Forside / Medlemmer / Poul-Erik Almsøe / Audiosystemet i musikkens tjeneste

Audiosystemet i musikkens tjeneste

Af Arne Rodahl
 
 
Projektets mål.
 
Et harmonisk high-end audiosystem med evnen til at formidle musik-filer via DSP, forstærker og højttalere med total ufarvet gengivelse og tredimensional placeringsevne af lydsignaler.              
Ligesom designet prioriteres på WAF-niveau.
 
 
 
                    
Teknologi.
 
Woofer-modul og satellitter er sektionsdelte for herved at opnå de ideelle placerings-muligheder relateret til akustik og møblering.
Woofer-modulerne fungere med Wave-Sync metoden for herved at undgå forsinkede refleksions-signaler fra bagvæggen.
De frigjorte Satellitter kan anbringes optimalt relateret til lytteposition, tredimensional gengivelse og akustiske forhold.
Det totale system er konstrueret til at gengive musik med et minimum af bidrag fra kabinetsider og baffel i form af resonanser og egenlyd.
Således er woofer-modulet konstrueret med anti-vibrations system efter boxer-metoden
med to kraftige drivere.
Satellitterne fungerer som åben baffel system, hvilket betyder at det traditionelle kabinet helt er udeladt samtidig med, at resonanser og egenlyd fra kabinetsiderne er pist borte.
Baflen har en tykkelse på 50 mm, er lamelopbygget og let velvet for minimering af resonanser. 
Tillige opnås en dynamisk og frigjort mellemtone, idet der ikke er nogen indespæret luftfjeder bag driverne.
Driversystemet er konstrueret med Point source system med coaxialelement. Elementet er forsynet med magnessiummembran, der er total fri for opbrydning i det anvendte frekvensområde.
 
_________________________________________________________________
 
 
                                           Eksamen
 
For første gang skal de to færdige woofere og de to åben baffel satellitter i lab-udførsel
stå deres prøve med både musik og måling.
 
              Censorer : Poul-Erik Almsøe, Jørgen Gylling og Arne Rodahl
           Test i Poul-Eriks lytterum 
              Test forstærker : Audio Note Meishu / TJ FullMusic rør
              Test DAC : Audio Note 1 / rør
 
Test-musik :
 
Dali – testplade Vol. 2 : Holly Cole – Train Song

Dali – testplade Vol. 2 : Bo Stief Dream Machine - Heart

Dali-testplade Vol.2 : Loreena Mckennit:The gates of Istanbul

Nicola Benedetti : Italia - diverse Vivaldi

Chris Jones : No sanctuary here

Lars Danielsson : Both Sides Now

Michel Jonas : Ne Garde Rien og Le Temps Passe

Patriot Games : The Hit

Chopin : Piano Sonata nr. 2 in B flat minor-

Carl Nielsen : 2. Og 3. symfoni – New York Phillharmonic

Count Basie- Count on the Coast

 

 

Bo Stief : Heart

"Heart" is taken from the album "Heart and Destiny", recorded by Bo Stief Dream Machine, one of many smaller groups and own initiatives in his long musical career                                         

The song begins with a suspenseful dobro solo. Set in long reverb, it depicts a huge soundscape. Percussion starts, leading to the start and constant (heart)beat of a very deep big drum, the first hit both surprising and impressive. Shakers accompany it and set the pace for the following part of the song: synthesizers and electric guitars take over, moving further to something almost like a chorus.

Essential in this recording are the heavily reverberated dobro, percussion and subsequent big drum sound, the latter impressively low and loud at the same time. The dobro is set in a huge space that sould be rendered nicely. Even though the song is a little bit over three and a half minutes long, it still feels short once the end is reached. "Heart" offers an addictive sound that may be difficult to reproduce on loudspeaker system with limited low-frequency extension.

 

Loreena McKenitt : The Gates of Istanbul

Recorded at Peter Gabriel's Real World Studios, this track is of excellent recording quality. Despite the "large" sound all details and individual instruments are easily distinguished. Still, together they make a very impressive image and a coherent mix.

Notwithstanding the somewhat exotic mix of instruments used; listen for the oud, the Celtic and Greek bouzouki, the lyra, and other more common instruments in modern-day pop music. But most of all, McKennitts's voice: throughout the song it stands out, clear and expressive.

 

Holly Cole : Train Song

Train Song is a perculiar recording. Basically, only Cole and double bass provide melody and accompaniment. Percussion then mimics the train; a steam engine, a railroad crossing, the sound of steel wheels on the train tracks, wheels screeching when braking, all effectively suggested with minimal means.

Put into words, this sounds almost inadequate, yet as recorded, it sounds wonderfully complete and doesn't require enhancement. The bass sounds strong and deep, continuosly pushing the rhythm and helped by the shakers in the percussion. Well-balanced, they make up a strong audio image.

The reverb and ambience on this recording are also very well-balanced. Cole's voice is nicely embedded in the mix, providing and getting support from the double bass at the same time. Her expression is very clear and all the nuances she puts into her performance are clearly audible.

                                              ____________________

 

                                                        FACIT

 

Som bekendt influerer flere faktorer afgørende på lydgengivelsens linearitet og måle-resultater, bl.a. :

1) Højttalernes placering relateret til lytterum.

2) Højttalernes afstand relateret til Sweet spot. 

3) Sweet spot position relateret til i lytterum.

Målemikrofonens placering er som altid særdeles følsom, blot ændringer på få

centimeter giver et nyt måleresultat.

 

Med wooferne placeret tæt ved bagvæg (Wave-Sync metoden) var udgangspunktet

fastsat.

Herefter blev der eksperimenteret med satellitternes placering og fase relateret til

woofere, lytterum og sweet spot (Se tegning for lytterum).

Satellitterne blev ikke vinklet relateret til sweet spot, idet frekvensresponsen er justeret

til 15 grader off axis.

 

Ud af mange blev der valgt to satellit- og måle-opstillinger : Den optimale opstilling (rød)

samt den ønskede opstilling relateret til en æstetisk møblering (blå).

 

Målinger (1/3 Smoothing)

Optimal Sweet Spot i lytterum 

 

Sammenligning : Optimal Sweet Spot (rød)  / Realiseret i lytteposition (blå)

 

Evaluering

Spontane bemærkninger vedrørende musikeksempler:

Woofer-kombinationen  Abletec 800 watt (peak) / Boxer System / Slot load / Placering

tæt ved bagvæg (Wave-Sync metode) - har virkelig bevist sit værd ved bl.a gengivelse af stortrummen i Bo Stief, "Heart".  Anslaget på ca. 30 Hz er præcist og tørt, ligesom start og stop høres uden maskering. Nuanceringen er så finmasket, at  man hører stortrummens skin blafrer.

I Holly Cole`s "Train Song kommer den markante kontrabas virkelig til sin ret.

Lars Danilsson´s basspil i "Both sides now" springer  typisk i frekvensområdet øvre bas, d.v.s. netop hvor woofere og satellitter overlapper. Man hører hver en detalje i hans spil og overgangen mellem systemerne høres ikke, ligesom bækkenspillet lige netop anes i en hårfin balance med bassen.

Loreena McKennitt´s spinkle stemme fremtræder klar og distinkt omgivet af de forskelligartede instrumenter og i kontrast til den dybe bas  i "The gates of Istanbul".   

 

Med "den gamle" SAT 1 i erindring kan det konstateres, at SEAS coax`en med magnesium-membranen stadig er fremragende til gengivelse af mellemtoneområdet, ligesom tredimentional punktformighed og homogen spredning er kendetegnende.

Til trods for anvendelse af den samme coax blev der konstateret forskelle mellem SAT-1og SAT-X . Hos SAT-X åben baffel systemet er bidrag fra kabinettet fraværende og sammen med en anderledes filterteknik, kan der konstateres et mere dynamisk, distinkt og nuanceret lydbillede.

Målingerne anskueliggører en lineær frekvensrespons med en bevidst tiltning med en let hævet bas og en let sænket diskant.

Afstanden woofer / satellitter relateret til sweet spot stod som et åbent spørgsmål inden testen begyndte.

Spørgsmålet var om de to systemer kunne "hænge sammen" uden huller i frekvensresponsen og tidsforskydninger især omkring delefrensen på ca. 160 Hz.

Målingerne viste således ingen huller omkring delefrekvensen, ligesom der ikke umiddelbart kunne konstateres problemer med sammenhæng woofer / satellitter med de afspillede musikeksempler. 

 
 
 _________________________________________________________________
 
 
                                              Udviklingens faser.
                                            _________________        
 
Satelliter
Udvikling: Arne Rodahl, Jørgen Gylling og Poul-Erik Almsøe
Design: Arne Rodahl
 
System: Åben baffel, tovejs Point Source
Driver : SEAS C16N coaxial
Indledende forsøg : Dimensioner på baffel (afgørende for delefrekvens til subwoofer).
                            Konstruktion af delefilter.
 
 
                              
                                                     Designstudie
                _____________________________________________________
 
 
                              Arbejdet med den færdige SAT-X
 
 
                              
Den første færdige baffel består af 8 MDFplader limet sammen og formet til den 50 mm tykke enhed, - monteret på en prototype til soklen, der bliver udført i rustfri stål.
 
                                     
                                                Opspændigsform
 
 
                       
           Den rustfri stålprofil til sokkelen og filterkomponenter klar til montering
 
 
                               
 
                                              SEAS coaxial 15 cm driver
 
 
____________________________________________________________________
 
                                   Lab-Model SAT-X
 
                              
                                              Baffeldimensioner :  50 x 300 x 1000 mm
 
Filterteknik :
Asymmetrisk 6/18 dB - oktav
Serie resonans kredsløb 5 kHz
Parallel amplitude notch filter
Diskant-niveau justerbar
High-pass filter tilpasset woofer. 
 
 
Målinger: 1/3 smoothing - 15 grader off axis - 1 meter 
Akademiets lytte-panel foretager kritiske test med kendte musikeksempler, hvorefter evt. fin-justeringer foretages.
 
SAT-X sammenkobles med Wooferen med DSP med målinger og lyttetest.
 
 
________________________________________________________________________
 
Woofer
Udvikling: Arne Rodahl
Produceret af Poul-Erik Almsøe
 
 
System: Dual cavity, slot loaded, boxer konfig., anti vibration, boundary metode
 
 
Drivere: 2 stk. SEAS CD22RN4X
Forstærker: Abletec ALC0180-2300, klasse D - 196 Watt/4Ohm
 
 
 
                            To woofere lyttetestet
 
                    
 
Det første indtryk.                           
Med dimensionerne på kun 33x33x40 cm fylder de to woofere ikke meget i Poul-Erik
Almsøes stue, - man ænser dem næsten ikke, - WAF er sikret.
Den silkematte og sort lakerede overflade udstråler elegance og man får lyst til lade
hånden glide over kabinettets overside. - Perfekt håndværk udført af Poul-Erik.
De kraftige SEAS drivere sidder godt skjulte og er næppe synlige i slot-åbningerne på 438 kvadratcentimeter pr. system  - og i  det stille tænker man : Kan der virkelig komme tilstrækkelig lyd både med styrke og en frekvensrespons, der rækker ned til de lovede 15 Hz? - Det kan allerde røbes nu: Ja det kan der ! 
Den indbyggede Abletec klasseD forstærker på 200 Watt pr. kabinet har virkelig magt over tingene og styrer driverne med stor præcision.
 
             Tilslutningspanelet med volumenregulering.
 
Den første test blev foretaget i kombination med SAT 1 højttaleren med de kendte musikeksempler :
 
  Les Tontons Makonde - Claude Salmieri
 
  Eagles -Hotel California
 
  Dream Machine - Bo Stief
 
  Lars Danielsson - Both sides now                                  
 
Næste test d. 22.10.2013 omfatter kombinationen med åben baffel LAB modellen
med målinger og musikeksempler.
 
 
Prototype Woofer
 
Den første af Poul-Erik Almsøe`s Woofere er nu klar efter Arne Rodahl`s tegninger.
 
                                 
           Slot-loaded kabinet udført af Poul-Erik Almsøe, klar til samling og maling.
 
 Måling : 1/3 Smoothing, 1 meter - med DSPeaker 8033S II uden low-pass filter.
 
 
 
 
 Måling: 1/3 Smoothing, 1 meter - med DSPeaker 8033C med 160 Hz low-pass filter.
 
 
 _________________________________________________________________________
 
Wave-Sync metoden
 
_________________________________________________________________________ 
 
Anti vibrations-system
 
 
 
                           
                                                Boxermetoden 
 
                                                       
 
                              
                                
                               
                                SEAS Power
 
                      
          
Ved anvendelse af to SEAS 8" modsatrettede drivere i en såkaldt boxerkonfiguration monteret i hver sit trykkammerkabinet, udbalanceres kabinet-vibrationer og resonanser.
De to kabinetter er mekanisk forbundet med fire kraftige stænger mellem top, bund og de to bafler samt afstandsbøsninger i slotten.
Konstruktionen medfører en væsentlig reduktion af egenlyd samt kabinetvibrationer med op til 90%.
_________________________________________________________________________
  
Anaview (Abletec) klasse D forstærker 
   
Data :
Long term power : 200 Watt
Short term power : 400 Watt
THD : < 0,1% / 150 Watt
Frekvensrespons 10Hz - 35 KHz
Effektivitet > 85 %
Standby < 1 Watt                
_________________________________________________________________________
 
DSP
 
DSPeaker Anti Mode 8033C eller 8033S II
 
  
 
Data: 8033S II
 
Forstærkning : 3 dB (bypass)
Low-pass : Bessel 250 Hz - 12dB/oktav
Frekvensområde : 16 - 250 Hz
Dynamisk område : > 92 dB
Sub-filter : 10 Hz (valgbar)
Anti-Mode filtre : 36
Korrektions-område : 16 - 250 Hz
Lift-filtre : 20 Hz - 25 Hz - 30 Hz
Low-pass filtre : 60 Hz - 80 Hz - 100 Hz - 120 Hz - 140 Hz
____________________________________________________________________