Claudio Gandolfi - MDD (Multi Delays Diffraction)
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MDDFL - MDD Front Load
Per il prinicipio di Huygens ogni punto di un fronte d'onda sonoro è una sorgente secondaria di onde sferiche. Il fenomeno fisico della diffrazione acustica è lineare e può essere usato per modificare la forma dei fronti d'onda.
According to Huygens' principle, each point of a sound wavefront is a secondary source of spherical waves. The physical phenomenon of acoustic diffraction is linear and can be used to modify the shape of wave fronts.
I carichi acustici frontali MDDFL usano la diffrazione acustica e generano una serie di onde secondarie ritardate, coerenti e omnidirezionali che riducono l'effetto Haas generato dal posizionamento delle casse acustiche nell'ambiente d'ascolto. Le onde secondarie facilitano il riconoscimento dei suoni. Per gli effetti psicoacustici di queste onde sonore coerenti e ritardate si rimanda alla pagina acustica.
The MDDFL front acoustic loads use acoustic diffraction and generate a series of delayed, coherent and omnidirectional secondary waves that reduce the Haas effect generated by the placement of the speakers in the listening room. Secondary waves facilitate the recognition of sounds. For the psychoacoustic effects of these coherent and delayed sound waves, see the acoustic page.
La tecnologia MDDFL equivale a ricoprire tutte le pareti riflettenti con pannelli diffrattori, sono moltiplicati i possibili percorsi dell'energia acustica tra altoparlante e punto d'ascolto.
MDDFL technology is equivalent to covering all reflective walls with diffractor panels, the possible paths of acoustic energy between the loudspeaker and the listening point are multiplied.
Le lunghezze delle guide d'onda sono ricavate da serie logaritmiche per distribuire in modo omogeneeo le frequenze delle risonanze caratteristiche di ogni guida d'onda ed evitare che sirinforzino alcune frequenze specifiche. La sezione delle guide è scelta per avere una sezione totale simile alla superficie del cono dell'altoparlante.
The lengths of the waveguides are obtained from logarithmic series to homogeneously distribute the frequencies of the characteristic resonances of each waveguide and prevent some specific frequencies from strengthening. The section of the guides is chosen to have a total section similar to the surface of the speaker cone.
Con le guide d'onda dette anche linee di trasmissione (TL) si riescono a riprodurre in modo efficace lunghezza d'onda fino a 4 volte maggiori della lunghezza della guida stessa. Nella pagina Back Load sono descritti carichi acustici adatti a riprodurre le frequenze più basse, sotto i 200 Hz. Il progetto 21FL7 ha lunghezza limitata a 500 mm, si rinuncia a riprodurre le frequenze sotto i 200 Hz in quanto usando lunghezze maggiori si alza il punto di emissione per diffrazione e si invia la maggior parte dell'energia acustica delle alte frequenze sopra la testa dell'ascoltatore.
With waveguides also called transmission lines (TL) it is possible to reproduce effectively wavelengths up to 4 times greater than the length of the guide itself. The Back Load page describes acoustic loads suitable for reproducing the lower frequencies, below 200 Hz. The 21FL7 project has a limited length of 500 mm, the reproduction of frequencies below 200 Hz is waived because using longer lengths the emission point is raised by diffraction and most of the acoustic energy of the high frequencies is sent over the listener's head.
In questa pagina sono descritti carichi acustici frontali con la base aperta e chiusa. Non cambia niente per le onde secondarie ritardate, coerenti e omnidirezionali. Con la base aperta ho misurato una maggiore efficenza alle alte frequenze, alcuni dB.
This page describes frontal acoustic loads with the base open and closed. Nothing changes for delayed, coherent and omnidirectional secondary waves. With the base open I measured a higher efficiency at high frequencies, some dB.
MDD FL 7 - MDD3Q150 - 2021 08
MDD Tube - MDD3R150 - 2021 07
MDD Tube - MDD3J240 - 2021 06
Triple Karlson profile - MDD3K240 - 2021 05
Test - 2020 05
23FL7d - 2020 05
23FL7 - 2020 04
22FL7- 2020 04
61FL7 - 2020 04
21FL7 - MDDHX135 - 2020 03
MDD Open Front Load 21FL7 - MDDHX135 - 2020 03
Con il progetto 22C71L8 ho quasi raggiunto il limite del potenziale dell'altoparlante 3FE25. Per ottenere una migliore qualità ho deciso di applicare la tecnologia MDD al miglior driver che ho a disposizione, un Ciare HX135 (fuori produzione) che ho acquistato una decina di annifa.
With the 22C71L8 project I have almostreached the limit of the potential of the 3FE25 speaker. To get better quality I decided to apply MDD technology to the best driver I have available, a Ciare HX135 (out of production) which I purchased a decade ago.
Il caricamento frontale 21FL7 è semplificato rispetto ai precedenti progetti con l'altoparlante Faital-Pro 3FE25. La riproduzione dei bassi dipende dal caricamento posteriore, nel caricamento frontale non è più necessaria una flangia a tenuta d'aria.
Front loading 21FL7 is simplified compared to previous designs with the Faital-Pro 3FE25 speaker. Bass reproduction depends on rear loading, an airtight flange is no longer required for front loading.
La progettazione del caricamento frontalecon tecnologia MDD è semplice. Per comodità usole guide con la stessa sezione (con sezioni diversesi complicano i calcoli). Scelta la sezione, il numero di guide si calcola in modo che il totale dell'area di tutte le sezioni sia simile all'area del cono dell'altoparlante.Ogni guida è in PVC rigido circolare, ha un dametro di 25 mm e uno spessore di 1,5 mm. Sono tubi per impianti elettrici. Ho sceltoLmax = 2 * Lmin con la serie logaritmica di lunghezze:276, 305, 336, 371, 410, 453, 500 mm. L'altoparlante HX135 è montato in orizzontale, sopra di esso si sospendono le sette guide d'onda come mostrato nella foto.
Front loading design with MDD technology is simple. For convenience I use the guides with the same section (with different sections complicate the calculations). Once the section is chosen, the number of guides is calculated so that the total of the area of all the sections is similar to the area of the speaker cone. Each guide is made of rigid circular PVC, has a diameter of 25 mm and a thickness of 1.5 mm. They are pipes for electrical systems. I chose Lmax = 2 * Lmin with the logarithmic series of lengths: 276, 305, 336, 371, 410, 453, 500 mm. The HX135 speaker is mounted horizontally, the seven waveguides hang above it as shown in the photo.
Quando l'amplificatore invia un segnale, l'energia sonora emessa dal bordo del cono dell'altoparlante si irradia a 360 gradi e arriva direttamente anche nel punto d'ascolto, onda primaria. La maggior parte dell'energia sonora entra nel lato inferiore delle guide d'onda. La stessa energia è riemessa per diffrazione dal lato superiore delle guide d'onda. I fronti sonori emessi per diffrazione sono omnidirezionali, coerenti, ritardati e con origine a distanze crescenti, onde secondarie. I ritardi generati con il caricamento frontale sono compresi fra 1 e 2 msec circa.
When the amplifier sends a signal, the sound energy emitted by the edge of the speaker cone radiates 360 degrees and arrives directly at the listening point, the primary wave. Most of the sound energy enters the lower side of the waveguides. The same energy is re-emitted by diffraction from the upper side of the waveguides. The sound fronts emitted by diffraction are omnidirectional, coherent, delayed and with origin at increasing distances, secondary waves. The delays generated with front loading are between 1 and 2 msec approximately.
Misure MDDHX135 - 21FL7
Per queste misure si è posizionato il microfono allo sbocco delle singole guide d'onda e con funzioni matematiche si è calcolato l'andamento medio dei dati rilevati.
For these measurements the microphone was positioned at the outlet of the individual waveguides and with mathematical functions the average trend of the detected data was calculated.
La linea nera in basso è l'impedenza.
La linea verde è la risposta in frequenza della cassa acustica MDDHX135 in ambiente.
La linea blu è la misura rilevata con il microfono posizionato sul bordo del driver.
Le linee in scala di grigi sono le misure rilevate con il microfono appoggiato all'interno dello sbocco delle singole guide d'onda rigide.
La linea arancio e la media calcolata dalle misure precedenti allo sbocco delle guide d'onda. La funzione mostra che i picchi distruibuiti su un'ottava si compensano.
The black line at the bottom is the impedance.
The green line is the frequency response of the MDDHX135 acoustic speaker in the room.
The blue line is the measurement taken with the microphone positioned on the edge of the driver.
The grayscale lines are the measurements taken with the microphone resting inside the outlet of the individual rigid waveguides.
The orange line and the average calculated from the measurements preceding the outlet of the waveguides. The function shows that peaks distributed over an octave compensate.
Open Front Load 61FL7 - 2020 04
Il cartoncino è un materiale flessibile e facilmente deformabile ma è adatto a realizzare guide d'onda per le frequenze audio medie e alte. Fino a un KHz l'emissione degli altoparlanti è omnidirezionale per cui sul lato esterno e quello interno è applicata una differenza di pressione ridotta. A frequenze più elevate con tempi di applicazione della pressione inferiori a un millisecondo, l'inerzia della massa del cartoncino grantisce una rigidità sufficiente per generare con la diffrazione acustica ondesonore secondarieritardatee coerenti.
Cardboard is a flexible and easily deformable material but it is suitable for making waveguides for medium and high audio frequencies. Up to one KHz the loudspeaker output is omnidirectional, therefore a reduced pressure difference is applied on the external and internal side. At higher frequencies with pressure application times of less than one millisecond, the inertia of the cardboard mass provides sufficient rigidity to generate delayed and consistent secondary sound waves with acoustic diffraction.
Il caricamento frontale aperto MDDFL 61FL7 ha una lunghezza massima di circa 300 mm ed è formato da sette tubi triangolari in cartoncino da 250g/mq ricavati da fogli in formato A4. La serie delle sette lunghezze è: 162, 179, 198, 218, 241, 266, 294 mm. I lati deltriangolo sono 15, 20 e 20 mm. La struttura e incollata con nastro biadesivo.
The MDDFL 61FL7 open front loading has a maximum length of about 300 mm and consists of seven triangular cardboard tubes of 250g / m2 made from A4 sheets. The series of the seven lengths is: 162, 179, 198, 218, 241, 266, 294 mm.The sides of triangle are 15, 20 and 20 mm. The structure is glued with double-sided tape.
Il diametro della struttura è di circa 40 mm. Tre raggi in cartoncino permettono di appoggiare la struttura direttamente sulla guarnizione esterna dell’altoparlante, resta un anello aperto per l’emissione diretta della altoparlante di circa 15 mm. Questo caricamento frontale è adatto per altoparlanti da 3 - 4 " che non abbiano parti sporgenti.
The diameter of the structure is approximately 40 mm. Three cardboard spokes allow the structure to be placed directly on the external seal of the speaker, an open ring remains for the direct emission of the speaker of about 15 mm. This front loading is suitable for 3 - 4 "speakers that have no protruding parts.
Open Front Load 22FL7 - 2020 04
Il caricamento acustico frontale 61FL7 era già pronto quando ho costruito il primo prototipo . La sua lunghezza di 300 mm è meno dellala metà della guida d'onda più corta del carico acustico posteriore 21BL7. Per indagare sulla lunghezza ottimale ho provato prima un carico acustico più corto, 200 mm, la qualità audio peggiorava leggermente. Per provare un carico acustico frontale con lunghezza massima simile alla guida più corta di 21BL7 ho riutilizzato le guide d'onda del progetto 22C7. Ho aggiunto solo quattro viti da 30 mm in modo che si potesse appoggiare 20 mm sopra l'altoparlante. La qualità audio è migliorata.
The 61FL7 front acoustic loading was ready when I built the first prototype. Its length of 300 mm is less than half of the shorter waveguide of the rear acoustic load 21BL7. To investigate the optimal length I first tried a shorter acoustic load, 200 mm, the audio quality deteriorated slightly. To test a frontal acoustic load with a maximum length similar to the guide shorter than 21BL7 I reused the waveguides of the 22C7 project. I only added four 30mm screws so that it could rest 20mm above the speaker. Audio quality has improved.
Con il carico acustico 61FL7 abbinato a 21BL7 mancano onde secondarie con ritardi compresi tra 1 e 3 millisecondi circa, si passa da 294 mm a 774 + 250 mm, una differenza di 734 mm.
With the acoustic load 61FL7 combined with 21BL7 there are no secondary waves with delays between 1 and 3 milliseconds, it goes from 294 mm to 774 + 250 mm, a difference of 734 mm.
Con il carico acustico 22FL7 abbinato a 21BL7 mancano ritardi compresi tra 2 e 3 millisecondi circa, si passa da 640 mm a 774 + 250 mm, una differenza di 384 mm. La migliore combinazione provata fino a questo momento.
With the acoustic load 22FL7 combined with 21BL7 there are no delays between 2 and 3 milliseconds, it goes from 640 mm to 774 + 250 mm, a difference of 384 mm. The best combination tried so far.
Nel prossimo prototipo proverò la combinazione:
Lminfl * 4 = Lmaxfl (MDDFL con risonanze distribuite su due ottave)
Lmaxfl = Lminbl (in modo da avere i ritardi delle onde secondarie distribuiti inmodo omogeno)
Lminbl * 2 =Lmaxbl (MDDBL con risonanze distribuite su una sola ottava).
In the next prototype I will try the combination:
Lminfl * 4 = Lmaxfl (MDDFL with resonances distributed over two octaves)
Lmaxfl = Lminbl (so as to have the delays of the secondary waves distributed homogeneously)
Lminbl * 2 = Lmaxbl (MDDBL with resonances distributed on a single octave).
Con il carico acustico 22FL7 l'aspetto della cassa acustica risulta più coerente.
With the acoustic load 22FL7 the appearance of the loudspeaker is more consistent.
Open Front Load 23FL7 - 2020 04
Il caricamento acustico frontale 23FL7 riutilizzale guide d'onda del progetto 227H (201, 312, 436, 571, 722, 887, 1070 mm). Ho aggiunto solo quattro viti da 20 mm in modo che si potesse appoggiare 15 mm sopra l'altoparlante. Le risonanze sono distribuite su 3 ottave non complete.
Front loading 23FL7 reuses the waveguides of the 227H project (201, 312, 436, 571, 722, 887, 1070 mm). I only added four 20mm screws so that it could rest 15mm above the speaker.The resonances are distributed over 3 incomplete octaves.
La guida d'onda più lunga del caricamento frontale 23FL7 (1070 mm) è confrontabile con la lunghezza della guida d'onda più corta del caricamento posteriore 21BL7 sommata alla base (774 + 250 = 1024 mm). Le due serie di fronti sonori ritardati generati dai caricamenti frontale e posteriore sono parzialmente sovrapposte nel dominio del tempoesi facilita il riconoscimento del suono.
The longer waveguide of the front loading 23FL7 (1070 mm) is comparable with the length of the shorter waveguide of the rear loading 21BL7 added to the base (774 + 250 = 1024 mm). The two series of delayed sound fronts generated by the front and rear loadings are partially overlapping in the time domain and the recognition of the sound is facilitated.
Closed Front Load 23FL7d - 2020 05
Il caricamento acustico frontale 23FL7d usa sette guide d'onda in pvc rigido 25 x 1,5 mm con le lunghezze di269, 362, 488, 656, 883, 1189, 1600mm. Sono incollate con colla a caldo a un anello in pvc rigido e a una flangia in mdf avvitata a tenuta d'aria sopra l'altoparlante. Le risonanze sono distribuite su 3 ottave. Il montaggio a tenuta d'aria fa in modo che tutte le guide riproducano l'intero spettro udibile.
The 23FL7d frontal acoustic loading uses seven rigid PVC waveguides 25 x 1.5 mm with the lengths of 269, 362, 488, 656, 883, 1189, 1600mm. They are glued with hot glue to a rigid PVC ring and to an MDF flange screwed airtight over the speaker. The resonances are distributed over 3 octaves.The airtight mounting ensures that all guides reproduce the entire audible spectrum.
La guida d'onda più lunga del caricamento frontale 23FL7d (1600mm) è confrontabile con la lunghezza della guida d'onda più lunga del caricamento posteriore 21BL7d. Le due serie di fronti sonori ritardati generati dai caricamenti frontale e posteriore sono parzialmente sovrapposte nel dominio del tempoesi facilita il riconoscimento del suono.
The longer waveguide of the front loading 23FL7d (1600 mm) is comparable with the length of the longer waveguide of the rear loading 21BL7d. The two series of delayed sound fronts generated by the front and rear loadings are partially overlapped in the time domain and the recognition of the sound is facilitated.
Rispetto alle versioni precedenti, più corte eaperte il suono risulta più dettagliato.Il caricamento aperto può risultare comodo con altoparlanti di diametro maggiore di 5".
Compared to previous versions, open and shorter, the sound is more detailed. Open charging can be convenient with speakers larger than 5 "in diameter.
Per provare la tecnolgia MDD senza modificare una cassa acustica standard, si posiziona in orizzontale e si appoggia la struttura in verticale sull'altoparlante su alcuni distanziali. Anche senza il montaggio sigillato la maggior parte dell'emissione alle alte frequenze percorrerà le guide d'onda e per diffrazione attiverà l'emissione omnidirezionale. Nella foto un carico acustico 21FL7 (provvisorio) è appoggiato sulla griglia frontale di una cassa monovia Jb3. Lo stesso sistema può essere applicato anche a sitemi a 2 e 3 vie.
To test the MDD technology without modifying a standard loudspeaker, it is positioned horizontally and the structure is placed vertically on the speaker on some spacers. Even without the sealed assembly, most of the high frequency emission will travel the waveguides and by diffraction will activate the omnidirectional emission. In the photo an acoustic load 21FL7 (provisional) is placed on the front grille of a single-track Jb3 speaker. The same system can also be applied to 2- and 3-way systems.
MDD3K240 - Triple Karlson profile - 2021 05
Il carico acustico frontale del progetto MDD3K240 non genera ritardi aprezzabili, è un sistema molto semplice per ridirezionare una frazione dell'emissione del driver verso l'alto sul piano orizzontale. Si ispira al profilo dei dispositivi K-tube.
The frontal acoustic load of the MDD3K240 project does not generate significant delays, it is a very simple system to redirect a fraction of the driver's emission upwards on the horizontal plane. It is inspired by the profile of K-tube devices.
Il carico acustico frontale del progetto MDD3J240 "MDD tube" genera onde secondarie coerenti e omnidirezionali con ritardi fino a 1 millisecondo. Aumentando la lunghezza (340 mm) si possono aumentare in proporzione i ritardi e rinforzare l'effetto MDD.
The front acoustic load of the MDD3J240 "MDD tube" project generates coherent and omnidirectional secondary waves with delays of up to 1 millisecond. By increasing the length (340 mm) you can proportionally increase the delays and reinforce the MDD effect.
I fori grandi alla base (9 mm) hanno lo scopo di creare un cortocircuito acustico, la guida d'onda è un sistema aperto su entrambi i lati.
The large holes at the base (9 mm) are intended to create an acoustic short circuit, the waveguide is an open system on both sides.
In verticale ho fatto 4 serie di fori angolate di 90 gradi, il diametro dei fori è5 mm,sono distanziatidi 10 mm. I fronti d'onda piani emessi dal driver si spostano verso l'alto e in corrispondenza di ogni foro generano un fronte d'onda secondario a simmetria sferica. Le emissione delle 4 linee si sovrappongono e irradiano in modo efficace a 360 gradi sul piano orizzontale. Il profilo superiore della guida d'onda cilindrica è una ulteriore sorgente di diffrazione di onde secondarie ritardate, coerenti e omnidirezionali sul piano orizzontale.Un'ultima frazione di energia sonora è inviata verso l'alto.
Vertically I made 4 sets of 90 degree angled holes, the diameter of the holes is 5mm, they are spaced 10mm apart. The plane wave fronts emitted by the driver move upwards and in correspondence of each hole generate a secondary wave front with spherical symmetry. The emission of the 4 lines overlap and radiate effectively at 360 degrees on the horizontal plane. The upper profile of the cylindrical waveguide is a further source of diffraction of delayed, coherent and omnidirectional secondary waves in the horizontal plane. A final fraction of sound energy is sent upwards.
Il carico acustico frontale del progetto MDD3R150 si differenzia dal precedente per l'aumento della lunghezza a 1000 mm. I ritardi delle onde secondarie omnidirezionali e coerenti aumentano finoa 3 milisecondi, si rinforza l'effetto MDD.
The front acoustic load of the MDD3R150 project differs from the previous one due to the 1000 mm length increase. The delays of the omnidirectional and coherent secondary waves increase up to 3 miliseconds, the MDD effect is strengthened.
Il fissaggio è realizzato con quattro staffe ad elle che mantengono la guida d'onda sollevata di circa 10 mm sopra il cono del driver.
The fixing is made with four L-brackets that keep the waveguide raised about 10 mm above the driver cone.
Il carico acustico frontale del progetto MDD3Q150 si differenzia dai precedenti con 7 guide d'onda in PVC rigido da 25 mm per il diverso sistema di fissaggio. Le guide d'onda sono fissate solo alla base con sei viti M3 e rese divergenti da uno spessore (un anello in corda) posizionato 30 mm sopra di esse. Ogni guida d'onda puņ vibrare all'estremo superiore senza interagire con le guide vicine. La distorsione si mantiene bassa.
The front acoustic load of the MDD3Q150 project differs from the previous ones with 7 rigid PVC waveguides of 25 mm for the different fixing system. The waveguides are fixed to the base only with six M3 screws and made divergent by a shim (a rope ring) placed 30 mm above them. Each waveguide can vibrate at the upper end without interacting with neighboring guides. Distortion remains low.
Il fissaggio è realizzato con quattro staffe ad elle che mantengono la guida d'onda sollevata di alcuni mm sopra il cono del driver. Nel progetto MDD3Q150 le guide d'onda sono quelle del progetto MDD3FE25d lunghe fino a 1600 mm con ritardi fino a 5 millisecondi.
The fixing is made with four L-brackets that keep the waveguide raised a few mm above the driver cone. In the MDD3Q150 project the waveguides are those of the MDD3FE25d project up to 1600 mm long with delays up to 5 milliseconds.