Ειναι τα 1-way μονοδρομος?

Σταυρος Δανος

AVClub Addicted Member
21 March 2008
1,811
Πατρα/Κυπρος
Στο παρων θρεντ,θα προσπαθησω να δωσω μιαν οσο το περισσοτερο επιστημονικη εξηγηση στο γιατι τα μονοδρομα ηχεια ειναι μονοδρομος στην ηχητικη πιστοτητα.(Συγχωρειστε τα κακα ελληνικα μου.Επισης να δηλωσω οτι δεν ειμαι κανενας δογματικος.Απλα ειπα να το ψαξω λιγο μεθοδικα και εδω ειπα να μοιραστω μαζι σας τα συμπερασματα μου)


Ως γνωστο τα πλειστα ηχεια ειναι 2,3 η 4 δρομων,με κροσοβερ να κανουν το διαχωρισμο στις συχνοτητες,αφηνωντας μια ζωνη συχνοτητων να περασει για το καθε συγκεκριμενο driver.


Για παραδειγμα,σε ενα διδρομο ηχειο,ενα κρος αφηνει στο μιντ-μπας ενα ευρος συχνοτητων εως περιπου τα 6Khz το πολυ,ενω ενα τουιτερ αναλαμβανει το υπολοιπο φασμα.

Μια αντιληψη που επικρατει λανθασμενα,ειναι οτι το μουσικο περιεχωμενο το οποιο ενα ηχειο αναλαμβανει να "μεταφρασει" ειναι χωρισμενο σε συχνοτητες,και οτι υπαρχουν διακριτες κυμματομορφες σε συγκεκριμενες συχνοτητες,ετσι ακουγοντας οτι το τουιτερ αναλαμβανει το φασμα απο τα 6Khz νομιζουμε οτι υπαρχουν κυμματομορφες σε αυτες τις συχνοτητες.Βεβαιως υπαρχουν οργανα τα οποια παραγουν νοτες σε αυτες τις συχνοτητες,αλλα ειναι σημαντικο να καταλαβουμε ολοι
οτι ακομα και ενα οργανο το οποιο παραγει μια νοτα στα 440HZ η για απλοτητα στα 1000HZ,η κυμματομορφη αυτης της νοτας απεχει παρα πολυ απο το καθαρο ημιτονο.
Πολλα οργανα,οπως πολλα εγχορδα,παραγουν κυμματομορφες οι οποιες ειναι τριγωνικες.

Οι τριγωνικες κυμματομορφες θεωρητικα εχουν απειρες συνιστωσες,συμφωνα με τον μεσιε Fourier.
Δηλ μια νοτα εχει συνιστωσες σε ολες σχεδον τις ακουστικες συχνοτητες.Επισης,παρα πολλα οργανα εχουν παρομοιες κυμματομορφες και οχι καθαρα ημιτονα.


Συνεχιζω κρατωντας ως παραδειγμα τον ηχο ενος οργανου στα 1000Hz ο οποιος εχει κυμματομορφη ενα τελειο τριγωνικο σημα.
Το σημα λοιπον αυτο,περιεχει αρμονικες συνιστωσες θεωρητικα μεχρι και απειρα KHz.Μαλιστα μεχρι τα 12KHz οι συνιστωσες αυτες εχουν μεγαλους σχετικα συντελεστες.

Αυτες τις υψηλες σε συχνοτητα συνιστωσες,αναλαμβανει να τις παραξει το τουιτερ ξεχωριστα απο τις υπολοιπες,και κυριως την κυρια συνιστωσα(1000Hz)τις οποιες παραγει το μιντ-μπας.
Οποταν εχωντας δυο διακριτα ηχητικα κυμματα,τα οποια συνθετουν τον ηχο(την κυμματομορφη) του οργανου,τα οποια εχουν διαφορετικη φαση και διαφορετικο σημειο εκπομπης,εχουμε εγγυημενα μια συνθεση του σηματος στα αυτια μας το οποιο απεχει σημαντικα απο το πραγματικο.


Αρκετα με την θεωρεια.Παμε στα σχηματα.

original.JPG
εδω εχουμε μια ιδανικη τριγωνικη κυμματομορφη,η οποια μοντελλοποιει μια νοτα...μιας κιθαρας ας πουμε:):)στη συχνοτητα 1KHz


Η παραπανω κυμματομορφη περνα απο ενα αναλυτη DFT και αναλυεται στις συνιστωσες που την αποτελουν,(θεωρητικα απειρες)και περιοριζεται απο το μισο της συχνοτητας δειγματολειψιας.

Παρακατω η αναλυση μεχρι τα 50ΚΗζ.Παρατηρουμε τις συνιστωσες καθαρα μετα τα 20ΚΗΖ
View attachment 29124


Τωρα ειναι τα ωραια.Μπορουμε να ανασυνθεσουμε το σημα χρησημοποιοντας οσες απο τις συνιστωσες θελουμε
Εδω χρησημοποιουμε μονο τη θεμελιωδη συχνοτητα των 1ΚΗΖ
1khz.jpg


Χρησημοποιωντας μεχρι και τα 5ΚΗΖ
5khz.JPG

Μεχρι τα 12ΚΗΖ βλεπουμε οτι τωρα αρχιζει να καθοριζεται η κυμματομορφη
12khz.JPG
 
Χρησημοποιωντας ολες τις συνιστωσες μεχρι τα ορια του ακουστικου φασματος (20ΚΗΖ)ακομα δεν εχουμε την πανομοιοτυπη κυματομορφη!!αλλα οσο το δυνατον πιο πιστη
20khz.JPG


Μεχρι εδω ολα καλα.Ανασυνθεσαμε το σημα χρησημοποιωντας οσες συνιστωσες θελουμε,χρησιμοποιωντας ομως μια πηγη(ενα ηχειο) και υποθετωντας καθε φορα διαφορετικη αποκριση συχνοτητας.

Τωρα,θα εχουμε δυο πηγες(ηχεια)διαχωρισμενα με φιλτρο απειρης ταξης,με σημειο αποκοπης της επιλογης μας και ακομα προσομοιωνοντας την χρονικη καθηστερηση του σηματος του τουιτερ λογω διαφορετικης αποστασης απο το αυτι αλλα και λογω του αναποφευκτου φασικου σφαλματος.

Εδω εχουμε την συνθεση του σηματος με δυο ηχεια,κρος στα 4ΚΗΖ και delay 0.5ms
4cross_0.5ms.JPG

Εδω κρος στα 4ΚΗΖ και delay 1ms
4cross_1.0ms.JPG




Παρατηρουμε την παραμορφωση του σηματος


Παρακαλω τα σχολια σας.



ΥΓ.Για την προσομοιοση χρησιμοποιηθηκε προγραμμα γραμμενο στη C++ και Matlab για αναπαρασταση των DAT αρχειων.
 
Last edited:
Το τουιτερ χρησημοποιειται για την ανασυνθεση σηματων αρκετα πιο κατω απο το σημειο αποκοπης,δηλ το τουιτερ χρησημοποιειται ακομα και για νοτες οργανων που δεν θα σκεφτομασταν οτι επηρεαζει.
 
Σταυρο πολυ σωστα αυτα που λες, οντως τα πολυδρομα ηχεια πασχουν απο αλληλοκαλυψεις των μεγαφωνων τους στο συχνοτικο φασμα. Και μαλιστα με πειραματισμους με ενεργο κρος που εχω κανει οσο πιο αποτομα κοβεις συχνοτικα ενα μεγαφωνο τοσο χειροτερος γινεται ο ηχος - θα ελεγα οτι οσο μπορουμε τα κρος πρεπει να κοβουν οσο πιο φυσικα γινεται προς το μεγαφωνο.Αυτο ειναι προσωπικη ακουστικη δικη μου εκτιμηση και οχι απαραιτητα σωστη.
Απο την αλλη ομως προσωπικα δεν εχω ακουσει ακομα μονοδρομο ηχειο που να καλυπτει ολο το συχνοτικο φασμα, Ολα παρουσιαζαν ενα ρολ οφ στα ακρα του φασματος η υστερουσαν στον τομεα των χαμηλων η επασχαν απο χαλαροτητα της χαμηλης περιοχης με ταυτοχρονα νουντα πριμα.
ΠΡοσωπικη γνωμη αν θες μονοδρομο ηχειο θα πρεπει να βρεις ενα μεγαφωνο που να αποδιδει πολυ καλα στα μεσουψηλα και αναγκαστικα το ηχειο να συνοδευτει με υπογουφερ μια λυση που κατα βαση παυει τα πλεονεκτηματα του μονοδρομου οπως και η αντιθετη λυση, ενος μεγαφωνου που κατεβαινει χαμηλα και παιζει καλα στα μεσαια με την προσθηκη ενος εξωτερικου τουιτερ οποτε μιλαμε για ενα διδρομο ηχειο.
 
Βασικα οπως και να κανεις την αποκοπη συχνοτητων το προβλημα υπαρχει.
Στην προσομειωση χρησημοποιησα τη λεξη απειρης ταξης για να τονισω οτι δεν υπαρχει αλληλοκαλυψη στην αναπαραγωγη τους.Αλλα βλεπεις οτι ακομα και ενας μη συνθετος ηχος,χρησημοποιει και τις δυο μοναδες για τη συνθεση του,και εκει ξεκινουν προβληματα.Μονο σε καθαρο ημιτονο δεν θα υπαρχουν προβληματα.

Τα fullrange πασχουν σε αυτα που λες.Θα ηταν ευχης εργο αν οι προσπαθειες και τα λεφτα των κατασκευαστων που πανε στο να φερουν τις μοναδες να συνεργαζονται,πηγαιναν στην παραγωγη καλυτερων fullrange
 
Αν πρόκειται για ηλεκτροστατικό, εντάξει.

Όντας πανελάκιας, υποστηρίζω τα ηλεκτροστατικά μονόδρομα με θρησκευτική ευλάβεια, θα έλεγα.

Για τα υπόλοιπα, δεν ξέρω. Αν φτιάξω κάτι και το ακούσω εκτενώς, τότε το ξανασυζητάμε...


Υ.Γ. Το roll off στα άκρα, είναι κάτι με το οποίο συμβιβάζεσαι εξαρχής...
 
Ίσως ενδιαφέρουσα λύση θα ήταν κάποιο τρίδρομο που το woofer να δούλευε περίπου μέχρι 150 Hz και το tweeter πάνω από 7-10 Khz μεταφέροντας τα σημεία cross μακρυά από τις συχνότητες των φωνών που το αυτί αντιλαμβάνεται πολύ περισσότερο τις παραμορφώσεις...
Έχει κανείς υπ' όψη του κάτι τέτοιο;
 
Θα ηταν ευχης εργο αν οι προσπαθειες και τα λεφτα των κατασκευαστων που πανε στο να φερουν τις μοναδες να συνεργαζονται,πηγαιναν στην παραγωγη καλυτερων fullrange[/quote]

Αυτό audiomonitor είναι απλά ένα ιδανικό αλλά και αδύνατον να κατασκευαστεί. Οι λόγοι είναι ότι ένα full range μεγάφωνο από τη φύση του έχει μεγάλες παραμορφώσεις στα άκρα, εκτός από το roll off και την χαμηλή πρόσληψη ισχύος.
Πράγμα που σημαίνει οτι αυτά που κερδίζεις από τη αποφυγή του κροσόβερ
είναι πολύ λιγότερα από τις απώλειες του χωρισμού του φάσματος
Φυσικά και θα συνέφερε τους κατασκευαστές να μπορούν με το κόστος μόνον ενός μεγαφώνου να έχουν καλά αποτελέσματα.
Το σπουδαίο είναι σε ένα τρίδρομο να στηριχτείς σε ένα midrange με μεγάλη έκταση και απλά να συμπληρώσεις τα άκρα.
Θα φέρω ώς παράδειγμα ένα δικό μου ηχείο το ATC SCM40: Στηρίζεται σε ένα σπουδαίο midrange driver από 380-3500 Ηz εξασφαλίζοντας την ομοιογένεια στη πιο κρίσιμη ακουστικά περιοχή του φάσματος.
Θ.Ζ.
 
καλη η θεωρεια αλλα στην πραξη δεν παμε καλα.

break up του κωνου,παραμορφωση dopler περιορισμενη αποκριση στα ακρα.
περιορισμενη προσληψη ισχυος ακομα και παραμορφωση φασης εισαγουν οπως και τα πολυδρομα.

στην ουσια εισαγουν πολλα προβληματα χωρις καν να λυνουν αυτο που αναφερης.

η λυση ειναι τριδρομο ενεργο με ψηφιακο κρος ωστε να εισαγη delay

ευθυγραμιζοντας τα ακουστικα κεντρα των μεγαφωνων.

επισης τα μαγνητοστατικα-ηλεκτροστατικα δεν υποφερουν απο αυτο το προβλημα αφου οι μεμβρανες τους ειναι στην ιδια ευθεια.
 
Σωστες οι παρατηρησεις.
Τα fulrange εχουν προβληματα που θεωρουνται εως και αλυτα.

Το θεμα με τα πολυδρομα ειναι οτι ακομα και αν τα κεντρα πηγης ειναι ακριβως στην ιδια ευθεια ως προς το αυτι,εντουτοις ειναι αδυνατο να εξαλειφτουν οι φασικες διαφορες που εισαγουν τα κροσοβερ.Ακομα και η λυση του ντιλει δεν ειναι αρκετη,γιατι το ντιλει θα πρεπει να ειναι μεταβλητο real time για να εξαλειψει τις φασικες διαφορες,πραγμα μαθηματικα και πρακτικα αδυνατο.Το ντιλει δουλευει ομως μια χαρα οταν δεν ειναι στην ιδια ευθεια.

Τωρα για την λυση του extended range mid,ειναι μια πολυ καλη λυση-συμβιβασμος.
Ο λογος ειναι,γιατι οπως εδειξα στα πρωτα ποστ,το τουιτερ συμμετεχει σε ολες τις συχνοτητες(οσες δεν ειναι καθαρα ημιτονα) μεχρι και τις πολυ χαμηλες οποταν δεν γλυτωνεις την παραμορφωση.
 
Σωστες οι παρατηρησεις.
Τα fulrange εχουν προβληματα που θεωρουνται εως και αλυτα.

Το θεμα με τα πολυδρομα ειναι οτι ακομα και αν τα κεντρα πηγης ειναι ακριβως στην ιδια ευθεια ως προς το αυτι,εντουτοις ειναι αδυνατο να εξαλειφτουν οι φασικες διαφορες που εισαγουν τα κροσοβερ.Ακομα και η λυση του ντιλει δεν ειναι αρκετη,γιατι το ντιλει θα πρεπει να ειναι μεταβλητο real time για να εξαλειψει τις φασικες διαφορες,πραγμα μαθηματικα και πρακτικα αδυνατο.Το ντιλει δουλευει ομως μια χαρα οταν δεν ειναι στην ιδια ευθεια.

Τωρα για την λυση του extended range mid,ειναι μια πολυ καλη λυση-συμβιβασμος.
Ο λογος ειναι,γιατι οπως εδειξα στα πρωτα ποστ,το τουιτερ συμμετεχει σε ολες τις συχνοτητες(οσες δεν ειναι καθαρα ημιτονα) μεχρι και τις πολυ χαμηλες οποταν δεν γλυτωνεις την παραμορφωση.

ετσι οπως το περιγραφης ακουγεται διαφορετικο απο οτι συμβαινη στην πραγματικοτητα.

το τουιτερ συμμετεχει σε ολα τα οργανα(σχεδον) οχι σε ολες τις συχνοτητες.

π.χ. μια μποτια με θεμελιωδη στα 100hz περιεχη αρμονικες μεχρι τα 12khz.

η κυματομορφη της αναπαραγεται απο την συνεργασια γουφερ-τουιτερ μονο

που το καθε ενα αναλαμβανη το τμημα συχνοτητων που του αναλογη.
 
οσο για το ντιλει εχεις λαθος φυσικα.

τα εχεις μπερδεψη λιγο αλλα επειδη δεν εχω χρονο τωρα η συνεχεια αργοτερα.
 
Απάντηση: Re: Ειναι τα 1-way μονοδρομος?

Ίσως ενδιαφέρουσα λύση θα ήταν κάποιο τρίδρομο που το woofer να δούλευε περίπου μέχρι 150 Hz και το tweeter πάνω από 7-10 Khz μεταφέροντας τα σημεία cross μακρυά από τις συχνότητες των φωνών που το αυτί αντιλαμβάνεται πολύ περισσότερο τις παραμορφώσεις...
Έχει κανείς υπ' όψη του κάτι τέτοιο;

Το Verity Sarastro ειναι τριδρομο, με συχνοτητες αποκοπης τα 150 Hz και τα 6 Κhz
 
ετσι οπως το περιγραφης ακουγεται διαφορετικο απο οτι συμβαινη στην πραγματικοτητα.

το τουιτερ συμμετεχει σε ολα τα οργανα(σχεδον) οχι σε ολες τις συχνοτητες.

π.χ. μια μποτια με θεμελιωδη στα 100hz περιεχη αρμονικες μεχρι τα 12khz.

η κυματομορφη της αναπαραγεται απο την συνεργασια γουφερ-τουιτερ μονο

που το καθε ενα αναλαμβανη το τμημα συχνοτητων που του αναλογη.

Το ιδιο παραγμα λεμε αλλα με διαφορετικα λογια:ernaehrung004:

Αν δεις στην προσομειωση αυτο γινεται,το τουιτερ και το γουφερ συνθετουν την κυμματομορφη οποιασδηποτε συχνοτητας κατω απο την αποκοπη,και το καθενα αναπαραγει τις συνιστωσες που του αναλογει.Η συνθεση οταν γινεται με ενα αλφα ντιλεει εχει ως αποτελεσμα την κυμματομορφη που ποσταρα.(την παραμορφωμενη)

Αργοτερα θα ποσταρω και μια που θα λαμβανει υποψη τη φασικη διαφορα που εισαγει το κροσ
 
Λοιπον Σταυρο καταρχας η ομοιογενεια ενος φουλ ρειντζ ηχειου, τοσο στο πεδιο του χρονου οσο και στο πεδιο του χωρου, δεν το συζηταμε ειναι πραγματικα μοναδικη μια και υπαρχει μονο ενα ακουστικο κεντρο αλλα..

Τα δυο σημαντικα μειονεκτηματα ενος φουλ ρειντζ ηχειου ειναι η συχνοτικη του αποκριση και οι παραμορφωσεις του μεγαφωνου που αυξανονται μαλιστα οσο το μεγαφωνο μεγαλωνει για νσ κατεβει πιο χαμηλα, καθως επισης και η μετρια αναλυση.
Πολοοι κατασκευαστες μονοδρομων ηχειων προσπαθησαν να λυσουν το προβλημα των παραμορφοσεων, βαζοντας ενα γουισπερ - τον εσωτερικο κωνο δηλαδη - που οσο μεγαλυτερος ειναι αυτος τοσο μειωνονται οι συντονισμοι και αυξανεται η διασπορα στα πριμα. Αυτο ομως εχει και τις παρενεργειες του οι οποιες ειναι οτι μειωνεται κι αλλο η συχνοτικη εκταση του μεγαφωνου που φτανει με το ζορι τους 13.000 κυκλους και η αλλη οτι το μεγαλο γουιζερ δρα διαφορετικα χρονικα απο τον υπολοιπο κωνο με αποτελεσμα να χανεται ενα απο τα μεγαλα πλεονεκτηματα των μονοδρομων ηχειων. Δεν συζηταμε βεβαια λυσεις οπως το ZU DRUID που φερει και ενα σουπερ τουιτερ για τις συχνοτητες πανω αποι τα 14,000 γιατι παυει πλεον να ειναι μονοδρομο.
Αυτα τα παραπανω αλυτα προβληματα οδηγησαν τους περισσοτερους κατασκευαστες στην εγκαταλειψη της κατασκευης μονοδρομων ηχειων - πραγμα που δεν σημαινει οτι εχουν φανατικους φιλους - απλα δεν ειναι ενα ηχειο ευκολα αποδεκτο απ τον καθενα.
 
καταρχην πρεπη να καταλαβουμε οτι η χρονικη καθυστερηση δεν ειναι ιδια σε ολα τα ηχεια και σε ολες τις θεσεις του χωρου.

το ζητουμενο ειναι ο ηχος να φτανη στα αυτια του ακροατη για συγκεκριμενη θεση ακροασης απο ολες τις μοναδες ταυτοχρονα.

οσο για τα κροσοβερ δεν εισαγουν ολα μετατοπιση φασης.
 
Οι εξομοιώσεις μέσω Η/Υ και τα γραφήματα που φαίνονται στην αρχή του θέματος ουδεμία σχέση έχουν με την πραγματικότητα ?

Που τις βρήκατε, κατ' αρχάς ?
 
Δεν ειπα ποτε οτι τα μονοδρομα ειναι πανακεια.Τα προβληματα που αναφερατε ειναι γνωστα και προς το παρων ακομα δεν εχουν λυθει και ουτε μαλλον στο κοντινο μελλον.

Το θρεντ το ανοιξα γιατι ηθελα να δωσω μια οσο το δυνατο πιο μεθοδικη προσεγγιση στα πολυδρομα ηχεια και τα προβληματα που αυτα παρουσιαζουν,και αποδειξη τους και μαθηματικα.

Βεβαιως και δεν ειμαι φουλρειντζακιας ουτε και πολυδρομακιας:damnyou:

Φιλε Θαναση ερχομαι και μολις τελειωσω αυτα που εβαλα μπρος σε περιμενω-bye-