Construção de colunas de 2 vias

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Como mencionei noutro forum estou a acabar um par de colunas de 2 vias.

Para começar escolhi os altifalantes. Nunca tinha feito nada com material da ScanSpeak e tenho lido boas referencias, daí a minha escolha na marca. Depois foi ver os tweeter e woofers que havia online, ver a curva de resposta e escolher aqueles que tivessem uma curva mais plana dentro da frequencia usável dos altifalantes, isto é, sem altos e baixos muito grandes que depois precisam de correção no crossover.
A escolha recaiu no tweeter R2604/83200 com esta curva de resposta:


e no woofer 18W/8531G00, na realidade é um mid-woofer porque eu não queria umas colunas muito grandes:


Apesar da escolha criteriosa havia 2 problemas que precisavam de atenção:

• O tweeter tem a curva nos 90dB enquanto o woofer está nos 87 dB. Isto iria fazer com que as colunas soassem como cornetas de feira...
  
• A curva do woofer subia cerca de 5dBs a partir dos 1000 Hz O que iria agravar mais o problema de soarem mal.

O conceito das colunas é BassReflex, isto é, a caixa é sintonizada com a ajuda de um tubo (port) para reproduzir os baixos de forma eficiente e suave (como eu gosto :-).
O Woofer tinha uma frequencia de ressonância de 28Hz e um Vas de 58.2 Litros.
Com estas características a caixa tem que ter um volume interno de 33 Litros e sintonizada para a mesma frequencia de ressonancia do altifalante (28Hz) usando um port de 5 cm de diametro e 19 cm de comprimento.
Desenhei as colunas num programa de CAD tendo em atenção o volume interno necessário e o port que teria 19cm de comprimento. Portanto as colunas teriam de ser mais fundas que largas.


As medidas finais exteriores foram 540x280x305 mm para o volume interno requerido.
Com base no desenho CAD mandei cortar a madeira:


Para a fazer a caixa inspirei-me nas Harbeth inglesas (C7ES) que segue a antiga escola da BBC onde as caixas não tinham uma estrutura sólida rígida mas eram feitas de madeira mais fina e depois sintonizadas.
Aqui usei contraplacado de 15mm em vez do regular MDF 20 ou 25mm. O painel da frente tem uma junta de borracha entre este painel e a caixa. O mesmo acontece com o fundo. O aperto do painel da frente e traseiro é de forma a que o apoio seja feito somente na borracha isolante para impedir as vibrações físicas serem transmitidas para a caixa. Depois as paredes laterais, estão estabilizadas com chapas de 'bitumen' autoadesivas. O interior está revestido com espuma de polyester (audio grade) com 50mm.


Este é o aspecto atual em fase de teste:


O crossover (2nd order Butterworth) foi calculado para 2kHz com base nas frequencias de resposta dos altifalantes.
Depois de calculados os filtros passa altos e passa baixos, usei o programa VituixCAD para correções da frequencia de resposta combinada (ver comentários na imagem).


A resistência de 15R em paralelo com o woofer é para nivelar a impedancia final do crossover.
Sem resistencia:


e com resistencia:


Assim posso dizer que a impedancia final das colunas é 8 Ohms (média).

Este é o crossover agora em teste. Assim fica fácil fazer ajustes:


Depois é só fazer uma placa, soldar os componentes e inserir dentro das colunas
Por agora as colunas estão a fazer a 'rodagem' ±150 Horas e depois vamos então fazer medições. Para já gosto do resultado. Têm detalhe, transparência e profundidade. Os baixos são fortes e com presença sem serem agressivos e os médios/agudos bastante detalhados. Depois da rodagem vão ficar ainda melhores.

Ainda bem que o Luís se dedicou a partilhar esta sua aventura, as colunas estão bem encaminhadas.

Visto de fora parece simples, mas esse gráfico está muito bem - já é das suas ou é de referência?

Já agora, o modelo da Harbeth que seguiu é o HL Compact 7?

Apresente as suas outras criações, talvez abrindo um tópico para mostrar o seu sistema.

Prezado Luis_vxd,

Felicito pelo trabalho efectuado e pela partilha.

Cordeias saudações fantasmagóricas,

Gostei muito do aspecto final simples, apesar de parecerem pequenas ainda são ligeiramente maiores que as minhas.


Sobre a caixa contraplacado desse vulgarmente conhecido por choupo de 15mm é ligeiramente fixo e esse material tem muito ar no meio, é leve, no entanto é um bom material, permite levar uma lixadela nos topos, e tapaporos, e lixa e tapaporos e acaba por ficar com um acabamento muito bom bonito e interessante.
Devido a ser leve exige sim um isolamento a servir de amortecedor para não vibrar.

A outra hipotese seria o acabamento exterior ser folheado, ou até revestido com outro material.


A parte técnica eletrónica nem comento porque não tenho conhecimento, mas gostava de ter e ser eu a projetar o crossover, mas no meu caso tive de o comprar feito.

Parabéns pelo trabalho

José Miguel escreveu:

Ainda bem que o Luís se dedicou a partilhar esta sua aventura, as colunas estão bem encaminhadas.

Visto de fora parece simples, mas esse gráfico está muito bem - já é das suas ou é de referência?

Já agora, o modelo da Harbeth que seguiu é o HL Compact 7?

Apresente as suas outras criações, talvez abrindo um tópico para mostrar o seu sistema.

Fiz uma revisão da apresentação, agora com mais detalhes, tendo em vista que eventualmente algum companheiro pode querer replicar.

Estou à disposição para qualquer questão.

PedroH escreveu:

A outra hipotese seria o acabamento exterior ser folheado, ou até revestido com outro material.

Por agora levaram só um tapa poros aquoso para prevenir manchas de manuseamento. Ainda não decidi o que fazer...

Luis_vxd escreveu:

Para partilhar...
...
Depois é só fazer uma placa, soldar os componentes e inserir dentro das colunas
Por agora as colunas estão a fazer a 'rodagem' ±150 Horas e depois vamos então fazer medições. Para já gosto do resultado. Têm detalhe, transparência e profundidade. Os baixos são fortes e com presença sem serem agressivos e os médios/agudos bastante detalhados. Depois da rodagem vão ficar ainda melhores.

È bom de ver por aqui pessoas a se dedicar ao DIY... parabens pelo resultado e obrigado pela partilha

Luis_vxd escreveu:

PedroH escreveu:

A outra hipotese seria o acabamento exterior ser folheado, ou até revestido com outro material.

Por agora levaram só um tapa poros aquoso para prevenir manchas de manuseamento. Ainda não decidi o que fazer...

Se já levou tapaporos este dificulta a colagem de outros acabamentos e aplicação de velaturas etc, neste caso teria de ser .

Por outro lado o tapaporos aquoso no choupo é muito bom, aplicado com um rolo e com lixa fina entre as varias de mãos até ficar super liso e pode levar verniz e fica um acabamento muito bom.
Muita gente gosta muito do perfil riscado de contraplacado.

Excelente tópico, obrigado pela partilha.

Uma duvida: que ficheiros de de resposta dos driver usou na modelação?
- Gráficos disponibilizados pelo fabricante, e convertidos via VituixCAD?
- Medições dos drivers após colocação na caixa?

PedroH escreveu:

Luis_vxd escreveu:

PedroH escreveu:

A outra hipotese seria o acabamento exterior ser folheado, ou até revestido com outro material.

Por agora levaram só um tapa poros aquoso para prevenir manchas de manuseamento. Ainda não decidi o que fazer...

Se já levou tapaporos este dificulta a colagem de outros acabamentos e aplicação de velaturas etc,  neste caso teria de ser .

Por outro lado o tapaporos aquoso no choupo é muito bom, aplicado com um rolo e com lixa fina entre as varias de mãos até ficar super liso e pode levar verniz e fica um acabamento muito bom.
Muita gente gosta muito do perfil riscado de contraplacado.

Obrigado pelas dicas.

Apliquei o tapa poros a pincel e só uma camada. A ideia era só proteger de eventuais manchas.
Quando as colunas estiverem prontas vou-lhe perguntar o que sugere... :-)

Obrigado

neo_2018 escreveu:

Excelente tópico, obrigado pela partilha.

Uma duvida: que ficheiros de de resposta dos driver usou na modelação?
- Gráficos disponibilizados pelo fabricante, e convertidos via VituixCAD?
- Medições dos drivers após colocação na caixa?

Usei o ficheiro PDF fornecido pela ScanSpeak e depois convertidos via VituixCAD.

As medições dos drivers só após a rodagem. Por agora é prematuro, tanto os drivers como os condensadores precisam de amaciar e depois se verá.

De momento parece que eventualmente vou ter que adicionar um notch filter ao crossover para compensar a subida de ±3dB que o woofer tem acima do 1kHz. No gráfico não parecia importante.
Deveria talvez ter medido o drive e usar informação real, mas não tenho equipamento para isso.

O que me pode também estar a influenciar é que as colunas arrancaram com um crossover SXO, que é em série e sem condensadores e tem um som muito, muito mais suave. Agora têm um crossover paralelo convencional.

De qualquer modo ainda é cedo para conclusões.

Aconselho a leitura deste tópico, descreve uma forma de criar Spinoramas usando Vituixcad:
- https://www.audiosciencereview.com/forum/index.php?threads/how-to-make-quasi-anechoic-speaker-measurements-spinoramas-with-rew-and-vituixcad.21860/

Dado que a coluna é pequena, deverá ser relativamente simples de obter as medições Horizontais e Verticais necessárias, e este tipo de dados permitirão um trabalho de modelação bastante mais preciso que permitirão obter um resultado final ainda melhor.

neo_2018 escreveu:

Aconselho a leitura deste tópico, descreve uma forma de criar Spinoramas usando Vituixcad:
...
Dado que a coluna é pequena, deverá ser relativamente simples de obter as medições Horizontais e Verticais necessárias, e este tipo de dados permitirão um trabalho de modelação bastante mais preciso que permitirão obter um resultado final ainda melhor.

Obrigado, eu conheço o site.

Para mim será suficiente obter uma curva de resposta para ter uma ideia do que fazer a seguir.

O problema para mim neste momento põe-se tanto no equipamento para fazer as medições como na sala. O dilema de morar num apartamento com divisões pequenas... :-)

Já encontrei um site (não posso inserir links) que tem o microfone calibrado, cabos, etc., por um preço interessante. Provavelmente irei por aí no fim da rodagem. Por agora estou a escutar as colunas, a ouvir musicas conhecidas e a analisar o que ouço. Já identifiquei um problema de ressonancia da caixa a 125Hz. vou ter que rever o interior das colunas e adicionar feltro no fundo ou no topo para impedir as ondas estacionárias naquela frequencia que causam a ressonancia.

Enfim estou a divertir-me.

Poderias p.f. colocar o link do site, ou caso não seja possível, enviar por Mensagem Privada?

Fiz há pouco tempo uma análise de Microfones calibrados e são estas as opções existentes:
- https://www.diyaudio.com/forums/equipment-and-tools/378550-microphone-crossover-measurements.html

Caso pretendas investir mais um pouco, sugeria o Isecon EMX-7150
As vantagem do Isecon, são um microfone de melhor qualidade, e a possibilidade de o recalibrar no futuro via Isecon, a um custo de 38€.

Caso pretendas uma opção mais em conta, a CSL vai voltar nos próximos dias a ter stock dos Dayton EMM-6, a um custo total (após taxas e portes) de cerca de 138€:
- https://www.cross-spectrum.com/measurement/calibrated_dayton.html

neo_2018 escreveu:

Poderias p.f. colocar o link do site, ou caso não seja possível, enviar por Mensagem Privada?

Fiz há pouco tempo uma análise de Microfones calibrados e são estas as opções existentes:
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Caso pretendas investir mais um pouco, sugeria o ---
As vantagem do Isecon, são um microfone de melhor qualidade, e a possibilidade de o recalibrar no futuro via Isecon, a um custo de 38€.

Caso pretendas uma opção mais em conta, a CSL vai voltar nos próximos dias a ter stock dos Dayton EMM-6, a um custo total (após taxas e portes) de cerca de 138€:
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Obrigado pelas dicas. Deixei-lhe a minha opinião no DiyAudio.

Esta foto mostra a minha lista de compras e também o site:


Espero que esteja visível.

Quais são as regras do Forum no que diz respeito aos links externos?

Obrigado

neo_2018 escreveu:

Poderias p.f. colocar o link do site, ou caso não seja possível, enviar por Mensagem Privada?

Fiz há pouco tempo uma análise de Microfones calibrados e são estas as opções existentes:
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Caso pretendas investir mais um pouco, sugeria o
As vantagem do Isecon, são um microfone de melhor qualidade, e a possibilidade de o recalibrar no futuro via Isecon, a um custo de 38€.

Caso pretendas uma opção mais em conta, a CSL vai voltar nos próximos dias a ter stock dos Dayton EMM-6, a um custo total (após taxas e portes) de cerca de 138€:
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Bom dia

Tenho andado a pensar no UMIK-1. Como é de saída digital elimina cabos, phantom power, pre-amps, etc.. e já tenho o REW instalado.

O Kimmosto, autor do Vituixcad não recomenda o uso de Mics USB, podes ler a resposta dele aqui:
- https://www.diyaudio.com/forums/software-tools/307910-vituixcad-327.html#post6817482

No entanto, o JohnPM, autor do REW, confirma a possibilidade de usar um mic USB usando a funcionalidade "Acoustic Timing Ref.", existente nas novas versões do REW.
Detalhes aqui:
- https://www.audiosciencereview.com/forum/index.php?threads/designing-an-active-2-way-speaker-crossover.27156/page-2#post-936743

Pessoalmente, e apesar de ter um Umik-1 calibrado pela CSL, vou usar um Berinhger UMC8000, que vou calibrar a partir do Umik-1.
Isto porque caso tenha duvidas ou problemas, será mais fácil de obter ajuda usando as ferramentas recomendadas.

neo_2018 escreveu:

O Kimmosto, autor do Vituixcad não recomenda o uso de Mics USB, podes ler a resposta dele aqui:
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No entanto, o JohnPM, autor do REW, confirma a possibilidade de usar um mic USB usando a funcionalidade "Acoustic Timing Ref.", existente nas novas versões do REW.
Detalhes aqui:
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Pessoalmente, e apesar de ter um Umik-1 calibrado pela CSL, vou usar um Berinhger UMC8000, que vou calibrar a partir do Umik-1.
Isto porque caso tenha duvidas ou problemas, será mais fácil de obter ajuda usando as ferramentas recomendadas.

Obrigado. Eu li o tua thread no diyAudio. Muito interessante.
E também os posts do JohnPM.

A questão põe-se numa relação custo/utilidade. Para mim não faz sentido comprar equipamento que eventualmente vou usar pouco. Na Africa do Sul onde morei nos últimos 22 anos, tinha um amigo que tinha equipamento de medição, inclusive uma pequena camera surda (anechoic), e prestava serviços.
Também e dado que estou a fazer umas colunas para consumo próprio, não há necessidade de grande precisão ou complexidade de análise. Daí que procuro uma solução que me possa dar uma curva de resposta da coluna a 1metro para eventuais correções do crossover/caixa.
E depois no fundo é gostar do que ouço...

É nesta perspetiva que falo do UMIK-1 como opção simples e acessível embora a opção mais barata custe €100+.

Sim, entendo o ponto de vista.

Eu acho fascinante o uso de Software de modelação como o VituixCAD, teoricamente é possível obter resultados superiores à maior parte das ofertas comerciais, que como o ASR têm demonstrado, grande parte das ofertas passivas tradicionais têm resultados desastrosos para o preço que custam.

Boa sorte com o projecto, vou acompanhar com bastante interesse

Comprei um microfone calibrado. UMIK-1.

Chegou hoje e claro, como nunca deixamos de ser crianças em certas coisas, fui logo fazer uma medição...  
Já tinho o REW instalado, fiz o setup com o microfone ligado, inventei um tripé para o microfone (se vissem fartavam-se de rir...) ajustei o SPL e pronto, carreguei no botão!


Cada linha é uma coluna. A diferença de nível de SPL é devida à minha santa ignorancia e inexperiencia. Fui ajustar o SPL (volume do computador) entre uma coluna e outra.
Algumas coisas eu já sabia que existiam por ouvido. A ressonância da caixa nos 125Hz e a subida de ±5dB do grave a partir de 1kHz (está na curva SPL do drive. Ver acima no inicio do tópico).
O 'vale' na frequencia de transferencia do crossover também não é surpresa.
Mas há nos graves dois 'vales' que não faço ideia a que é que dizem respeito.

Agora vou criar condições para poder fazer uma medição mais séria e depois logo se vê...

Se a medição foi efectuada dentro de casa, com o Mic a 1m da coluna, abaixo dos 200Hz vais ter demasiada interferência da sala.
Nessas condições, deverias efectuar dois tipos de medições:
- Medições "Gated", para as frequências > 200Hz,
- Medições "Near-field" para frequências < 200Hz.

O artigo que referi em cima explica como fazer ambas

Adoro isto! Por partes:

Esse pico nos 120 vai ser 'divertido' de tirar. Se não for um pico da sala (que sem uma medição como o Neo falou pode perfeitamente ser) é uma ressonância com q largo, quase meia oitava. É encher a caixa e ver como vai ficando presumo. Os vazios abaixo de 200hz são claramente nulls da sala. É mexer as colunas até os encher, tratar a sala, ou viver com isso. Assumindo um projecto que não recorra a correção digital claro.

O pico nos 1100 pode de facto merecer um notch, que pode até ajudar minimalmente a integração no xover.

O fosso na região do xover é a sina de 2as vias, com os drivers com centros acústicos tão afastados e sem waveguide no tweeter. Tem todo o aspecto de ser um erro de directividade, ou seja, o woffer e o tweeter têm padrões de dispersão muito diferentes nessa zona, o que afecta a resposta global, já contando com as reflexões na sala, que é o que se está a medir. A solução é mexer o ponto de xover mais para baixo, de modo a que a directividade dos dois drivers seja igual nessa região. É o motivo de se verem waveguides nos tweters recentemente, extende a resposta grave do tweeter e permite um xover mais baixo, alinhando os dois drivers. Não o fazer é o que dá a resposta típica da famiília das monitoras britânicas, estirpe da qual fazem parte as Harbeth em que se inspirou. O mítico V na resposta.

Aqui entre nós, com um pouco de sorte consegue eliminar os dois problemas com um só movimento (pelo menos na resposta de potência): se mover o xover baixo o suficiente para dominar o pico nos 1100 ou tem o problema de directividade resolvido, ou compensam-se. Isso seria mesmo muita sorte!

neo_2018 escreveu:

- Medições "Gated", para as frequências > 200Hz,
- Medições "Near-field" para frequências < 200Hz.

Obrigado Neo
Vou fazer esses testes esta tarde e depois publico os resultados.

ricardo.canelas escreveu:

Esse pico nos 120 vai ser 'divertido' de tirar. Se não for um pico da sala (que sem uma medição como o Neo falou pode perfeitamente ser) é uma ressonância com q largo, quase meia oitava. É encher a caixa e ver como vai ficando presumo. Os vazios abaixo de 200hz são claramente nulls da sala. É mexer as colunas até os encher, tratar a sala, ou viver com isso. Assumindo um projecto que não recorra a correção digital claro.

O pico nos 1100 pode de facto merecer um notch, que pode até ajudar minimalmente a integração no xover.

O fosso na região do xover é a sina de 2as vias, com os drivers com centros acústicos tão afastados e sem waveguide no tweeter. Tem todo o aspecto de ser um erro de directividade, ou seja, o woffer e o tweeter têm padrões de dispersão muito diferentes nessa zona, o que afecta a resposta global, já contando com as reflexões na sala, que é o que se está a medir. A solução é mexer o ponto de xover mais para baixo, de modo a que a directividade dos dois drivers seja igual nessa região. É o motivo de se verem waveguides nos tweters recentemente, extende a resposta grave do tweeter e permite um xover mais baixo, alinhando os dois drivers. Não o fazer é o que dá a resposta típica da famiília das monitoras britânicas, estirpe da qual fazem parte as Harbeth em que se inspirou. O mítico V na resposta.

Aqui entre nós, com um pouco de sorte consegue eliminar os dois problemas com um só movimento (pelo menos na resposta de potência): se mover o xover baixo o suficiente para dominar o pico nos 1100 ou tem o problema de directividade resolvido, ou compensam-se. Isso seria mesmo muita sorte!

Bom dia Ricardo

Obrigado pelo seu 'insight'!

Esta primeira medição foi só para ver 'como funciona', nada sério. No entanto o plano é primeiro medir as colunas, saber o resultado dos meus cálculos. Só o conceito das Harbeth é que foi usado, a
as dimensões, o crossover, etc. foram calculados de raiz. E depois optimizá-las.

Só então é que as vou colocar na sala (por agora estão na minha tulha) e ver o que tenho de fazer.

A ressonancia nos 125Hz é audível, especialmente no Jazz onde o baixo é mais usado e é mais intensa na coluna 2 (azul) devido ao painel frontal não estar completamente apertado. Vou tentar modificar a forma interior, isto é, retirar a esquadria interna e o paralelismo das paredes interiores e ver o resultado. Como disse no seu post vai ser 'divertido'...  

O crossover vai ser redimensionado e o notch adicionado. Também vou seguir a sua sugestão de baixar o crossover e ver o que dá e o que se ouve...    

Fascinante, é simplesmente fascinante!

Como devem imaginar esta tarde já fiz umas boas dezenas de medições. As varáveis são tantas que acabam por ser avassaladoras.
O simples facto de mover a coluna um dou dois graus para os lados altera a curva. Mais, se fechar a porta da sala tenho uma leitura, com a porta aberta tenho outra. É fantastico!

Mas bom, consegui fazer alguma coisa, esquecendo os graves porque é difícil ter uma leitura coerente. Não tive oportunidade de seguir as dicas do Neo, estão na lista para a próxima sessão.
Aliás começo a pensar que a ressonância nos 125 Hz poderá eventualmente ser causada pela sala. Já que surge nalgumas posições da coluna e noutras não. Tenho que investigar melhor.

Aqui vai o que obtive:


Consegui suavizar a curva do grave acima do 1Khz e o 'V' do xover sem descer a frequencia de corte. Na realidade está cerca de 200Hz mais acima. Esta é a curva teórica:


Mas há muito ainda para fazer!!  

Muito bom esse relato Luís, a sua experiência é quase audível.


Pelos vistos está a destapar problemas, o posicionamento das colunas e interacção com a sala - a questão da porta chega a ter graça, intuitivamente sabemos que poderá fazer diferença, aparecer na medição é muito interessante.

Luis_vxd escreveu:

O simples facto de mover a coluna um dou dois graus para os lados altera a curva.

É por essa razão que o ideal é cobrir todos os angulos entre os 0º e 180º, em incrementos de 5º, Horizontal e Verticalmente.
Só assim é possível prever a directividade da coluna aos vários angulos, percebendo assim o comportamento real da mesma.

Luis_vxd escreveu:

Mais, se fechar a porta da sala tenho uma leitura, com a porta aberta tenho outra. É fantastico!

Daí a necessidade das medições gated e nearfield

Luis_vxd escreveu:

Fascinante, é simplesmente fascinante!

Concordo em pleno, parabéns pela aventura

neo_2018 escreveu:

Luis_vxd escreveu:

O simples facto de mover a coluna um dou dois graus para os lados altera a curva.

É por essa razão que o ideal é cobrir todos os angulos entre os 0º e 180º, em incrementos de 5º, Horizontal e Verticalmente.
Só assim é possível prever a directividade da coluna aos vários angulos, percebendo assim o comportamento real da mesma.

Ainda não cheguei à direcionalidade. Depois de o Ricardo escrever:

ricardo.canelas escreveu:

Os vazios abaixo de 200hz são claramente nulls da sala.

pensei que eventualmente poderia encontrar um 'sweet spot' na sala (tulha) onde a influencia da sala fosse mínima, Daí que comecei a mover a coluna e o microfone (sempre a 1 metro) à volta da sala que é pequena (±10 m2). Os resultados foram chocantes. Era suficiente mover o conjunto 10 cm para qualquer lado para que a curva se modificasse. Foi uma experiencia incrível. Eu sabia, teoricamente, que as paredes etc. tinham influência mas ver em tempo real foi outra coisa.
Começa a ser óbvio que para avaliar as colunas por elas próprias só mesmo numa sala anecoica.
Mas por agora ainda quero fazer mais testes. Quero perceber a ressonancia a 125Hz que curiosamente desapareceu em certos pontos da sala, provávelmente unulada pela sala.
Fazer as medições 'gated' e 'nearfield' e ver que conclusões tiro de tudo isto.

Por agora estou a 'ouvir' as alterações ao crossover feitas ontem. No fundo, no fundo o que é importante é gostar do que se ouve...

Luis_vxd escreveu:

(...) No fundo, no fundo o que é importante é gostar do que se ouve...

Nem mais!

Têm sido uns tempos interessantes...

Eu tenho um amigo, amizade feita nestas andanças do audio, que tem acesso a uma câmera anecoica. Ele levava o material e eu depois recebia algumas páginas com gráficos. Agora que esse amigo está a 10.000 km de distância é que me apercebo da falta que ele me faz...  

Mas enfim a vida continua e agora tenho que dar a volta a este assunto.

Portanto propus-me aprender como é que se mede um altifalante. As dicas dos companheiros neo_2018 e ricardo.canelas puseram-me no bom caminho.
Depois de horas a pesquisar na Internet, a ler páginas e artigos sérios (recomendo um artigo em especial, de Joseph D'Appolito e publicado na AudiXpress, chamado "Testing Loudspeakers Which Measurements Matter", por ser compacto e simples), arregacei as mangas comecei a saga.

É preciso fazer dois tipos de medição, Far Field e Near Field, porque a medição 'far field' não mede corretamente as baixas frequencias devido aos efeitos da sala onde estamos a medir.

A sequencia de medições foi esta:
1. Medir o tweeter, far field
2. Medir o woofer, far field
3. Medir o Woofer, near field
4. Medir o Port near field (as colunas são bass reflex)
5. Combinar a resposta do Woofer com a do Port
6. Corrigir a resposta do baffle (baffle step diffraction)
7. Gerar as respostas do Tweeter. Ficheiros FRD
8. Inserir os ficheiros FRD no VituixCAD e ajustar o crossover.
9. Ouvir o resultado...

Medir o tweer e o woofer far field

Eu fiz as medições nas duas colunas para ter uma ideia se haveria alguma diferença entre elas. São na realidade ligeiramente diferentes, mas nada de importante. Aqui mostro o resultado de uma.

O ideal seria ter um espaço amplo onde pudesse haver alguma distancia das paredes circundantes.
Como tenho algumas limitações de espaço útil (vivo num apartamento), a minha 'tulha' tem ± 10m2, onde tenho uma secretária, a bancada e uma panóplia indescritível de outras coisas, tive que inventar.
Assim a coluna a medir foi para cima da minha secretária (na beira) e microfone para 1m de distância alinhado com um ponto entre o tweeter e o woofer e que fica a cerca de 1,13m do chão. Movi a coluna e microfone de modo a que ficassem num angulo em relação ás paredes para evitar alguns reflexos. De um lado tenho umas cortinas grossas e do outro as portas de madeira de um armário que cobri com uns paneis de esferovite que tinha guardado de quando comprei o frigorífico. No chão tenho uma carpete velha espessa, portanto só fica de fora o teto a cerca de 1,5m do microfone...
Não é perfeito, mas é o que se arranja.
Desliguei o crossover da coluna e liguei diretamente o amplificador ao tweeter.
Liguei o microfone ao computador e abri o REW.
Ajustei os níveis e defini a frequência de 300Hz a 20kHz e fiz a medição. Alisei (smoothing) a curva e o resultado foi este.


Como se trata de uma medição 'far field' é preciso eliminar as eventuais reflexões. assim abri a janela do Impulse e selecionei a janela útil antes da primeira reflexão:


O resultado foi este:


Em seguida medi o woofer.
Mudei a ligação do amplificador do tweeter para o woofer.
Utilizando os mesmos ajustes (é importante não alterar os ajustes entre medições do mesmo tipo), fiz nova medição.
Ajustei a janela do impulse por se tratar também de uma medição 'far field', tal como para o tweeter e o resultado foi este:


Medições 'near field'
Não se fazem medições 'near field' para o tweeter.

Medir o woofer
Mudei o microfone para cerca de 1cm do cone ao centro do woofer. O mic fica quase encostado à redoma de proteção no interior do woofer. É preciso ter a certeza de que o cone do woofer quando se deslocar não vai tocar no microfone.
Ajustei os níveis, uma vez que o tipo de medição agora é outro e os níveis usados para 'far field' são muito elevados para 'near field' e fiz a medição.
Nesta medição não há reflexões uma vez que o mic esta práticamento dentro do woofer, portanto não é necessário usar a janela do Impulse.
O resultado foi este:


Medir o Port
Coloquei o mic á entrada do Port. É importante não colocar o mic dentro do Port para não alterar a superfície útil do port e, em consequncia alterar a frequencia de funcionamento do Port, nem colocar o mic afastado para não apanhar efeitos do woofer que está perto, logo acima.
Com os mesmos ajuste da medição anterior 'near field', fiz a medição do Port:


Juntando as duas respostas 'near field' do woofer e do Port:


O ponto máximo do Port é precisamente no ponto do ressonancia do woofer, onde o woofer tem o menor movimento e o Port tem a maior deslocação de ar.

Como o woofer e o Port têm diametros diferentes é preciso ajustar a curva do Port adequadamente. Isto é calculado por uma fórmula matemática e o resultado foi de -8.8dB.
A seguir combinei as duas curvas e calculei a correção do 'baffle step diffraction'. Este passo é necessário porque as colunas são grandes e tem esquinas.
Finalmente combinei a curva resultante do 'baffle step diffraction' com a curva do woofer 'far field'. Assim obtive a frequencia de resposta completa.


Finalmente exportei as curvas do tweeter e do woofer para ficheiros .FRD e importei-os no VituixCAD.
Esta foi a curva obtida usando o mesmo crossover:


Com as novas curvas o crossover estava um pouco fora. Com alguns ajustes ficou assim


Claro que isto é só uma primeira etapa. Vai ser preciso 'olhar' com detalhe para a curva do tweeter. Olhar aqui significa ouvir.
Intuitivamente parece-me que a curva do tweeter não está correta. Enquanto a curva do grave se aproxima muito da curva fornecida pelo fabricante, o tweeter não. Vou esperar para ter melhores condições de medição e voltar a medir.

Para já com as modificações do crossover tenho um som mais claro, mais definido e também mais equilibrado. As vozes são detalhadas, o som da guitarra é mais puro, cristalino do que antes, o piano mais cheio especialmente os pianos de cauda onde se ouve o ressoar da caixa.
Portanto estou no bom caminho...
A fase também é uma preocupação, mas por agora vou ouvir e tirar conclusões.

Por fim, um obrigado ao neo_2018 e ricardo.canelas pela ajuda.

Dá trabalho, mas é assim que nascem as coisas boa da vida