喇叭 DIY #2 (書架雙音路/主動分音)

[tim.chnan]

前幾年，當我在兩音路喇叭的 8/9" 低音單體之下，多加了單一顆 10" 低音 (用 PartsExpress 的便宜低音板擴 250W+DSP 推動)
當時覺得低音豐富了很多，雖然那時使用的 10" PA woofer FaitalPro 10PR200, Fs 只有到 60Hz, 但是裝箱 (45L Ported)
大概 40Hz 左右的低頻，帶來很多豐富的聽感體驗
好一陣子以來，我自己覺得好像頻率響應大概就這樣了

[40->30Hz 的演進]
這兩年，Purifi 出了很多的低音單體，還有幾個厲害的歐洲廠牌 Volt/Kartesian 都有幾個讓我覺得很屌的低音單體
都標榜說 Fs 大概可以到 30Hz, 而且不會犧牲中頻表現, 透明度很好....... etc.
但兩個月前我在 ebay 亂逛，看到有個英國人在賣 new-old-stock CSS 10" SDX10 重低音單體，一個很難拒絕的價錢，所以我就買了
(雖然 CSS 在我心中只是一個網紅品牌，但我同時也聽過 DIYAudio 上資深大老，說 CSS 重低音單體很不錯: 適合中小型密閉箱體)
買來，就還是弄了一個 45L ported 箱子塞在桌子下，然後這次沒用版擴，改用 ICEPower 1200AS2 去推

開聲嚇一跳，這也差太多了 !!
之前 FaitalPro 像是在 60-40Hz 開了一個窗子
這次 CSS搭配 ICEPower，就像晚上從船上就著燈光，凝視深海: 一路向下延伸，感受不到底端...
有種開放海域的類似感

好吧，看了看 T/S Parameters
只能承認，自己不怎麼懂低音單體 (兩個 10" 低音單體，當然守備區域不太一樣，都放在 45L ported box)
btw, 我記得我舊的10" FaitalPro 型號是 10PR200, 但我臨時找不到 PR200 資訊，下表先用 10PR400 資訊替代


右邊是 CSS SDX10, 左邊是 FaitalPro 10PR200, 箱子體積差不多，只不過 CSS 要塞在桌子底下
所以箱子做比較瘦長


======================================================================================
本來心中其他的10" 左右候選人:
*. Purifi PTT10.0X04
>>強項：這兩年喇叭單體界/D擴天王，宣稱超低失真
>> 還沒購買原因：貴, 然後低音單體賣點是中/高音失真少，但我需要低音表現，你跟我說中高音失真少...
有種洋基隊買大谷翔平感覺


*. Volt RV3143 'Studio'
>>強項：雖然 12", 但這是 PMC (英國喇叭界的 LBJ) 最高端喇叭BB1 使用的低音單體
>> 還沒購買原因：好像很屌，但是特點說是 spider 在外面/幫助散熱，我房間小，不需要大功率/散熱
有種老鷹沒翅膀 = 火雞的感覺

*. Kartesian Sub250_vHE
>>強項：規格看起來很屌，過去我用過中價位系列 6.5" woofer, 印象很不錯
>> 還沒購買原因：就單純還在蹉跎，或許心中覺得品牌太有氣質，不夠凶狠
有種王家衛導辛普森家庭調調/但如果 TLHP 發一張 extra-25%off-coupon 大概就買了

[yys310]

印象中是10PR300？ 這款faital網頁就還有
低音單體就現在個人的玩法，在有DSP下還是會選xvar大，bl高的
fs反正DSP能做linkwitz transform就覺得影響還好
如果不單單是當sub的話le大概也要注意一下
不知道CSS這顆跟faital這顆如果響應調成一樣的狀況下是否聽感上的差異還是那麼大

[scrazy]

OKTO DAC8 pro
要出可以做DSP的firmware了
https://github.com/fabriceo/AVDSP_DAC8/tree/main
可以拿來做分音...

[tim.chnan]

我沒法控制自己，不繼續做箱體試驗：這次是參考 Visaton PetitOrgue這種對立式的低音單體

話說之前找到新的電腦用 PCIe 多聲道 & DSP 音效卡: Marian Seraph 8 mk2 ( around 650 euro)
覺得很讚，音質不錯，直入後級作主動分音

這次就剛好搭配 Peerless GBS 扁平低音 vs. Visaton PetitOrgue 箱體
(箱體特色 = 對立低音，消除箱體震動 & 自然低音)

------- 名詞解釋 -----------------------------------------------
*. Visaton 一家德國喇叭單體製造商，整體設計方向偏向商用產品，但也有不弱的 hi-fi 產品, 例如 B200 8" 全音域單體，TIW 系列低音單體, 高音金屬凸半球, ...etc.
- 聲音走向也屬於德國風格：明確的聲音細節, 白亮高音, 低音有力但並不向美系那樣追求推動大量空氣/規模感。
- 單體價錢：或許因為有外包製造，商品 CP 值都算不錯，他們也不向那幾個尖端牌子 (Scan, Puri..) 每兩年都要推出新產品，比較保守務實，因此售價也不會逐年調漲

*. Visaton PetitOrgue: Visaton 除了推出 hi-fi 單體之外，也很用心，同時建議搭配設計的單體，這非常有意思：因為不同於美系廠商或套件零售商，為了市場保守審美觀 - 大都推薦密閉 or Ported 音箱; Visaton 推薦的音箱設計，都有很強烈的聲音功能/生活機能感，我非常喜歡閱讀/思考 Visaton 的音箱設計。而 Petit Orgue 就是其中一款產品，使用兩個低音面對面坐 Ripole 設計，讓兩個低音單體震動互相抵銷箱體震動, 並且讓單體正面/背面的聲波，前後排出，避免針孔效應拉高 Fs, 雖然有離牆限制 & 在高頻端會產生共振 (但當低音可以輕易濾掉)，Ripole 被很多 DIYAudio 上用家譽為高品質的 (低Fs, 高音壓) 的重低音設計方案，當然 DIYAudio 上普遍推薦的是 Peerless SLS 12" 單體，不是 Visaton 單體 (或許因 DIYAudio 美國人多，通常比較不熟悉歐系牌)。
. 另一方面，Petit Orgue 搭配兩個全音域，在同一個箱體補足 100Hz 以上頻段，完全不浪費空間，如果需要大音壓，完全可以堆疊多個 Petie Orgue 變成 Grand Orgue
. 音箱設計特點 (個人觀點): 箱體低震動, 聲音擴散良好, 但需要離牆距離，並且可能視箱體幾何會產生一兩 6~8dB peaks 共振，可以用 DSP 削掉，是一個適合數位主動分音的設計方案，至於美觀就看人或是箱體的上漆功力。



*. 這次我使用單體 Peerless GBS 超薄系列 (推動空氣少，需要功率低，通常在壁掛或嵌入設計使用), 但我這次想要節省空間，也順便玩玩看... so.... 姑且就叫做 Mini-Orgue 好了
. [1] GBS-85N25PR03-04 中音*2
Vas = 0.8L, 表現類似全音域: frequency ~100-8kHz
. [2] GBS-200F35CP02-04 低音單體*2
Vas = 13.9L, Frequency 40~600Hz, 但在 100Hz 附近偏高 6dB
箱體製做仿 Visaton PetitOrgue設計，製做過程廖述然兄有幫忙紀錄在這邊
也有幫忙錄音: https://youtu.be/rH6V4Nzgi6E?si=djgOgtuuUXoyhmwh
------- End of 名詞解釋 ----------------------------------------

[tim.chnan]

開聲結果
.
Peerless GBS 這種扁平單體，我也是第一次玩，玩了之後，才知道為什麼美國人都不喜歡這種扁平箱體 (不管家用 or 車用)
因為雖然可以達到不錯的頻率響應量測，但是 100Hz 之下，推動空氣根本無感
雖然美其名這種箱體可以達到空間中平均的低頻分布，但 100Hz 之下也感受不到有什麼低頻好分布的
(雖然頻譜 peaks 就在那邊無法否認: 姑且說頻譜在科學上從 40~4k Hz 有得分; 主觀分數只有 cover 100~4k Hz)
如果要說這種雙低音單體的 Ripole 設計，可以把 Fs 往下拉，well, 在頻譜上或許是有
或許是我用錯低音單體，應該買個 Vas 大 & Mmx 也大的單體，才能發揮吧
=> Ripole 設計就是要低音單體面對面擠壓空氣，但我用的 GBS 扁平單體擠壓能力剛好很弱
(我看 Visaton 原廠用的 PetitOrgue 單體 WS 25E (10" woofer), Vas = 113L, Fs = 34Hz)

[優點: 四顆單體近似一顆全音域，但擴散感更好，失真更少]
Anyway 聲音滿自然的，或許適合放很多顆餐廳使用......
雖然說沒高音沒低音，但換個角度說，表現差不多接近全音域 (ex. EJ Jordan Eikona 2) 一顆就要 350 USD，PetitOrgue箱體 + GBS四顆 還不用這麼貴
(GBS 中音 22 USD/ea, GBS 低音 33 USD/ea)
單一顆箱體聽單聲道也不會很奇怪

以扁平低音 (GBS-200F35CP02-04-8) 作為 Ripole 低音 (耳朵判斷，有效服務範圍 = 100~300Hz)
這樣做法，就是把典型的全音域服務範圍 100~10kHz, 拆分成兩部分
低音 GBS-200 可以降低中音單體 GBS-85 Loading, 降低非線性震動.... etc.

Visaton PetitOrgue 原廠設計使用的低音單體 Visaton WS 25 E
也差不多 30 Euro/ea
看起來 Visaton 原廠專案 Petit Orgue 應該是真的不錯 (唯一限制就是不能靠牆)
某種程度來說，我覺得 Visaton Petit Orgue 專案可以說是高度簡化 & 低價版的 Linkwitz LX521

但如果把 Petit Orgue 拆分成兩部分：(1) 全音域陣列, (2) Ripole 低音
像是這篇文章，看起來就很推薦 Peerless SLS-P830669 作 Ripole 低音
所以，作完我的 GBS版本 Petit Orgue,

啟發#1 = 或許之後應該弄幾顆 Peerless SLS-P830669 作為 12" Ripole 低音

啟發#2 = 我受不了缺乏真實低頻的作品，可能能會改掉低音單體, 或是另外做一組 10" 的 Ripole 吧....
雖然 GBS200 低音在 Ripole 箱體之下，並不算真的差，但是這個箱體冠上 Orgue ** 的名字，然後我得到一個 "溫良恭儉讓先生" 來散播愛與和平
這有點難以接受

啟發#3 = 今天發現自己耍笨，心血來潮查了一下字典，原來 Visaton 專案的名稱叫做 Orgue = 管風琴, 跟我以為的半獸人 Orc 根本八竿子打不著，人家本來就是設計成溫良恭儉讓，只有我自己以為人家是禽獸..... 哈哈。以後開工前要先查字典
( => 我在完工之前，腦子錯頻以為我做的專案是 Petit Orc )

(Update 2024 0905) 經過幾天的間斷聆聽，只要我不要拿 10" 重低音來 PK, Orgue 的 GBS200 低音單體表現有越來越好的趨勢
一般 8" 單體MMS 震膜重量大概 35~45g, 但這顆 GBS 大概為了在小振幅下，增加空氣傳遞能量，硬是把 MMS 增加到 70g
=> MMX 大的震膜比較難 break-in ???
雖然暫時打消我把 GBS200 拆下來的念頭，但我還是訂了兩顆 Peerless SLS 830668 (10" SLS 系列低音單體, 現在 TLHP 清倉中)
打算另外做一顆 10" Orgue 版低音
原本大家推薦的 SLS 830669 12" 低音好像到處都停賣了，不然就是 minimum order 100ea
=> 另外這種 Ripole 滿奧妙的一點，雖然說他兩顆低音單體對沖，會抵消大部分的明顯震動，但 Ripole 低音的擺放/震動管理，還算重要
用手指觸摸，他的每一片木板都有不太一樣的震動行為，而且因為相比傳統密閉or 低音反射箱體，Ripole 的箱子稍微輕一些
所以箱體和地板之間，也很明顯影響底端聲音，我本來直接放在硬地板，聲音有點下不去。現在放了一本書，低音下沉好很多
聽感大概可以從 90Hz 下降到 70Hz 吧

=======================================
設計摘要 & 前方頻譜量測
右上方黑底色頻譜 = 原廠量測
中間兩張頻譜 = 裝箱 PetitOrgue 分別量測 (330Hz 附近 peaks 應該是房間牆面反射駐波)
下方頻譜是 DSP 粗略調整好之後的結果 (還沒有接高音，所以 4kHz 以上沒東西)


Marian 2 channels DSP 設定
因為中音單體接近全音域 (從 4kHz 開始衰減), 所以我分頻點大概設 300附近


=== 網路上 Ripole 大師的傑作 ===============================
by DIYAudio 上 Hallcon83: Ripole 低音曲線版

[tim.chnan]

哈

這次來真的了，Peerless SLS 10" woofers *2 in ripole, 然後正面放一個密閉腔體
裡面放兩顆全音域 + 一顆高音單體
低音 = Peerless SLS 830668 (10" woofer)*2
中音 = 台灣廠商 TLSound Q301 3"全音域*2
高音 = SB Acoustic 1" 球高音

先上圖 (廖述然兄幫忙拍攝)


照例，這種箱體我不太熟悉，調整需要一段時間
低音還沒有催出來
不過剛開聲就比上次的 GBS 8" 薄型低音好不少，雖然體積也胖不少
初步感想： 這潛力可以當退燒喇叭，以低音程度來說，相當經濟，箱體+單體大概 15k NTD

[seniorhigh]

Tim大的那種設計也是想效仿點音源吧
我真的很好奇量測出來數據如何
另外請教這種類型低音
是不是真的要用很大功率催
飲料才會夠阿？

[tim.chnan]

Tim大的那種設計也是想效仿點音源吧
我真的很好奇量測出來數據如何
另外請教這種類型低音
是不是真的要用很大功率催
飲料才會夠阿？

Hi

這種 Ripole 混合箱體，真的是數一數二好玩的設計，絕對的音響能力並不是最好，但聲音很討好 (深沉而清澈的低頻 & 中頻)
不需要頂尖單體，容錯空間大

[Q&A]
Q : Ripole低音需要大功率?
A: 雖然原始設計文件有提到效率降低，但我目前的做法是並聯兩顆 8ohm 低音單體，所以阻抗減半 & 效率提高，使用的單體 (Peerless SLS 830668) 也不是很難推的單體，所以我個人覺得還好。Ripole 也不像小型密閉式箱體，小於 Vas 的箱體幾何會增加震膜的力學阻抗。我現在只有用簡單版本的 TPA3255 (4ohm 預期出力 < 80W), 我覺得還可以，沒有特別差。但反過來說，我也有點懷疑我的 Ripole SLS 830668 仍然沒有吃飽，似乎 80Hz 以下的低頻反應，不夠快速大片兇猛，我心中想搭配的 amp, 還在施工中。所以可能過兩個月會再更新答案也不一定。

[混合特徵]
這個 Ripole 很有趣的地方：它融合了很多種的設計特徵：
*. (Ripole) 反射/干涉低音的 band-pass/阻抗調節&降低 Fs
*. (MTM中高音) 接近點聲源
*. (Ripole) 房間低音共振降低，低頻延伸很不錯
....
設計理念參考 Visaton Petit Orgue, 參考 Fig-1
Designs-Diagrams :


但同時也會帶來一些副作用：
*. 頻譜量測不容易穩定：以前反射/密閉箱體，通常只有高音單體頻譜，會比較吃麥克風位置，但頻譜通常差異不會太大；但 Ripole 不是這樣，他的頻譜不是很穩定，或許是我的房間不夠大，吸音不夠好，所以 room-response 也無法保持穩定，anyway, 100Hz 以下也常常會有 5dB 跳動
*. 量測與聽感的關係比較薄弱，以前喜歡的 EQ 設定和頻譜形狀，都需要依耳朵形狀重新調整
*. Ripole 設計低音總是在 200~300Hz 會有一個共振 peak，所以要嘛你就當 Ripole 是重低音使用，不然就是你要搭配全音域單體來降低分頻點 (我目前用 200Hz)，反正你必須切掉(HPF) 這個共振 peak

[初期主觀聽感]
*. 因為我想要三音路使用，目前打造的三音路後級，還在施工當中，所以現在只有接低音和中音(全音域), 高音單體還沒有上電
(其實也是因為懶惰，我只有拿一個 stereo amp 出來)
*. 這是實驗性項目，所以我只有打造單聲道，現在有點像是在聽 boom-box 藍芽音箱，但因為這個音箱的反射/擴散也強，聽感也很不錯
(因為低音單體 SLS 830668 目前正在清倉特價，有點心動想要多買幾顆，但是房間已經快塞不下....)
*. 目前還沒有充分 break-in, 聽感也還沒有穩定, 但除了音響性沒有傳統的反射箱體乾淨，其實聲音我滿喜歡的
(音響性不夠高級：主要反映在微動態在全頻譜上不太均勻，有些頻段感覺比較不清楚一點，但這也可能只是口味問題，還需要更多時間感受)
(音響性不夠高級，可能也是單體等級/價格，我用五顆單體總價再乘以二，還不如一顆 Audio Technology 或是 ScanSpeak Be 高音，有點排骨飯 vs. 生魚片概念)
*. 雖然大家說不可以靠'牆，但我覺得好像也不需要離牆很遠 (離牆 30~50cm 我個人就可以接受)
*. [暫時] 雖然量測頻譜數據很優異，一路直通 20Hz, 但我對 SLS Ripole 的聽感主要還是在 40Hz 以上，而且低音反應好像無法像傳統重低音一樣，一次來一大片
(但這個部分可能就是我現在用的擴大機 TPA3255 驅動力不足；我之後會拿 ICEPower 1200AS1 推看看低音，應該會改善)
(而且根據原始 Ripole 設計，其實不一定需要兩個低音，弱化一點的版本，可以只用一個低音就好 => 這樣箱體寬度可以拿來做桌上電腦喇叭了)
*. 其實當初做這個 Ripole 箱體，心裡是想要搭配號角中音做兩音路，但是因為 Ripole 的 2~300Hz 共振，大部分壓縮單體比較難分頻拉低到 200Hz, 所以還是搭配全音域。不過之後會拿號角壓縮來當作高音搭配看看
*. 40x38x38cm 的箱體，滿適合饋腳或是當茶几的

提出 RiPol 作者 Axel Ridtahler 的參考資料:
介紹描述, 數據說明 (德文)


目前只推單聲道: 低音 + 中音的頻譜量測:
PC > Marian Seraph 8 mk2 多聲道DSP 音效卡 > Sylph D200 TPA3255 amp > 驅動單聲道低音單體 & 中音單體


單體 T-S Parameters
但我剛剛才發現，當初購買全音域單體，我下單的是 3" Q301, 但廠商出貨給我的是 Q501, 賺到了....

[yys310]

Ripole subwoofer跟dipole subwoofer差異在哪？
看起來很像W frame的dipole sub?

[tim.chnan]

Ripole subwoofer跟dipole subwoofer差異在哪？
看起來很像W frame的dipole sub?

Hi

會這樣問，我假設你已經看過 Linkwitz 的 Dipole models 數學模型 : Resonance Mode by dual-woofers-gemoetry
這些 dipole, RePol(e) 都是在作差不多的事情，藉由兩顆低音 & 箱體的幾何干涉，來調整頻率響應和空間分布，然後用 EQ 把嚴重相消的高頻切掉，達成想要的頻率響應 (在相對小的箱體中，利用重複 woofers 干涉來降低 Fs, 並避免過渡 EQ增益造成的失真)。當然，你可以說我用 EQ 直接拉 20Hz +20dB, 也可以達成，但是單純 EQ 提高 amplitude spectrum, 除了更嚴重干擾相位之外，同時也會對震膜造成 stress/distortion，這樣只是增加單一量測數據的爽感而已，對音樂沒有什麼幫助。

RePol(e) 其實也可以視為 W形狀 Dipole 的延伸，或是某一種特化的 Dipole模型，這篇文章應該是 Repole 發明人寫的，雖然保持德國人精簡的解釋精神，但可以感受一下：
Repole 的特性是 = 藉由 push-push resonance 降低 Fs, 並且在單體前後的半開放小空間內，增加空氣 impedance (類似號角前面的空氣管, 降低空氣自由移動空間來增加 air impedance) 達成更有效率的 震膜-to-Air 能量傳遞，作者說聽覺上的效果 = "extremely clean bass, showing lightness and a presentation without effort; the listener has the impression that less resonance and standing waves were developing and that the bass cannot be pinpointed"

這聽起來滿屌的，而且更重要的是，Dipole 設計，W形狀看起來有很高的單體安裝困難度，H-Frame 對我來說有點太佔體積 (包括箱體 & 離牆距離), 但 Repole 因為她是三件拼湊/用四根長螺牙條夾起來，所以Repole 施工難度降低很多，當然，我目前的設計有點折衷，我為了擠進 5" 全音域單體，兩個 Woofers 中間的區域稍微有點太寬，這樣會降低 air impedance 增益效果

其他更深入的，還必須探討個別單體的力學行為在 Resonance Model 裡面的反應和頻譜效果，這部分的推導，看起來沒有很難，但超出我目前的空閒腦容量，之後有空再研究了。我只是看到大家講說適合的單體包括: Visaton WS 系列, Peerless SLS, XS, XXS 系列, Volt 低音系列 (但這太貴), Seas L26ROY 可能也不錯 (但也不便宜) => 然後挑一個現在打折出清的。
至於適合單體的定量分析，除了 Q-factors 行為，其他網路用家說，低頻端的頻率響應影響也很重要
如果你問我對 Repole 設計的個人看法，我會說這是比密閉式重低音還要更清淡 (但同時保有下潛深度) 的低音口味，一種很難想像在極低頻的龍井蝦仁，或者說，從 45L 大馬力 twin-turbo 傳統低音，突然切換成 dual-motors 電動馬達，靜止加速和馬力毫無疑問更敏捷，雖然是那種重量感和聲浪好像有點失落，但非常有趣。