Operando unas Wharfedale 8.3

[pei]

Después de un año liado, he tenido un poco de tiempo para trastear con estas cajas que solo habían sido desembaladas para echarles un par de medidas y habían caído en el olvido.

Será un hilo largo, con muchas medidas y representa mi particular forma de pensar sobre cómo se debe abordar el "tuneo" de una caja comercial. Evidentemente no tiene nada que ver con un mero cambio de los condensadores de serie por otros más pijos, que es el típico retoque que se ve de vez en cuando y que no vale para nada.

Primero unas fotos y unos comentarios sobre la construccción.

Antes de abrirlas en canal, dan el pego.



Panel frontal retirado. Empiezan a verse los recortes de presupuesto para ajustar el precio, el reflex es de cartón, algo bastante habitual. El tweeter a pesar de su tamaño, es lo mejor de la caja, es una cúpula de 1" con imán de neodinio, sin cámara, es un OEM primo hermano del Dayton ND28F. El woofer es bastante más flojito a pesar de ser un driver "exclusivo" de la marca, el imán pequeño ya da una pista de lo que veremos al medirlo.



Por cierto, los cables...creo recordar que en la publicidad se decía que eran Monster "audiophile grade" o alguna otra pollada similar. Fijaos en qué se convierten los Monster al llegar al tweeter. No tiene mayor importancia en el resultado final (la longitud es corta como para generar gran resistencia eléctrica), de hecho no los he cambiado. Nada que unos buenos cables de 300 euros fuera de la caja no con sigan arreglar




El interior de la caja, sin refuerzos y sin absorbentes. Bueno miento, hay un trozo de guata literalmente flotando en el interior. Eso sí, llevan una segunda cámara en la base para rellenar con arena y así mejorar los graves. Otra leyenda audiófila, que no sirve para nada. En este caso los problemas en graves son inherentes al diseño.



Y un par de fotos del woofer Wharfedale. Viendo la serie 9 y la 10, estoy casi seguro de que debe ser prácticamente el mismo:




En resumen, lo habitual en esta gama baja de las marcas. Fácil de superar sin gastar más por cualquier humita, con mejores materiales, construcción y drivers.

Mañana sigo.

Pablo.

[vientoskater]

viendo habitualmente como los fabricantes nos dan gato por liebre, me anima a seguir haciendo mis (espero que ya no) cutres diseños.

pei me encantan estos posts

[pei]

Seguimos. Esta es la foto del filtro, condensadores electrolíticos de 50V y bobinas con una DCR considerable (la pequeña tiene una resistencia interna de 1.1 ohmios ):



Este es el esquema original, un tercer orden eléctrico para el tweeter y un primer orden eléctrico para el woofer. Luego vemos el resultado.



Medimos la caja a 1m (ventana de 4.5 ms)y fusionamos con la respuesta cercana de woofer y reflex, añadiendo la difracción, para obtener la respuesta final (la sensibilidad real es de unos 87 dB):



Se correlaciona bien con la impresión tonal que dan a oído, graves hinchados fofos y agudos subiditos. También me llamaba la atención que el sonido se volvía más sucio y áspero al darle al pote, apuntando a que alguno de los drivers estaba distorsionando más de la cuenta.

Ahora los cortes de cada altavoz:



Caída acústica de segundo orden para el woofer y de cuarto orden para el tweeter. El corte anda por los 1600 Hz lo que parece algo atrevido con un tweeter OEM como este. El final resonante del woofer no está demasiado suprimido y, de hecho, rellena parcialmente el agujero que tiene el tweeter a 5500 Hz y que es fundamentalmente por difracción, aquí se ve mejor:



Pablo.

[AxFe]

Muy interesante e instructivo.

Por cierto, los cables...creo recordar que en la publicidad se decía que eran Monster "audiophile grade" o alguna otra pollada similar. Fijaos en qué se convierten los Monster al llegar al tweeter. No tiene mayor importancia en el resultado final (la longitud es corta como para generar gran resistencia eléctrica), de hecho no los he cambiado. Nada que unos buenos cables de 300 euros fuera de la caja no consigan arreglar.

Se puede decir más alto pero no más claro.

Andrés.

[Luismax]

bobinas con una DCR considerable (la pequeña tiene una resistencia interna de 1.1 ohmios ):

Y la grande por lo que veo en el esquema de 1 ohm.

No tiene mayor importancia en el resultado final (la longitud es corta como para generar gran resistencia eléctrica)

Con ese pedazo de bobinas ¿a quién le importa la resistencia de los cables...?

cómo se debe abordar el "tuneo" de una caja comercial.

Dime que no estás valorando otra opción que no sea quemarlas directamente.

[atcing]

Dime que no estás valorando otra opción que no sea quemarlas directamente.

Exponer este hilo en dvdclásico.

Un saludete

[CIBERPROTON]

Genial hilo, te sigo atento

[CIBERPROTON]

Por cierto la caída desde 150Hz es espectacular no creo que se escuchen demasiado las octavas graves, en este sentido que tamaño tiene el woffer?

[pei]

Dime que no estás valorando otra opción que no sea quemarlas directamente.

Jeje, la verdad es que me han hecho pasar unos ratos divertidos, me dan pena.

Además, así tengo música en el garaje mientras trabajo.

Pablo.

[CIBERPROTON]

Dime que no estás valorando otra opción que no sea quemarlas directamente.

Siempre se pueden añadir unos refuerzos y usarlas en algun proyecto con otros drivers. Me suena que alguien ya hizo algo así con unos mnitores chinos

[AxFe]

Siempre se pueden añadir unos refuerzos y usarlas en algun proyecto con otros drivers. Me suena que alguien ya hizo algo así con unos mnitores chinos

Algún friki, porque en este foro se junta una gentuza...

[pei]

Invertimos el tweeter para ver la concordancia de fase, que simplemente no existe:



Con este filtro, el lóbulo principal vertical es grande, gracias al corte tan bajo y a que los centros acústicos están cerca, pero es muy irregular (aquí influye la mala concordancia de fase) y apunta muy por encima del eje del tweeter:

Gráfico polar vertical de 1000 a 3000 Hz en intervalos de 200 Hz:


De esta manera se predice un bache importante poco por debajo del tweeter en plena "listening window" (+-15º). Lo comprobamos midiendo:



La dispersión horizontal está bastante bien, el corte bajo y la caída suave del woofer ayudan en este sentido:

0-15-30-45º


La impedancia de la caja se anuncia como de 6 ohmios. La verdad es que ambos drivers son de 4 ohmios:



Se ve una irregularidad en torno a 600 Hz, que creo que tiene que ver con la suspensión del woofer. El reflex está sintonizado a unos 42 Hz (donde la fase corta el 0, en verde), bastante más bajo de lo que me esperaba (y me gustaría).

Y estas son las medidas de los drivers en caja sin filtro. El tweeter tiene un extremo grave con chepa por Qts alto y un buen pico de impedancia (que al final no ha necesitado LCR):



Pablo.

[pei]

En esta medida se ve que las rejillas tienen efectos medibles (en rojo con ella). Curiosamente acentuaba el bache del tweeter entre 5-6 KHz:



Hay que tener en cuenta que ese bache está reducido porque se suma el pico final del woofer. Sin este factor la cosa empeora bastante y no vamos a poder ignorarla.

Si nos fijamos en el frontal, hay dos cosas que no podían haber diseñado peor. Una es el surco de 1 cm de ancho y profundidad en torno al tweeter. Otra es que el tweeter está muy hundido respecto a la superficie. Dos medidas cojonudas para disparar la difracción, que es a lo que huele ese bache en la respuesta del tweeter.



Medimos ambas cajas para ver la consistencia, que es muy buena (en gris la segunda caja):



Para acabar de destriparlas, hay que echarle un ojo a la distorsión del conjunto:

A 90 dB/1m


Las espigas a 300 Hz son un artefacto que siempre me aparece. Pero la montaña del 2º armónico (F2) está justo donde estaba la anomalía en la impedancia. Estos disparos del F2 hasta donde yo sé normalmente se deben a no linearidades de la suspensión o a un mal centrado de la bobina. Igual Luismax nos puede decir algo más, yo de esto no tengo mucha idea.

Con la flecha he marcado un pico de los armonicos 3,4 y 5, luego vemos por qué.

El break-up del woofer de kevlar es bastante benigno y no se traduce en una distorsión elevada en el tramo agudo. Así que lo dejo tranquilo (medir la distorsión con el SE es un coñazo).

Nos centramos en el tweeter, sin filtro a 90 dB/1m:



Como se ve es muy decente de 2 KHz en adelante. Pero a medida que se acerca a su frecuencia de resonancia con su picazo de impedancia, la distorsión sube a lo bestia. Así que la flecha marca lo que yo creo que son restos de esa distorsión al filtrar demasiado bajo el tweeter.

Para verlo mejor, le damos un poco más de caña, hasta 96 dB/m:



Ahora el pico de los armónicos altos F4 y F5 entre 1 y 2 KHz es más aparente y se extiende a frecuencias más altas, sugiriendo también probables problemas de IMD. Todo este rollo es para intentar explicar la aspereza que aparece a mayores SPL. En resumen el tweeter está cortado demasiado bajo.

Pablo.

[pei]

Bueno, después de haberos dado el coñazo con todo este aluvión de medidas, ahora toca plantear qué se puede hacer para mejorar las cajas, ya que no voy a hacer caso al cabronazo de Luisma y no van a ir a la hoguera.

La condición que me impuse es que había que trabajar con el material existente, tirar de nuevos drivers en este caso perdería la gracia de intentar superar un diseño comercial.

Después de analizar todas estas medidas y ver los drivers, hay que ser realistas, no vamos a sacar de aquí unas Revel, pero sí se pueden hacer algunas cosas:

1. Afinar el grave.
2. Mejorar la respuesta en frecuencia y tratar la difracción.
3. Obtener una ventana vertical simétrica y centrada en el eje de escucha y una fase ajustada en la zona de corte.
4. Mejorar la distorsión a mayores SPL.

Pablo.

[Luismax]

Me suena que alguien ya hizo algo así con unos monitores chinos

Ya me estás diciendo el nick que va directo al listado de banners.

[pei]

1. El grave:

Decía que no me gustaba nada que con la caja sintonizada bastante baja, a 42 Hz hubiese una chepa importante en el grave, porque eso me olía a un Qts alto. Medimos los parámetros del woofer:



Pues esta es la maravilla del diseño propietario de Wharfedale. Una Fs alta para un 6.5" y un Qts de 0.75 ideal para una bandeja de coche. En fin.

Afortunadamente la respuesta en sellado en los 30L de caja que tenemos es bastante planita, por lo que este aspecto está claro: se tapa el reflex.

2. La difracción.

Aquí había dos aspectos a tratar. Por un lado los surcos en torno al tweeter, que tapamos con cinta adhesiva transparente y medimos a ver qué pasa (con cinta en azul):



Mejora bastante. Aparece un bachecito en la última octava que debería ser inaudible.

El problema es que la cinta adhesiva nos obliga a poner la rejilla para ocultarla Y la rejilla aumentaba el bache. Así que examinamos la rejilla:



Esos dos listones de plástico van próximos al tweeter, así que los cortamos sin miramientos y medimos sin y con la rejilla puesta modificada (en verde). Resultado bastante aceptable.



Luego pongo unas medidas con el filtro final para ver el impacto de la difracción.

Pablo.

[Luismax]

Las espigas a 300 Hz son un artefacto que siempre me aparece. Pero la montaña del 2º armónico (F2) está justo donde estaba la anomalía en la impedancia. Estos disparos del F2 hasta donde yo sé normalmente se deben a no linearidades de la suspensión o a un mal centrado de la bobina. Igual Luismax nos puede decir algo más, yo de esto no tengo mucha idea.

La distorsión de segundo orden está originada por comportamientos no lineales de primer orden y estos están relacionados con el desplazamiento de la bobina. O roza o resuena el soporte o algo similar, la verdad es que el aspecto del driver es penoso.
Si fuera de suspensión debería reflejarse la anomalía también en la respuesta en frecuencia.
Las espigas a 300Hz. apestán más a resonancia del recinto, por eso están en todos los armónicos.

Tu explicación sobre la distorsión del tuiter es perfecta. Te diría que con ver la seguno grupo de curvas de respuesta (altavoces filtrados por separado) ya era previsible... tenía respuesta hasta casi 1500 Khz. hay que estar tarado para filtrarlo así.

Y poco más tengo que añadir a tu magnífico analisis métrico. tus interpretaciones son correctas.
Para saber más no hay más que escribir "nonlinear speaker distortion on loudspekaer" en Google
En serio, tengo un PDF magnífico guardado en el PC del curro, el lunes lo busco.

Después de analizar todas estas medidas y ver los drivers, hay que ser realistas, no vamos a sacar de aquí unas Revel, pero sí se pueden hacer algunas cosas:

1. Afinar el grave.
2. Mejorar la respuesta en frecuencia y tratar la difracción.
3. Obtener una ventana vertical simétrica y centrada en el eje de escucha y una fase ajustada en la zona de corte.
4. Mejorar la distorsión a mayores SPL.

Si te empeñas se me ocurre:

0. Quemarlas.
1. Tapar el tubo reflex con fibra y convertirlo en un puerto resistivo.
2.1 Cambiar el filtro al 100%.
2.2 Tapar con pasta los canalillos de "diseño" o construir un baffle nuevo con DM fino, como hice yo con las JBLuismax.
3. Dependerá por completo de 2.1
4. ¿Qué tal con un DSP?

http://sciencelinks.jp/j-east/article/2 ... 184491.php
http://sciencelinks.jp/j-east/article/1 ... 455283.php

Ahora que veo los T/S del woofer (que también eran previsibles al ver la respuesta total y tu ya lo sabías ) me reitero en el punto 1. porque mi experiencia con este tipo de engendros es que dejar la caja sellada es casi peor.

Saludos
Luismax

[pei]

Si fuera de suspensión debería reflejarse la anomalía también en la respuesta en frecuencia.

Se refleja, se refleja. La muestra la medida en campo cercano. El problema es que la he fusionado con el campo lejano a 400 Hz.

Las espigas a 300 Hz son de la "excitación " de los fluorescentes del garaje, sale en las medidas de otras cajas con tela asfáltica, refuerzos y demás.

Espera a ver el resultado final, que no es tá tan mal. Si no te gusta te dejaré echar el queroseno a ti primero.

[deivis]

Las espigas a 300 Hz son de la "excitación " de los fluorescentes del garaje, sale en las medidas de otras cajas con tela asfáltica, refuerzos y demás.

Coño, apaga las luces para medir y asi haces como un buen matrixero: todo a ciegas

Por cierto, las últimas medidas no se ven ¿le ocurre a alguien mas?

Un abrazo

[pei]

Seguimos.

3. La respuesta en frecuencia

Tras tapar el reflex y suavizar la difracción con las medidas anteriores, el filtro va a dejar una respuesta simulada en eje así (en negro):
En rojo, superpuesta la medida real de la caja original.



Este es el esquema del filtro:



Lo explico un poco, el tweeter sigue llevando un tercer orden eléctrico para obtener un LR4 acústico a 2000Hz. No ha sido necesario un LCR en paralelo para el pico de impedancia.

El woofer lleva un segundo orden eléctrico, con el añadido de un condensador mini en paralelo a la bobina. Este condensador en este caso no se usa para matar ningún break-up, de hecho el final del cono de Kevlar es muy benigno. Es imprescindible para dar la caída justa LR4 y conseguir que la fase quede perfecta sin variar demasiado una de las pendientes o irnos a cortes en frecuencias diferentes de la planeada.

Los materiales del filtro me han gustado, pero no porque suenen mejor, sino por la exactitud de sus valores que era lo que yo buscaba. De hecho, y ahora son medidas reales, me quedé acojonado cuando lo monté para probar (en rojo la medida real, en negro la simulación):



No está mal.

Una fotillo del filtro para descansar de tanta medida:



Las respuestas de los drivers por separado:



Para completar lo de la difracción y ver el verdadero impacto sin tratarla:



4. La ventana vertical y la concordancia de fase en la zona de corte:

Invertimos el tweeter y obtenemos un buen null:



La ventana vertical es perfectamente simétrica y centrada en el eje del tweeter:



Medimos para comprobarlo (-10º,-5º,0º,+5º,+10º,+15º):



La dispersión horizontal sigue siendo muy correcta a pesar de las caídas LR4 y el corte algo más alto:



5. La distorsión.

Con el nuevo filtro ,a 96 dB/1m, el tweeter parece que chilla bastante menos:



Para acabar una medida final de las dos cajas, que son casi idénticas:



Pues esto es lo que he podido sacar en limpio de estas cajas. Si habéis conseguido seguir el hilo hasta aquí, enhorabuena, porque es un ladrillo de cojones.

Pablo.

PD: Como me lo vais a preguntar, suenan sorprendentemente bien, así que no se van al fuego.