Testresultater Benchmarking av subwoofere i Trollkleiva

Sortert etter testdato
19.07.14: Gallo TR-1 (45,5p)
06.07.14: Signature SUB 1 (86,1p)
24.05.14: Studio SUB 12 (77,0p)
24.05.14: Fathom f112 (75,0p)


Sortert etter total poengskår
06.07.14: Signature SUB 1 (86,1p)
24.05.14: Studio SUB 12 (77,0p)
24.05.14: Fathom f112 (75,0p)
19.07.14: Gallo TR-1 (45,5p)


Sortert etter høy SPL-ytelse
24.05.14: Fathom f112 (32,6p)
06.07.14: Signature SUB 1 (31,9p)
24.05.14: Studio SUB 12 (29,4p)
19.07.14: Gallo TR-1 (8,5p)


Sortert etter lav harmonisk forvrengning
06.07.14: Signature SUB 1 (29,3p)
24.05.14: Studio SUB 12 (26,8p)
24.05.14: Fathom f112 (17,6p)
19.07.14: Gallo TR-1 (12,0p)


Sortert etter lav gruppeforsinkelse
24.05.14: Fathom f112 (15,0p)
19.07.14: Gallo TR-1 (15,0p)
06.07.14: Signature SUB 1 (15,0p)
24.05.14: Studio SUB 12 (12,4p)


Sortert etter resonansefritt design
19.07.14: Gallo TR-1 (10,0p)
06.07.14: Signature SUB 1 (9,9p)
24.05.14: Fathom f112 (9,8p)
24.05.14: Studio SUB 12 (3,4p)

For å kunne ha en profesjonell mening om ytelsen til de subene vi fører, så har vi begynt å foreta såkalte grunnplansmålinger av suber. Dette er lydtrykksmålinger (SPL) foretatt utendørs for å eliminere rombidrag og stående bølger fra testen. På denne måten sikrer man at målingene gjenspeiler subens ytelse alene, uten spesifikk påvirkning fra et tilfeldig rom.

Det ideelle ville ha vært å foreta grunnplansmålingene midt ute på en åpen og stille plass uten noen form for hindring innenfor en radius lik halve bølgelengden til 15 Hz (m.a.o. 11,5 meter). Vårt målested i utkanten av en skog (se foto under) er riktignok fritt for lavfrekvent støy (bortsett fra fottrinnene til et og annet troll som lar seg lokke hit til Trollkleiva p.g.a. all subwoofertestingen;), men det er dog ikke helt fritt for hindringer innenfor en så pass stor radius som 11-12 meter.

For å undersøke behovet for korreksjon av grunnplansmålinger gjort på vårt utvalgte sted, så har vi foretatt en sammenligning med en måling gjort på en åpen plass. Konklusjonen er at vårt målested i skogen gir fullt ut representative målinger innenfor det aktuelle frekvensområdet på 15-240 Hz [en figur som viser dette kommer].

I og med at målingene foregår utendørs, så utføres disse kun når været tillater det. Det må naturligvis være oppholdsvær, og temperaturen bør helst ligge på mellom 10 til 20 grader celsius. Det er spesielt viktig at det er nær vindstille siden vind av en viss styrke kan slå ut på lavfrekvente målinger. Hver måling utføres dog 3 ganger for å sjekke at tilfeldig støy ikke har innvirket på målingen (dette er noe vi praktisere selv for innendørsmålinger).

Ved å utføre grunnplansmålingene med en avstand på 2 meter, så vil målt respons være bortimot identisk med en måling gjort på 1 meters hold i et ekkofritt kammer. Dette fordi en måleavstand på 2m medfører en reduksjon i målt lydtrykk på 6 dB (i forhold til 1m), mens forsterkningen fra bakken gir en økning på 6 dB. I tillegg vil målt lydtrykk for bassreflekssuber og suber med flere elementer være langt mere korrekt når måleavstanden er 2 meter fremfor 1 meter.

For måling av en subwoofers upåvirkede frekvensrespons, så er grunnplansmålinger et meget bra alternativ til målinger foretatt i et ekkofritt kammer da det i praksis er vanskelig å designe et slikt kammer for så lave frekvenser, og grunnplansmålinger er derfor i utstrakt bruk av industrien og entusiastmiljøer for seriøs testing og benchmarking av subwoofere. Her er noen nettsteder hvor slike målinger er omtalt:


Våre grunnplansmålinger utføres ved bruk av en logaritmisk sinussveip fra 15-240 Hz for lydtrykksnivåene 90, 95, 100, 105 og 110 dB SPL. Vi har valgt 15 Hz som nedre grense for frekvenssveipet da dette omtrent er det laveste de aller beste subene på markedet er i stand til å spille før kraftig avrulling finner sted, spesielt for høye lydtrykk. Sveipets øvre grense er satt til 240 Hz for at 2. harmonisk forvrengning skal kunne måles opp til 120 Hz, hvilket er den høyeste tillatte frekvensen til et LFE-signal.

For å redusere risikoen for at en sub havarerer under test, så taes det ikke grunnplansmålinger for et høyere lydtrykk enn 110 dB SPL, og en subwoofers ytelse ved et lydtrykk på 115 dB SPL (maksimalt lydtrykk for et LFE-signal ved referansenivå) vil således ikke bli testet utendørs.

Merk i denne sammenhengen at lydtrykket i dypbassen som oftest vil se et betydelig bidrag fra rommet når en subwoofer brukes innendørs. Bidraget fra et rom konstruert i betong er i teorien på 12 dB/oktav for en monopol sub. Siden de fleste rom ikke er laget av betong, så vil et typisk rombidrag ligge på 4-9 dB/oktav. Frekvensen rombidraget begynner å gjøre seg gjeldende ved ligger på rundt 40 Hz for et lite rom, rundt 30 Hz for et middels stort rom og nærmere 20 Hz i et større rom. Nøyaktig verdi er avhengig av rommets største dimensjon (egentlig lengste diagonal). Bidraget fra rommet slår altså inn som mest i det frekvensområdet hvor de fleste suber får pustebesvær (ruller av) ved høye lydtrykk, noe vi skal være meget glade for.

Utstyret som benyttes til disse målingene har et så lite frekvensavvik at det ikke er behov for å benytte kalibreringsfiler i måleprogrammet REW (Room Eq Wizard). Mikrofonen er en Earthworks M30 med flat frekvensrespons i hele måleintervallet (M30 begynner å rulle av ved 10 Hz og 24 kHz, se figuren under).

Lydkortet som benyttes er fra Sound Devices og heter USBPre 2. Dette har en frekvensrespons innenfor ±0,5 dB fra 10 Hz til 40 kHz. Figuren under viser målt frekvensrespons ved bruk av lydkortet i vårt måleoppsett. Avrullingen til lydkortet ved 15 Hz, hvilket er nedre frekvens for grunnplansmålingene, er på beskjedne 0,28 dB.

Før hver subwoofertest så benyttes det i tillegg en SPL-kalibrator fra Galaxy Audio (CM-C200) sammen med M30 for å kalibrere SPL-måleren i REW ved et lydtrykksnivå på 114 dB(!). En oversikt av vårt måleutstyr finnes for øvrig her.

Subwoofer ytelse

Det er spesielt 3 egenskaper som kjennetegner en god subwoofer; utvidet frekvensrespons, høyt lydtrykk og lav forvrengning. Andre viktige egenskaper er kort gruppeforsinkelse og en lav grad av resonans fra kabinett og element.

Utvidet frekvensrespons

De aller fleste suber ruller av for tidlig, både nedover og oppover i frekvens.

En sub bør ideelt sett ikke rulle av oppover før 120 Hz er nådd da LFE-kanalen kan ha innhold opp til denne frekvensen (uavhengig av hva delefrekvensen er satt til for de andre kanalene). Her er det overraskende mange suber som svikter, og resultatet kan være tap av informasjon. I et stereooppsett kan det også noen ganger være ønskelig å dele en sub høyt, spesielt om det benyttes en sub pr. kanal og hovedhøyttalerne ruller av tidlig.

De fleste suber ruller av et sted mellom 20-30 Hz nedover i frekvens, og kun noen svært få kommersielle suber er i stand til å gi et lydtrykk ved referansenivå for frekvenser under 20 Hz i et typisk rom. Å realisere høye lydtrykk under 20 Hz krever langt flere watt enn hva de fleste er klar over. Dette fordi det må et stort membranareal til for å sette nok luft i bevegelse ved så ekstreme frekvenser. De færreste har plass og ressurser til å ta surroundoppsettet sitt så langt. I tillegg vil kun et fåtall filmer ha lydeffekter under 20 Hz. For de mest ekstreme entusiastene vil dog dette være grunn god nok, og belønningen er da også sjelsettende. Dette er effekter som riktignok knapt er hørbare, men som til de grader er følbare. Hørbarheten til frekvenser under 20 Hz er avhengig av hvilket lydtrykk man er i stand til å realisere. Ved 15 Hz, så går for eksempel grensen mellom hørbart og ikke hørbart område omtrent ved 90 dB SPL. Det kanskje viktigste bidraget er dog at suber som er i stand til å gå under 20 Hz også vil levere et høyere lydtrykk i det mere hørbare dypbassområdet 20-30 Hz.

Høyt lydtrykk

Det er ikke mange suber som klarer å fylle et middels stort rom med et lydtrykk i dypbassen nær eller ved referansenivå. Noen vil gjøre en bedre jobb her enn andre p.g.a. evnen til å yte et høyere lydtrykk lenger ned i frekvens.

Lav forvregning

En ting er å kunne gjengi dypbass høyt, en helt annen ting er å kunne gjengi dypbass høyt uten hørbar forvrengning. Harmonisk forvrengning over et visst nivå er ikke bra for lydkvaliteten. Kun de aller beste subene er i stand til å kombinere et høyt lydtrykk med en lav forvrengning.

Kort gruppeforsinkelse

Gruppeforsinkelse er et mål på hvor hurtig den akustiske fasen endrer seg fra en frekvens til neste. En gradvis endring av fasen er å foretrekke og dette tilsvarer en kort gruppeforsinkelse. Det hevdes at en gruppeforsinkelse som er for høy påvirker subens dynamiske egenskaper negativt, spesielt start/stopp av transienter, noe som også gir en mindre nyansert/transparent sub.

Resonansefritt design

Om en subwoofer ikke er godt nok avstivet og dempet, så kan det oppstå vibrasjon ved resonansfrekvensen til suben. Det kan også oppstå resonans/vibrasjon i veggene til kabinettet, i feste til elementet eller fra deler som ikke er godt nok forankret.

Rangering av ytelse

Jo lenger oppover i lydtrykk frekvenskurven beholder sin flate form, desto bedre er subens ytelse. Men ytelsen vil også være påvirket av harmonisk forvrengning, gruppeforsinkelse og eventuelle problemer med resonans/vibrasjon. For å kunne rangere de ulike subwooferne som testes, så har vi laget et poengsystem som omfatter alle disse faktorene. Dette er beskrevet under.

Poeng for frekvensrespons

Poengtildelingen gjøres ved at hver av de 5 SPL-kurvene deles opp i 3 oktaver. Det gis 1 poeng pr. oktav om kurven ligger rundt nominell lydtrykksverdi (dvs. at kurven er tilnærmet flat (innenfor ±1,5 dB)), 0,75 poeng pr. oktav om kurven ligger under med mellom 1,5 og 3 dB, 0,5 poeng pr. oktav om kurven ligger under med mellom 3 og 6 dB, 0,25 poeng pr. oktav om kurven ligger under med mellom 6 og 10 dB og 0 poeng om kurven ligger under med mere enn 10 dB.

Totalt antall poeng pr. oktav fastsettes ved å anvende de 5 poengklassene angitt over. For en SPL-kurves oktav hvor 1/5 av kurven er tilnærmet flat, 1/5 av kurven er under med inntil 3 dB, 1/5 av kurven er under med mellom 3 og 6 dB, 1/5 av kurven er under med mellom 6 og 10 dB og 1/5 av kurven er under med mere enn 10 dB, så blir poengsummen for denne oktaven 0,2*1 + 0,2*0,75 + 0,2*0,5 + 0,2*0,25 + 0,2*0,0 = 0,5 poeng (av maksimalt 1 oppnåelig poeng).

Merk for øvrig at det benyttes en logaritmisk frekvensakse også ved beregning av poeng ellers ville ikke hver av de 3 oktavene utgjort en like lang del av kurven.

De tre oktavene er 15-30 Hz (dypbass), 30-60 Hz (nedre mellombass) og 60-120 Hz (øvre mellombass). Hver oktav tillegges samme vekt, mens SPL-kurvene gis større vekt jo høyere den nominelle SPL-verdien er. Vekttallene til SPL-kurvene er som følger:

  • 90 dB: 1,0
  • 95 dB: 1,5
  • 100 dB: 2,0
  • 105 dB: 2,5
  • 110 dB: 3,0

Systemet med poeng og vekttall gir en maksimal poengsum av 45 (se tabellen under).

Poeng for lav forvrengning

Her ville det vært enklest å gi poeng etter nivået på den totale harmoniske forvrengningen (THD), men det er nå en gang slik at ørene våre er mere sensitive til høyere ordens harmonisk forvrengning enn lavere ordens. Dette har CEA 2010 standarden for måling av aktive subwoofere tatt hensyn til ved etableringen av en øvre akseptabel grense for harmonisk forvrengning. Denne er definert ved at 2. harmonisk forvrengning må være minst 10 dB lavere enn lydtrykket til fundamentalen (1. harmonisk), 3. harmonisk -15 dB, 4. & 5. harmonisk -20 dB, 6. til 8. harmonisk -30 dB og høyere harmoniske forvrengninger -40 dB (se for øvrig figuren under).

Poengutmålingen foregår på basis av forvrengningsnivået til den enkelte harmoniske komponenten og gjøres for hver av de 5 lydtrykksnivåene.

Det gis 1 poeng pr. harmonisk komponent om forvrengningen ligger innenfor kravene beskrevet over. Om forvrengningen overstiger kravene, så gis det poeng på følgende vis:

  • < 1,5 dB over: 0,75 poeng
  • 1,5-3 dB over: 0,5 poeng
  • 3-6 dB over: 0,25 poeng
  • > 6 dB over: 0 poeng

I likhet med poengutmålingen for frekvensrespons, så gis høyere SPL-nivåer en større betydning, mens hver av de harmoniske komponentene vektes likt (siden øvre akseptabel grense for harmonisk forvrengning allerede gjenspeiler kravet til de ulike harmoniske komponentene). Systemet med poeng og vekttall gir tilsammen en maksimal poengsum av 30 (se for øvrig tabellen under).

I tillegg gis det bonuspoeng for lave THD-verdier på følgende måte:

  • THD < 20% => +5 poeng
  • THD < 15% => +10 poeng
  • THD < 10% => +15 poeng
  • THD < 5% => +20 poeng

THD-kurven som legges til grunne for tildeling av bonuspoeng er den til det høyeste lydtrykksnivået (110 dB), og hele kurven (fra 15-120 Hz) må ligge under relevant grenseverdi for å kunne kvalifisere til angitt bonuspoeng.

Poeng for kort gruppeforsinkelse

Figuren under viser et eksempel på en subwoofers gruppeforsinkelse (turkis kurve) innenfor relevant ytelsesområde (15-120 Hz). Gruppeforsinkelsen angis i millisekund (mS).

Det gis 5 poeng pr. oktav om gruppeforsinkelsen er under 1 periode (grønn kurve) og 0 poeng om den ligger mellom 1 og 1,5 perioder. Videre gis det -5 poeng pr. oktav om gruppeforsinkelsen ligger mellom 1,5 og 2 perioder (oransje kurve) og -10 poeng om den er lenger enn 2 perioder (rød kurve). Maksimal poengsum er 15.

Poeng for resonansefritt design

Et resonansefritt subwooferdesign vil være assosiert med et vannfall som faller bratt (typisk med 25-30 dB) i løpet av de første 100-150 millisekundene. Om vannfallet er fritt for resonanser ned til et lydtrykksnivå på 25 dB under nominell SPL-verdi, så oppnåes en maksimalskår på 10 poeng. For vannfall med synlige resonanser (se eksempel under), så trekkes det et halvt poeng fra maksimal oppnåelige skår for hver desibel resonansen(e) ligger over det valgte grensenivået på -25 dB.

Figuren under viser et eksempel på en subwoofers vannfallsdiagram. Målingen er gjort ved et lydtrykksnivå på 95 dB, og grensenivået på -25 dB er således ved 70 dB SPL. Resonansen ved cirka 18 Hz er i dette eksemplet rundt 13 dB over akseptabelt grensenivå.

I tillegg til nivået til resonansen(e), så tas det hensyn til hvilken oktav resonansen(e) opptrer i ved å multiplisere fratrekket med et vekttall som øker for høyere oktaver:

  • 15-30 Hz: 1,0
  • 30-60 Hz: 1,5
  • 60-120 Hz: 2,0

Poengskåren i eksemplet over blir derfor 10 - 0,5*13*1,0 = 10 - 6,5 = 3,5 poeng.

Total poengskår

Den totale oppnåelige skåren for en subwoofer er 100 poeng. Sammenhengen mellom poengskår og ytelse er som angitt under:

  • 0-25 poeng = Lite bra ytelse
  • 25-50 poeng = Nokså bra ytelse
  • 50-75 poeng = Meget bra ytelse
  • 75-100 poeng = Svært bra ytelse

Slik poengsystemet er bygget opp i øyeblikket, så vektlegges SPL-ytelse med 45%, lav forvrengning med 30%, kort gruppeforsinkelse med 15% og resonansefritt design med 10%. Merk dog at det tildeles negative poeng i tilfeller med lang gruppeforsinkelse og høy resonans. Dette gjøres for å redusere poengskåren til suber med mere enn henholdsvis 15 og 10 prosent i de tilfellene hvor henholdsvis gruppeforsinkelse og resonans er spesielt høy. Poengsystemet vil for øvrig være gjenstand for revisjon etter hvert som flere og flere subwoofere testes og erfaringsgrunnlaget øker.

Testede subwoofere (og potensielle testkandidater)

  • Anthony Gallo Acoustics
    • TR-1 (19.07.14, Poengskår: 45,5)
    • TR-3D (kommer kanskje)
  • Avantgarde
    • Lite Basshorn (kommer kanskje)
    • Stort Basshorn (kommer)
  • Bag End
    • IPD10E (kommer kanskje)
    • IPS12E (kommer)
    • IPD12E (kommer)
    • IPS18E (kommer, se omtale her og 90 dB ytelse (grønn kurve) her)
    • IPD18E (kommer kanskje)
    • IPS21E (kommer kanskje)
  • Genelec
    • HTS3B (kommer kanskje)
    • HTS4B (kommer kanskje, se test her inntil videre)
  • JL Audio
    • Fathom f110 (kommer)
    • Fathom f112 (24.05.14, Poengskår: 75,0)
    • Fathom f113 (kommer, se 90 dB ytelse (blå kurve) her inntil videre)
    • Fathom f212 (kommer)
  • Ken Kreisel
    • DXD-808 (kommer kanskje, se test her inntil videre)
    • DXD-12012 (kommer, se test her inntil videre)
  • Martin Logan
    • BalancedForce 210 (kommer kanskje)
    • BalancedForce 212 (kommer)
  • Paradigm
    • Studio SUB 12 (24.05.14, Poengskår: 77,0)
    • Studio SUB 15 (kommer)
    • Signature SUB 1 (06.07.14, Poengskår: 86,1)
    • Signature SUB 2 (kommer, se 90 dB ytelse her inntil videre)
  • SVS
    • SB-13 Ultra (kommer kanskje, se test her inntil videre)
    • PB-13 Ultra (kommer kanskje, se test her inntil videre)
  • Velodyne
    • DD-10+ (kommer kanskje)
    • DD-12+ (kommer kanskje)
    • DD-15+ (kommer kanskje)
    • DD-18+ (kommer, se test her inntil videre)

Interesserte er velkommen til å bidra med suber til test (med unntak av DIY-konstruksjoner og utgåtte modeller). Betingelsen er dog at vi ikke stilles til ansvar for problemer som måtte oppstå med suben, verken under eller etter test.

Det er også mulig å sende oss forslag på epost om hvilke suber du aller mest ønsker å se testet. Vi vil da gå til innkjøp av de subene som går igjen mest i forslagene, hvorpå disse vil bli solgt på vår tilbudsside til rabattert pris etter vel utført test.

Tilbake
© 2006-2018 Gjallarhorn Audio. Alle rettigheter forbeholdes