home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Internet Info 1994 March / Internet Info CD-ROM (Walnut Creek) (March 1994).iso / answers / rec / car-audio / part2 < prev    next >
Internet Message Format  |  1994-04-05  |  39KB

  1. Path: bloom-beacon.mit.edu!hookup!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-p2-052805Apr61994@uxa.cso.uiuc.edu>
  6. Followup-To: rec.audio.car
  7. Date: 6 Apr 1994 05:47:16 GMT
  8. Organization: University of Illinois at Urbana
  9. Lines: 785
  10. Approved: news-answers-request@mit.edu
  11. Distribution: world
  12. Expires: 6 May 1994 05:00:00 UT
  13. Message-ID: <rac-faq-p2-054711Apr61994@uxa.cso.uiuc.edu>
  14. Reply-To: stealth@uiuc.edu (Jeffrey S. Curtis)
  15. NNTP-Posting-Host: uxa.cso.uiuc.edu
  16. Summary: This article describes the answers to the frequently
  17.      asked questions on the rec.audio.car newsgroup.  This
  18.      article is posted once per month.
  19. Originator: jsc52962@uxa.cso.uiuc.edu
  20. Xref: bloom-beacon.mit.edu rec.audio.car:14904 rec.answers:4773 news.answers:17721
  21.  
  22. Archive-name: car-audio/part2
  23. Rec-audio-car-archive-name: FAQ/part2
  24. Version: 2.1
  25. Last-modified:  5 Apr 94
  26.  
  27.  
  28.       3 Components
  29.  
  30.     This section describes various components that you can have in
  31.     a car audio system, along with common specifications, desirable
  32.     features, some of the best and worst brands, and so on.
  33.  
  34.     Be aware that there is no standardized testing mechanism in
  35.     place for rating car audio products.  As such, manufacturers
  36.     are open to exaggerating, "fudging", or just plain lying when
  37.     it comes to rating their own products.
  38.  
  39.     3.1 What do all of those specifications on speakers mean? [JSC,CD]
  40.  
  41.     "Input sensitivity" is the SPL the driver will produce given
  42.     one watt of power as measured from one meter away given some
  43.     input frequency (usually 1kHz unless otherwise noted on the
  44.     speaker).  Typical sensitivities for car audio speakers are
  45.     around 90dB/Wm.  Some subwoofers and piezo horns claim over
  46.     100dB/Wm.  However, some manufacturers do not use true 1W
  47.     tests, especially on low impedance subwoofers.  Rather, they
  48.     use a constant voltage test which produces more impressive
  49.     sensitivity ratings.
  50.  
  51.     "Frequency response" in a speaker refers to the range of
  52.     frequencies which the speaker can reproduce within a certain
  53.     power range, usually +/-3dB.
  54.  
  55.     "Impedance" is the impedance of the driver (see 1.1), typically
  56.     4 ohms, although some subwoofers are 8 ohms, some stock Delco
  57.     speakers are 10 ohms, and some stock Japanese imports are 6
  58.     ohms.
  59.  
  60.     "Nominal power handling" is the continuous power handling of
  61.     the driver.  This figure tells you how much power you can put
  62.     into the driver for very long periods of time without having to
  63.     worry about breaking the suspension, overheating the voice
  64.     coil, or other nasty things.
  65.  
  66.     "Peak power handling" is the maximum power handling of the
  67.     driver.  This figure tells you how much power you can put into
  68.     the driver for very brief periods of time without having to
  69.     worry about destroying it.
  70.  
  71.     3.2 Are component/separates any better than fullrange or coaxials? [JSC]
  72.  
  73.     Usually, yes.  Using separates allows you to position the
  74.     drivers independently and more carefully, which will give you
  75.     greater control over your imaging.  For rear fill applications,
  76.     however, coaxial speakers will perform fine, as imaging is not
  77.     a primary concern.
  78.  
  79.     3.3 What are some good (and bad) brands of speakers? [JSC]
  80.  
  81.     People will emotionally defend their particular brand of
  82.     speakers, so asking what the "best" is is not a good idea.
  83.     Besides, the best speaker is the one which suits the
  84.     application the best.  In general, however, various people have
  85.     claimed excellent experiences with such brands as Boston
  86.     Acoustics, MB Quart, a/d/s/, and Polk.  Also, most people agree
  87.     that you should avoid brands like Sparkomatic and Kraco at all
  88.     costs.
  89.  
  90.     3.4 What do all of those specifications on amplifiers mean? [JSC,BG]
  91.  
  92.     "Frequency response" refers to the range of frequencies which
  93.     the amplifier can reproduce within a certain power range,
  94.     usually +/-3dB.
  95.  
  96.     "Continuous power output" is the power output of the amplifier
  97.     into one channel into a certain load (usually four ohms) below
  98.     a certain distortion level (usually at most 1%THD) at a certain
  99.     frequency (usually 1kHz).  A complete power specification
  100.     should include all of this information, e.g. "20W/ch into 4
  101.     ohms at < 0.03%THD at 1kHz" although this can also be stated as
  102.     (and be assumed equivalent to) "20W/ch at < 0.03%THD".  The
  103.     amplifier should also be able to sustain this power level for
  104.     long periods of time without difficulties such as overheating.
  105.  
  106.     "Peak power output" is the power output of the amplifier into
  107.     one channel into a certain load (usually four ohms) below a
  108.     certain distortion level (usually much higher than the
  109.     continuous rating level) at a certain frequency (usually
  110.     1kHz).  A complete power specification should include all of
  111.     this information, e.g.  "35W/ch into 4 ohms at < 10.0%THD at
  112.     1kHz" although this can also be stated as (and be assumed
  113.     equivalent to) "35Wch at < 10.0%THD".  Consumer warning: some
  114.     manufacturers will state the "peak power output" rating by
  115.     including the amount of power which can be drawn from
  116.     "headroom", which means power supply capacitors.  They usually
  117.     will not tell you this in the specification, however; indeed,
  118.     they tend to prominently display the figure in big, bold
  119.     letters on the front of the box, such as "MAXIMUM 200W PER
  120.     CHANNEL!!!" when the continuous rating is 15W/ch and the unit
  121.     has a 5A fuse.
  122.  
  123.     "Damping factor" represents the ratio of the load being driven
  124.     (that is, the speaker - usually four ohms) to the output
  125.     impedance of the amplifier (that is, the output impedance of
  126.     the transistors which drive the speakers).  The lower the
  127.     output impedance, the higher the damping factor.  Higher
  128.     damping factors indicate a greater ability to help control the
  129.     motion of the cone of the speaker which is being driven.  When
  130.     this motion is tightly controlled, a greater transient response
  131.     is evident in the system, which most people refer to as a
  132.     "tight" or "crisp" sound.  Damping factors above 100 are
  133.     generally regarded as good.
  134.  
  135.     "Signal to Noise" or "S/N" is the ratio, usually expressed in
  136.     decibels, of the amount of true amplified output of the
  137.     amplifier to the amount of extraneous noise injected into the
  138.     signal.  S/N ratios above 90 to 95dB are generally regarded as
  139.     good.
  140.  
  141.     3.5 What is "bridging"? Can my amp do it? [JSC]
  142.  
  143.     Bridging refers to taking two channels of an amplifier and
  144.     combining them to turn the amplifier into a one channel
  145.     amplifier.  In normal operation, one wire which goes to a
  146.     speaker from the amplifier is "neutral", that is, the potential
  147.     never changes (with respect to another fixed point, like
  148.     ground).  The other wire is "hot", that is, it carries the
  149.     fluctuating AC speaker signal.  The speaker "sees" a potential
  150.     between these two leads, and so there is a voltage applied to
  151.     the speaker.  When an amplifier is bridged, both leads are
  152.     "hot".  However, one signal must be inverted, or else the
  153.     speaker will never see a potential, as both wires are carrying
  154.     roughly the same signal.  With one signal inverted, the speaker
  155.     will see a signal that is twice as great as one signal alone.
  156.     Thus, if your amplifier does not have a switch or button of
  157.     some sort which inverts one channel, you cannot bridge your
  158.     amplifier (unless you build an external inverter).  With
  159.     respect to power, the commonly accepted definition is that when
  160.     you bridge an amplifier, you add all of the characteristics of
  161.     the bridged channels together.  Thus, if you bridge an
  162.     amplifier that is 50W/ch into 4 ohms at < 0.05%THD, your
  163.     bridged channel is 100W/ch into 8 ohms at < 0.10%THD.
  164.     Therefore, an amplifier which is 2 ohm stable in stereo mode is
  165.     only 4 ohm stable in bridged mono mode, and an amp which is 4
  166.     ohm stable in stereo is only 8 ohm stable in bridged mono.
  167.  
  168.     3.6 What is "mixed-mono"? Can my amp do it? [JSC]
  169.  
  170.     Some amplifiers which are both bridgeable and able to drive low
  171.     impedance loads also allow you to use "mixed-mono" mode.  This
  172.     involves driving a pair of speakers in stereo mode as well as
  173.     simultaneously driving a single speaker in bridged mono mode.
  174.     What happens is that you put your amp in bridged mode, which
  175.     inverts one output signal.  You then connect the mono speaker
  176.     as you normally would in bridged mode.  To the channel which is
  177.     not inverted, you connect your stereo speaker as you normally
  178.     would.  To the channel which is inverted, you connect the other
  179.     stereo speaker with its leads reversed (+ to - and - to +)
  180.     since the signal is inverted.
  181.  
  182.     3.7 What does "two ohm stable" mean? What is a "high-current"
  183.     amplifier? [JSC]
  184.  
  185.     An x ohm stable amplifier is an amp which is able to
  186.     continuously power loads of x ohms per channel without
  187.     encountering difficulties such as overheating.  Almost all car
  188.     amplifiers are at least four ohm stable.  Some are two ohm
  189.     stable, which means that you could run a pair of four ohm
  190.     speakers in parallel on each channel of the amplifier, and each
  191.     channel of the amp would "see" two ohms.  Some amps are
  192.     referred to as "high-current", which is a buzzword which
  193.     indicates that the amp is able to deliver very large
  194.     (relatively) amounts of current, which usually means that it is
  195.     stable at very low load impedances, such as 1/4 or 1/2 of an
  196.     ohm.  Note that the minimum load rating (such as "two ohm
  197.     stable") is a stereo (per channel) rating.  In bridged mode,
  198.     the total stability is the sum of the individual channels'
  199.     stability (see 3.5).
  200.  
  201.     3.8 Should I buy a two or four (or more) channel amplifier? [JSC]
  202.  
  203.     If you only have one line-level set of outputs available, and
  204.     wish to power two sets of speakers from a single amplifier, you
  205.     may be able to save money by purchasing a two channel amplifier
  206.     which is stable to two ohms rather than spending the extra
  207.     money for a four channel amp.  If you do this, however, you
  208.     will be unable to fade between the two sets of speakers
  209.     (without additional hardware), and the damping factor of the
  210.     amplifier will effectively be cut in half.  Also, the amp may
  211.     run hot and require fans to prevent overheating.  If you have
  212.     the money, a four channel amp would be a better choice.  You
  213.     would need to add a dual-amp balancer in order to maintain
  214.     fader capability, however, but it is more efficient than
  215.     building a fader for a two channel amp.  If you wish to power a
  216.     subwoofer or additional speakers as well, you may want to
  217.     purchase a five or six channel amp.
  218.  
  219.     3.9 What are some good (and bad) brands of amplifiers? [JSC]
  220.  
  221.     As with speakers, people emotionally defend their amplifier, so
  222.     choosing the best is difficult.  However, some brands stand out
  223.     as being consistently good while others are consistently bad.
  224.     Among the good are HiFonics, Phoenix Gold, a/d/s/, and
  225.     Precision Power.
  226.  
  227.    3.10 What is a crossover? Why would I need one? [JSC]
  228.  
  229.     A crossover is a device which filters signals based on
  230.     frequency.  A "high pass" crossover is a filter which allows
  231.     frequencies above a certain point to pass unfiltered; those
  232.     below that same point still get through, but are attenuated
  233.     according to the crossover slope.  A "low pass" crossover is
  234.     just the opposite: the lows pass through, but the highs are
  235.     attenuated.  A "band pass" crossover is a filter that allows a
  236.     certain range of frequencies to pass through while attenuating
  237.     those above and below that range.  There are passive
  238.     crossovers, which are collections of purely passive (unpowered)
  239.     devices - mainly capacitors and inductors and sometimes
  240.     resistors.  There are also active crossovers which are powered
  241.     electrical devices.  Passive crossovers are typically placed
  242.     between the amplifier and the speakers, while active crossovers
  243.     are typically placed between the head unit and the amplifier.
  244.     There are a few passive crossovers on the market which are
  245.     intended for pre-amp use (between the head unit and the
  246.     amplifier), but the cutoff frequencies (also known as the
  247.     "crossover point", defined below) of these devices are not
  248.     typically well-defined since they depend on the input impedance
  249.     of the amplifier, which varies from amplifier to amplifier.
  250.  
  251.     There are many reasons for using crossovers.  One is to filter
  252.     out deep bass from relatively small drivers.  Another is to
  253.     split the signal in a multi-driver speaker so that the woofer
  254.     gets the bass, the midrange gets the mids, and the tweeter gets
  255.     the highs.
  256.  
  257.     Crossovers are categorized by their "order" and their
  258.     "crossover point".  The order of the crossover indicates how
  259.     steep the attenuation slope is.  A first order crossover "rolls
  260.     off" the signal at -6dB/octave (that is, quarter power per
  261.     doubling or halving in frequency).  A second order crossover
  262.     has a slope of -12dB/octave; third order is -18dB/octave; etc.
  263.     The crossover point is generally the frequency at which the
  264.     -3dB point of the attenuation slope occurs.  Thus, a first
  265.     order high pass crossover at 200Hz is -3dB down at 200Hz, -9dB
  266.     down at 100Hz, -15dB down at 50Hz, etc.
  267.  
  268.     It should be noted that the slope (rolloff) of a crossover, as
  269.     defined above, is only an approximation.  This issue will be
  270.     clarified in future revisions of this document.
  271.  
  272.     The expected impedance of a crossover is important as well.  A
  273.     crossover which is designed as -6dB/octave at 200Hz high pass
  274.     with a 4 ohm driver will not have the same crossover frequency
  275.     with a driver which is not 4 ohms.  With crossovers of order
  276.     higher than one, using the wrong impedance driver will wreak
  277.     havoc with the frequency response.  Don't do it.
  278.  
  279.    3.11 Should I get an active or a passive crossover? [JSC]
  280.  
  281.     Active crossovers are more efficient than passive crossovers.
  282.     A typical "insertion loss" (power loss due to use) of a passive
  283.     crossover is around 0.5dB.  Active crossovers have much lower
  284.     insertion losses, if they have any loss at all, since the
  285.     losses can effectively be negated by adjusting the amplifier
  286.     gain.  Also, with some active crossovers, you can continuously
  287.     vary not only the crossover point, but also the slope.  Thus,
  288.     if you wanted to, with some active crossovers you could create
  289.     a high pass filter at 112.3Hz at -18dB/octave, or other such
  290.     things.
  291.  
  292.     However, active crossovers have their disadvantages as well.
  293.     An active crossover may very well cost more than an equivalent
  294.     number of passive crossovers.  Also, since the active crossover
  295.     has separate outputs for each frequency band that you desire,
  296.     you will need to have separate amplifiers for each frequency
  297.     range.  Furthermore, since an active crossover is by definition
  298.     a powered device, the use of one will raise a system's noise
  299.     floor, while passive crossovers do not insert any additional
  300.     noise into a system.
  301.  
  302.     Thus, if you have extra money to spend on an active crossover
  303.     and separate amplifiers, and are willing to deal with the
  304.     slightly more complex installation and possible noise problems,
  305.     an active crossover is probably the way to go.  However, if you
  306.     are on a budget and can find a passive crossover with the
  307.     characteristics you desire, go with a passive.
  308.  
  309.    3.12 How do I build my own passive crossovers? [JSC]
  310.  
  311.     A first order high pass crossover is simply a capacitor placed
  312.     inline with the driver.  A first order low pass crossover is an
  313.     inductor inline with the driver.  These roles can be reversed
  314.     under certain circumstances: a capacitor in parallel with a
  315.     driver will act as a low pass filter, while an inductor in
  316.     parallel with a driver will act as a high pass filter.
  317.     However, a parallel device should not be the first element in a
  318.     set; for example, using only a capacitor in parallel to a
  319.     driver will cause the amplifier to see a short circuit above
  320.     the cutoff frequency.  Thus, a series device should always be
  321.     the first element in a crossover.
  322.  
  323.     When like combinations are used, the order increases: a
  324.     crossover in series followed by an inductor in parallel is a
  325.     second order high pass crossover.  An inductor in series
  326.     followed by a capacitor in parallel is a second order low pass
  327.     crossover.
  328.  
  329.     To calculate the correct values of capacitors and inductors to
  330.     use, you need to know the nominal impedance (Z) of the circuit
  331.     in ohms and the desired crossover point (f) in hertz.  The
  332.     needed capacitance in farads is then 1/(2 x pi x f x Z).  The
  333.     needed inductance in henries is Z/(2 x pi x f).  For example,
  334.     if the desired crossover point is 200Hz for a 4 ohm driver, you
  335.     need a 198.9 x 10^-6 F (or 199uF) capacitor for a high pass
  336.     first order filter, or a 3.18 x 10^-3 H (or 3.18mH) inductor
  337.     for a low pass first order filter.
  338.  
  339.     To obtain low insertion losses, the inductors should have very
  340.     low resistance, perhaps as low as 0.1 to 0.2 ohms.
  341.  
  342.     Also, be sure to select capacitors with proper voltage
  343.     ratings.  The maximum voltage in the circuit will be less than
  344.     the square root of the product of the maximum power in the
  345.     circuit and the nominal impedance of the driver.  For example,
  346.     a 4 ohm woofer being given 100W peak will see a maximum voltage
  347.     of sqrt(100*4) = sqrt(400) = 20V.  Make sure that the
  348.     capacitors are bipolar, too, since speaker signals are AC
  349.     signals.  If you cannot find bipolar capacitors, you can use
  350.     two polar capacitors in parallel and in opposite polarity (+ to
  351.     - and - to +).  However, there are some possible problems with
  352.     this approach: the forward voltage rating will probably not be
  353.     equal to the reverse voltage rating, and there could be a
  354.     reverse capacitance as well.  Both problems could adversely
  355.     affect your circuit if you decide to use opposite polarity
  356.     capacitors in parallel.
  357.  
  358.     To build a second order passive crossover, calculate the same
  359.     initial values for the capacitance and inductance, and then
  360.     decide whether you want a Linkwitz-Riley, Butterworth, or
  361.     Bessel filter.  An L-R filter matches the attenuation slopes so
  362.     that both -3dB points are at the same frequency, so that the
  363.     system response is flat at the crossover frequency.  A
  364.     Butterworth filter matches the slopes so that there is a peak
  365.     at the crossover frequency, and a Bessel filter is in between
  366.     the two.  For an L-R filter, halve the capacitance and double
  367.     the inductance.  For a Butterworth filter, multiply the
  368.     capacitance by 1/sqrt(2) and the inductance by sqrt(2).  For a
  369.     Bessel filter, multiply the capacitance by 1/sqrt(3) and the
  370.     inductance by sqrt(3).
  371.  
  372.     You should realize, too, that crossovers induce a phase shift
  373.     in the signal of 90 degrees per order.  In a second order
  374.     filter, then, this can be corrected by simply reversing the
  375.     polarity of one of the drivers, since they would otherwise be
  376.     180 degrees out of phase with respect to each other.  In any
  377.     case with any crossover, though, you should always experiment
  378.     with the polarity of the drivers to achieve the best total
  379.     system response.
  380.  
  381.     As with the definition of crossover slopes, the above
  382.     definition of the phase shift associated with a crossover is
  383.     also an approximation.  This will be addressed in future
  384.     revisions of this document.
  385.  
  386.    3.13 Should I buy an equalizer? [JSC]
  387.  
  388.     Equalizers are normally used to fine-tune a system, and should
  389.     be treated as such.  Equalizers should not be purchased to
  390.     boost one band 12dB and to cut another band 12dB and so on -
  391.     excessive equalization is indicative of more serious system
  392.     problems that should not simply be masked with an EQ.  However,
  393.     if you need to do some minor tweaking, an EQ can be a valuable
  394.     tool.  Additionally, some EQs have spectrum analyzers built in,
  395.     which makes for some extra flash in a system.  There are two
  396.     main kinds of EQs available today: dash and trunk.  Dash EQs
  397.     are designed to be installed in the passenger compartment of a
  398.     car, near the head unit.  They typically have the adjustments
  399.     for anywhere from five to eleven (sometimes more) bands on the
  400.     front panel.  Trunk EQs are designed to be adjusted once and
  401.     then stashed away.  These types of EQs usually have many bands
  402.     (sometimes as many as thirty).  Both types sometimes also have
  403.     crossovers built in.
  404.  
  405.    3.14 What are some good (and bad) brands of equalizers?
  406.  
  407.    3.15 What do all of those specifications on tape deck head units mean?
  408.  
  409.    3.16 What are features to look for in a tape deck?
  410.  
  411.    3.17 What are some good (and bad) brands of tape decks?
  412.  
  413.    3.18 What are features to look for in a CD head unit?
  414.  
  415.    3.19 Should I buy a detachable faceplate or pullout CD player?
  416.  
  417.    3.20 What are some good (and bad) brands of CD head units?
  418.  
  419.    3.21 Can I use my portable CD player in my car? Won't it skip a lot? [JSC]
  420.  
  421.     You can use any portable CD player in a car provided that you
  422.     have either an amplifier with line level inputs (preferred) or
  423.     a tape deck.  If you have the former, you can simply buy a 1/8"
  424.     headphone jack to RCA jack adapter and plug your CD player
  425.     directly into your amplifier.  If you have the latter, you can
  426.     purchase a 1/8" headphone jack to cassette adapter and play CDs
  427.     through your tape deck.  The cassette adapters tend to be far
  428.     more convenient; however, there is a significant tradeoff: by
  429.     using cassette adapters, you limit your sound to the frequency
  430.     response of the tape head, which is sometimes as much as an
  431.     entire order of magnitude worse than the raw digital material
  432.     encoded onto the CD itself.
  433.  
  434.     Portable CD players which were not designed for automotive use
  435.     will tend to skip frequently when used in a car (relatively).
  436.     CD players that are specially designed for automotive use, such
  437.     as the Sony Car Discman, tend to include extra dampening to
  438.     allow the laser to "float" across the bumps and jolts of a
  439.     road.  Some people have indicated success with using regular
  440.     portable CD players in a car when they place the CD player on a
  441.     cushion, such as a thick shirt or even on their thighs.
  442.  
  443.    3.22 What's that weird motor noise I get with my portable CD player? [JSC]
  444.  
  445.     Many people report problems while playing CDs from a portable
  446.     CD player into their car audio systems.  The problem, stated
  447.     very simply, has to do with the stepping of the motor requiring
  448.     a varying amount of current and non-isolated power and audio
  449.     signal grounds.  Using a liberal application of capacitors and
  450.     inductors, this voltage variance can be restricted to a window
  451.     of 8.990 to 9.005V for a 9V CD player, yet even the swing
  452.     between these two levels is enough to cause annoyingly loud
  453.     noise on the outputs.  It has been reported that this entire
  454.     problem can be solved by using a true DC-DC inverter at the
  455.     power input to the CD player.
  456.  
  457.    3.23 What are some good (and bad) brands of portable CD players?
  458.  
  459.    3.24 What's in store for car audio with respect to MD, DAT and DCC? [HK]
  460.  
  461.     MiniDisc (MD) seems to have a better future than Digital Audio
  462.     Tape (DAT) or Digital Compact Cassette (DCC) which don't seem
  463.     to have appeal to the public.  Ease of use seems to be an
  464.     important factor and the CD formats allows direct access to
  465.     musical tracks at an instant.  Although MD doesn't match the
  466.     sound quality of the standard CDs it will probably be popular
  467.     since the players have a buffer to eliminate skipping.  DAT
  468.     will remain as a media for ProAudio for recording purposes
  469.     before pressing CDs.
  470.  
  471.    3.25 Are those FM modulator CD changers any good? What are my other
  472.     options?
  473.  
  474.    3.26 What are some good (and bad) brands of CD changers?
  475.  
  476.    3.27 Why do I need a center channel in my car, and how do I do it? [HK,
  477.     JSC]
  478.  
  479.     If a proper center image isn't achievable via a two channel
  480.     configuration, installation of a center channel can help.
  481.     Since the majority of recordings are done in two channel, a two
  482.     channel system designed correctly should be able to reproduce a
  483.     center image which was captured during recording.  A center
  484.     channel is not simply a summation of the left and right
  485.     channels, like bridging an amplifier; rather, it is an
  486.     extraction of common signals from the left and right channels.
  487.     This usually means the lead vocals, and perhaps one or two
  488.     instruments.  These signals will then be localized to the
  489.     center of the stage, instead of perhaps drifting between the
  490.     left center and right center of the stage.  A signal processor
  491.     is usually required in order to properly create a center
  492.     channel image.  The image should then be sent to a driver in
  493.     the physical center of the front of the car, at an
  494.     amplification level somewhat lower than the rest of the
  495.     speakers.  The correct frequency range and power levels will
  496.     depend on the particular installation, though a good starting
  497.     point is perhaps a pass band of 250-3000Hz at an amplification
  498.     level of half the power of the main speakers (3dB down).
  499.  
  500.    3.28 Should I buy a sound field processor?
  501.  
  502.    3.29 What are some good (and bad) brands of signal processors?
  503.  
  504.  
  505.       4 Subwoofers
  506.  
  507.     This section describes some elements necessary for
  508.     understanding subwoofers - how they operate, how to build
  509.     proper enclosures, how to pick the right driver for you, and
  510.     how to have a computer do some of the work for you.
  511.  
  512.     4.1 What are "Thiele/Small parameters"? [CD,RDP]
  513.  
  514.     These are a group of parameters outlined by A.N. Thiele, and
  515.     later R.H. Small, which can completely describe the electrical
  516.     and mechanical characteristics of a mid and low frequency
  517.     driver operating in its pistonic region.  These parameters are
  518.     crucial for designing a quality subwoofer enclosure, be it for
  519.     reference quality reproduction or for booming.
  520.  
  521.     Fs    Driver free air resonance, in Hz.  This is the point at 
  522.         which driver impedance is maximum.
  523.     Fc    System resonance (usually for sealed box systems), in Hz
  524.     Fb    Enclosure resonance (usually for reflex systems), in Hz
  525.     F3    -3 dB cutoff frequency, in Hz
  526.     
  527.     Vas   "Equivalent volume of compliance", this is a volume of 
  528.         air whose compliance is the same as a driver's 
  529.         acoustical compliance Cms (q.v.), in cubic meters
  530.     
  531.     D     Effective diameter of driver, in meters
  532.     Sd    Effective piston radiating area of driver in square meters
  533.     Xmax  Maximum peak linear excursion of driver, in meters
  534.     Vd    Maximum linear volume of displacement of the driver 
  535.         (product of Sd times Xmax), in cubic meters.
  536.     
  537.     Re    Driver DC resistance (voice coil, mainly), in ohms
  538.     Rg    Amplifier source resistance (includes leads, crossover, 
  539.         etc.), in ohms
  540.     
  541.     Qms   The driver's Q at resonance (Fs), due to mechanical 
  542.         losses; dimensionless
  543.     Qes   The driver's Q at resonance (Fs), due to electrical 
  544.         losses; dimensionless
  545.     Qts   The driver's Q at resonance (Fs), due to all losses;
  546.          dimensionless
  547.     Qmc   The system's Q at resonance (Fc), due to mechanical 
  548.         losses; dimensionless
  549.     Qec   The system's Q at resonance (Fc), due to electrical 
  550.         losses; dimensionless
  551.     Qtc   The system's Q at resonance (Fc), due to all losses; 
  552.         dimensionless
  553.     Ql    The system's Q at Fb, due to leakage losses;
  554.         dimensionless
  555.     Qa    The system's Q at Fb, due to absorption losses;
  556.               dimensionless
  557.     Qp    The system's Q at Fb, due to port losses (turbulence,
  558.               viscousity, etc.); dimensionless
  559.     
  560.     n0    The reference efficiency of the system (eta sub 0) 
  561.         dimensionless, usually expressed as %
  562.     
  563.     Cms   The driver's mechanical compliance (reciprocal of 
  564.         stiffness), in m/N
  565.     Mms   The driver's effective mechanical mass (including air 
  566.         load), in kg
  567.     Rms   The driver's mechanical losses, in kg/s
  568.     
  569.     Cas   Acoustical equivalent of Cms
  570.     Mas   Acoustical equivalent of Mms
  571.     Ras   Acoustical equivalent of Rms
  572.     
  573.     Cmes  The electrical capacitive equivalent of Mms, in farads
  574.     Lces  The electrical inductive equivalent of Cms, in henries
  575.     Res   The electrical resistive equivalent of Rms, in ohms
  576.     
  577.     B     Magnetic flux density in gap, in Tesla
  578.     l     length of wire immersed in magnetic field, in meters
  579.     Bl    Electro-magnetic force factor, can be expressed in 
  580.         Tesla-meters or, preferably, in meters/Newton
  581.     
  582.     Pa    Acoustical power
  583.     Pe    Electrical power
  584.     
  585.     c     propagation velocity of sound at STP, approx. 342 m/s
  586.     p     (rho) density of air at STP 1.18 kg/m^3
  587.  
  588.     4.2 What are the enclosure types available, and which one is right
  589.     for me? [JLD]
  590.  
  591.     Only the order of the enclosure         First Order
  592.     itself is shown here.  The addition     Infinite-Baffle or Free-Air
  593.     of a crossover network increases
  594.     the order of the system by the                  |
  595.     order of the crossover.                         |
  596.     Example:  If a First-Order, 6dB/Oct.           /
  597.     crossover (single inductor in series          /
  598.     with the speaker) is used with a            ||
  599.     Fourth Order enclosure, the total           ||
  600.     system is a fifth order.                      \
  601.     Note:  Air volumes and ratios shown            \
  602.     here may not be to scale.  This is              |
  603.     designed to provide order information           |
  604.     only.
  605.  
  606.  
  607.     Second Order                        Second Order
  608.     Acoustic- or Air-Suspension         Isobaric* Acoustic-Suspension
  609.     or Sealed                           (Compound Loaded)
  610.      _______________________             _______________________
  611.     |                       |           |                  _____|
  612.     |                      /            |                 /    /
  613.     |                     /             |                /    /
  614.     |                   ||              |              ||   ||
  615.     |                   ||              |              ||   ||
  616.     |                     \             |                \    \
  617.     |                      \            |                 \____\
  618.     |_______________________|           |_______________________|
  619.  
  620.  
  621.     Fourth Order            Fourth Order            Fourth Order
  622.     Bass-Reflex or          Passive Radiator        Isobaric*
  623.     Vented or Ported        Bass-Reflex             Bass-Reflex
  624.      _______________         _______________         _______________
  625.     |               |       |               |       |          ____ |
  626.     |              /        |              /        |         /    /
  627.     |             /         |             /         |        /    /
  628.     |           ||          |           ||          |      ||   ||
  629.     |           ||          |           ||          |      ||   ||
  630.     |             \         |             \         |        \    \
  631.     |              \        |              \        |         \____\
  632.     |               |       |               |       |               |
  633.     |               |       |              /        |               |
  634.     |               |       |             /         |               |
  635.     |           ____|       |            |          |           ____|
  636.     |                       |            |          |
  637.     |           ____        |             \         |           ____
  638.     |               |       |              \        |               |
  639.     |_______________|       |_______________|       |_______________|
  640.  
  641.  
  642.     Fourth Order                    Fourth Order
  643.     Single-Reflex Bandpass          Isobaric* Single-Reflex Bandpass
  644.      _________________    ____      _______________________    ____
  645.     |         |       |  |    |    |               |       |  |    |
  646.     |        /        |  |    |    |              / \      |  |    |
  647.     |       /                 |    |             /   \             |
  648.     |     ||                  |    |           ||     ||           |
  649.     |     ||                  |    |           ||     ||           |
  650.     |       \                 |    |             \   /             |
  651.     |        \                |    |              \ /              |
  652.     |_________|_______________|    |_______________|_______________|
  653.  
  654.  
  655.     Fourth Order                      Fourth Order
  656.     Three Chamber                     Three Chamber Isobaric*
  657.     Single-Reflex Bandpass            Single-Reflex Bandpass
  658.      ____________   ____________      ______________   ______________
  659.     |      |     | |     |      |    |       |      | |      |       |
  660.     |     /      | |      \     |    |      / \     | |     / \      |
  661.     |    /                 \    |    |     /   \           /   \     |
  662.     |  ||                   ||  |    |   ||     ||       ||     ||   |
  663.     |  ||                   ||  |    |   ||     ||       ||     ||   |
  664.     |    \                 /    |    |     \   /           \   /     |
  665.     |     \               /     |    |      \ /             \ /      |
  666.     |______|_____________|______|    |_______|_______________|_______|
  667.  
  668.  
  669.     Fifth Order = Fourth Order Enclosure + First Order Crossover
  670.                 = Third Order Enclosure + Second Order Crossover, etc.
  671.  
  672.  
  673.     Sixth Order                        Sixth Order
  674.     Dual-Reflex Bandpass               Isobaric* Dual-Reflex Bandpass
  675.      ____    _____________    ____      ____    ____________    ____
  676.     |    |  |       |     |  |    |    |    |  |      |     |  |    |
  677.     |    |  |      /      |  |    |    |    |  |     / \    |  |    |
  678.     |    |  |     /               |    |    |  |    /   \           |
  679.     |           ||                |    |          ||     ||         |
  680.     |           ||                |    |          ||     ||         |
  681.     |             \               |    |            \   /           |
  682.     |              \              |    |             \ /            |
  683.     |_______________|_____________|    |______________|_____________|
  684.     
  685.     Sixth Order
  686.     Three Chamber                        Quasi-Sixth Order
  687.     Dual-Reflex Bandpass                 Series-Tuned Bandpass
  688.      _    _________   _________    _      _________________    ____
  689.     | |  |   |     | |     |   |  | |    |           |     |  |    |
  690.     | |  |  /      | |      \  |  | |    |          /      |  |    |
  691.     |      /                 \      |    |         /               |
  692.     |    ||                   ||    |    |       ||                |
  693.     |    ||                   ||    |    |       ||                |
  694.     |      \                 /      |    |         \               |
  695.     |       \               /       |    |          \              |
  696.     |________|_____________|________|    |       ____|             |
  697.                                          |                         |
  698.                                          |       ____              |
  699.                                          |           |             |
  700.                                          |___________|_____________|
  701.  
  702.  
  703.     Seventh Order = Sixth Order Enclosure + First Order Crossover, etc.
  704.  
  705.  
  706.     * Isobaric or Coupled Pair (Iso-group) Variations:
  707.  
  708.     A variety of configurations may be used in the isobaric loading
  709.     of any order enclosure. Physical and acoustic restrictions may
  710.     make one loading configuration preferable to another in a
  711.     particular enclosure.
  712.  
  713.     Composite or Push-Pull                  Compound or Piggy-Back
  714.     or Face-to-Face Loading                 or Tunnel Loading
  715.      _________________                 ___________________________
  716.     |                 |               |                       ____|
  717.     |                / \              |                      /   /
  718.     |               /   \             |                     /   /
  719.     |         >>> ||     || >>>       |               >>> ||  || >>>
  720.     |         >>> ||     || >>>       |               >>> ||  || >>>
  721.     |               \   /             |                     \   \
  722.     |                \ /              |                      \___\
  723.     |_________________|               |___________________________|
  724.  
  725.     Back-to-Back Loading                    Planar Loading
  726.      _________________________         ___________________________
  727.     |                _________|       |                        |  |
  728.     |                \       /        |                       /   |
  729.     |                 \     /         |                      /    |
  730.     |              >>> || || >>>      |                    || >>> |
  731.     |              >>> || || >>>      |                    || >>> |
  732.     |                 /     \         |                      \    |
  733.     |                /_______\        |                       \   |
  734.     |_________________________|       |________________________|  |
  735.                                                                |  |
  736.                                                               /   |
  737.                                                              /    |
  738.                                                            || <<< |
  739.                                                            || <<< |
  740.                                                              \    |
  741.     >>> indicates direction of                                \   |
  742.     >>> simultaneous cone movement.                            |__|
  743.  
  744.     4.3 How do I build an enclosure?
  745.  
  746.     4.4 What driver should I use?
  747.  
  748.     4.5 Is there any computer software available to help me choose an
  749.     enclosure and a driver? [MH]
  750.  
  751.     Various enclosure design software is available via ftp from
  752.     csd4.csd.uwm.edu in the directory "/pub/high-audio/Software".
  753.     The most popular program there is Perfect Box, which is in the
  754.     file "perf.uu" (or "perf.zip").
  755.  
  756.     4.6 What is an "aperiodic membrane"? [CD]
  757.  
  758.     An aperiodic membrane is one part of a type of subwoofer
  759.     enclosure.  It is an air-permeable sheet which has
  760.     frequency-dependent acoustical resistance properties.  The
  761.     original design goes back to Naim, for use in home systems, but
  762.     has been applied by several individuals and companies in car
  763.     audio.
  764.  
  765.     The completed system will be aperiodic, which means it will
  766.     prove to be over-damped with a Q below 0.7.  In contrast, most
  767.     car audio systems range from sort of to grossly underdamped,
  768.     with Q's > 0.8 and higher.  These high-Q systems have poor
  769.     transient response, nasty peaks in frequency response, and high
  770.     rates of roll-off.  Aperiodic systems will feature excellent
  771.     transient response, smooth frequency response, and extended
  772.     very-low frequency reproduction.
  773.  
  774.     Another benefit of the system is that you can pretty much
  775.     choose whichever driver you'd like to use, as long as they are
  776.     big.  The Thiele/Small parameters (which would normally
  777.     determine what kind of box would be used) are taken into
  778.     consideration by the membrane designers so that the response is
  779.     extended and overdamped, regardless of the characteristics of
  780.     the driver.
  781.  
  782.     Physically, the aperiodic membrane isn't for every car.  It
  783.     requires sealing the trunk from the passenger compartment in an
  784.     air-tight manner, as well as sealing the trunk from the outside
  785.     for best results.  The drivers are then mounted into the baffle
  786.     between the passenger compartment and the trunk, as would be
  787.     standard in an infinite-baffle/free-air set-up.  The aperiodic
  788.     membrane is then placed either in front of the driver or behind
  789.     the driver, depending on the type.  When mounting behind the
  790.     driver, the membrane is used as the rear-wall of a very small
  791.     box which the driver sits in (as in Richard Clark's infamous
  792.     Buick Grand National).  So, in short, it's not suitable for
  793.     trucks, jeeps, R/V's, or hatchbacks.
  794.  
  795.     You should probably only get an aperiodic membrane if you've
  796.     got money to burn, lots of amplifier power, some big subs, a
  797.     sedan, a desire for trunk space, and no wish to boom.  If your
  798.     tastes lean towards bass-heavy booming, as opposed to
  799.     well-recorded acoustic instruments, you're not going to be
  800.     pleased with the result.
  801.  
  802. -- 
  803. Jeffrey S. Curtis - stealth@uiuc.edu <> "You say these days are made of rust:
  804. Network Coordinator - UI Housing Div <> ``Counted out! Counted out in loss!''
  805.    Proton    <  Dodge  >   Pioneer   <> I've got plans to prove them wrong.."
  806. Phase Linear < Stealth > StreetWires <> -- INXS _Full Moon Dirty Hearts_ 1993
  807.