Progettazione di un diffusore attivo a 2 vie con DSP e crossover attivo

Progettazione di un diffusore attivo a 2 vie con miniDSP

In questa sezione, ti mostreremo come progettare un diffusore attivo a 2 vie con un processore miniDSP a 4 uscite. Questa nota dell'app è applicabile a:

•      2x4 HD (plug-in miniDSP-2x4-HD)
•      DDRC-24 (plug-in DDRC-24)
•      miniDSP Flex (con plug-in miniDSP-2x4-HD o DDRC-24)
•      Serie SHD (plug-in SHD)

Se si utilizza il plug-in miniDSP-2x4-HD, è possibile implementare un crossover convenzionale (Linkwitz-Riley o Butterworth) o un crossover di fase lineare. Se si utilizza il plug-in DDRC-24 o SHD, è possibile implementare un crossover convenzionale (Linkwitz-Riley o Butterworth); potrai utilizzare Dirac Live per correggere la risposta all'impulso, eseguire la correzione della stanza e personalizzare il suono finale.

Contenuti

•      Di cosa avrai bisogno
•      Selezionare i driver degli altoparlanti e progettare il contenitore
•      Connettersi
•      Impostare il percorso
•      Misurare ed equalizzare i driver
•      Allineare i driver
•      Aggiungi il crossover (convenzionale)
•      Aggiungi il crossover (fase lineare)

 

• Di cosa avrai bisogno

     Un processore miniDSP a 4 uscite. Consultare l'elenco sopra descritto. Fare riferimento al suo Manuale dell'utente e assicurarsi di avere il software DSP installato e funzionante prima di iniziare questa lettura.
     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.
     Quattro canali di amplificazione, ovvero 2 amplificatori finali stereo oppure 4 amplificatori finali monofonici.

Di seguito è riportato lo schema a blocchi del plug-in MiniDSP-2x4-HD. Useremo il PEQ del canale di uscita (EQ parametrico) per correggere la risposta dei singoli driver e il PEQ del canale di ingresso per modellare la risposta complessiva e per domare i problemi della stanza. Il blocco Xover (Crossover) può essere utilizzato per implementare un crossover convenzionale (Linkwitz-Riley o Butterworth), oppure il blocco FIR utilizzato per implementare un crossover di fase lineare.

Diagramma a blocchi HD miniDSP con annotazioni

Il prossimo è il diagramma a blocchi del plugin DDRC-24. Il plugin SHD è molto simile. In questo caso, utilizzeremo il canale di uscita PEQ (EQ parametrico) per correggere la risposta dei singoli driver e consentire a Dirac Live di eseguire la modellazione della risposta complessiva oltre alla correzione della stanza. Il blocco Xover (Crossover) verrà utilizzato per implementare un crossover convenzionale (Linkwitz-Riley o Butterworth).

Diagramma a blocchi DDRC-24 annotato

• Selezionare i driver degli altoparlanti e progettare il diffusore

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 qui. Per un piccolo diffusore a due vie, un woofer da 5" o 6,5" e un tweeter a cupola da 1" sono scelte comuni.

Se stai costruendo il tuo diffusore, dovrai completare prima la progettazione secondo i tuoi gusti e le tue esigenze. 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.

Se stai modificando un altoparlante esistente da passivo ad attivo, allora hai già il contenitore e i driver. In questo caso, molto probabilmente dovrai rimuovere il crossover interno e aggiungere una seconda coppia di morsetti.

• Connettersi

Questo diagramma mostra una connessione tipica, utilizzando l'HD 2x4 come esempio:

diffusore attivo a due vie miniDSP diffusore attivo

Si consiglia di mettere un condensatore in serie con ciascun 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

Ogni plug-in 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 due vie, imposta il routing come mostrato in questo screenshot.

routing degli altoparlanti attivi a due 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".

Utilizzare i blocchi PEQ su ciascun canale di uscita per modellare la risposta di ciascun driver in modo che sia piatta nell'intervallo operativo. Utilizzare i filtri di tipo "Peak" per appiattire i picchi (con guadagno negativo in modo da creare una tacca) e filtri di tipo "High-Shelf" e "Low-Shelf" per raddrizzare la risposta complessiva. Puoi farlo anche con l'aiuto della funzione AutoEQ di Room EQ Wizard.

Idealmente, appiattisci la risposta a un'ottava sopra o sotto la frequenza di crossover (rispettivamente per woofer e tweeter).

miniDSP diffusore attivo a due vie Esempio di equalizzatore parametrico

Di seguito è riportato un esempio di misurazione per un woofer. Sul grafico sono segnate le varie caratteristiche della misura e le aree da correggere, insieme alla risposta corretta in azzurro. Se si utilizza una misurazione interna come nel nostro esempio, fare attenzione a non correggere i picchi e le tacche causati dalla stanza: si eseguirà la correzione della stanza in un secondo momento, quando l'altoparlante si trova nella sua posizione effettiva nella stanza.

esempio woofer altoparlante attivo a due vie miniDSP

Ecco un grafico del tweeter, misurato prima e dopo aver corretto la sua risposta. Quando si esegue una misurazione del tweeter, avviare lo sweep a una frequenza tale da non sollecitare il tweeter (ad esempio, iniziare a 1 kHz, non a 20 Hz).

Esempio di tweeter con altoparlante attivo a due vie miniDSP

• Allineare i driver

Probabilmente dovrai regolare il livello di uno dei driver in modo che corrisponda all'altro. Di solito, è meglio farlo usando il controllo di regolazione del guadagno del canale di uscita per ridurre il livello del driver che misura più alto. Dato che hai appiattito le risposte del driver, questo non dovrebbe essere difficile: basta misurarle entrambe (una alla volta) e assicurarti che le risposte si sovrappongano vicino alla frequenza di crossover.

Nella maggior parte dei casi, sarà necessario allineare nel tempo i driver per ottenere una buona corrispondenza di fase al crossover. Consulta la nostra sezione "Driver degli altoparlanti con allineamento temporale con UMIK-1 e UMIK-2".

• Aggiungi il crossover (modo convenzionale)

Per implementare il crossover, ci sono due opzioni: IIR (convenzionale) e FIR (fase lineare). In questa sezione descriveremo la versione IIR.

Fare clic sul pulsante Xover nella scheda Output. Imposta un filtro passa-basso sul woofer e un filtro passa-alto sul tweeter. Suggeriamo di utilizzare filtri Linkwitz-Riley (LR) 24 dB/ottava, ma è possibile utilizzare pendenze da 6 fino a 48 dB/ottava. Ecco un esempio di filtro passa-basso per il woofer:

miniDSP filtro passa-basso diffusore attivo a due vie su woofer

Ecco un esempio di filtro passa-alto per il tweeter:

miniDSP filtro passa-alto diffusore attivo a due vie su tweeter

Ora misura la risposta del diffusore completo! Potrebbe essere necessario regolare con precisione le impostazioni del crossover per ottenere la risposta più uniforme attorno alla frequenza del crossover:

•      Regola leggermente il ritardo tra i driver.
•      Regola l'equalizzazione di un driver o dell'altro vicino al punto di crossover.
•      Utilizzare un crossover asimmetrico, ad esempio BW 18 dB/ottava passa-basso sul woofer e LR 24 dB/ottava passa-alto sul tweeter.

Questo grafico REW mostra la risposta del woofer e del tweeter nel nostro diffusore di esempio con filtri crossover in posizione e la risposta combinata dopo la messa a punto del crossover:

Esempio combinato di diffusore attivo a due vie miniDSP

 

• Aggiungi il crossover (fase lineare)

Invece di un crossover IIR convenzionale, il plug-in MiniDSP-2x4-HD può essere utilizzato per implementare un crossover di fase lineare. Ogni canale di uscita ha 1024 taps accessibili facendo clic sul pulsante FIR su ciascun canale di uscita.

Usa l'ottimo programma freeware rephase. Vedere "Esempio 2: crossover a fase lineare" nella sezione "Lo strumento FIR rePhase" per un esempio di esercitazione. Tieni presente che per il plug-in MiniDSP-2x4-HD, dovrai impostare il parametro taps su 1024 e il parametro rate su 96000. (Invece di 2048 e 48000 come mostrato nell'esempio della sezione).

Ecco un esempio di crossover a due vie da quella nota dell'app:

esempio di fase lineare di un diffusore attivo a due vie miniDSP

 

• Infine...

Una volta che hai concluso le operazioni, metti gli altoparlanti nella loro posizione designate nella tua stanza di ascolto, quindi esegui la correzione della stanza e personalizza il suono finale:

     Se stai utilizzando il plug-in MiniDSP-2x4-HD, utilizza i blocchi PEQ di input. Ad esempio, usa un filtro low-shelf per aggiungere un piccolo potenziamento dei bassi. È inoltre possibile utilizzare i filtri di picco per compensare le modalità ambiente. Fallo con attenzione e usa principalmente i tagli piuttosto che i potenziamenti.

Buona musica!