz projekt ser man oxå att han i efterhand justerat upp tidsförskjutningen från 146 till 189 us.
http://www.linkwitzlab.com./models.htm#E
Lite räkning får fram att förhållandet här är 1.33 vilket är ungefär samma som det jag fick fram.
Har jag gjort något fel eller är mina tankar rätt? Måste jag använda mig av fler Delay-kretsar med mindre delay?
En lösning skulle kunna vara att ersätta R =2.7 kohm med 3.9 kohm och då få ett verkligt R på 2.6 Kohm och en delay på 52 us vilket skulle ge mig 104 us totalt.
mvh
mangs |
Edited by - mangs on 2003/06/13 09:36:51 |
|
|
|
Thomas A
Member
189 Posts |
Posted - 2003/06/13 : 10:09:51
|
Jag kommer att presentera mina resultat med mitt aktiva filter i helgen, med delaykretsar för mellanregister ist för diskant! Så stay put...
T |
"Kunskap är värdelös om den inte kan förmedlas" |
|
|
| |
Topic |
|
All Forums
Teknik och DIY
New Topic
Topic Locked
Printer Friendly