home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Usenet 1994 January / usenetsourcesnewsgroupsinfomagicjanuary1994.iso / answers / car-audio / part2 < prev    next >
Internet Message Format  |  1993-12-07  |  37KB

  1. Path: senator-bedfellow.mit.edu!bloom-beacon.mit.edu!nic.hookup.net!europa.eng.gtefsd.com!howland.reston.ans.net!vixen.cso.uiuc.edu!uxa.cso.uiuc.edu!jsc52962
  2. From: stealth@uiuc.edu (Jeffrey S. Curtis)
  3. Newsgroups: rec.audio.car,rec.answers,news.answers
  4. Subject: rec.audio.car FAQ (part 2/3)
  5. Supersedes: <rac-faq-p2-063122Nov61993@uxa.cso.uiuc.edu>
  6. Followup-To: rec.audio.car
  7. Date: 6 Dec 1993 06:34:36 GMT
  8. Organization: University of Illinois at Urbana
  9. Lines: 752
  10. Approved: news-answers-request@mit.edu
  11. Distribution: world
  12. Message-ID: <rac-faq-p2-063448Dec61993@uxa.cso.uiuc.edu>
  13. Reply-To: stealth@uiuc.edu (Jeffrey S. Curtis)
  14. NNTP-Posting-Host: uxa.cso.uiuc.edu
  15. Summary: This article describes the answers to the frequently
  16.      asked questions on the rec.audio.car newsgroup.  This
  17.      article is posted once per month.
  18. Originator: jsc52962@uxa.cso.uiuc.edu
  19. Xref: senator-bedfellow.mit.edu rec.audio.car:16634 rec.answers:3260 news.answers:15529
  20.  
  21. Archive-name: car-audio/part2
  22. Version: 1.9
  23. Last-modified: 05 Nov 93
  24.  
  25.  
  26.       3 Components
  27.  
  28.     This section describes various components that you can have in
  29.     a car audio system, along with common specifications, desirable
  30.     features, some of the best and worst brands, and so on.
  31.  
  32.     Be aware that there is no standardized testing mechanism in
  33.     place for rating car audio products.  As such, manufacturers
  34.     are open to exaggerating, "fudging", or just plain lying when
  35.     it comes to rating their own products.
  36.  
  37.     3.1 What do all of those specifications on speakers mean? [JSC,CD]
  38.  
  39.     "Input sensitivity" is the SPL the driver will produce given
  40.     one watt of power as measured from one meter away given some
  41.     input frequency (usually 1kHz unless otherwise noted on the
  42.     speaker).  Typical sensitivities for car audio speakers are
  43.     around 90dB/Wm.  Some subwoofers and piezo horns claim over
  44.     100dB/Wm.  However, some manufacturers do not use true 1W
  45.     tests, especially on low impedance subwoofers.  Rather, they
  46.     use a constant voltage test which produces more impressive
  47.     sensitivity ratings.
  48.  
  49.     "Frequency response" in a speaker refers to the range of
  50.     frequencies which the speaker can reproduce within a certain
  51.     power range, usually +/-3dB.
  52.  
  53.     "Impedance" is the impedance of the driver (see 1.1), typically
  54.     4 ohms, although some subwoofers are 8 ohms, some stock Delco
  55.     speakers are 10 ohms, and some stock Japanese imports are 6
  56.     ohms.
  57.  
  58.     "Nominal power handling" is the continuous power handling of
  59.     the driver.  This figure tells you how much power you can put
  60.     into the driver for very long periods of time without having to
  61.     worry about breaking the suspension, overheating the voice
  62.     coil, or other nasty things.
  63.  
  64.     "Peak power handling" is the maximum power handling of the
  65.     driver.  This figure tells you how much power you can put into
  66.     the driver for very brief periods of time without having to
  67.     worry about destroying it.
  68.  
  69.     3.2 Are component/separates any better than fullrange or coaxials? [JSC]
  70.  
  71.     Usually, yes.  Using separates allows you to position the
  72.     drivers independently and more carefully, which will give you
  73.     greater control over your imaging.  For rear fill applications,
  74.     however, coaxial speakers will perform fine, as imaging is not
  75.     a primary concern.
  76.  
  77.     3.3 What are some good (and bad) brands of speakers? [JSC]
  78.  
  79.     People will emotionally defend their particular brand of
  80.     speakers, so asking what the "best" is is not a good idea.
  81.     Besides, the best speaker is the one which suits the
  82.     application the best.  In general, however, various people have
  83.     claimed excellent experiences with such brands as Boston
  84.     Acoustics, MB Quart, a/d/s/, and Polk.  Also, most people agree
  85.     that you should avoid brands like Sparkomatic and Kraco at all
  86.     costs.
  87.  
  88.     3.4 What do all of those specifications on amplifiers mean? [JSC,BG]
  89.  
  90.     "Frequency response" refers to the range of frequencies which
  91.     the amplifier can reproduce within a certain power range,
  92.     usually +/-3dB.
  93.  
  94.     "Continuous power output" is the power output of the amplifier
  95.     into one channel into a certain load (usually four ohms) below
  96.     a certain distortion level (usually at most 1%THD) at a certain
  97.     frequency (usually 1kHz).  A complete power specification
  98.     should include all of this information, e.g. "20W/ch into 4
  99.     ohms at < 0.03%THD at 1kHz" although this can also be stated as
  100.     (and be assumed equivalent to) "20W/ch at < 0.03%THD".  The
  101.     amplifier should also be able to sustain this power level for
  102.     long periods of time without difficulties such as overheating.
  103.  
  104.     "Peak power output" is the power output of the amplifier into
  105.     one channel into a certain load (usually four ohms) below a
  106.     certain distortion level (usually much higher than the
  107.     continuous rating level) at a certain frequency (usually
  108.     1kHz).  A complete power specification should include all of
  109.     this information, e.g.  "35W/ch into 4 ohms at < 10.0%THD at
  110.     1kHz" although this can also be stated as (and be assumed
  111.     equivalent to) "35Wch at < 10.0%THD".  Consumer warning: some
  112.     manufacturers will state the "peak power output" rating by
  113.     including the amount of power which can be drawn from
  114.     "headroom", which means power supply capacitors.  They usually
  115.     will not tell you this in the specification, however; indeed,
  116.     they tend to prominently display the figure in big, bold
  117.     letters on the front of the box, such as "MAXIMUM 200W PER
  118.     CHANNEL!!!" when the continuous rating is 15W/ch and the unit
  119.     has a 5A fuse.
  120.  
  121.     "Damping factor" represents the ratio of the load being driven
  122.     (that is, the speaker - usually four ohms) to the output
  123.     impedance of the amplifier (that is, the output impedance of
  124.     the transistors which drive the speakers).  The lower the
  125.     output impedance, the higher the damping factor.  Higher
  126.     damping factors indicate a greater ability to help control the
  127.     motion of the cone of the speaker which is being driven.  When
  128.     this motion is tightly controlled, a greater transient response
  129.     is evident in the system, which most people refer to as a
  130.     "tight" or "crisp" sound.  Damping factors above 100 are
  131.     generally regarded as good.
  132.  
  133.     "Signal to Noise" or "S/N" is the ratio, usually expressed in
  134.     decibels, of the amount of true amplified output of the
  135.     amplifier to the amount of extraneous noise injected into the
  136.     signal.  S/N ratios above 90 to 95dB are generally regarded as
  137.     good.
  138.  
  139.     3.5 What is "bridging"? Can my amp do it? [JSC]
  140.  
  141.     Bridging refers to taking two channels of an amplifier and
  142.     combining them to turn the amplifier into a one channel
  143.     amplifier.  In normal operation, one wire which goes to a
  144.     speaker from the amplifier is "neutral", that is, the potential
  145.     never changes (with respect to another fixed point, like
  146.     ground).  The other wire is "hot", that is, it carries the
  147.     fluctuating AC speaker signal.  The speaker "sees" a potential
  148.     between these two leads, and so there is a voltage applied to
  149.     the speaker.  When an amplifier is bridged, both leads are
  150.     "hot".  However, one signal must be inverted, or else the
  151.     speaker will never see a potential, as both wires are carrying
  152.     roughly the same signal.  With one signal inverted, the speaker
  153.     will see a signal that is twice as great as one signal alone.
  154.     Thus, if your amplifier does not have a switch or button of
  155.     some sort which inverts one channel, you cannot bridge your
  156.     amplifier (unless you build an external inverter).  With
  157.     respect to power, the commonly accepted definition is that when
  158.     you bridge and amplifier, you add all of the characteristics of
  159.     the bridged channels together.  Thus, if you bridge an
  160.     amplifier that is 50W/ch into 4 ohms at < 0.05%THD, your
  161.     bridged channel is 100W/ch into 8 ohms at < 0.10%THD.
  162.     Therefore, an amplifier which is 2 ohm stable in stereo mode is
  163.     only 4 ohm stable in bridged mono mode, and an amp which is 4
  164.     ohm stable in stereo is only 8 ohm stable in bridged mono.
  165.  
  166.     3.6 What is "mixed-mono"? Can my amp do it? [JSC]
  167.  
  168.     Some amplifiers which are both bridgeable and able to drive low
  169.     impedance loads also allow you to use "mixed-mono" mode.  This
  170.     involves driving a pair of speakers in stereo mode as well as
  171.     simultaneously driving a single speaker in bridged mono mode.
  172.     What happens is that you put your amp in bridged mode, which
  173.     inverts one output signal.  You then connect the mono speaker
  174.     as you normally would in bridged mode.  To the channel which is
  175.     not inverted, you connect your stereo speaker as you normally
  176.     would.  To the channel which is inverted, you connect the other
  177.     stereo speaker with its leads reversed (+ to - and - to +)
  178.     since the signal is inverted.
  179.  
  180.     3.7 What does "two ohm stable" mean? What is a "high-current"
  181.     amplifier? [JSC]
  182.  
  183.     An x ohm stable amplifier is an amp which is able to
  184.     continuously power loads of x ohms per channel without
  185.     encountering difficulties such as overheating.  Almost all car
  186.     amplifiers are at least four ohm stable.  Some are two ohm
  187.     stable, which means that you could run a pair of four ohm
  188.     speakers in parallel on each channel of the amplifier, and each
  189.     channel of the amp would "see" two ohms.  Some amps are
  190.     referred to as "high-current", which is a buzzword which
  191.     indicates that the amp is able to deliver very large
  192.     (relatively) amounts of current, which usually means that it is
  193.     stable at very low load impedances, such as 1/4 or 1/2 of an
  194.     ohm.  Note that the minimum load rating (such as "two ohm
  195.     stable") is a stereo (per channel) rating.  In bridged mode,
  196.     the total stability is the sum of the individual channels'
  197.     stability (see 3.5).
  198.  
  199.     3.8 Should I buy a two or four (or more) channel amplifier? [JSC]
  200.  
  201.     If you only have one line-level set of outputs available, and
  202.     wish to power two sets of speakers from a single amplifier, you
  203.     may be able to save money by purchasing a two channel amplifier
  204.     which is stable to two ohms rather than spending the extra
  205.     money for a four channel amp.  If you do this, however, you
  206.     will be unable to fade between the two sets of speakers
  207.     (without additional hardware), and the damping factor of the
  208.     amplifier will effectively be cut in half.  Also, the amp may
  209.     run hot and require fans to prevent overheating.  If you have
  210.     the money, a four channel amp would be a better choice.  You
  211.     would need to add a dual-amp balancer in order to maintain
  212.     fader capability, however, but it is more efficient than
  213.     building a fader for a two channel amp.  If you wish to power a
  214.     subwoofer or additional speakers as well, you may want to
  215.     purchase a five or six channel amp.
  216.  
  217.     3.9 What are some good (and bad) brands of amplifiers? [JSC]
  218.  
  219.     As with speakers, people emotionally defend their amplifier, so
  220.     choosing the best is difficult.  However, some brands stand out
  221.     as being consistently good while others are consistently bad.
  222.     Among the good are HiFonics, Phoenix Gold, a/d/s/, and
  223.     Precision Power.
  224.  
  225.    3.10 What is a crossover? Why would I need one? [JSC]
  226.  
  227.     A crossover is a device which filters signals based on
  228.     frequency.  A "high pass" crossover is a filter which allows
  229.     frequencies above a certain point to pass unfiltered; those
  230.     below that same point still get through, but are attenuated
  231.     according to the crossover slope.  A "low pass" crossover is
  232.     just the opposite:  the lows pass through, but the highs are
  233.     attenuated.  A "band pass" crossover is a filter that allows a
  234.     certain range of frequencies to pass through while attenuating
  235.     those above and below that range.  There are passive
  236.     crossovers, which are generally collections of capacitors and
  237.     inductors and sometimes resistors, which are placed in between
  238.     the amplifier and the speakers.  There are also active
  239.     crossovers which are powered electrical devices which are
  240.     placed between the head unit and the amplifiers.
  241.  
  242.     There are many reasons for using crossovers.  One is to filter
  243.     out deep bass from relatively small drivers.  Another is to
  244.     split the signal in a multi-driver speaker so that the woofer
  245.     gets the bass, the midrange gets the mids, and the tweeter gets
  246.     the highs.
  247.  
  248.     Crossovers are categorized by their "order" and their
  249.     "crossover point".  The order of the crossover indicates how
  250.     steep the attenuation slope is.  A first order crossover "rolls
  251.     off" the signal at -6dB/octave (that is, quarter power per
  252.     doubling or halving in frequency).  A second order crossover
  253.     has a slope of -12dB/octave; third order is -18dB/octave; etc.
  254.     The crossover point is generally the frequency at which the
  255.     -3dB point of the attenuation slope occurs.  Thus, a first
  256.     order high pass crossover at 200Hz is -3dB down at 200Hz, -9dB
  257.     down at 100Hz, -15dB down at 50Hz, etc.
  258.  
  259.     The expected impedance of a crossover is important as well.  A
  260.     crossover which is designed as -6dB/octave at 200Hz high pass
  261.     with a 4 ohm driver will not have the same crossover frequency
  262.     with a driver which is not 4 ohms.  With crossovers of order
  263.     higher than one, using the wrong impedance driver will wreak
  264.     havoc with the frequency response.  Don't do it.
  265.  
  266.    3.11 Should I get an active or a passive crossover? [JSC]
  267.  
  268.     Active crossovers are more efficient than passive crossovers.
  269.     A typical "insertion loss" (power loss due to use) of a passive
  270.     crossover is around 0.5dB.  Active crossovers have much lower
  271.     insertion losses, if they have any loss at all.  Also, with
  272.     some active crossovers, you can continuously vary not only the
  273.     crossover point, but also the slope.  Thus, if you wanted to,
  274.     with some active crossovers you could create a high pass filter
  275.     at 112.3Hz at -37.2dB/octave, or other such things.
  276.  
  277.     However, active crossovers have their disadvantages as well.
  278.     An active crossover may very well cost more than an equivalent
  279.     number of passive crossovers.  Also, since the active crossover
  280.     has separate outputs for each frequency band that you desire,
  281.     you will need to have separate amplifiers for each frequency
  282.     range.
  283.  
  284.     Thus, if you have extra money to spend on an active crossover
  285.     and separate amplifiers, an active crossover is probably the
  286.     way to go.  However, if you are on a budget and can find a
  287.     passive crossover with the characteristics you desire, go with
  288.     a passive.
  289.  
  290.    3.12 How do I build my own passive crossovers? [JSC]
  291.  
  292.     A first order high pass crossover is simply a capacitor placed
  293.     inline with the driver.  A first order low pass crossover is an
  294.     inductor inline with the driver.  These can also be reversed: a
  295.     capacitor in parallel with the driver is a low pass filter; an
  296.     inductor in parallel with the driver is a high pass filter.
  297.     When like combinations are used, the order increases: a
  298.     crossover in series (inline) followed by an inductor in
  299.     parallel is a second order high pass crossover.  An inductor in
  300.     series followed by a capacitor in parallel is a second order
  301.     low pass crossover.
  302.  
  303.     To calculate the correct values of capacitors and inductors to
  304.     use, you need to know the nominal impedance (Z) of the circuit
  305.     in ohms and the desired crossover point (f) in hertz.  The
  306.     needed capacitance in farads is then 1/(2 x pi x f x Z).  The
  307.     needed inductance in henries is Z/(2 x pi x f).  For example,
  308.     if the desired crossover point is 200Hz for a 4 ohm driver, you
  309.     need a 198.9 x 10^-6 F (or 199uF) capacitor for a high pass
  310.     first order filter, or a 3.18 x 10^-3 H (or 3.18mH) inductor
  311.     for a low pass first order filter.
  312.  
  313.     To obtain low insertion losses, the inductors should have very
  314.     low resistance, perhaps as low as 0.1 to 0.2 ohms.
  315.  
  316.     Also, be sure to select capacitors with proper voltage
  317.     ratings.  The maximum voltage in the circuit will be less than
  318.     the square root of the product of the maximum power in the
  319.     circuit and the nominal impedance of the driver.  For example,
  320.     a 4 ohm woofer being given 100W peak will see a maximum voltage
  321.     of sqrt(100*4) = sqrt(400) = 20V.  Make sure that the
  322.     capacitors are bipolar, too, since speaker signals are AC
  323.     signals.  If you cannot find bipolar capacitors, you can use
  324.     two polar capacitors in parallel and in opposite polarity (+ to
  325.     - and - to +).  However, there are some possible problems with
  326.     this approach: the forward voltage rating will probably not be
  327.     equal to the reverse voltage rating, and there could be a
  328.     reverse capacitance as well.  Both problems could adversely
  329.     affect your circuit if you decide to use opposite polarity
  330.     capacitors in parallel.
  331.  
  332.     To build a second order passive crossover, calculate the same
  333.     initial values for the capacitance and inductance, and then
  334.     decide whether you want a Linkwitz-Riley, Butterworth, or
  335.     Bessel filter.  An L-R filter matches the attenuation slopes so
  336.     that both -3dB points are at the same frequency, so that the
  337.     system response is flat at the crossover frequency.  A
  338.     Butterworth filter matches the slopes so that there is a peak
  339.     at the crossover frequency, and a Bessel filter is in between
  340.     the two.  For an L-R filter, halve the capacitance and double
  341.     the inductance.  For a Butterworth filter, multiply the
  342.     capacitance by 1/sqrt(2) and the inductance by sqrt(2).  For a
  343.     Bessel filter, multiply the capacitance by 1/sqrt(3) and the
  344.     inductance by sqrt(3).
  345.  
  346.     You should realize, too, that crossovers induce a phase shift
  347.     in the signal of 90 degrees per order.  In a second order
  348.     filter, then, this can be corrected by reversing the polarity
  349.     of one of the drivers.  In any case with any crossover, though,
  350.     you should always experiment with the polarity of the drivers
  351.     to achieve the best total system response.
  352.  
  353.    3.13 Should I buy an equalizer? [JSC]
  354.  
  355.     Equalizers are normally used to fine-tune a system, and should
  356.     be treated as such.  Equalizers should not be purchased to
  357.     boost one band 12dB and to cut another band 12dB and so on -
  358.     excessive equalization is indicative of more serious system
  359.     problems that should not simply be masked with an EQ.  However,
  360.     if you need to do some minor tweaking, an EQ can be a valuable
  361.     tool.  Additionally, some EQs have spectrum analyzers built in,
  362.     which makes for some extra flash in a system.  There are two
  363.     main kinds of EQs available today: dash and trunk.  Dash EQs
  364.     are designed to be installed in the passenger compartment of a
  365.     car, near the head unit.  They have the adjustments for
  366.     anywhere from five to eleven (and sometimes more) bands on the
  367.     front panel.  Trunk EQs are designed to be adjusted once and
  368.     then stashed away.  These types of EQs usually have many bands
  369.     (sometimes as many as thirty).  Both types sometimes also have
  370.     crossovers built in.
  371.  
  372.    3.14 What are some good (and bad) brands of equalizers?
  373.  
  374.    3.15 What do all of those specifications on tape deck head units mean?
  375.  
  376.    3.16 What are features to look for in a tape deck?
  377.  
  378.    3.17 What are some good (and bad) brands of tape decks?
  379.  
  380.    3.18 What are features to look for in a CD head unit?
  381.  
  382.    3.19 Should I buy a detachable faceplate or pullout CD player?
  383.  
  384.    3.20 What are some good (and bad) brands of CD head units?
  385.  
  386.    3.21 Can I use my portable CD player in my car? Won't it skip a lot? [JSC]
  387.  
  388.     You can use any portable CD player in a car provided that you
  389.     have either an amplifier with line level inputs (preferred) or
  390.     a tape deck.  If you have the former, you can simply buy a 1/8"
  391.     headphone jack to RCA jack adapter and plug your CD player
  392.     directly into your amplifier.  If you have the latter, you can
  393.     purchase a 1/8" headphone jack to cassette adapter and play CDs
  394.     through your tape deck.  The cassette adapters tend to be far
  395.     more convenient; however, there is a significant tradeoff: by
  396.     using cassette adapters, you limit your sound to the frequency
  397.     response of the tape head, which is sometimes as much as an
  398.     entire order of magnitude worse than the raw digital material
  399.     encoded onto the CD itself.
  400.  
  401.     Portable CD players which were not designed for automotive use
  402.     will tend to skip frequently when used in a car (relatively).
  403.     CD players that are specially designed for automotive use, such
  404.     as the Sony Car Discman, tend to include extra dampening to
  405.     allow the laser to "float" across the bumps and jolts of a
  406.     road.  Some people have indicated success with using regular
  407.     portable CD players in a car when they place the CD player on a
  408.     cushion, such as a thick shirt or even on their thighs.
  409.  
  410.    3.22 What's that weird motor noise I get with my portable CD player? [JSC]
  411.  
  412.     Many people report problems while playing CDs from a portable
  413.     CD player into their car audio systems.  The problem, stated
  414.     very simply, has to do with the stepping of the motor requiring
  415.     a varying amount of current and non-isolated power and audio
  416.     signal grounds.  Using a liberal application of capacitors and
  417.     inductors, this voltage variance can be restricted to a window
  418.     of 8.990 to 9.005V for a 9V CD player, yet even the swing
  419.     between these two levels is enough to cause annoyingly loud
  420.     noise on the outputs.  It has been reported that this entire
  421.     problem can be solved by using a true DC-DC inverter at the
  422.     power input to the CD player.
  423.  
  424.    3.23 What are some good (and bad) brands of portable CD players?
  425.  
  426.    3.24 What's in store for car audio with respect to MD, DAT and DCC? [HK]
  427.  
  428.     MD seems to have a better future than DAT or DCC which don't
  429.     seem to have appeal to the public.  Ease of use seems to be an
  430.     important factor and the CD formats allows direct access to
  431.     musical tracks at an instant.  Although MD doesn't match the
  432.     sound quality of the standard CD's it will probably be popular
  433.     since the players have a buffer to eliminate skipping.  DAT
  434.     will remain as a media for ProAudio for recording purposes
  435.     before pressing CD's.
  436.  
  437.    3.25 Are those FM modulator CD changers any good? What are my other
  438.     options?
  439.  
  440.    3.26 What are some good (and bad) brands of CD changers?
  441.  
  442.    3.27 Why do I need a center channel in my car, and how do I do it? [HK,
  443.     JSC]
  444.  
  445.     If a proper center image isn't achievable via a two channel
  446.     configuration, installation of a center channel can help.
  447.     Since the majority of recordings are done in two channel, a two
  448.     channel system designed correctly should be able to reproduce a
  449.     center image which was captured during recording.  A center
  450.     channel is not simply a summation of the left and right
  451.     channels, like bridging an amplifier; rather, it is an
  452.     extraction of common signals from the left and right channels.
  453.     This usually means the lead vocals, and perhaps one or two
  454.     instruments.  These signals will then be localized to the
  455.     center of the stage, instead of perhaps drifting between the
  456.     left center and right center of the stage.  A signal processor
  457.     is usually required in order to properly create a center
  458.     channel image.  The image should then be sent to a driver in
  459.     the physical center of the front of the car, at an
  460.     amplification level somewhat lower than the rest of the
  461.     speakers.  The correct frequency range and power levels will
  462.     depend on the particular installation, though a good starting
  463.     point is perhaps a pass band of 250-3000Hz at an amplification
  464.     level of half the power of the main speakers (3dB down).
  465.  
  466.    3.28 Should I buy a sound field processor?
  467.  
  468.    3.29 What are some good (and bad) brands of signal processors?
  469.  
  470.  
  471.       4 Subwoofers
  472.  
  473.     This section describes some elements necessary for
  474.     understanding subwoofers - how they operate, how to build
  475.     proper enclosures, how to pick the right driver for you, and
  476.     how to have a computer do some of the work for you.
  477.  
  478.     4.1 What are "Thiele/Small parameters"? [CD,RDP]
  479.  
  480.     These are a group of parameters outlined by A.N. Thiele, and
  481.     later R.H. Small, which can completely describe the electrical
  482.     and mechanical characteristics of a mid and low frequency
  483.     driver operating in its pistonic region.  These parameters are
  484.     crucial for designing a quality subwoofer enclosure, be it for
  485.     reference quality reproduction or for booming.
  486.  
  487.     Fs    Driver free air resonance, in Hz.  This is the point at 
  488.         which driver impedance is maximum.
  489.     Fc    System resonance (usually for sealed box systems), in Hz
  490.     Fb    Enclosure resonance (usually for reflex systems), in Hz
  491.     F3    -3 dB cutoff frequency, in Hz
  492.     
  493.     Vas   "Equivalent volume of compliance", this is a volume of 
  494.         air whose compliance is the same as a driver's 
  495.         acoustical compliance Cms (q.v.), in cubic meters
  496.     
  497.     D     Effective diameter of driver, in meters
  498.     Sd    Effective piston radiating area of driver in square meters
  499.     Xmax  Maximum peak linear excursion of driver, in meters
  500.     Vd    Maximum linear volume of displacement of the driver 
  501.         (product of Sd times Xmax), in cubic meters.
  502.     
  503.     Re    Driver DC resistance (voice coil, mainly), in ohms
  504.     Rg    Amplifier source resistance (includes leads, crossover, 
  505.         etc.), in ohms
  506.     
  507.     Qms   The driver's Q at resonance (Fs), due to mechanical 
  508.         losses; dimensionless
  509.     Qes   The driver's Q at resonance (Fs), due to electrical 
  510.         losses; dimensionless
  511.     Qts   The driver's Q at resonance (Fs), due to all losses;
  512.          dimensionless
  513.     Qmc   The system's Q at resonance (Fc), due to mechanical 
  514.         losses; dimensionless
  515.     Qec   The system's Q at resonance (Fc), due to electrical 
  516.         losses; dimensionless
  517.     Qtc   The system's Q at resonance (Fc), due to all losses; 
  518.         dimensionless
  519.     Ql    The system's Q at Fb, due to leakage losses;
  520.         dimensionless
  521.     Qa    The system's Q at Fb, due to absorption losses;
  522.               dimensionless
  523.     Qp    The system's Q at Fb, due to port losses (turbulence,
  524.               viscousity, etc.); dimensionless
  525.     
  526.     n0    The reference efficiency of the system (eta sub 0) 
  527.         dimensionless, usually expressed as %
  528.     
  529.     Cms   The driver's mechanical compliance (reciprocal of 
  530.         stiffness), in m/N
  531.     Mms   The driver's effective mechanical mass (including air 
  532.         load), in kg
  533.     Rms   The driver's mechanical losses, in kg/s
  534.     
  535.     Cas   Acoustical equivalent of Cms
  536.     Mas   Acoustical equivalent of Mms
  537.     Ras   Acoustical equivalent of Rms
  538.     
  539.     Cmes  The electrical capacitive equivalent of Mms, in farads
  540.     Lces  The electrical inductive equivalent of Cms, in henries
  541.     Res   The electrical resistive equivalent of Rms, in ohms
  542.     
  543.     B     Magnetic flux density in gap, in Tesla
  544.     l     length of wire immersed in magnetic field, in meters
  545.     Bl    Electro-magnetic force factor, can be expressed in 
  546.         Tesla-meters or, preferably, in meters/Newton
  547.     
  548.     Pa    Acoustical power
  549.     Pe    Electrical power
  550.     
  551.     c     propagation velocity of sound at STP, approx. 342 m/s
  552.     p     (rho) density of air at STP 1.18 kg/m^3
  553.  
  554.     4.2 What are the enclosure types available, and which one is right
  555.     for me? [JLD]
  556.  
  557.     Only the order of the enclosure         First Order
  558.     itself is shown here.  The addition     Infinite-Baffle or Free-Air
  559.     of a crossover network increases
  560.     the order of the system by the                  |
  561.     order of the crossover.                         |
  562.     Example:  If a First-Order, 6dB/Oct.           /
  563.     crossover (single inductor in series          /
  564.     with the speaker) is used with a            ||
  565.     Fourth Order enclosure, the total           ||
  566.     system is a fifth order.                      \
  567.     Note:  Air volumes and ratios shown            \
  568.     here may not be to scale.  This is              |
  569.     designed to provide order information           |
  570.     only.
  571.  
  572.  
  573.     Second Order                        Second Order
  574.     Acoustic- or Air-Suspension         Isobaric* Acoustic-Suspension
  575.     or Sealed                           (Compound Loaded)
  576.      _______________________             _______________________
  577.     |                       |           |                  _____|
  578.     |                      /            |                 /    /
  579.     |                     /             |                /    /
  580.     |                   ||              |              ||   ||
  581.     |                   ||              |              ||   ||
  582.     |                     \             |                \    \
  583.     |                      \            |                 \____\
  584.     |_______________________|           |_______________________|
  585.  
  586.  
  587.     Fourth Order            Fourth Order            Fourth Order
  588.     Bass-Reflex or          Passive Radiator        Isobaric*
  589.     Vented or Ported        Bass-Reflex             Bass-Reflex
  590.      _______________         _______________         _______________
  591.     |               |       |               |       |          ____ |
  592.     |              /        |              /        |         /    /
  593.     |             /         |             /         |        /    /
  594.     |           ||          |           ||          |      ||   ||
  595.     |           ||          |           ||          |      ||   ||
  596.     |             \         |             \         |        \    \
  597.     |              \        |              \        |         \____\
  598.     |               |       |               |       |               |
  599.     |               |       |              /        |               |
  600.     |               |       |             /         |               |
  601.     |           ____|       |            |          |           ____|
  602.     |                       |            |          |
  603.     |           ____        |             \         |           ____
  604.     |               |       |              \        |               |
  605.     |_______________|       |_______________|       |_______________|
  606.  
  607.  
  608.     Fourth Order                    Fourth Order
  609.     Single-Reflex Bandpass          Isobaric* Single-Reflex Bandpass
  610.      _________________    ____      _______________________    ____
  611.     |         |       |  |    |    |               |       |  |    |
  612.     |        /        |  |    |    |              / \      |  |    |
  613.     |       /                 |    |             /   \             |
  614.     |     ||                  |    |           ||     ||           |
  615.     |     ||                  |    |           ||     ||           |
  616.     |       \                 |    |             \   /             |
  617.     |        \                |    |              \ /              |
  618.     |_________|_______________|    |_______________|_______________|
  619.  
  620.  
  621.     Fourth Order                      Fourth Order
  622.     Three Chamber                     Three Chamber Isobaric*
  623.     Single-Reflex Bandpass            Single-Reflex Bandpass
  624.      ____________   ____________      ______________   ______________
  625.     |      |     | |     |      |    |       |      | |      |       |
  626.     |     /      | |      \     |    |      / \     | |     / \      |
  627.     |    /                 \    |    |     /   \           /   \     |
  628.     |  ||                   ||  |    |   ||     ||       ||     ||   |
  629.     |  ||                   ||  |    |   ||     ||       ||     ||   |
  630.     |    \                 /    |    |     \   /           \   /     |
  631.     |     \               /     |    |      \ /             \ /      |
  632.     |______|_____________|______|    |_______|_______________|_______|
  633.  
  634.  
  635.     Fifth Order = Fourth Order Enclosure + First Order Crossover
  636.                 = Third Order Enclosure + Second Order Crossover, etc.
  637.  
  638.  
  639.     Sixth Order                        Sixth Order
  640.     Dual-Reflex Bandpass               Isobaric* Dual-Reflex Bandpass
  641.      ____    _____________    ____      ____    ____________    ____
  642.     |    |  |       |     |  |    |    |    |  |      |     |  |    |
  643.     |    |  |      /      |  |    |    |    |  |     / \    |  |    |
  644.     |    |  |     /               |    |    |  |    /   \           |
  645.     |           ||                |    |          ||     ||         |
  646.     |           ||                |    |          ||     ||         |
  647.     |             \               |    |            \   /           |
  648.     |              \              |    |             \ /            |
  649.     |_______________|_____________|    |______________|_____________|
  650.     
  651.     Sixth Order
  652.     Three Chamber                        Quasi-Sixth Order
  653.     Dual-Reflex Bandpass                 Series-Tuned Bandpass
  654.      _    _________   _________    _      _________________    ____
  655.     | |  |   |     | |     |   |  | |    |           |     |  |    |
  656.     | |  |  /      | |      \  |  | |    |          /      |  |    |
  657.     |      /                 \      |    |         /               |
  658.     |    ||                   ||    |    |       ||                |
  659.     |    ||                   ||    |    |       ||                |
  660.     |      \                 /      |    |         \               |
  661.     |       \               /       |    |          \              |
  662.     |________|_____________|________|    |       ____|             |
  663.                                          |                         |
  664.                                          |       ____              |
  665.                                          |           |             |
  666.                                          |___________|_____________|
  667.  
  668.  
  669.     Seventh Order = Sixth Order Enclosure + First Order Crossover, etc.
  670.  
  671.  
  672.     * Isobaric or Coupled Pair (Iso-group) Variations:
  673.  
  674.     A variety of configurations may be used in the isobaric loading
  675.     of any order enclosure. Physical and acoustic restrictions may
  676.     make one loading configuration preferable to another in a
  677.     particular enclosure.
  678.  
  679.     Composite or Push-Pull                  Compound or Piggy-Back
  680.     or Face-to-Face Loading                 or Tunnel Loading
  681.      _________________                 ___________________________
  682.     |                 |               |                       ____|
  683.     |                / \              |                      /   /
  684.     |               /   \             |                     /   /
  685.     |         >>> ||     || >>>       |               >>> ||  || >>>
  686.     |         >>> ||     || >>>       |               >>> ||  || >>>
  687.     |               \   /             |                     \   \
  688.     |                \ /              |                      \___\
  689.     |_________________|               |___________________________|
  690.  
  691.     Back-to-Back Loading                    Planar Loading
  692.      _________________________         ___________________________
  693.     |                _________|       |                        |  |
  694.     |                \       /        |                       /   |
  695.     |                 \     /         |                      /    |
  696.     |              >>> || || >>>      |                    || >>> |
  697.     |              >>> || || >>>      |                    || >>> |
  698.     |                 /     \         |                      \    |
  699.     |                /_______\        |                       \   |
  700.     |_________________________|       |________________________|  |
  701.                                                                |  |
  702.                                                               /   |
  703.                                                              /    |
  704.                                                            || <<< |
  705.                                                            || <<< |
  706.                                                              \    |
  707.     >>> indicates direction of                                \   |
  708.     >>> simultaneous cone movement.                            |__|
  709.  
  710.     4.3 How do I build an enclosure?
  711.  
  712.     4.4 What driver should I use?
  713.  
  714.     4.5 Is there any computer software available to help me choose an
  715.     enclosure and a driver? [MH]
  716.  
  717.     Various enclosure design software is available via ftp from
  718.     csd4.csd.uwm.edu in the directory "/pub/high-audio/Software".
  719.     The most popular program there is Perfect Box, which is in the
  720.     file "perf.uu" (or "perf.zip").
  721.  
  722.     4.6 What is an "aperiodic membrane"? [CD]
  723.  
  724.     An aperiodic membrane is one part of a type of subwoofer
  725.     enclosure.  It is an air-permeable sheet which has
  726.     frequency-dependent acoustical resistance properties.  The
  727.     original design goes back to Naim, for use in home systems, but
  728.     has been applied by several individuals and companies in car
  729.     audio.
  730.  
  731.     The completed system will be aperiodic, which means it will
  732.     prove to be over-damped with a Q below 0.7.  In contrast, most
  733.     car audio systems range from sort of to grossly underdamped,
  734.     with Q's > 0.8 and higher.  These high-Q systems have poor
  735.     transient response, nasty peaks in frequency response, and high
  736.     rates of roll-off.  Aperiodic systems will feature excellent
  737.     transient response, smooth frequency response, and extended
  738.     very-low frequency reproduction.
  739.  
  740.     Another benefit of the system is that you can pretty much
  741.     choose whichever driver you'd like to use, as long as they are
  742.     big.  The Thiele/Small parameters (which would normally
  743.     determine what kind of box would be used) are taken into
  744.     consideration by the membrane designers so that the response is
  745.     extended and overdamped, regardless of the characteristics of
  746.     the driver.
  747.  
  748.     Physically, the aperiodic membrane isn't for every car.  It
  749.     requires sealing the trunk from the passenger compartment in an
  750.     air-tight manner, as well as sealing the trunk from the outside
  751.     for best results.  The drivers are then mounted into the baffle
  752.     between the passenger compartment and the trunk, as would be
  753.     standard in an infinite-baffle/free-air set-up.  The aperiodic
  754.     membrane is then placed either in front of the driver or behind
  755.     the driver, depending on the type.  When mounting behind the
  756.     driver, the membrane is used as the rear-wall of a very small
  757.     box which the driver sits in (as in Richard Clark's infamous
  758.     Buick Grand National).  So, in short, it's not suitable for
  759.     trucks, jeeps, R/V's, or hatchbacks.
  760.  
  761.     You should probably only get an aperiodic membrane if you've
  762.     got money to burn, lots of amplifier power, some big subs, a
  763.     sedan, a desire for trunk space, and no wish to boom.  If your
  764.     tastes lean towards bass-heavy booming, as opposed to
  765.     well-recorded acoustic instruments, you're not going to be
  766.     pleased with the result.
  767.  
  768. -- 
  769. Jeffrey S. Curtis - stealth@uiuc.edu <> "Resplendent  in  full  regalia, they
  770. Network Technician - UoI Housing Div <> revel in their role as self-appointed
  771. Proton - Phase Linear - Polk - Sanyo <> critics  of   the   establishment..."
  772. StreetWires - Jensen - Sony - Sennet <> -- INXS _Welcome to Wherever You Are_
  773.