Diffuusoreista ja niiden toiminnasta

kaksonen

Hifiharrastaja
Liittynyt
31.7.2006
Viestejä
27 208
Kaupunki
Korvessa
Diffuusori on mikä tahansa epätasainen, ääntä heijastava pinta - esim. harvahkoon kirjoilla täytetty kirjahylly on hyvä. Tehokkaimman diffuusion saa kuitenkin tarkoitukseen suunnitelluilla elementeillä, yleisimpiä ovat PRD (Primitive Root Diffusor) ja hiukan parempi QRD (Quadratic Residue Diffusor).

Tuo yllä oleva teksti on lainattu Muusikoiden.net- keskustelupalstalta, jonka akustointiin liittyvä alkupostaus on varsin tyhjentävä ja tuota olen monesti lukenut.

Vaikka tietoa on netti pullollaan niin sen sisäistäminen ja etsiminen on työlästä. Helposti löydät akustiikkalaskureita ja valmiita akustointielementtejä. Voit siis tehdä itse, tai ostaa valmiina. Se on sitten toinen asia osaatko tehdä oikeita valintoja. Tuolla tarkoitan sitä että kun teet diffuusiota huoneeseen niin tiedätkö mitä ja millä tavalla pitäisi tehdä, minä en ainakaan.

Tein aikoinaan edelleen käytössä olevat diffuusorit jotka löytyvät myös harrastajien Akustiikkaoppaasta, mutta vaikka nämä on suunniteltu akustiikkalaskurein niin varmaankaan en ole ottanut kaikkea huomioon. Kun jaksaisi mitata niin selviäisi mitä nuo ylipäätään tekevät tilassa. Lähtökohtaisesti lähdin rakentamaan mahdollisimman laajalle taajuuskaistalle vaikuttavia diffuusoreja, eli syvät ja kapeilla sektoreilla. Tuosta herää kysymys, eli että mikä matka tulee olla diffuusorista kuuntelupaikalle, tai kaiuttimeen jotta oikea ja haluttu diffuusio syntyy - Ja tästä siis haluasin kommentteja ja mielellään jotain linkkejä josta itsekin voin opiskella. Sen mitä olen oppinut niin merkityksempää lienee se mikä matka on kuuntelupaikalta diffuusoriin jotta laskettu diffuusio ehtii tapahtua. Olisikin hyvä saada jotain perustietoa että miten alas toistava diffuusori vaatii minkäkin matkan jotta toimii.

Haluaisin myös saada lisää tietoa siitä miksi diffuusori tuottaa säröä.

Kevennykseksi kuva diffuusorista joka ei enää ole käytössäni, mutta jos olisi mahdollista ja järkevää niin tuollaisia saattasin valkoisena haluta kaiuttimien sivuille seiniin nykyisten tilalle. Tuohon meni höylättyä kakkoskakkosta yli 30m ja painoi aika paljon. Vaikutus kuuntelupaikan etuseinällä oli hyttysen pissi itämeressä. Silloin huomasin että diffuusoreilla määrä on yksi iso tekijä, eli mitä enempi hajottavaa pintaa niin sen suurempi vaikutus kuultuun ääneen.

IMG_1956.JPG

IMG_1983.JPG
 
Diffuusori on mikä tahansa epätasainen, ääntä heijastava pinta - esim. harvahkoon kirjoilla täytetty kirjahylly on hyvä. Tehokkaimman diffuusion saa kuitenkin tarkoitukseen suunnitelluilla elementeillä, yleisimpiä ovat PRD (Primitive Root Diffusor) ja hiukan parempi QRD (Quadratic Residue Diffusor).
Minusta ylläoleva on vähän harhaanjohtava, koska diffuusorilla pyritään hajoittamaan heijastuvan äänen energia tasaisesti eri suuntiin sen toiminta-alueella olevalla taajuuskaistalla. Mikä tahansa ääntä heijastava epätasainen pinta hajottaa (scatter) kyllä heijastuvaa ääntä, mutta ei tee sitä tasaisesti, vaan tietyille taajuuksille voi syntyä voimakkaita keiloja. Tosin myös yksittäinen QRD-diffuusori voi muodostaa keiloja ja vasta useamman yhteistoiminta tuottaa diffuusia äänikenttää.

Hyvä ohjelma diffuusoreiden suunnitteluun on QRDude. Se ilmoittaa myöskin diffuusorin toimintakaistan.
https://www.subwoofer-builder.com/qrdude.htm
QRDuden sivuilta löytyy myös luettavaa aiheesta: https://www.subwoofer-builder.com/qrd.htm

Suositeltu etäisyys diffuusorista on kolme kertaa alimman diffusoidun taajuuden aallonpituus.
 
Kun noin niin tähänhän voisi tyhjentävästi laittaa matkat diffuusorista. Suomalaisissa huoneissa ei kovin alas meneviä tarvitse edes haaveilla jos teoria vastaa käytäntöä - Onko joku mitannut eri syvyisillä omassa tilassaan ja onko kokemukset vastaavia kuin teoria.

Syvät maksaa, miksi siis maksaa turhasta🤪
 
^Miten mittaat diffuusoreita?
scattering-polar-b2-frac-5m.jpg
 
En ole mitannut, mutta pitäiskö testata joskus mittaamalla jotta mitä tapahtuu kun nuo viedään huoneesta pois.
 
Jos siis äänen taajuus on esim. 440 Hz (eli sävel a1) ja äänen nopeus n. 330 m/s, saadaan aallonpituudeksi 330/440 metriä eli 75 cm. Näin etäällä toisistaan ovat siis ääniaallon peräkkäiset tihentymät.


Äänen nopeus riippuu sekä väliaineesta (metalli, vesi, ilma) että lämpötilasta. Ilmassa äänen nopeus on 331,4 m/s kun lämpötila on 0°C, mutta lisääntyy 0,6 m/s jokaista astetta kohden kun lämpötila nousee. Huonelämpötilassa (22°C) äänen nopeus on n. 345 m/s. Seuraavaksi voit itse kokeilla miten äänennopeus muuttuu suhteessa ilman lämpötilaan:


Yllä siis lainattua, mutta siis 440Hz taajudelle ulottuvat diffuusorit tulee olla 'syvimmältä kohdaltaan' - 75cm x 3 = 2,25m, joka on monen kuunteluhuoneessa jo mahdoton pituus korvasta diffuusoriin. Kovin syviä ei siis toinna rakentaa, omani on syvimmältä kohdalta liki 23cm syvät.
 
Ääniaallossa on sekä positiivinen, että negatiivinen maksimi. Tästä syystä 1/2 aallonpituus on usein tärkeä mitta akustiikassa (esim. seisovat aallot muodostuvat 1/2 aallonpituuden välimatkalle). Myös 1/4 aallonpituus on tärkeä, koska se on mm. etäisyys painemaksimista liikemaksimiin tai edestakaisin kuljettuna se muodostaa 1/2 aallonpituuden, eli 180 asteen vaihe-eron.
 
Ääniaallossa on sekä positiivinen, että negatiivinen maksimi. Tästä syystä 1/2 aallonpituus on usein tärkeä mitta akustiikassa (esim. seisovat aallot muodostuvat 1/2 aallonpituuden välimatkalle). Myös 1/4 aallonpituus on tärkeä, koska se on mm. etäisyys painemaksimista liikemaksimiin tai edestakaisin kuljettuna se muodostaa 1/2 aallonpituuden, eli 180 asteen vaihe-eron.

Väännäppäs oikein rautalangasta kun minä olen 'vain' myyjä.
 
Ääniaallossa on sekä positiivinen, että negatiivinen maksimi. Tästä syystä 1/2 aallonpituus on usein tärkeä mitta akustiikassa (esim. seisovat aallot muodostuvat 1/2 aallonpituuden välimatkalle). Myös 1/4 aallonpituus on tärkeä, koska se on mm. etäisyys painemaksimista liikemaksimiin tai edestakaisin kuljettuna se muodostaa 1/2 aallonpituuden, eli 180 asteen vaihe-eron.
Kun kirjoituksessasi on sekaisin ääniaaltoa ja sen muodostamaa seisovaa-aaltoa, niin hämärtyy, mistä milloinkin puhut.
Aallossa paineen maksimi ja liikemaksimi ovat samanaikaisia, seisovassa-aallossa syntyy kohtia jossa on vain painetta tai liikettä, paine kuullaan voimakkaana, mutta ilman suuntaa, liike onkin sitten vaikeampi juttu, mutta hiljaisempi.
 
Väännäppäs oikein rautalangasta kun minä olen 'vain' myyjä.
Oheisessa kuvassa on aallonpituus, joka voidaan laskea nollasta nollaan tai huipusta huippuun. Kuten huomaat, niin aallonpituus sisältää aina positiivisen ja negatiivisen puolijakson.
330px-Sine_wavelength.svg.png


Alin huonemoodi syntyy 1/2 aallonpituuden etäisyydelle. Tuon voi ajatella myös niin, että seinästä heijastuva ääni sopii täysin tuohon päälle, eli koko aalto on kaksin kerroin tuossa mitassa.
freq-1.gif


1/4 aallonpituuden etäisyydellä kuljettu edestakainen matka kaiuttimen takana olevaan seinään tarkoittaa, että ääni kulkee edestakaisin 1/2 aallonpituuden matkan ja on 180-asteen vaihe-erossa suoran äänen kanssa.
giphy.gif


Sitten takaisin aiheeseen:
 
Kun kirjoituksessasi on sekaisin ääniaaltoa ja sen muodostamaa seisovaa-aaltoa, niin hämärtyy, mistä milloinkin puhut.
Aallossa paineen maksimi ja liikemaksimi ovat samanaikaisia, seisovassa-aallossa syntyy kohtia jossa on vain painetta tai liikettä, paine kuullaan voimakkaana, mutta ilman suuntaa, liike onkin sitten vaikeampi juttu, mutta hiljaisempi.
Ilmamolekyylithän eivät liiku aallon mukana, vaan pyrkivät palaamaan takaisin paikoilleen. Ne liikkuvat siis myös aallon vastaisesti.
Lwave-Red-2.gif
 
Diffusorin ajatus on vähän outo, että sotketaan sattumanvaraisesti heijastuvan äänen vaihetta ja sitäkautta amplitudia, varmasti diffusori ensiheijastuspisteeseen asetettuna muuttaa ääntä, mutta nähdäkseni joudutaan päättymättömän subjektiivisen arvion suohon, siis yritys ja erehdys menetelmään, mutta sitähän harrastukseen mahtuu.

Voitaisiin koittaa heijastuskohtaan viistoon asetettua levyä, tuolloin muutoksen ei tarvitse aina rakentaa uutta diffusoria.
 
Viistoon asetettu levy ohjaa kyllä heijastuksen pois, mutta heijastunut keila on sitten voimakas. Periaatetta käytetään kyllä reflection free zone -tyyppisissä studioissa, joissa miksauspisteen ohi heijastetut keilat usein diffusoidaan takaseinällä, jolloin lisätään viivettä heijastuneen ja suoran äänen välillä, mutta tuotetaan kuitenkin tasaista jälkikaiuntaa huoneeseen.
cr021507-Sk2X7RyYByIrdD0E4TViH_mb7misyuvA.jpg
 
Diffusorin ajatus on vähän outo, että sotketaan sattumanvaraisesti heijastuvan äänen vaihetta ja sitäkautta amplitudia, varmasti diffusori ensiheijastuspisteeseen asetettuna muuttaa ääntä, mutta nähdäkseni joudutaan päättymättömän subjektiivisen arvion suohon, siis yritys ja erehdys menetelmään, mutta sitähän harrastukseen mahtuu.

Voitaisiin koittaa heijastuskohtaan viistoon asetettua levyä, tuolloin muutoksen ei tarvitse aina rakentaa uutta diffusoria.
Mielestäni pyörää ei kannata yrittää keksiä uusiksi vaan luottaa siihen että toimivaksi havaittu toimii jatkossakin.
 
"Vaikutus kuuntelupaikan etuseinällä oli hyttysen pissi itämeressä. Silloin huomasin että diffuusoreilla määrä on yksi iso tekijä, eli mitä enempi hajottavaa pintaa niin sen suurempi vaikutus kuultuun ääneen."
Toki näinkin, mutta myös sijoituksella on huomattava merkitys. Kaiuttimien taaksehan ei tule käytännössä yhtään suoraa heijastetta, vaan ainoastaan jälkikaiukua. Bassoa nyt ei lasketa, kun sitä ei kannata kotioloissa lähtä diffusoimaan.
Jos tuon määrän diffusoivaa pintaa puolestaan pistäisi joko sivuseinille tai kattoon ensiheijastuspisteisiin, niin väitän että vaikutus olisi huomattava!

Muistan kun aikoinaan ekaa kertaa puljailin QRD diffuusorien kanssa ja pistin pari levyä seinän vierelle odottamaan, kun rakentelen toisen mokoman ja satuin panemaan musan soimaan, niin se oli äänikuvassa, kuin sille seinälle olis avattu ikkuna!
 
Olen siis miettinyt sitäkin että jos diffuusori on esim. ~24cm syvä ja se on toteutettu akustiikkalaskurein (tehty siis specseihin) ja kuuntelumatka antaa mahdollisuuden vain osalle diffuusorin diffuusiosta niin 'toimiiko diffuusori oikein'.

Kuvitellaan että käytössä olisi vaikkapa ~13cm syvä jonka koko diffuusio voitaisiin käyttää hyväksi niin kummallako päästäisi parempaan lopputulokseen ja tuonkin toki tietäisimme vain kokeilemalla.
 
Viimeksi muokattu:
Toki näinkin, mutta myös sijoituksella on huomattava merkitys. Kaiuttimien taaksehan ei tule käytännössä yhtään suoraa heijastetta, vaan ainoastaan jälkikaiukua. Bassoa nyt ei lasketa, kun sitä ei kannata kotioloissa lähtä diffusoimaan.
Jos tuon määrän diffusoivaa pintaa puolestaan pistäisi joko sivuseinille tai kattoon ensiheijastuspisteisiin, niin väitän että vaikutus olisi huomattava!

Muistan kun aikoinaan ekaa kertaa puljailin QRD diffuusorien kanssa ja pistin pari levyä seinän vierelle odottamaan, kun rakentelen toisen mokoman ja satuin panemaan musan soimaan, niin se oli äänikuvassa, kuin sille seinälle olis avattu ikkuna!

Toki tuon olen tajunnut. Paras paikka toki olisi juuri sivuille heijastuspisteisiin ja etenkin kuuntelupaikan taakse. Kuuntelupaikan taakse en saa fiksusti. Itsellä on sivuseinillä ja nyt tarkoituksena ehkä ostaa uudet vaikka ajatelin selvitä näillä vanhoilla.

IMG_2035.JPG
 
Back
Ylös