Progettare un diffusore a 3 vie con DSP e crossover attivo

Progettare un diffusore attivo a 3 vie con il miniDSP Flex Eight

In questa sezione, ti mostreremo come progettare un diffusore attivo a 3 vie con il processore miniDSP Flex Eight.

Paragrafi:

•      Di cosa avrai bisogno
•      Panoramica
•      Selezionare i driver degli altoparlanti e progettare il contenitore
•      Connettersi
•      Impostare il percorso
•      Misurare ed equalizzare i driver
•      Allineare i driver
•      Aggiungi il crossover
•      Configurare l'altro altoparlante
•      Correzione di fase (opzionale)

• Di cosa avrai bisogno

     Un miniDSP Flex Eight. Assicurati di avere il software installato e funzionante prima di iniziare questa sezione.

     Capacità di eseguire misurazioni acustiche. Avrai bisogno di un programma di misurazione come il software gratuito Room EQ Wizard (REW) e di un hardware di misurazione per il quale consigliamo UMIK-1 o UMIK-2.

     Sei o più canali di amplificazione., i quali possono essere 3 amplificatori finali stereo, oppure 6 amplificatori mono. Consigliamo l'utilizzo di amplificatori in Classe D in quanto il rapporto qualità/prezzo è imbattibile. Vedi la sezione Amplificatori in Classe D.

• Panoramica

La Figura 1 mostra il flusso del segnale attraverso il Flex Eight.
Flusso del segnale miniDSP Flex Eight per crossover attivo.

Figura 1. Flusso del segnale attraverso il miniDSP Flex Eight.

Sui canali di uscita:

•      Il blocco PEQ (parametric EQ) corregge la risposta dei singoli driver;
•      Il blocco Crossover implementa i filtri crossover;
•      Il blocco Gain/delay allinea i driver in termini di livello e tempo.

Sui canali di ingresso:

•      Il PEQ viene utilizzato per modellare la risposta complessiva e per domare i problemi della stanza.
•      I blocchi FIR sono facoltativamente utilizzati per correggere lo sfasamento nel crossover.

Se hai Dirac Live in esecuzione sul tuo Flex Eight, l'approccio è lo stesso, tranne per il fatto che i blocchi PEQ e FIR del canale di ingresso sono sostituiti da Dirac Live per la modellazione della risposta e la correzione della stanza.

Si noti che un altoparlante a tre vie è un progetto significativamente più difficile di un altoparlante a due vie. Se non hai ancora avuto esperienza nella progettazione del tuo diffusore attivo, potresti voler iniziare con un doppio senso:

     Progettazione di un diffusore attivo a 2 vie con miniDSP

• Selezionare i driver degli altoparlanti e progettare il contenitore

Se inizi da zero, dovrai selezionare i driver per i tuoi altoparlanti. Ci sono letteralmente centinaia di driver disponibili per l'uso fai-da-te a tutti i livelli di prezzo, quindi è impossibile dare consigli specifici in questa sezione.

Se stai costruendo il tuo diffusore, dovrai progettarlo. Il fattore più importante è il volume interno e, se si tratta di un diffusore con porte reflex, la dimensione e la lunghezza della porta. Fortunatamente, ci sono un certo numero di programmi gratuiti che fanno i calcoli complessi per questo sulla base dei parametri Thiele-Small del woofer. Ad esempio, un popolare programma basato su Excel è Unibox.

• Connettersi

La figura 2 mostra i collegamenti dal miniDSP ai diffusori "attivi":

connessioni per diffusore attivo a tre vie

Figura 2. Connessioni per un altoparlante a tre vie con il miniDSP Flex Eight

Si consiglia di mettere un grande condensatore in serie con ogni tweeter come mostrato. Ciò contribuirà a proteggere il tweeter da eventuali picchi di accensione e spegnimento dall'amplificatore o se gli vengono inviati accidentalmente segnali di prova a bassa frequenza. Tendenzialmente con super tweeter si utilizzano condensatori da 1.0 a 1.5mF.

ATTENZIONE: Quando si effettuano delle importazioni o cambi importanti è sempre consigliato spegnere gli amplificatori finali per evitare danneggiamenti ai driver.

• Impostare i percorsi input/output

Flex Eight consente di impostare il percorso o mixare qualsiasi input a qualsiasi output. Questo è un elemento chiave della sua flessibilità. Per implementare un crossover a tre vie, rinomina i canali di input e output e imposta il routing comemostrato in questa schermata:

Routing degli altoparlanti attivi a tre vie miniDSP

• Misurare ed equalizzare i driver

Dopo aver costruito il diffusore e montato i driver, dovrai misurare i driver uno alla volta. (Eseguire questa operazione solo per un altoparlante.) Per ulteriori informazioni su come misurare il driver di un altoparlante, consulta la sezione "Misurazione dell'altoparlante con UMIK-1 e REW".

Un diffusore a tre vie è più difficile da misurare rispetto a un diffusore a due vie. Il punto di crossover relativamente basso tra woofer e midrange si trova spesso nella regione in cui gli effetti ambientali sono evidenti nella misurazione. Tuttavia, ha anche una frequenza troppo bassa per essere misurata con una misurazione controllata. Se possibile, esegui le misurazioni all'aperto, con l'altoparlante sollevato il più in alto possibile in sicurezza.

Utilizzare i blocchi PEQ su ciascun canale di uscita per modellare la risposta di ciascun driver in modo che sia piatta nell'intervallo operativo e almeno un'ottava oltre la frequenza di crossover prevista. Puoi farlo con l'aiuto della funzione AutoEQ di Room EQ Wizard.

Questo grafico mostra il tweeter e il midrange misurati a 1 metro di distanza, prima e dopo aver corretto le loro risposte:

Correzione della risposta di midrange e tweeter

Il woofer risulta più difficile da misurare, anche all'aperto ci sono riflessi dal suolo e possibilmente da edifici e così via che influenzano la risposta. Tuttavia, possiamo misurare la risposta in campo vicino, ovvero con il microfono proprio all'interno del cono del woofer. Ciò dimostra che non è necessaria alcuna correzione della risposta, tranne che alle basse frequenze dove abbiamo esteso la risposta un po' più in basso (questo può essere fatto con una trasformazione di Linkwitz, o semplicemente con un semplice filtro shelving):

Correzione della risposta del woofer

• Allineare i driver

Regola i livelli dei driver in modo che corrispondano agli altri. Per fare ciò, misura ciascun driver sulla sua gamma operativa e confronta i livelli con l'attenuazione dell'ottava. Usa il guadagno in ciascun canale di uscita per regolare il livello di ciascun driver in modo che corrisponda alla frequenza di crossover prevista.

Ecco le impostazioni per il nostro altoparlante di prova:

Driver di allineamento temporale e di allineamento del livello in un altoparlante a tre vie

Una volta che i livelli sono abbinati per ogni driver, calcola il ritardo temporale tra i driver e imposta i ritardi del canale di uscita per allineare il tempo dei driver. Lo screenshot qui sopra mostra i ritardi per il nostro relatore di prova. La procedura è descritta nella sezione "Allineamento temporale dei driver degli altoparlanti con UMIK-1 e UMIK-2".

• Aggiungi il crossover

Se hai seguito la procedura di allineamento temporale di cui sopra, hai già installato un crossover Linkwitz-Riley 24dB/ottava. Per il sistema a tre vie, assicurati che tutti i crossover siano abilitati e che tutti i driver invertiti non sianonuovamente invertiti. La schermata del crossover dovrebbe apparire così:

Crossover per diffusore attivo a tre vie

Il risultato della figura qui sopra è:

•      Un filtro passa-basso sul woofer.
•      Un filtro passa-basso e un filtro passa-alto sulla gamma media.
•      Un filtro passa alto sul tweeter.

Ora puoi misurare la risposta dell'intero diffusore. Per fare ciò, dovrai misurare a una distanza sufficiente dall'altoparlante per evitare discrepanze causate da differenze di livello e di tempo dovute a diverse distanze dai driver. Ecco il nostro diffusore di prova misurato a 2 metri:

Diffusore attivo a tre vie miniDSP misurato a 2m

Come puoi vedere, ci sono effetti di riflessione anche con questa misurazione all'aperto. Non provare a correggerli (ad esempio, il calo intorno a 170 Hz).

Potresti scoprire che la risposta dei bassi si abbassa leggermente quando sposti il microfono più lontano dall'altoparlante. Questo è correlato alla "perdita del passo del deflettore". Alla distanza più ravvicinata la perdita di passo del deflettore non è stata completamente compensata. È possibile regolare questo se necessario con un filtro shelving nei blocchi PEQ di ingresso. Per esempio:

Filtro shelving per la compensazione del passo del deflettore

• Configurare l'altro altoparlante

ATTENZIONE: Prima di procedere, esportare la configurazione corrente in un file.

Imposta i canali per l'altro diffusore se non l'hai già fatto:

•      Collega i blocchi PEQ ai driver corrispondenti (woofer sinistro a woofer destro e così via).
•      Collega i blocchi Crossover ai driver corrispondenti.
•      Copia le impostazioni di guadagno e ritardo nel driver corrispondente.

Dopo aver collegato entrambi gli altoparlanti, misurare il secondo altoparlante per verificare che sia uguale al primo.

Esportare nuovamente la configurazione in un file.

• Correzione di fase (opzionale)

Se stai eseguendo il Flex Eight standard, puoi eseguire la correzione di fase utilizzando i blocchi FIR sui canali di ingresso. Questo è descritto in questa sezione:

     Correzione attiva della fase dell'altoparlante con il miniDSP Flex Eight (in preparazione)

Infine...

Posiziona gli altoparlanti nelle posizioni designate nella tua stanza di ascolto ed esegui una misurazione nella stanza. Se si esegue il Flex Eight standard, utilizzare i blocchi PEQ sui canali di ingresso per correggere le modalità della stanza ed eseguire altri EQ relativi alla stanza come desiderato. Se esegui il Flex Eight con Dirac Live, esegui una calibrazione Dirac Live per eseguire la correzione della stanza e personalizzare il suono con le curve target.

Buon ascolto!