Claudio Gandolfi - MDD (Multi Delays Diffraction)

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22C7 - 22L7 - 22D7 - 22C7.v2 - 21L7 - 21D7 - 21M7

22C7 - 22L7 - 22D7 - CONSTRUCTION - 2019 11

Con la tecnologia MDD l'estensione della risposta alle basse frequenze dipende dalla lunghezza delle guide. Approssimativamente con una lunghezza massima di 1 metro si riproducono gli 80 Hz, con 1,4 metri i 65 Hz e con 2 metri circa 40 Hz. Aumentando la lunghezza si spostano verso l'alto i punti di emissione per diffrazione acustica e l'energia delle alte frequenza è inviata sopra la testa dell'ascoltatore. La configurazione doppia 22D7 usa contemporaneamente due progetti: il progetto 22C7 compatto ottimizzato per l'emissione omnidirezionale delle alte frequenze all'altezza del punto d'ascolto, il progetto 22L7 che differisce solo per la lunghezza delle guide d'onda che arrivano a 2,5 metri ed è adatto a riprodurre le frequenze tra 40 e 100 Hz.

With MDD technology, extending the response to low frequencies depends on the length of the guides. Approximately with a maximum length of 1 meter the 80 Hz are reproduced, with 1.4 meters the 65 Hz and with 2 meters around 40 Hz. Increasing the length the emission points for acoustic diffraction and energy move upwards high frequency is sent over the listener's head. The double 22D7 configuration uses two projects simultaneously: the compact 22C7 project optimized for the omnidirectional emission of high frequencies at the height of the listening point, the 22L7 project which differs only in the length of the waveguides that reach 2.5 meters and is suitable for reproducing frequencies between 40 and 100 Hz.

Il progetto 22D7 porta all'estremo (come dimensioni) la tecnologia MDD in ambito domestico, raggiunge l'obiettivo di una risposta in frequenza quasi full range, da 40 Hz a 15 KHz con un solo tipo di altoparlante il 3FE25 della Faital-Pro. La presenza di due unità indipendenti (22C7 e 22L7) per ogni canale permette anche di fare prove sulla tridimensionalità della scena sonora, si mantiene fissa l'unità 22L7 e si può spostare facilmente l'unità 22C7. Con le unità posizionate come nelle foto si percepisce l'effetto 3D nella scena sonora, con le unità affiancate l'effetto 3D si perde ma si continua ad avere un ampia zona d'ascolto in tutta la stanza. Si hanno 32 punti di emissione sonora coerenti distribuiti nei tre assi cartesiani XYZ.

The 22D7 project takes MDD technology to the extreme at home (in terms of size), reaching the goal of an almost full-range frequency response, from 40 Hz to 15 KHz with a single type of speaker, the 3FE25 from Faital-Pro. The presence of two independent units (22C7 and 22L7) for each channel also allows tests to be carried out on the three-dimensionality of the soundstage, the 22L7 unit remains fixed and the 22C7 unit can be easily moved. With the units positioned as in the photos you can perceive the 3D effect in the sound scene, with the units side by side the 3D effect is lost but you continue to have a large listening area throughout the room. There are 32 consistent sound emission points distributed in the three XYZ Cartesian axes.

Con meno di 100 euro in materiale si può realizzare un sistema di casse acustiche stereo con una qualità di riproduzione eccezionale anche in ambienti non trattati acusticamente. Per chi volesse realizzare una replica di un progetto MDD consiglio di provare con questa configurazione, con quattro altoparlanti economici come i 3FE25, con misure massime magari ridotte a 1,5 - 1,8 m. Con una configurazione a due altoparlanti di migliore qualità si avrebbe una migliore risposta in frequenza ma si perderebbe l'effetto 3D.

With less than 100 euros in material you can create a system of stereo speakers with an exceptional reproduction quality even in environments not treated acoustically. For those wishing to make a replica of an MDD project, I recommend trying with this configuration, with four inexpensive speakers like the 3FE25, with maximum measurements maybe reduced to 1.5 - 1.8 m. With a two-speaker configuration of better quality there would be a better frequency response but the 3D effect would be lost.

Elettricamente i due altoparlanti sono in parallelo. Un ulteriore vantaggio dell'uso del doppio altoparlante è un aumento complessivo di alcuni dB dell'efficenza del sistema .

Electrically the two speakers are in parallel. A further advantage of using the dual speaker is an overall increase of a few dB in system efficiency.

Il principale limite del progetto 22D7 è la massima pressione acustica alle basse frequenze. Un altoparlante con un diametro da 3" e un xMax di 1,83 mm non può spostare grandi quantità d'aria senza uscire dalla zona lineare di funzionamento. Resta un'ottima scelta per l'ascolto in ambienti domestici medio piccoli.

The main limitation of the 22D7 project is the maximum acoustic pressure at low frequencies. A loudspeaker with a 3 "diameter and a 1.83 mm xMax cannot move large quantities of air without leaving the linear operating area. It remains an excellent choice for listening in medium to small domestic environments.

La base è in legno 200 x 200 x 20 mm con un foro da 80 mm per alloggiare il magnete dell'altoparlante, resta una fessura di alcuni mm sufficiente per farlo oscillare. Tre piedini in plastica separano la base dal pavimento per permettere il movimento dell'altoparlante.

The base is in wood 200 x 200 x 20 mm with a 80 mm hole to house the loudspeaker magnet, there remains a gap of a few mm sufficient to make it swing. Three plastic feet separate the base from the floor to allow the speaker to move.

Una flangia in MDF 80 x 80 x 10 mm, con un foro da 68 mm e una scanalatura con diametro 80 mm é incollata a un cilindro in PVC rigido da 80 mm di diametro, alto 50 mm e spesso 2,5 mm. Al cilindro sono fissate due viti M5 per il fissaggio alla staffa a L (2,5 x 50 x 100 mm) del supporto subsonico. La coppia di viti permette la regolazione dell’inclinazione verticale in avanti e lateralmente. L'elasticità dell'acciao permette l'oscillazione dell'altoparlante all'interno del foro. La risonanza subsonica può essere verificata spostando la cassa acustica completa dalla verticale per circa 10 mm e controllando che oscilli per una decina di secondi, deve essere possibile contare a occhio nudo le oscillazioni. Una frequenza di oscillazione di 1 - 5 Hz impedisce alle frequenze audio, superiori a 20 Hz, emesse dall’altoparlante di interagire con il pavimento creando interferenze che peggiorano la riproduzione audio. L'altoparlante viene avvitato sulla flangia, si vedono i quattro fori.

A 80 x 80 x 10 mm MDF flange, with a 68 mm hole and a 80 mm diameter groove is glued to a rigid PVC cylinder 80 mm in diameter, 50 mm high and 2.5 mm thick. Two M5 screws are fixed to the cylinder for fixing to the L-shaped bracket (2.5 x 50 x 100 mm) of the subsonic support. The pair of screws allows adjustment of the vertical inclination forward and laterally. The elasticity of the steel allows the speaker to oscillate inside the hole. Subsonic resonance can be verified by moving the complete speaker from the vertical for about 10 mm and checking that it oscillates for about ten seconds, it must be possible to count the oscillations with the naked eye. An oscillation frequency of 1 - 5 Hz prevents the audio frequencies, higher than 20 Hz, emitted by the loudspeaker from interacting with the floor, creating interference that worsens the audio reproduction. The loudspeaker is screwed onto the flange, the four holes are visible.

Le sette guide d'onda di lunghezza progressiva sono in PVC rigido, hanno un diametro di 25 mm, uno spessore di 1 mm e sono utilizzate per il cablaggio di impianti elettrici. Le guide sono unite usando colla a caldo.

The seven progressive length waveguides are in rigid PVC, have a diameter of 25 mm, a thickness of 1 mm and are used for wiring electrical systems. The guides are joined using hot glue.

Le serie logaritmiche delle lunghezze sono le seguenti: 195, 238, 290, 353, 431, 525, 640 mm per il progetto 22C7 e 780, 951, 1159, 1413, 1723, 2100, 2560 mm per il progetto 22L7. I valori possono essere adattati aumentandoli o riducendoli in scala.

The logarithmic series of the lengths are the following: 195, 238, 290, 353, 431, 525, 640 mm for the project 22C7 and 780, 951, 1159, 1413, 1723, 2100, 2560 mm for the 22L7 project. The values ​​can be adapted by increasing or reducing them to scale.

La serie di guide in PVC si infilano nel supporto in PVC e si blocca con colla a caldo garantendo la tenuta d'aria fra le guide e il cono dell'altoparlante.

The series of PVC guides slide into the PVC support and is blocked with hot glue, ensuring air tightness between the guides and the speaker cone.

22C7 - 22L7 - 22D7 - MISURE - MEASURES

Le misure sono state effettuate con il microfono Minidsp UMIK-1 posizionato sul tavolo di fronte al monitor.

The first series of measurements was carried out with the Minidsp UMIK-1 microphone placed on the table in front of the monitor.

Progetto 22D7. Confrontando la risposta in frequenza dei canali destro e sinistro si vedono gli effetti delle pareti e dei mobili sulla risposta dei due canali stereo. Le maggiori differenze sono alle basse frequenze sotto i 300 Hz. E' evidente la caratteristica omnidirezionale dell'emissione, il microfono posizionato di fronte al monitor rileva i 15 KHz.

22D7 project. Comparing the frequency response of the left and right channels you can see the effects of the walls and furniture on the response of the two stereo channels. The major differences are at low frequencies below 300 Hz. The omnidirectional characteristic of the emission is evident, the microphone positioned in front of the monitor detects 15 KHz.

Le guide d’onda in PVC del progetto 22L7 sono aperte da entrambi i lati hanno una prima risonanza a λ/2. Con una lunghezza compresa fra 780 e 2560 mm, ogni guida crea una propria risonanza compresa fra 60 e 220 Hz circa. Il picco relativo agli effetti della risonanze a λ/4 non è visibile. Posizionando un cubetto in gommapiuma alla fine delle guide i picchi si riducono sovrapponendosi.

The 22L7 projected PVC waveguides are open on both sides and have a first λ / 2 resonance. With a length between 780 and 2560 mm, each guide creates its own resonance between approximately 60 and 220 Hz. The peak relative to the effects of resonances at λ / 4 is not visible. Placing a foam rubber cube at the end of the guide the peaks overlap and shrink.

Le guide d’onda in PVC del progetto 22C7 sono aperte da entrambi i lati hanno una prima risonanza a λ/2. Con una lunghezza compresa fra 195 e 640 mm, ogni guida crea una propria risonanza compresa fra 260 e 800 Hz circa. Il picco a 100 Hz è dovuto alla sovrapposizione degli effetti della risonanze a λ/4 con la meccanica dell'altoparlante. Posizionando un cubetto in gommapiuma alla fine delle guide i picchi si riducono sovrapponendosi.

The PVC 22C7 wave guides are open on both sides and have a first λ / 2 resonance. With a length between 195 and 640 mm, each guide creates its own resonance between approximately 260 and 800 Hz. The 100 Hz peak is due to the superimposition of the resonance effects to λ / 4 with the speaker mechanics. Placing a foam rubber cube at the end of the guide the peaks overlap and shrink.

Collegando in parallelo le casse acustiche 22C7 e 22L7 per il progetto 22D7 si ottiente un andamento dell'impedenza molto regolare compreso tra un minimo di 3 Ohm e un massimo di 7,5 Ohm. La fase varia fra - 18 gradi e +26 gradi.

By connecting the 22C7 and 22L7 loudspeakers in parallel for the 22D7 project, a very regular impedance trend of between a minimum of 3 Ohm and a maximum of 7.5 Ohm is achieved. The phase varies between - 18 degrees and +26 degrees.

Nei grafici sono comparate le risposte in frequenze dei progetti 22D7, 22L7 e 22C7.

In the graphs the frequency responses of projects 22D7, 22L7 and 22C7 are compared.

22C7.v2 - 21L7 - 21D7 - COSTRUZIONE - CONSTRUCTION - 2019 11

RIspetto al progetto precedente 22D7 cambiano solo le lunghezze delle guide d'onda. I nuovi valori permettono di avere l'unita delle basse frequenze più basso (2 metri). L'estensione sui bassi è stata mantenuta allungando le guide più corte, ora Lmax = 2 * Lmin. Le frequenze di risonanza sono distribuite su un'ottava. Nella versione 2 dell'unità 22C7 le lunghezze sono state ricalcolate per coprire sempre due ottave, Lmax = 4 * Lmin con una lunghezza massima di un metro.

Compared to the previous project 22D7 only the waveguide lengths change. The new values allow you to have the lowest low frequency unit (2 meters). The bass extension was maintained by lengthening the shorter guides, now Lmax = 2 * Lmin. Resonance frequencies are distributed over an octave. In version 2 of unit 22C7 the lengths have been recalculated to always cover two octaves, Lmax = 4 * Lmin with a maximum length of one meter.

Le serie logaritmiche delle lunghezze sono le seguenti: 305, 371, 453, 552, 673, 820, 1000 mm per il progetto 22C7 (versione 2) e 1104, 1219, 1346, 1486, 1641, 1811, 2000 mm per il progetto 21L7. I valori possono essere adattati aumentandoli o riducendoli in scala.

The logarithmic series of the lengths are the following: 305, 371, 453, 552, 673, 820, 1000 mm for the project 22C7 (version 2) and 1104, 1219, 1346, 1486, 1641, 1811, 2000 mm for the 21L7 project. The values ​​can be adapted by increasing or reducing them to scale.

Per riutilizzare le guide d'onda del progetto 22D7 ho unito alle precedenti le estensioni usando un foglio in ppvc trasparente da 0,25 mm 170 x 170 mm arrotolato all'interno. Non è necessaria colla o adesivi. In alternativa si può usare un cartoncino formato A5 arrotolato.

22C7.V2 - 21L7 - 21D7 - MISURE - MEASURES

Le misure sono state effettuate con il microfono Minidsp UMIK-1 posizionato sul tavolo di fronte al monitor.

The first series of measurements was carried out with the Minidsp UMIK-1 microphone placed on the table in front of the monitor.

Progetto 21D7. Confrontando la risposta in frequenza dei canali destro e sinistro si vedono gli effetti delle pareti e dei mobili sulla risposta dei due canali stereo. Le maggiori differenze sono alle basse frequenze sotto i 300 Hz. E' evidente la caratteristica omnidirezionale dell'emissione, il microfono posizionato di fronte al monitor rileva i 15 KHz.

21D7 project. Comparing the frequency response of the left and right channels you can see the effects of the walls and furniture on the response of the two stereo channels. The major differences are at low frequencies below 300 Hz. The omnidirectional characteristic of the emission is evident, the microphone positioned in front of the monitor detects 15 KHz.

Le guide d’onda in PVC del progetto 21L7 sono aperte da entrambi i lati hanno una prima risonanza a λ/2. Con una lunghezza compresa fra 1104 e 2000 mm, ogni guida crea una propria risonanza compresa fra 80 e 200 Hz circa. Il picco relativo agli effetti della risonanze a λ/4 non è visibile. Posizionando un cubetto in gommapiuma alla fine delle guide i picchi si riducono sovrapponendosi.

The 21L7 projected PVC waveguides are open on both sides and have a first λ / 2 resonance. With a length between 1104 and 2000 mm, each guide creates its own resonance between approximately 80 and 200 Hz. The peak relative to the effects of resonances at λ / 4 is not visible. Placing a foam rubber cube at the end of the guide the peaks overlap and shrink.

Le guide d’onda in PVC del progetto 22C7.v2 sono aperte da entrambi i lati hanno una prima risonanza a λ/2. Con una lunghezza compresa fra 305 e 1000 mm, ogni guida crea una propria risonanza compresa fra 150 e 300 Hz circa. Il picco a 100 Hz è dovuto alla sovrapposizione degli effetti della risonanze a λ/4 con la meccanica dell'altoparlante. Posizionando un cubetto in gommapiuma alla fine delle guide i picchi si riducono sovrapponendosi.

The PVC 22C7 wave guides are open on both sides and have a first λ / 2 resonance. With a length between 305 and 1000 mm, each guide creates its own resonance between approximately 150 and 300 Hz. The 100 Hz peak is due to the superimposition of the resonance effects to λ / 4 with the speaker mechanics. Placing a foam rubber cube at the end of the guide the peaks overlap and shrink.

Nei grafici sono comparate le risposte in frequenze dei progetti 21D7, 21L7 e 22C7.v2.

In the graphs the frequency responses of projects 21D7, 21L7 and 22C7.v2 are compared.

22C7 - 21L7 - 21D7 - MISURE - MEASURES

Le misure sono state effettuate con il microfono Minidsp UMIK-1 posizionato sul tavolo di fronte al monitor.

The first series of measurements was carried out with the Minidsp UMIK-1 microphone placed on the table in front of the monitor.

Tutte le combinazioni descritte in questa pagina sono equivalenti come qualità sonora, eccellente a volumi gestibili dall'altoparlante 3FE25. Posso percepire minime differenze, penso siano da attribuire a diverse interazioni con il locale d'ascolto, non ai prototipi. Volendo scegliere tra le combinazioni suggerisco la coppia 22C7 (195, 238, 290, 353, 431, 525, 640 mm) e 21L7 (1104, 1219, 1346, 1486, 1641, 1811, 2000 mm). I tubi in pvc sono in vendita pretagliati a 2 metri a circa un euro. Gli spezzoni che rimangono dalla costruzione dell'unità 21L7 sono sufficienti per realizzare l'unita 22C7.

All the combinations described on this page are equivalent in sound quality, excellent in volumes manageable by the 3FE25 speaker. I can perceive minimal differences, I think they can be attributed to different interactions with the listening room, not to the prototypes. Wanting to choose between the combinations I suggest the pair 22C7 (195, 238, 290, 353, 431, 525, 640 mm) and 21L7 (1104, 1219, 1346, 1486, 1641, 1811, 2000 mm). PVC pipes are for sale pre-cut at 2 meters at about one euro. The pieces remaining from the construction of the unit 21L7 are sufficient to realize the unit 22C7.

34C9 - 21L7 - 21D7 - MISURE - MEASURES - 2019 11

Le misure sono state effettuate con il microfono Minidsp UMIK-1 posizionato sul tavolo di fronte al monitor.

The measurements were made with the Minidsp UMIK-1 microphone placed on the table in front of the monitor.

Parallelo / serie - Parallel / series

Nei progetti 21D7 e 22D7 i due altoparlanti possono essere collegati in serie o in parallelo. Tutte le misure riportate in questa pagina sono fatte con la configurazione parallela. Ho provato la configurazione in serie e come previsto è aumentata l’impedenza, è diminuita l’efficienza. Non mi aspettavo di percepire un aumento della qualità della riproduzione. Dalle misure della distorsione e della risposta in frequenza non cambia niente o quasi, i grafici sono sovrapponibili (sono possibili miei errori di misura). Ho due ipotesi su cui ragionare: l’amplificatore e la fase dei due driver.

In projects 21D7 and 22D7 the two speakers can be connected in series or in parallel. All the measurements shown on this page are made with the parallel configuration. I tried the configuration in series and as expected the impedance has increased, the efficiency has decreased. I did not expect to perceive an increase in the quality of reproduction. From the distortion and frequency response measurements, almost nothing changes, the graphs are superimposable (my measurement errors are possible). I have two hypotheses to think about: the amplifier and the phase of the two drivers.

Penso che se impedenze di 3 Ohm fossero troppo basse per l’amplificatore (TEAC A-H01 source USB) vedrei effetti tipo aumento della distorsione in parallelo rispetto al collegamento in serie, dalle mie misure non rilevo niente del genere.

I think that if 3 Ohm impedances were too low for the amplifier (TEAC A-H01 source USB) I would see effects like increased distortion in parallel with respect to the series connection, from my measurements I don't detect anything like that.

La forza applicata sulle bobine mobili dei driver dipende dalla corrente, nel collegamento parallelo le correnti possono essere sfasate alla stessa frequenza, i ritardi relativi sono eliminati con il collegamento in serie. Al momento non ho strumenti per misurare questo sfasamento o i suoi effetti, in attesa di eventuali suggerimenti posso solo consigliare di provare la configurazione in serie. Non aggiungo ulteriori misure alla pagina, coincidono con quelle già pubblicate.

The force applied on the moving coils of the drivers depends on the current, in the parallel connection the currents can be out of phase at the same frequency, the relative delays are eliminated with the connection in series. At the moment I have no tools to measure this mismatch or its effects, while waiting for any suggestions I can only advise you to try the configuration in series. I don't add further measures to the page, they coincide with those already published.

21M7 - MISURE - MEASURES - 2019 12

Il prototipo 21M7 è stato ottenuto tagliando le guide d'onda del precedente progetto 22L7 ad un'altezza massima di 1,40 metri. La serie logaritmica delle lunghezze è: 773, 853, 942, 1040, 1148, 1268, 1400 mm. Dopo il taglio le guide sono state reincollate con colla a caldo ogni 20 cm circa. La lunghezza scelta è un ottimo compromesso per ottenere una buona risposta sui bassi e contemporaneamente la diffusione delle alte frequenze all'altezza delle orecchie dell'ascoltatore.

The 21M7 prototype was obtained by cutting the waveguides of the previous 22L7 project to a maximum height of 1.40 meters. The logarithmic series of lengths is: 773, 853, 942, 1040, 1148, 1268, 1400 mm. After cutting, the guides have been re-glued with hot glue approximately every 20 cm. The length chosen is an excellent compromise to obtain a good response on the bass and at the same time the diffusion of high frequencies at the height of the listener's ears.

La qualita audio del progetto 21M7 è ottima, la costruzione è semplice ed economica. Con circa 50 euro si può costruire rapidamente una coppia di altoparlanti stereo omnidirezionali superiore a qualunque altra tipologia di cabinet a parità di budget.

The sound quality of the 21M7 project is excellent, the construction is simple and economical. With about 50 euros you can quickly build a pair of omnidirectional stereo speakers superior to any other type of cabinet with the same budget.

Le misure sono state effettuate con il microfono Minidsp UMIK-1 posizionato sul tavolo di fronte al monitor.

The measurements were made with the Minidsp UMIK-1 microphone placed on the table in front of the monitor.

Progetto 21M7. Confrontando la risposta in frequenza dei canali destro e sinistro si vedono gli effetti delle pareti e dei mobili sulla risposta dei due canali stereo. Le maggiori differenze sono alle basse frequenze sotto i 150 Hz. E' evidente la caratteristica omnidirezionale dell'emissione, il microfono posizionato di fronte al monitor rileva i 15 KHz.

21M7 project. Comparing the frequency response of the left and right channels you can see the effects of the walls and furniture on the response of the two stereo channels. The major differences are at low frequencies below 150 Hz. The omnidirectional characteristic of the emission is evident, the microphone positioned in front of the monitor detects 15 KHz.

Il prototipo 21M7 ha un andamento molto regolare sia della fase (+20 -20 gradi) che dell'impedenza (6,5 - 14,5 Ohm).

The 21M7 project has a very regular course both of the phase (+20 -20 degrees) and of the impedance (6.5 - 14.5 Ohm).