Con Powersoft, RCF e 18Sound

 

Dopo avere sperimentato, con buoni risultati sul campo, la costruzione di un diffusore di media potenza con woofer da 12″, da usare anche come monitor da palco, mi sono buttato sul progetto di una nuova cassa che avrebbe dovuto avere una buona potenza, un woofer da 15″ ed un driver con bobina da 3″.
Fermo restando il modulo amplificato con DSP rigorosamente Powersoft il lavoro maggiore è stato scegliere quali altoparlanti utilizzare. Per il woofer la scelta è stata abbastanza semplice, visto che non sono molte le case che offrono componenti a 4Ohm (per sfruttare la massima potenza del modulo) con buone prestazioni e soprattutto con magnete in neodimio, così da tenere un po’ sotto controllo il peso; lo scontro finale è stato tra il 18Sound 15ND930 e l’RCF MB15N301 usato come ricambio per alcuni diffusori, entrambi da 500W RMS, bobina da 75mm ed efficienza simile, ma con un leggero vantaggio dell’RCF nella zona tra 60HZ e 80Hz, almeno a parità di volume ed accordo simulati.
Ho inizialmente optato per l’RCF, anche per il listino inferiore di circa 70€, ma al momento dell’ordine il fornitore mi ha prospettato tempi di attesa abbastanza lunghi; mentre rimuginavo sul da farsi ecco che mi si presenta l’occasione (botta di c..o) di una coppia di 15ND930 ex-demo, tra l’altro nella rarissima versione HD (credo sia un OEM) presso Laboratorio Musica di Vanis Dondi, dove tanto ci dovevo andare per i moduli amplificati; nella versione HD anche il retro della membrana è impermeabilizzato.
Devo dire che al di là dell’affare questo Woofer mi ha subito soddisfatto anche per la costruzione; il complesso magnetico non è un unico blocco di neodimio interno alla bobina, rinchiuso dentro una calotta di lamiera, ma una serie di pasticche dello stesso materiale disposte intorno alla bobina stessa, che trasmettono il calore generato ad una sorta di dissipatore posteriore a sua volta solidale con il cestello. Una costruzione molto simile ai complessi magnetici dei più rinomati componenti Focal  Hi-End; inoltre i “raggi” del cestello sono molto più sottili dello standard ed in numero doppio, evidentemente per ottenere la minore contropressione possibile durante i movimenti e per un maggiore controllo delle riflessioni genereate dal cestello stesso.
Ecco un paio di foto del complesso magnetico recuperate in rete


Per il driver il percorso è stato un po’ più difficile, ma avendo ad un certo punto optato per RCF visto che ho voluto la tromba HF94 avevo solo l’imbarazzo della scelta; ho preso quindi il modello ND840, che nel frattempo ho visto montato su diversi modelli ( Art 735-A MK-4, HD 35-A, HDL 28-A e altri ) e con frequenze di taglio molto basse.

Tra l’altro volendo esagerare nell’elenco delle caratteristiche, il 15ND930 ha un’escursione superiore (7,5mm contro 6mm), un BxL superiore (23,8 contro 19,2) ed il doppio anello di demodulazione (DDR) per ridurre la distorsione da non linearità.

Veniamo al modulo amplificato, come detto Powersoft come scelta, mancava solo il modello, per avere una buona potenza ma senza esagerare; e qui l’occhio cade sul LiteMod.

Dalle specifiche un bell 800W+400W usando un carico asimmetrico, 2x600W a 4Ohm e 1200W a ponte su 8Ohm; ma mettiamo un attimo i piedi per terra ed evitiamo di fare come i produttori che dichiarano ormai potenze esagerate per le casse amplificate… e poi sentire in giro gente che rimane delusa dalle aspettative, anche da marchi blasonati.

Ormai tutti i produttori per finali in classe D ( che siano moduli o amplificatori ) dichiarano la potenza con le specifiche EIAJ, che prevede l’uso di 1 canale e 10 treni d’onda a 1KHz, ossia un picco di 10ms a 1KHz, questo perché si riesce a sfruttare a pieno la carica dei condensatori di alimentazione. Chissà cosa se ne fa uno di un picco del genere per capire la potenza reale di un amplificatore! Anche perché la maggior parte dei finale in classe D con un segnale sinusoidale, soprattutto se a bassa frequenza, “detonano”.

Quindi, memore anche di una precedente esperienza con un DIGIMOD 3004PFC4, ho messo mano alla legge di Ohm e preparato un foglio di Excel con quattro calcoli in croce, partendo dal presupposto che per il LiteMod viene dichiarato un Cosφ (fattore di potenza) pari a 0,9 al quale ho aggiunto un’ulteriore perdita interna di circa l’8%

Ecco quindi i risultati del calcolo

Wow! Quindi un diffusore da 617W+308W, 925W RMS ossia 1850W di picco come va di moda adesso! eh no… il canale del driver deve essere limitato alla potenza RMS del driver se non lo si vuole “friggere” in caso di segnali continui molto lunghi, quindi 110W, volendo esagerare si può pensare ai 220W “program power” come da specifiche. Discorso diverso per il woofer, dove il limiter RMS serve più che altro a non fare “spernacchiare” e/o distruggere l’ampli; ma questi settaggi li vedremo piu avanti, tanto il limiter sui woofer non lo mette nessuno e sui driver sono in pochi… per questo sono molto diffuse le “fritture” di driver.

Decido quindi di mettere il modulo sotto test, collego 2 pacchi di resistenze come al solito, una da 4Ohm e l’altra da 8Ohm, e gli sparo dentro diversi treni di un segnale RMS a 100Hz (cosi vediamo come anche come si comporta alle basse frequenze) per 3/4s con un tempo morto di 10s tra uno e l’altro.

Oltre che al tester e all’oscilloscopio l’ampli era collegato anche al suo software di gestione Armonia; guardando i tre insieme noto che i primi accenni di clipping avvengono a 70V di picco, corrispondenti a 49,5V RMS, ne più ne meno quello calcolato dal foglio, 612W+306W… sono già soddisfatto. Ecco l’immagine catturata da Armonia alla potenza RMS

Mi spingo oltre e imposto un un’impulso di 100ms ad intervalli di 1s e riesco ad arrivare fino a 75V di picco, dopodiché intervengono le protezioni che spengono il canale in caso di prolungata presenza di segnali RMS; fatti i dovuti calcoli siamo a 700W+350W; qualsiasi impulso musicale non avrà mai la perfetta forma di una sinusoide quindi questa protezione non entrerà mai a disturbare in condizioni normali, a meno che l’ampli abbia problemi, anche in presenza di ripetute accensioni della spia del clipping.

Quindi arrotondando abbiamo 600W+300W RMS “reali” e va già molto bene cosi, per tutto il resto che viene in più grazie all’andamento del segnale musicale ringrazio ma non mi interessa molto… sono sicuro che se metto al banco diversi moduli di diffusori commerciali da mille e mille Watt schiantano prima.
Ultima nota, provando l’ampli in stereo su 4Ohm si raggiungono circa 440W per canale, corrispondenti a 880W a ponte su 8Ohm, che corrispondono grossomodo ai limiti di corrente RMS erogabili dall’alimentatore; un rapido sguardo al foglio Excel per trovare conferma anche a livello teorico.

Per quanto riguarda la cassa vera e propria non c’è nulla di trascendentale, si tratta di un comunissimo bass reflex in 65l effettivi, accordato a 58Hz, realizzato in MDF da 15mm e verniciato con la Warnex; l’unica particolarità è la forma Wedge speculare, che in caso di uso come monitor permette di avere affiancati i Woofer o i Driver, come già avevo fatto per quella con il 12″. Ho tenuto la frequenza d’accordo un po’ più alta di quanto suggerito dai vari software di simulazione (55Hz) per compensare un po’ quella leggera perdita che ho descritto sopra, e che eventualmente mi permette di equalizzare un po’ in una zona molto energica senza aumentare troppo l’escursione. Tanto poi per gli impegni più gravosi c’è sempre il clone dell’ RCF SUB 8004-AS da mettergli sotto, tagliato a 70Hz o giù di lì…

Vediamo ora qualche foto

Prossimamente aggiungo qualche dettaglio sulle impostazioni dei limiter e se mi riesce qualche grafico della risposta in frequenza, magari confrontandola anche con quella di qualche diffusore commerciale se i miei amici me li prestano 😃

Aggiornamento del 16/11/2020

Come anticipato tempo fa, in questi giorni sono riuscito a rilevare la risposta in frequenza del diffusore, tramite la versione demo di Smaart V8 collegato al mixer XR18 della Behringer (a breve farò anche un articolo per vedere come configurare ingressi e uscite ).

Dal momento che avevo in casa le RCF ART 715-A MK4 di un mio amico ne ho approfittato per fare un ultimo aggiustamento della risposta in frequenza (poca roba), in particolare sul Woofer per rendere la risposta simile a quella dell’ RCF, ma con un po’ meno presenza tra i 700Hz e i 1000Hz dove a mio giudizio l’ RCF evidenzia una leggera “nasalità”.

Ecco la risposta dei 2 diffusori, in giallo la ART 715-A MK4 e in verde la mia; quello che si nota è un leggero buco a12.5KHz del mio driver ND840 che rispecchia pienamente il foglio delle specifiche e una leggera prevalenza della mia a 65Hz che sinceramente non mi aspettavo visto il QT molto basso del 15ND930, oppure l’ RCF ha un passa alto un po’ più aggressivo del mio che è impostato a 35Hz.

Dal grafico della fase della casa RCF si nota il comportamento del filtro FIR che praticamente a partire dai 200Hz rimane molto costante, a cavallo tra i 180° e i -180°.

Dal momento che il DSP Lite permette di memorizzare 4 preset riporto anche le risposte degli altri 3 settaggi rispetto al primo che ho arbitrariamente chiamato FLAT.

Il Secondo preset di chiama VOICE (curva rossa), dal momento che lascia leggermente più libero il driver per avere una leggera enfasi tra i 900Hz e i 2.5Khz

Infine gli ultimi 2 preset, BOOST in blue e D-CONTOUR in celeste (“copiato” da Yamaha); BOOST usa un PEQ con Q 1.41 a 58Hz ( la frequenza di accordo = poca escursione) +4dB con filtro passa alto spostato a 40Hz di tipo Butterworth 18dB/Oct, mentre D-CONTOUR usa un filtro Low Shelving a 300Hz con Q 0.5 +4dB, High Shelving a 8000Hz con Q 0.7 +4dB sull’ingresso e un passa alto a 40Hz di tipo Butterworth a 24dB/Oct per proteggere ulteriormente da eccessive escursioni vista l’enfasi diffusa su tutta la gamma bassa.

…e quando sono molti vanno “curvati” elettronicamente

Mi capita spesso, girando tra piazze e locali, di vedere band di vario genere e orchestre piazzare i subwoofer ai lati del palco, a volte li trovo distanziati in modo uniforme a coprire tutta la lunghezza, mentre raramente li trovo raggruppati al centro del palco stesso; già la vicinanza dei muri genera effetti deleteri, se poi ci aggiungiamo un posizionamento non corretto possono generarsi dei veri e propri disastri.

Vediamo adesso alcune configurazioni ed i loro comportamenti, tenendo come riferimento un passa alto del 4° ordine a 30Hz come protezione da eccessive escursioni ed un filtro a 100Hz sempre del 4° ordine (24dB/oct); configurazione abastanza diffusa per dei 18″.

1. 2 subwoofer ai lati del palco (molto diffusa, con anche 2 o 3 per lato)

Supponiamo un piccolo palco di 5m, e con una largheza di 60cm tipica di un subwofer da 18″ ci ritroveremo con i centri dei due altoparlanti a circa 5,6m uno dall’altro, che per comodità arrotondiamo a 6m, come nella figura

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Le X su un arco di 30° rappresentano una serie di microfoni piazzati per rilevare la risposta in frequenza.

Risultato? Un disastro…

La risposta rilevata dai microfoni diventa

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Giusto per fare un esempio, se ci trovassimo spostati di circa 20° rispetto al centro del palco ad una distanza di 15m avremmo un grosso buco localizato a circa 85Hz che è una zona molto energica.

Per dare una maggiore idea del “danno” ecco il grafico della dispersione a 80Hz

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Tra i 10m e i 15m c’è un ampia zona praticamente morta;il grafico polare alle varie frequenze che ci interessano diventa una cosa simile, con le varie frequenze che hanno i loro buchi ad angolazioni diverse, tutte nell’ordine di 12dB e più

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2. 4 subwoofer distanziati in modo uniforme a coprire la larghezza del palco (della serie te lo risolvo io il problema…)

In questo caso abbiamo 4 subwoofer distanziati 2m uno dall’altro in modo da coprire tutta la larghezza del palco; in pratica vengono aggiunti 2 sub centrali per cercare di rendere piu uniforme il fronte sonoro.

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In questo caso andiamo un po’ meglio rispetto a prima

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Ma tra i 25° e i 30° perdiamo tra i 9dB e i 15dB a 80Hz; anche il grafico della dispersione a 80Hz mostra ancora buchi “pesanti”

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Rispetto alla configurazione precedente abbiamo almeno il vantaggio di una più rapida attenuazione ai lati del palco, come conferma anche il grafico polare.

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3. Come il precedente ma con un po’ di ritardo applicato ai 2 più esterni

In questo caso la disposizione rimane come la precedente ma i due subwoofer piu esterni vengono ritardati di 2ms, molto semplice da fare con un crossover elettronico oppure dal pannello posteriore di molti box amplificati di attuale produzione.

La risposta in frequenza diventa

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Un ottimo passo in avanti rispetto alle 2 configurazioni viste sopra

La dispersione a 80Hz è un’ulteriore conferma

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E il grafico polare alle varie frequenze

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Ma se metto i 4 sub al centro del palco uno appiccicato all’altro?

4. 4 subwoofer affiancati

Supponiamo di predere i nostri 4 sub e unirli al centro del palco, togliendo anche il ritardo di 2ms visto prima.

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La risposta in frequenza diventa praticamente perfetta

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E anche il grafico della dispersione a 80Hz non è affatto male

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Idem il diagramma polare alle varie frequenze

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Se aggiungiamo i 2ms di ritardo visti prima abbiamo un ulteriore miglioramento che porta quasi alla perfezione.

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Il ritardo progressivo diventa poi obbligatorio se il numero di subwoofer affiancati è pari a 6 o piu; senza fare tanti calcoli vediamo cosa succede a 80Hz con tutti e 6 i box allineati, abbastanza bruttina

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e con la coppia mediana ritardata di 1ms e quella più esterna di 3ms, grafico molto migliore.

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Quindi sebbene i grafici visti fino a qui rappresentino una situazione ideale (no riflessioni, ecc), con quella reale che sicuramente è peggio possiamo comunque dire che:

  • È sempre meglio mettere i subwoofer allineati al centro del palco
  • Fino a quando sono al massimo 4 ritardare i piu esterni è una finezza
  • Oltre 4 diventa mandatorio impostare dei ritardi progressivi
  • Evitare il più metterli distanziati di 1,5m/2m uno dall’altro
  • Evitare di metterli ai lati del palco

C’è chi pensa che metendoli ai lati diano meno fastidio a chi c’è sul palco, non e vero; per ridurre la quantità di bassi sul palco, e anche per ridurre le riflssioni quando si ha dietro un muro, è necessaria una configurazione cardioide (che vedremo in seguito).

 

Since the installation of Sql Server 2016 Service Pack 1, on some of our customers with hi-end machines, we started seeing a couple of issues performance related, which sometimes caused the server to slow down, and in some circumstances almost hang. With the term hi-end I refer to boxes with more than 48 physical cores and an amount of RAM ranging from 1Tb to 2Tb, running at 40K batches/sec and more with a rate of several thousands of Sql Transactions/sec.

We never had such kind of issue with either 2014 or 2016RTM and in that period we were introducing further optimizations on both the Web code and the Stored Procedures, to further reduce resource utilization.

The faced issues basically were:

  • a huge amount of latch contention of type ACCESS_METHODS_ACCESSOR_CACHE, sometimes being the higher percentage of the day and with situations of many seconds of wait time,
  • Repeated episodes of heavy locks of type COMPILE, lastinng for 30/40s and even more
  • An increased CPU comsumption with the same load and usage pattern we were used to.

We started loking at the performance counters and found that the Plan Cache was always very low, around 1Gb for both Procedure and Ad Hoc, with an increased rate of Compilations/sec and Recompilations/sec over the past. Tried to investigate for an increased number of statistics update events but nothing, no apparent reasons for the continuous evictios from the Plan Cache; the Compile locks and the ACCESS_METHODS_ACCESSOR_CACHE latch were the results of the “hard work” of the engine over the Plan Cache.

So started looking at the RING_BUFFER_RESOURCE_MONITOR, thinking something like “ok, if it is a memory issue I should find something about it there…” and found this..

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Ok, system and process indicators were healthy, but the pool indicator was telling that some pool was suffering; how this can happen if the Plan Cache is already very low and the Buffer Pool was fine? That was my question…

So “asked” more details to the sys.dm_os_memory_clercks wich told

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So what??? 60Gb for the _XACT_CACHE and 14Gb for the _LOCK_MANAGER ? This is a 2Tb box, so we know that on this box the cache pressure limit is around 107Gb (75% of visible memory from 0 to 4Gb + 10% from 4Gb to 64Gb + 5% > 64b ) and that notifications are raised when a single cache store reaches 62,5% of the above calculations -> 67Gb, so we were roughly on that range. On the image You can also see the _OBJCP and the _SQLCP cache stores to be very low.

We issued a DBCC FREESYSTEMCACHE(‘All’) and after a while the result was

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The plan cache for object and adhoc quickly grew to the value we always saw in the past, the other cache stores greatly reduced their footprint and for some days we didn’t have neither notifications from the RING_BUFFER nor latches or compile lock.

To check the behavior of the _XACT_CACHE  and the _LOCK_MANAGER stores we started collecting the output of the sys.dm_os_memory_clercks every hour and quickly saw the tipical memory leak behavior.

This is the output of a second box with 1Tb RAM, with the collection started just before a DBCC FREESYSTEMCACHE; the plan cache slowly comes to a steady value and then when the OBJSTORE_XACT_CACHE comes to around 25Gb Sql starts kicking out plans and allowing less room for them; we then identified the “deeps”  of the graph to be in synch with our most evident issues.image008

This is the graph created on the 2Tb box wich shows that as soon the OBJSTORE_XACT_CACHE is reduced the plan cache starts growing in value.

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We decided to open a case with Microsoft support because it clealry seemed a memory leak, we never faced this issue till the installation of the SP1 for Sql 2016, and I never saw something similar during 15 years in the Sql Support Team…

MS told that nothing changed on that side starting with SP1 and suggested to try to implement Trace Flag 3920 to completely disable Transaction Cache; I’m not happy in completely disable it so by now we run DBCC FREESYSTEMCACHE(‘Transactions’) once a week and we don’t have those issues anymore.

However I still have my doubt for some regressions introduced by SP1…

Please feel free to contact me for further details or if you experienced a similar issue.