Första ordningens crossovers: Panacea eller problem?

Första ordningens crossovers: Panacea eller problem?

Thiel-CS17-thumb.pngJag har alltid uppmuntrat kritiska e-postmeddelanden från läsarna eftersom det är bra att få feedback. Men ett par e-postmeddelanden som svar på min recension av THIEL TT1 blev helt otäck. 'Du är inte en audiofil!' en rasade som svar på min kommentar att TT1 är '... en mer mångsidig högtalare än någon Jim Thiel [den medarbetande grundaren av det sena företaget] designade och förmodligen ett bättre värde än vad Jim designade ...'





Jag blev påmind om detta när jag nyligen googlade lite information för min kommande recension av THIEL: s nya SmartSub 1.12 subwoofer. Jag stötte på passionerade klagomål om företagets beslut att gå bort från de fas-sammanhängande designen och första ordningens crossovers som var ett kännetecken för Jim Thiels arbete. I en YouTube-video , berömde en ljudentusiast Jim Thiels design som 'ljusår före vad alla andra hade att erbjuda' och tog företaget till uppgift för att erbjuda ny produkt som 'verkar vara samma gamla skit som vi har sett i högtalarvärlden för de senaste 30, 40 eller 50 åren. '





hur man beskär skärmdump på mac

Ur affärssynpunkt kan det diskuteras huruvida det var klokt av THIEL Audio att överge Jim Thiels kärnkoncept, men jag förväntar mig att de flesta högtalardesigners skulle ha fattat samma beslut som de nya människorna på THIEL. Det beror inte på att de är dumma. Det beror inte på att det de gör är 'skit' (jag ger inte femstjärniga prestationsbetyg för skithögtalare). Det är inte för att de 'inte är ljudfiler'. Det beror på att de förstår att förstagångsövergångar introducerar ett överraskande antal avvägningar, en punkt som ingen av de kommentatorer jag har sett fördärva THIEL Audio verkar ha brytt sig om att undersöka.





Jag har turen att ha spenderat många timmar på att diskutera dessa frågor med Jim Thiel själv. Jag besökte honom två gånger på hans produktutvecklingslaboratorium och fabrik, och han kom till min arbetsplats ett par gånger för att hjälpa mig att ställa in högtalare eller prata om vad han hade på gång. Det kan vara förvånande för vissa att hans tillvägagångssätt var djupt rotad i vetenskap och ingen-nonsens-teknik. Så vitt jag vet hände han sig aldrig åt det mystiska ordspråket och svåra att stödja prestanda påståenden som är vanliga i high-end ljud, och i våra diskussioner var han ofta avvisande för faddish ljudpraxis som inte stöttes starkt av vetenskapliga bevis.

Först några grunder för dem som behöver dem. Crossover är ett elektriskt nätverk som delar upp ljudet i bas för bashögtalaren och diskant för diskanten (och ofta mellanregister för en mellanregisterförare). En dubbelriktad crossover har två filter: ett som filtrerar diskanten ur bashögtalaren och en som filtrerar basen ur diskanten. (En trevägs högtalare lägger till filter som tar bort de djupa bas- och övre diskantsignalerna från mellanregisterdrivrutinen.) Dessa filter kännetecknas av den frekvens med vilken de börjar dämpa en signal och av lutningen för den dämpningen. Ett första ordens filter dämpas vid -6 ​​dB per oktav, ett andra ordnings filter vid -12 dB per oktav, och så vidare. Dessa filter påverkar fasen i en ljudsignal, vilket fördröjer vissa frekvenser relativt andra.



Fördelen med en första ordningens crossover är att den upprätthåller fasen i originalsignalen, så länge högtalaren som den används i har de akustiska centrumen för förarna inriktade i vertikalt plan, ofta genom användning av en sluttande frontplatta . Så länge ditt huvud är placerat så att dina öron ligger lika långt från alla drivrutiner, bör fasen av det direkta ljudet som först når dina öron inte variera mer än några grader. Det är därför THIEL och andra tillverkare hänvisar till detta som en fas-sammanhängande design.

Hur påverkar detta ljudet du hör? Jag har granskat kanske 10 THIEL-högtalare sedan början av 1990-talet, liksom flera andra fassammanhängande mönster. För mina öron är fördelen med fassammanhängande design att du får en mer omslutande ljudbild, mer som vad du förväntar dig att höra från en panelhögtalare som MartinLogan eller Magnepan - men med mer exakt avbildning än en dipolär panel högtalaren kan producera. Det är ett fantastiskt ljud, ett som jag starkt rekommenderar varje ljudentusiast att kolla in själva i ett väldesignat återförsäljarrum eller på en ljudshow.





Så trevligt som det faskoherenta ljudet kan vara är det inte 'ljusår framåt' för allt annat. Om fördelarna med fassammanhängande design var så stora skulle fler högtalarföretag använda den, för i sin grundform är det också den billigaste crossover du kan bygga. För en tvåvägshögtalare kräver en första ordningens crossover bara en kondensator, en induktor och ett motstånd. För varje extra beställning i ett passivt filter behöver du en extra kondensator eller induktor. Det är därför den vanligaste användningen av förstagångsövergångar inte är i audiofilhögtalare, utan i soundbars, trådlösa högtalare och hemmabio-i-en-box-system. (För rekordet var Jim Thiels övergångar otroligt komplexa, med många nätverk som lagts till för att korrigera impedans och frekvensresponsavvikelser, men kärnfunktionaliteten tillhandahölls fortfarande av dessa tre grundläggande komponenter.)

Så vad är nackdelen med första ordningens crossovers? Det finns tre: distorsion, förarens livslängd och spridning.





Som Jim Thiel berättade för mig, för att ett första ordens filter inte dämpas lika plötsligt som högordnade filter, måste en drivrutin som används med en första ordningens crossover uppvisa bra prestanda två oktaver bortom den angivna delningspunkten - dvs i en tvåvägs högtalare med en 2,3 kHz delningspunkt, en tweeter måste kunna hantera signaler så låga som 575 Hz, och en woofer måste kunna hantera signaler så höga som 9,2 kHz. Detta är särskilt svårt för en tweeter, vilket ger distorsion vid hög volym och ibland leder till förarfel (tidiga Thiel-högtalare var ökända för att blåsa diskanter). Det kan också väcka wooferns 'upplösningslägen' eller distorsionsproducerande högfrekventa resonanser.

Jim Thiel erkände fullständigt dessa problem, och han löste dem till stor del genom att utveckla diskanthögtalare med en ovanligt lång utflykt på ungefär en fjärdedel tum, och genom användning av en unik korrugerad membran koncentrisk drivrutin som hanterade mids och toppar i hans nyare modeller. Dessa problem kan också minskas genom att gå till tre- eller fyrvägskonstruktioner.

Det andra problemet med förstagångsövergångar är spridning. Eftersom filtren är relativt grunda hörs båda drivrutinerna samtidigt när ljudet ligger inom en oktav av delningsfrekvensen. Det här är inget problem om dina öron ligger på samma avstånd från förarna. Men om dina öron är närmare en förare - om du står upp, vilket sätter dina öron närmare diskanten eller slår ner, sätter öronen närmare bashögtalaren - ljudet från de två förarna kommer inte längre att vara i fas vid alla frekvenser. De kommer att vara i fas vid vissa frekvenser och ur fas vid andra, vilket innebär att vissa frekvenser kommer att förstärkas och andra dämpas, och du kommer inte längre att få jämnt frekvenssvar. (Högtalare med högre ordningskorsningar kan också ha detta problem, men i mycket mindre grad.)

Återigen tog Jim Thiel stora ansträngningar för att åtgärda detta problem. Det var därför så många av hans mönster använde ett koaxialt arrangemang med diskanten i en mellanregisterdrivare eller bashögtalare. Men de exotiska förardesignerna som han litade på tog år att utveckla, kostade mycket att tillverka och hindrade honom ibland från att få ut nya modeller så fort som hans affärspartners och återförsäljare kanske hade velat.

Thiel-TT1-thumb.jpgJag hade turen att granska både den allra senaste talaren Jim Thiel designade (CS1.7, visas ovan) och den allra första talaren som företaget designade efter att Jim gick bort (TT1, visas till höger). Skillnaden var dramatisk. CS1.7, som tidigare THIEL-högtalare jag hade granskat, var lite noga att placera och kunde inte röra basresponsen och dynamiken som många liknande prissatta högtalare erbjuder, den var spektakulärt bra för puristiska ljudinspelningar av akustiska instrument, men en tvivelaktigt val för tyngre rock- och popmusik eller för hemmabio. Under tiden levererade TT1 massor av dynamik, var inte noga med placering och levererade i slutändan ett mer neutralt ljud som fungerade med någon form av musik.

Naturligtvis kan fans av de gamla THIEL-högtalarna insistera på att det inte finns något speciellt med de nya högtalarna, att de inte är alltför olika från vad B&W, PSB och Revel producerar. Det är sant. Och naturligtvis föredrar många audiofiler en produkt med charmiga egenheter än en som ger objektivt överlägsen prestanda. Det är okej. Och naturligtvis kan vissa nu dra sig bort från THIEL och mot Vandersteen, ett annat företag som är känt för fassammanhängande mönster. Det är också bra.

Vad som inte är bra är att hävda att den fassammanhängande högtalaren (eller, för den delen, nästan vilken annan ljudteknik som helst) är 'ljusår före vad alla andra har att erbjuda.' Precis som alla andra ljudprodukter som någonsin gjorts representerar fas-sammanhängande högtalare en serie avvägningar. Genom att förstå dessa avvägningar kan vi fatta intelligenta köpbeslut. Vi kan inte fatta intelligenta köpbeslut om vi baserar dessa beslut på en kvasi-religiös vördnad för specifika tekniker, varumärken eller personligheter.

Ytterligare resurser
För- och nackdelar med flera subwoofers på HomeTheaterReview.com.
Hur man väljer en subwoofer för surroundljud eller stereo på HomeTheaterReview.com.
THIEL TT1 Tower-högtalare granskad på HomeTheaterReview.com.

hur man ändrar där itunes sparar säkerhetskopior