JBL L150 Classic - Flaggskeppet i Classic-serien

L150 Classic White paper av Ollie McIntyre

JBL L150 Classic är placerad som flaggskeppet i JBL Classic-serien och kombinerar den omisskännliga karaktären och kraftfulla närvaron hos märkets mest ikoniska konstruktioner med avancerad modern högtalarteknik.

L150 Classic är en trevägs golvstående basreflexhögtalare med ett 15-tums 2229Nd Differential Drive-baselement, ett 6,5-tums mellanregister med polymerbelagt pappersfibermembran och en 28 mm diskant med titandome.

Bland de viktigaste innovationerna i L150 Classic finns en specialutvecklad waveguide med konstant direktivitet och en phase plug, framtagen genom omfattande finita elementsimuleringar för att uppnå exceptionellt bred och jämn ljudspridning. Detta kompletteras av ett genomgående optimerat kabinett, ett avancerat passivt delningsfilter och ett innovativt sätt att låta användaren justera frekvensgång och respons i rummet.

I stället för traditionella nivåreglage för mellanregister och diskant introducerar L150 Classic separata justeringar för låga och höga frekvenser. De är utformade för att kunna anpassa högtalaren efter olika rumsakustik, placeringar och lyssningspreferenser utan att försämra ljudeffektrespons, lyssningsfönster eller beräknad respons i rummet.

Lågfrekvenskontrollen använder en ny tillämpning av kondensatorassisterad basreflexavstämning, vilket gör det möjligt att på ett meningsfullt sätt justera basens utsträckning och tonala balans helt inom det passiva delningsfiltret.

Under 1970- och 1980-talet var JBL känt för att tillverka några av världens främsta storskaliga högtalare för hemmabruk. Fem decennier senare återvänder L150 Classic till detta arv och behåller den skala, dynamik och obehindrade ljudåtergivning som förknippas med föregångarna, samtidigt som systemet är konstruerat efter moderna prestandakrav.

Baselement

Det 15-tums baselement som används i L150 Classic har beteckningen 2229Nd och använder JBL Differential Drive-motorteknik.

Elementet är specialutvecklat för L150 Classic och har dubbla talspolar, dubbla magneter, dubbla spiders och en gjuten aluminiumkorg. Konstruktionen erbjuder mycket hög uteffekt och effekttålighet.

Membranet är tillverkat av ren pappersfiber, vilket ger en fördelaktig kombination av låg massa och mycket god intern dämpning och därmed välkontrollerade uppbrytningsresonanser. Den första akustiska uppbrytningsmoden mäts vid cirka 1,1 kHz, långt över delningsfrekvensen på 300 Hz som används i L150 Classic.

I stället för att använda en enda spider för elementets huvudsakliga återställande och centrerande kraft använder konstruktionen två inverterade Nomex-spiders monterade i motsatta riktningar.

Detta gör upphängningens compliance, Cms, mer symmetrisk, förbättrar stabiliteten och ökar den maximala slaglängden.

Differential Drive-motorsystemet består av två 3-tums kantlindade talspolar av kopparklädd aluminium, placerade i två separata magnetgap. Spolarna är lindade åt motsatta håll och de två magnetgapen har motsatt polaritet tack vare de två neodymmagneterna som är monterade i motsatt riktning.

Genom att fördela talspolen över två separata lindningar skapas en större yta för värmeavledning än vad som vore möjligt med en enda lindning med motsvarande total bredd.

Resultatet är att DC-resistansen ökar mindre vid långvarig drift med hög effekt, vilket gör att känslighet och uteffekt förblir betydligt mer konsekventa när motorn blir varm.

Genom att använda två mindre magnetgap i stället för ett större kan det magnetiska flödet dessutom koncentreras effektivare och läckflödet minskas.

En aluminiumhylsa runt motorns polstycke bidrar ytterligare till att minska dessa strömmar, vilket reducerar harmonisk distorsion och utökar återgivningen i högre frekvenser.

Korgen är gjuten i aluminium och har ventilationsöppningar i magnetgapet som gör att sval luft kan pumpas över talspolarna och därmed öka effekttåligheten.

Kylflänsar omger hela korgen och förbättrar ytterligare värmeavledningen från motorsystemet.

Mellanregister

Mellanregisterelementet är en 6,5-tumskonstruktion med ett polymerbelagt membran av pappersfiber.

Precis som hos baselementet ger papperets naturliga dämpning och låga massa välkontrollerade uppbrytningsresonanser och hög känslighet.

Genom att applicera en polymerbeläggning ökas konstruktionens styvhet, vilket hjälper till att flytta de redan välkontrollerade uppbrytningsmoderna högre upp i frekvens, långt över delningsfrekvensen på 1,8 kHz.

Motorsystemet använder en stor ferritmagnet med ventilerad pol för att förbättra kylningen av talspolen och minska effektkompression.

En kopparhylsa, eller kortslutningsring, placerad runt topplattan ger flera fördelar.

För det första fungerar ringen som en kortsluten sekundärlindning i en transformator och motverkar det växlande magnetfält som skapas av talspolen.

Detta minskar induktansen kraftigt och motverkar den impedansökning som annars uppstår vid högre frekvenser. Därmed bibehålls känsligheten högre upp i frekvens.

Detta ger betydligt större flexibilitet kring delningsfrekvensen och gör det möjligt att optimera direktivitetskontrollen utan att behöva ta hänsyn till att känsligheten faller för mycket.

Motverkan av det varierande magnetfältet bidrar också till att stabilisera motorsystemet, minska läckflödet och effektivt undertrycka harmonisk distorsion och intermodulationsdistorsion som orsakas av flödesmodulering.

Slutligen hjälper kopparhylsan, genom att vara en mycket god värmeledare placerad nära talspolen, till att leda bort värme från motorsystemet och därmed minska effektkompressionen.

Precis som hos 15-tumselementet används dessutom en aluminiumhylsa på insidan av magneten, vilket ytterligare minskar läckflödet och förbättrar återgivningen i högre frekvenser.

Det kraftfulla motorsystemet i kombination med låg rörlig massa ger ett mycket känsligt element. Före delningsfiltret ligger mellanregistrets råa känslighet omkring 93 dB.

Elementet har därför mycket hög kapacitet för uteffekt och dynamiska marginaler vid mycket låga distorsionsnivåer.

Diskant

Ett viktigt tidigt konstruktionskrav var att diskanten för L150 Classic skulle uppnå högre prestanda än diskanten i L100 MKII.

De högre kraven på effekttålighet och känslighet i L150 Classic innebar att diskanten behövde en större talspole för att kunna hantera mer ström, men även en större diameter för att öka verkningsgraden.

Det skulle göra att den bättre kunde matcha bas- och mellanregisterelementen. Den större membranytan, Sd, skulle dessutom ge bättre akustisk koppling till luften vid lägre frekvenser, vilket gjorde det möjligt att sänka delningsfrekvensen och därmed förbättra direktiviteten kring delningsområdet.

Diskantens diameter ökades därför från 25 mm i L100 MKII till 28 mm i L150 Classic.

Detta gav den effekttålighet och flexibilitet med lägre delningsfrekvens som eftersträvades, men innebar samtidigt att den frekvens där spridningen börjar smalna av uppstår tidigare.

Även om en ökning på endast 3 mm i diameter kanske inte låter betydande skulle den, allt annat lika, teoretiskt flytta ned den frekvens där avsmalningen börjar med ungefär 1,5 kHz.

Parallellt med utvecklingen av waveguide och phase plug optimerades därför formen och profilen på diskantdomen genom FEA-simuleringar.

Målet var att ytterligare maximera styvheten och flytta uppbrytningsmoderna så högt upp i frekvens som möjligt, samtidigt som effekterna av den större diameterns smalare spridning motverkades och systemet närmade sig konstant direktivitet.

Precis som i L100 MKII valdes titan som material för domen tack vare dess exceptionella förhållande mellan styvhet och vikt, vilket gör det möjligt för det större membranet att förbli både lätt och mycket styvt.

Detta var särskilt viktigt eftersom domens diameter ökades och det blir allt svårare att bibehålla strukturell styvhet med större diameter.

Den höga specifika styvheten hjälper till att bibehålla kolvliknande rörelse genom arbetsområdet och flyttar starten på strukturell uppbrytning högre upp i frekvens.

Ferrofluid placeras i magnetgapet för att förbättra värmeavledningen och minska effektkompressionen, samtidigt som frekvensgången jämnas ut genom att resonansbeteendet reduceras.

En stor bakre kammare med dämpmaterial sträcker sig från området bakom domen, genom polstycket och hela vägen bakom motorsystemet för att fullständigt absorbera den bakåtriktade energin och förhindra att den reflekteras tillbaka genom domen.

Konstant direktivitet

Waveguide och phase plug

En av de mest uppskattade egenskaperna hos L100 genom modellens olika generationer är dess breda och stora ljudbild.

Det ger en jämn lyssningsupplevelse som är mindre känslig för lyssnarens exakta position, större flexibilitet vid högtalarplacering och mindre beroende av toe-in.

Detta är särskilt värdefullt för stora högtalare eller när utrymmet är begränsat.

Ett tidigt mål i projektet L150 Classic var därför att åtminstone bibehålla och om möjligt förbättra dessa egenskaper.

Vi började därför utveckla en helt ny waveguide och phase plug från grunden som skulle motverka effekterna av den större diskantdiametern och bibehålla mycket god kontroll över direktiviteten genom hela arbetsområdet, samtidigt som högre maximal uteffekt skulle möjliggöras.

Resultatet är en innovativ waveguide med konstant direktivitet tillsammans med en phase plug.

Själva phase plug-konstruktionen består av en exponentiellt formad central kon och en avsmalnande yttre ring.

Den är resultatet av omfattande FEA-modellering i COMSOL Multiphysics, där tusentals variationer av geometriska parametrar simulerades under flera dagar.

Den exponentiella centrumkonen och den avsmalnande yttre ringen är utformade för att jämna ut de akustiska vägarnas längd för den energi som strålar ut från olika delar av domen.

På så sätt förhindras destruktiva interferenser på axeln samtidigt som energin fördelas mer jämnt i flera riktningar.

Samma princip används i kompressionsdrivers, men där appliceras den externt i stället för internt, exempelvis i Altec Tangerine.

Phase plugs är i sig inget nytt. Det nya här är hur FEA-optimering har applicerats på varje geometrisk aspekt av konstruktionen och den prestanda som uppnåtts med denna metod.

Resultatet är den bäst presterande waveguide och phase plug som JBL hittills har konstruerat.

En jämn och konsekvent direktivitetskontroll på över 110 grader uppnås från delningsfrekvensen hela vägen upp till cirka 12 kHz.

Över denna frekvens smalnar spridningen av för att bibehålla en känslighet på över 90 dB hela vägen till 20 kHz.

För detaljerad information om direktiviteten, se mätdataavsnittet, mätning 5 och 6.

Reglage

Metoden för nivå- eller tonkontroll i L150 Classic är en egen lösning som är utvecklad för att förbättra metoder som använts i tidigare JBL-produkter.

I stället för att enbart erbjuda ett sätt att ändra utnivån har systemet utformats för att ge justeringar som faktiskt är användbara för lyssnare i olika rum, med olika placeringar och olika preferenser, utan att justeringen försämrar akustiska egenskaper som ljudeffektrespons, lyssningsfönster och respons i rummet.

Följande avsnitt beskriver konstruktionsfilosofin och implementeringen bakom dessa förbättringar.

Ton- och nivåreglage är inget nytt och har under åren använts på ett stort antal system från både JBL och andra tillverkare.

De allra flesta, inklusive modeller som fortfarande finns på marknaden, använder någon form av tonkontroll för mellanregister och höga frekvenser.

Hos JBL har den specifika implementeringen av denna MF/HF-kontroll varierat över tid, särskilt vad gäller benämningar och märkning.

Under 1960- och 1970-talet användes ofta termerna ”Presence” och ”Brilliance”. För en vanlig användare var det kanske inte helt uppenbart att dessa avsåg mängden energi i mellanregistret respektive de höga frekvenserna.

Senare blev mer specifika benämningar som ”Mid-Frequency” och ”High-Frequency”, och ibland ”Ultra-high Frequency”, vanligare.

Ibland användes en +/- dB-skala, ibland en 0–10-skala och ibland ingen numerisk skala alls.

Vissa manualer innehöll ett litet diagram över frekvensgången som visade skillnaderna mellan reglagets positioner, men detta var ovanligt.

De flesta system gav därför inte användaren någon tydlig information om vad nivåreglagen faktiskt gjorde.

Om man inte själv hade tillgång till ett ekofritt rum fanns det heller inget verkligt sätt att ta reda på det.

Här på Harman har den banbrytande forskningen från Dr Floyd Toole och Dr Sean Olive visat att respons på axeln, lyssningsfönster, beräknad respons i rum och ljudeffekt, som delar av CTA-2034 och populärt kallat ”Spinorama”, hör till de starkaste indikatorerna på lyssnares preferenser för högtalare.

Om dessa egenskaper är jämna och konsekventa, utan resonanser eller obalanser, är det en stark indikation på att högtalaren kommer att uppfattas som neutral, balanserad och uppskattas av en majoritet av lyssnarna i verkliga rum.

Därför är ”Spinorama” och det härledda ”Listener Preference Score” viktiga mätvärden som Luxury Audio Team lägger stor ingenjörsmässig vikt vid.

Mellanregisterområdet från cirka 300 Hz till 3 kHz, där en del sammanfaller med det område där människans hörsel är som mest känslig, är särskilt kritiskt.

Det är därför viktigt att inte bara bibehålla en jämn frekvensgång utan även jämna lyssningsfönster, ljudeffekt och beräknad respons i rummet genom detta område.

Nästa avsnitt beskriver varför det i praktiken inte är realistiskt att variera nivån hos mellanregisterelementet i ett passivt system och samtidigt bibehålla dessa egenskaper.

I en kompetent konstruerad passiv högtalare optimeras delningsfiltret och elementens respons för att uppnå dessa jämna och konsekventa Spinorama-egenskaper.

Om ett konventionellt nivåreglage för mellanregistret sedan införs med ett L-pad eller liknande dämpningsnätverk, vilket är den lösning som används i de flesta system, försämras dessa egenskaper i sig.

När elementet dämpas förändras både lutningen och jämnheten i Spinorama-kurvorna inom det berörda frekvensområdet och avviker från de avsedda målen.

Samtidigt förändras samspelet mellan elementen kring delningsfrekvenserna, vilket kan introducera oregelbundenheter i fas och direktivitet och därmed försämra den integration som ursprungligen uppnåddes genom delningsfiltrets konstruktion.

Två slutsatser kan dras av detta.

För det första är det inte realistiskt att konstruera ett passivt system med ett nivåreglage för mellanregistret som bibehåller jämn och konsekvent frekvensrespons, ljudeffekt, beräknad respons i rummet och övriga egenskaper i samtliga reglagepositioner.

För det andra är det bättre att låta nivåreglagen påverka områden som ligger bortom delningsfrekvenserna, så att fasövergångar och direktivitetsförändringar inte också varierar med nivån i dB.

Med L150 Classic har vi därför valt att gå ifrån traditionell kontroll av mellanregister/högfrekvens och i stället använda kontroll av låg- och högfrekvens.

Genom att variera låga och höga frekvenser i stället för mellanregistret förändras lutningen på Spinorama-kurvorna snarare än att skapa dippar, utsläckningar eller andra fel i dem.

På så sätt förblir frekvensgång, ljudeffektrespons, lyssningsfönster och beräknad respons i rummet genom det kritiska mellanregisterområdet jämna och konsekventa oavsett vilken position som väljs för LF- eller HF-reglaget.

Kondensatorassisterad basreflexavstämning: lågfrekvenskontroll

Lyssnare har oftast inte möjlighet att placera sina högtalare exakt där de låter bäst.

De måste ofta helt enkelt stå där det finns plats, särskilt när det gäller högtalare av den här storleken.

Vi ville därför skapa en typ av lågfrekvensformning och kontroll som är betydligt mer användbar för personer som ska leva med högtalarna i sina hem under många år och som kan anpassas till olika lyssningssituationer och miljöer.

Att helt enkelt variera nivån från baselementet med ett L-pad eller någon annan resistiv nivåkontroll skulle inte ge den typ av formning som lyssnare har verklig nytta av och är dessutom opraktiskt med ett 15-tums baselement av flera skäl.

Det viktigaste är att en mycket stor mängd effekt skulle omvandlas till värme i nätverket.

Dessutom skulle fasavvikelser introduceras vid delningsfrekvensen, vilket negativt skulle påverka frekvensgång, lyssningsfönster, ljudeffekt och respons i rummet.

Vi implementerade därför det som kallas kondensatorassisterad eller passivt assisterad basreflexavstämning.

Den använder kondensatorer med höga värden i serie med baselementet. Dessa motverkar baselementets induktiva reaktans, sänker tillfälligt impedansen, drar mer ström och genererar mer uteffekt vid låga frekvenser.

När detta kombineras med ett element med något högre Qts än vad som normalt skulle användas i ett kabinett med den här volymen, och som naturligt uppvisar en mindre höjning i lågfrekvensområdet, kan responsen både jämnas ut och utökas och ge mer basenergi än vad som annars vore möjligt.

Baselementet konstruerades därför noggrant så att dess parametrar, och framför allt dess dämpningsegenskaper, ger en måttlig mängd extra energi kring Fb.

Detta skapar profilen för läget +2 dB utan att några seriekondensatorer används.

Genom att därefter konstruera två separata kondensatorassisterade filteravstämningar skapades profilerna 0 dB och -2 dB.

Frekvensgången för samtliga tre LF-positioner visas i mätdataavsnittet, mätning 3.

Positionen 0 dB är den maximalt plana eller neutrala inställningen.

Den aktiverar en av de två kondensatorassisterade delarna i nätverket och ger en helt plan respons ned till cirka 45 Hz.

Därefter rullar responsen av med 18 dB per oktav och når -6 dB vid 32 Hz.

Denna position ger den mest neutrala och balanserade ekofria responsen och kan även ge den mest neutrala responsen i rum när högtalarna placeras en bit ut från väggar och andra gränsytor.

Positionen -2 dB aktiverar den andra av de två seriekondensatorsektionerna i nätverket.

Profilen är särskilt utvecklad för situationer där L150 Classic står i ett hörn eller nära väggar och där förstärkningen från rummets gränsytor annars kan ge för mycket basenergi och skapa bumlighet och tonal obalans.

Denna position ger en mycket gradvis nedåtgående lutning som börjar omkring 150 Hz och resulterar i ungefär 2 dB mindre energi än positionen 0 dB vid 45 Hz.

-6 dB-punkten flyttas samtidigt upp till 38 Hz.

För lyssnare som vill ha ytterligare basenergi, eller för dem som känner sig tveksamma till kondensatorassisterade nätverk, finns positionen +2 dB.

Denna position kopplar helt förbi samtliga seriekondensatorer och behåller endast det konventionella lågpassfiltret av andra ordningen.

Den ger en höjning på cirka 1,5 dB vid 65 Hz och sänker -10 dB-punkten från 28 Hz i 0 dB-läget till 25 Hz.

Vid lyssning på låg ljudnivå kan +2 dB-läget ge en mer neutral upplevd balans eftersom människans hörsel kräver mer energi i låga och höga frekvenser när ljudnivån sjunker för att den subjektiva balansen ska bibehållas, se equal-loudness-kurvor.

Om rummet dessutom har ett problem eller en rumsmod som tar bort energi i området 50–80 Hz kan denna inställning hjälpa till att återställa en del av den energin.

Motståndare till denna metod brukar framför allt ange ökad grupplöptid som dess främsta nackdel.

Det finns inga entydiga forskningsresultat som exakt fastställer hörbarhetströskeln för grupplöptid under 100 Hz, men de flesta belägg pekar mot att 1–2 cykler sannolikt är den lägsta nivå vi kan uppfatta.

I figur 11 kan vi se att den uppmätta grupplöptiden, oavsett reglagets position, ligger tydligt under gränsen på en cykel vid samtliga frekvenser.

Den skapar inte heller mycket mer fördröjning än +2 dB-läget, där den kondensatorassisterade avstämningen är helt förbikopplad.

Förespråkare för konstruktionen brukar framhålla den ”strama” bas som passivt assisterade avstämningar kan ge.

En möjlig förklaring är att seriekondensatorn effektivt blockerar subsoniska frekvenser från att nå baselementet, vilket minskar risken för för stor slaglängd och okontrollerad membranrörelse.

Det kan också bidra till att minska Dopplerdistorsion eftersom membranet inte längre försöker återge de allra lägsta frekvenserna och därmed påverkar frekvens och fas hos högre frekvenser mindre.

Resultat från omfattande lyssningstester med L150 Classic tycks subjektivt stödja dessa antaganden.

En passiv lågfrekvenskontroll konstruerad på detta sätt ökar både kostnaden och komplexiteten i delningsfiltret.

Vi anser dock att det är motiverat eftersom det ger ett kontrollsystem som är betydligt mer användbart och praktiskt för lyssnare som vill kunna påverka högtalarens respons.

Du behöver inte leta fram basreflexproppar om du en viss kväll inte vill störa andra eller om ett album har för mycket basenergi.

Du behöver heller inte flytta högtalarna närmare en vägg om du upplever att basen är för svag.

Med ett enkelt reglage kan responsen justeras direkt utan behov av en förstärkare med DSP.

Högfrekvenskontroll

Precis som med lågfrekvenskontrollen var målet med högfrekvenskontrollen att erbjuda en justering som verkligen är användbar, utan att den tillåts försämra ljudeffektrespons, lyssningsfönster eller beräknad respons i rummet genom det kritiska mellanregisterområdet.

Enkelt uttryckt består den av ett omkopplingsbart L-pad-nätverk med fem olika resistansvärden som ger fem olika lutningar i högfrekvensområdet.

Lutningen börjar först omkring 3 kHz och får full effekt omkring 6 kHz.

Detta ligger långt över delningsfrekvensen på 1,8 kHz.

Därför påverkas varken fasanpassningen eller direktivitetsbeteendet kring delningsfrekvensen oavsett reglagets position.

Lutningen ger inte bara fem olika frekvenskurvor utan även fem olika lutningar för ljudeffekt, lyssningsfönster och respons i rum.

Det gör det möjligt för lyssnaren att anpassa lutningen efter egna preferenser.

När frontgallret används kan dessutom +1 dB- eller +2 dB-positionen användas för att återställa den högfrekventa energi som går förlorad genom gallrets absorption och reflektioner.

Precis som med lågfrekvensreglaget är 0 dB den maximalt plana inställningen.

Den bibehåller en plan frekvensgång och ger en ungefärlig lutning för ljudeffekten på -1 dB per oktav och en beräknad lutning i rum på -0,75 dB per oktav.

Frekvensgången för varje reglageposition finns i mätdataavsnittet under mätning 3.

Den beräknade responsen i rum för respektive position finns under mätning 4.

Kabinettkonstruktion

Precis som hos varje välkonstruerad högtalare är kabinettet i L150 Classic utvecklat för att tillföra så lite oönskad energi till systemet som möjligt.

Genom hela konstruktionen används 1 tum, 25 mm, tjock MDF för att ge hög massa och skapa en extremt styv miljö för montering av de tre elementen.

Mellanregistret är isolerat i ett eget internt kabinett så att energi från bas- och mellanregisterelementen inte kan påverka varandra och för att mellanregistrets lågfrekvensrespons ska kunna kontrolleras på rätt sätt.

Mängd och placering av intern stagning optimerades genom COMSOL FEA-simuleringar för att skapa en så styv och inert struktur som möjligt.

Ett problemområde på bakpanelen identifierades genom simulering och verifierades därefter genom accelerometermätning av vibrationer.

Problemet åtgärdades genom strukturella analyser i COMSOL för att fastställa optimal placering samt storlek och form på den stagning som krävdes.

Figur 12 visar den ursprungliga kabinettkonstruktionen till vänster, där problemområdet skapade en resonans på 300 Hz i bakpanelen.

Till höger visas den slutliga konstruktionen med ytterligare optimerad stagning som kraftigt reducerar amplituden hos panelresonansen.

Figur 13 visar motsvarande accelerometermätningar på bakpanelen, utförda på samma position som markerats i figur 12.

Mätningen av det ursprungliga kabinettet visas i svart och den slutliga konstruktionen visas i rött.

Den slutliga konstruktionen lyckades reducera amplituden hos 300 Hz-resonansen med cirka 15 dB och samtidigt flytta resonansen upp till omkring 400 Hz, vilket tydligt visar den ökade strukturella styvheten.

Resultatet av dessa simuleringar, studier och omfattande mätningar är en mycket styv och inert struktur.

Detta framgår tydligt av det kumulativa spektrala avklingningsdiagrammet i figur 14.

Diagrammet visar en jämn respons utan resonansbeteenden som fortsätter längre i tiden än resten av responsen, vilket innebär att transientinformationen inte blir utsmetad.

Intern akustik

COMSOL användes i stor omfattning för att studera kabinettets interna akustiska beteende.

Form, storlek och placering av stagningen optimerades för att så effektivt som möjligt bryta upp interna stående vågor.

Stående vågor kan tillföra oönskad energi genom att passera tillbaka genom membranet, läcka ut genom basreflexportarna eller excitera kabinettväggarna.

De orsakar ofta stora toppar och dippar i frekvensgången, och urgröpningar i impedanskurvan kan ibland vara ytterligare ett tecken på problemet.

En balans skapades mellan placeringen av stagen och hur stora öppna ytor varje stag skulle ha, så att luftflödet inte hindrades samtidigt som de stående vågornas styrka reducerades.

Basreflexportarnas konstruktion

Basreflexporten i L150 Classic har konstruerats för att tillföra så lite hörbar färgning och distorsion som möjligt samtidigt som den effektivt förstärker basåtergivningen.

Portdiametern har gjorts så stor som den tillgängliga ytan på baffeln tillåter för att minska lufthastigheten.

Stora avrundningar med 32 mm radie används i båda ändarna för att skapa ett jämnt luftflöde och minimera separation i luftströmmen, vilket håller turbulensrelaterat brus på ett minimum.

Portens geometriska profil studerades i COMSOL Multiphysics, figur 19, för att skapa en yta som genererar minsta möjliga turbulens och lufthastighet vid en given inspänning.

De tillhörande diagrammen visar simulerad lufthastighet över portöppningen vid 86 dB, 96 dB och 102 dB.

De visar att porthastigheten inte överstiger 11 m/s ens vid 102 dB, vilket ligger klart under den hastighet där hörbart blåsljud uppstår, figur 18.

Distorsionsmätningar vid låga frekvenser stödjer dessa resultat, figur 17.

THD vid 86 dB, 96 dB och 102 dB överstiger inte 1,1 %, 2,8 % respektive 6 % hela vägen ned till 30 Hz.

Det visar att en jämn och stabil amplitudrespons med låg distorsion bibehålls oavsett lyssningsnivå.

Mätdata

• Data samlades in i vårt 4π-ekofria rum, full-space.
• Mätningarna och utvecklingen av delningsfiltret utfördes på 2 meters avstånd för att bättre motsvara normala lyssningsavstånd.
• Samtliga nivåer är korrigerade till 1 meter.
• LF- och HF-reglagen står i position 0 dB om inget annat anges.

Frekvensgång

Responsens linjäritet är -1,39 dB / +1,07 dB mellan 50 Hz och 14 kHz relativt den genomsnittliga känslighetsnivån mellan 300 Hz och 3 kHz, utjämnad till 1/48 oktav.