Sign in to follow this  
calle_jr

Illustration av delningsfilter och högtalarelement

Recommended Posts

 

Jag har räknat om enligt föregående inlägg.

Eftersom 2xMEA är inkluderad i driverns massa tog jag bara bort dem från min krets, och minskade 400µF-kondingen med motsvarande värde.

 

Impedanskurvan stämmer inte helt och jag vet inte varför. "Skidbacken" över 200Hz är för brant i mellanregistret och planar sedan ut högfrekvent. Så ser det inte ut i Scan-Speaks datablad och inte i teks simulering med strömkälla.

I övrigt stämmer det väl.

 

 

image.png

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 2019-04-20 at 21:31, calle_jr said:

 

Hur en styv kolv strålar har både Lord Rayleigh, Stapanishen, Thompson, Greenspon, Sherman, Pritchard, Malecki, Morse & Ingard, Svensson och många fler studerat.

Och det finns massor av studier av hur plattor/skal/membran beter sig (Timoshenko är en favorit). Men ganska lite om hur de strålar.
Modformerna för ringformade membran har presenterats av tex Jabareen och Eisenberger, medan direktivitetsmönstret för cirkulära membran har utforskats av Malecki, Morse & Ingard och Rdzanek.

Hur horn strålar är också mycket väl utforskat och dokumenterat, jag rekommenderar läsning av Webster, Kyouno, Shinichi och Shigeru.
Men när det gäller ljudeffekt och direktivitet (dvs utstrålning) från ett koniskt membran som rör sig som en kolv så finns det väldigt lite att hämta. Än idag.

 

Den som vet mer är välkommen att redovisa :64:

Man kan mäta och beräkna en drivers impedans med mycket hög precision, men därefter är det faktiskt ganska mycket tjolahoppsan.

Vi är ju normalt inte så intresserade av en högtalares impedans. Vi är intresserade av hur den låter (dvs utstrålningen). Men jag får en stark känsla av "don't go there" när jag luskar i detta.

 

Här är en illustration som jag satt ihop för att förklara de fenomen som inverkar enbart pga ett högtalarmembrans utstrålning till Fraunhofer-zonen:
 

https://euphonia-audioforum.se/forums/uploads/monthly_2019_04/image.png.4055d760fb7d0c2023aef3195ffee4ba.png

 

Fetstil är såklart inte sant. Märker när jag läser igen att jag uttryckte mig slarvigt och kategoriskt.

Det finns kilometervis med undersökningar på detta.

Man studerar då de olika huvudfallen med målet att hitta analytiska uttryck för akustisk tryckfördelning, intensitet och strålning i fjärrfältet.

Det blir många fall...

Membranets mått, form och materialegenskaper, utformning av spider och surround, baffelns inverkan, hur exciteringen ser ut etc.

  • Ett huvudfall kan vara ett cirkulärt plant ringformat membran som är ledat längs den inre ringen och fritt längs den yttre.
  • Ett annat huvudfall kan vara en cirkulär kolv med radien r som pulserar i en baffel.
  • Ett tredje huvudfall är en kolv som pulserar i en cylinder eller ett horn.

Vart och ett av dessa kan beskrivas analytiskt, och det är det som visas i illustrationen.

Men när man kombinerar dem blir det helt enkelt så komplext och "instabilt" att det känns meningslöst att försöka formulera ett allmängiltigt samband.

image.png

 

 

Så, vad gör man?

Antingen kokar man ner till en specifik driver och studerar den och enbart den. Eller så koncentrerar man sig på en specifik detalj eller ett specifikt område (lf, hf, piston range osv). Eller så ger man efter och använder FEM/BEM som generellt verktyg, där man kan göra parameterstudier i det oändliga. Eller så mäter man och kurvanpassar.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 2019-04-28 at 09:05, calle_jr said:

när man kombinerar dem blir det helt enkelt så komplext och "instabilt" att det känns meningslöst att försöka formulera ett allmängiltigt samband.

Jag har hittat en del källor som räknar på SPL inkl membran- och hornverkan eller koniskt membran. Anne-Marie Bruneau gör detta på ett otroligt snyggt sätt. Man häpnar över hennes skärpa. Hon och hennes man Michel Bruneau byggde upp ett lab i Le Mans i början på 70-talet och hennes specialitet var transducers.

 

En annan som arbetar med väldigt "kompletta" modeller är Wojciech Rdzanek Jr, som verkar ha tagit vid sin fars arbete, osäker på det. Och givetvis Wolfgang Klippel. Men det som är gemensamt för samtliga är att de måste kombinera beräkningar med mätningar. Det är samma sak med Knud Thorborg, och han anger egentligen bara data för att beräkna impedans över hela kretsen.

 

Makarna Bruneau har en mycket snygg process för att bestämma drivers verkningssätt, och i mitt tycke mer vetenskapligt än Scan-Speak och en del amerikanska drivers. De utgår alltid från det fysikaliska verkningssättet för respektive domän, och försöker hitta metoder för att verifiera detta verkningssätt, vilket innebär de mest finurliga sätt att mäta och tillämpa statistiska metoder för att vaska fram rätt mätdata. De börjar således med den elektriska kretsen, beräknar blockad impedans (membranet fastlåst), går vidare med magnetiska fenomen, sedan de mekaniska delarna, och sist luften som en last för att få korrekt utstrålning. De har alltså formulerat ett set analytiska uttryck för utstrålningen inkl hänsyn till membran- och hornverkan med ett koniskt membran. Jag kan inte redogöra för hela deras arbete på området, se exvis [1][2], men bara för att ge en ”flash” är här en sammanfattning av deras formulering av utstrålningen uttryckt i ”vår” terminologi:

 

image.png   image.png

 

Men även Bruneaus beräkningsmetodik innebär att man måste studera och mäta upp en specifik driver, och deras samband innehåller ett antal approximationer och villkor på vägen. Man kan nog, kort och gott uttryckt, inte i praktiken beskriva hur ett dynamiskt element fungerar med en rigorös teori.

 

I slutändan är hela konstruktionen (drivern) ett resultat av en samling egenljud. När man utformar drivern försöker man få den att härma något naturligt. En liten justering av ett material, ett mått, en rand, ett motstånd, magnetflödet, baffeln osv, så ändras ett egenljud och det kan låta mer eller mindre naturligt. Vi kan uppfatta det som mjukare, svampigare, styvare, hårdare, rappare, trögare osv. Det säger sig självt att det inte går att få ihop alla dessa egenskaper till något som totalt sett är objektivt perfekt. En del kommer tycka att vissa kompromisser har övervägande fördelar, andra tycker tvärtom. Man kan tycka att en förändring gör att drivern plötsligt låter perfekt on-axis, men då låter den i gengäld lite sämre 30o off-axis. Om vi minskar e-modulen i membranet så kommer det låta mindre metalliskt, men olinjäriteten i vågutbredningen ökar. Osv, osv.

 

Nu har jag babblat flera sidor om en enda driver, utan filter och utan låda. Man kanske kan reflektera lite grand kring högtalarspecar i ljuset av detta. För mig är det åtminstone en signal att man ska vara ganska försiktig att uttala sig om specar :)

 

[1]  A.M. Bruneau and M. Bruneau: Electrodynamic Loudspeaker With Baffle: Motional Impedance And Radiation. J. Audio Eng. Soc. Vol 34, No. 12, December 1986.

[2]  A.M. Bruneau: Rayonnement d'un Disque Placé ou non dans un Écran a la Surface duquel la Distribution Est Connue et Rayonnement d'un Haut-Parleur à Diaphragme Conique. Acustica Vol 43, No. 2, 1979.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
27 minutes ago, calle_jr said:

De utgår alltid från det fysikaliska verkningssättet för respektive domän, och försöker hitta metoder för att verifiera detta verkningssätt, vilket innebär de mest finurliga sätt att mäta och tillämpa statistiska metoder för att vaska fram rätt mätdata. De börjar således med den elektriska kretsen, beräknar blockad impedans (membranet fastlåst), går vidare med magnetiska fenomen, sedan de mekaniska delarna, och sist luften som en last för att få korrekt utstrålning.

 

Verkar vara ett vettigt sätt att angripa problemet.

 

29 minutes ago, calle_jr said:

Man kan nog, kort och gott uttryckt, inte i praktiken beskriva hur ett dynamiskt element fungerar med en rigorös teori.

 

Instämmer.

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

NL5 är en kretssimulator för analoga elkretsar med ideala eller styckvis linjära komponenter. @tek har hjälpt mig med bättre simulering med denna mjukvara, och här är resultat från NL5 där man dels ser att impedansen stämmer bättre, dels ser vi fasgången för SPL:

 

image.png

 

image.png

 

Här är modellen igen, jag visar den här eftersom vi har ändrat runt en massa under resans gång:

 

image.png

 

SPL lågfrekvent och inom piston range stämmer också mycket bra, men vi saknar som bekant effekterna av membran- och hornverkan över 800Hz. Vi får nöja oss med det.

 

Effekter av membranverkan

Membranverkan ser man i mätningar som berg- och dalbanan över piston range. Vid en övergångsfrekvens ft (transfer frequency), där membrandiametern (2a) överstiger halva våglängden, så sjunker den totala utstrålningen med 6dB per oktav, så att image.png . Ärligt talat skulle det för vårt syfte kännas ganska meningslöst att försöka simulera denna berg- och dalbana. Det räcker att vi vet att den finns där och varför. Jag kan bara spekulera i att den totala utstrålningen minskar pga membranresonanser.

 

Effekter av hornverkan

Ett konformat membran så som 22W/8534G00 gör att membranet fungerar som ett skal och har avsevärt mycket högre styvhet och det är väl detta som är största anledningen att utforma dem så. Men det innebär också att utstrålningen riktas mer on-axis, dvs hornverkan:

 

image.png

 

Effekten av hornverkan finns upp till avskärningsfrekvens fc (cut-off frequency), där hornets höjd (h) överstiger halva våglängden, image.png. Över denna frekvens sjunker ljudtrycket med 6dB per oktav.

 

I vårt fall är image.png

 

 

image.png

 

 

 

Jag är övertygad att de som konstruerar drivers på det här sättet lätt skulle kunna redovisa SPL med stor noggrannhet enbart utifrån specar och utan att se en SPL-mätning.

 

 

On 2019-03-03 at 10:15, Engelholm Audio said:

Menar du att du via detta, skulle simulera fram en (någorlunda) överensstämmande frekvenskurva?

 

Längre än så kommer jag nog inte @Engelholm Audio :)

 

 

Stort tack till @tek som tålmodigt har gjort körningar på längden och tvären innan vi hittat rätt. Jag vet att NL5 har en ganska buggig exportfunktion ovanpå allt, och många av komponenterna är inte direkt standard. Så det finns många felkällor.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 2019-05-12 at 14:18, calle_jr said:

Längre än så kommer jag nog inte

Impedanser ser ju klockren ut medan SPL ser mindre klockren ut (klocksmutsig?).

 

Arbetet, engagemanget och uthålligheten i denna tråd är beundransvärd. Hatten av, @calle_jr och @tek och ev fler (?) som hjälpt till!

 

Undrar vad Skaaning, Scan Speak och liknande tänker om denna redovisning?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Tack.

 

On 2019-05-14 at 19:34, Engelholm Audio said:

Undrar vad Skaaning, Scan Speak och liknande tänker om denna redovisning?

Tråden är extremt svårläst när man inte har följt den, så jag håller på med en förhoppningsvis mer pedagogisk version som börjar från början och går i rätt riktning utan sidospår.

Egentligen en helt övermäktig uppgift för mig, men vi har ju inte bråttom :)

 

 

On 2019-05-14 at 19:34, Engelholm Audio said:

SPL ser mindre klockren ut

Ja, men jag tror som sagt att det ligger i en modifiering av modellen pga membran- och hornverkan.

Claus Futtrup, Jan Møller och Knud Thorborg har gjort modeller där ovanstående modell av driver är inkorporerad i en komplett modell med flera drivers, delningsfilter, låda och portar. 

Förvisso har Scan-Speak skrivit "Preliminary" på dessa data i alla deras specar. Och det är verkligen i gränslandet att utgå från modeller som baseras på kurvanpassning, med ganska vaga kopplingar till verkliga fenomen. Men de använder detta själva. Jag tror de försöker "tvätta bort" de gängse metoderna med småsignalmodeller, som de anser är felaktiga i praktiken eftersom drivers används med större konutslag där både styvhet och dämpning blir olinjär och frekvensberoende.

 

 

On 2019-05-14 at 19:34, Engelholm Audio said:

Undrar vad Skaaning, Scan Speak och liknande tänker om denna redovisning?

Scan-Speak skulle kunna berätta hur de beräknar utstrålningen låg- och högfrekvent med sin modell :)

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

Jag har sett ett smart sätt att bestämma utstrålningen pga membran- och hornverkan.

Man monterar drivern i ett "rum" (en stor låda) och spelar med en annan ljudkälla som ger ett diffust ljudfält i rummet. Man mäter ljudtrycket i rummet med mikrofon och membranets acceleration med accelerometer. Eftersom ljud är reciprocivt kan utstrålad ljudeffekt beräknas oberoende av andra fenomen i drivern. Om ljudfältet i rummet kan anses vara diffust så är det bara accelerometern som "stör" mätningen, och dessa finns ju idag som mycket nätta instrument.

 

image.png

 

 

 

image.png

3-axlig accelerometer från Analog Devices. Foto: analog.com

 

 

Ett annat sätt är att laserscanna membranet. Det finns en rad olika tekniker där man förutom membranets hastighet också kan se modformerna för varje punkt på membranet.

Ann-Marie Bruneau använder laser för att mäta amplitud och fas och skapa ett hologram av detta:

 

image.png

Σ0 är driverns utstrålning, och Σp är laserns bärvåg. L1 och L2 är mikroskop. T1 och T2 är 25µm stora hål. H är hologrammet. Bild: A.M. Bruneau: "Amplitude and Phase Measurements of Vibrations of Radiating Surfaces in Order to Determine the Emitted Sound Field"
 

 

Såhär kan en skanning illustreras grafiskt, där vi uppenbarligen är så högt i frekvens att membranresonanser utbildats:

 

image.png

 

Bild: Wolfgang Klippel: "Distributed Mechanical Parameters Describing Vibration and Sound Radiation of Loudspeaker Drive Units"

 

 

Oavsett hur man mäter så är målsättningen att få reda på membranets utböjningsform för hela registret och i alla punkter på membranet.

Kalla denna utböjningsform för image.png, där ω är aktuell frekvens och rD är aktuell punkt på membranet.

Då är ljudtrycket på avståndet ra:

 

image.png

 

Som vanligt är ρ0 luftens densitet, k är vågnummer, SD är membranarea och p0 är referensnivån.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

Hur påverkar lådan då? :unsure:

 

image.png

Det laminerade kabinettet i TAD Model-1. Bild: Audioxpress

 

 

Kabinettet påverkar naturligtvis en högtalares prestanda avsevärt. Hur det påverkar beror i första hand på om det är en sluten eller basreflex/portad låda, line source eller t.o.m hornladdad konstruktion. Men i sin enklaste form karakteriseras lådan av en akustisk massa, akustisk resistans och akustisk komplians. Man kan bygga mer eller mindre komplicerade modeller där dessa tre egenskaper på något sätt återfinns som komponenter i modellen.

 

Om det handlar specifikt om dimensionering av kabinett så är det ett renodlat strukturdynamiskt problem, och kabinettet kan då analyseras skilt från drivers och filter.

 

image.png

FEM-analys av en kabinettsida. Vibrationsmoder där bilden till vänster är osträvad och till höger är 4st förtyvningar inlagda. Bild: David Waratuke

 

Men det är inte meningsfullt att göra den typen av beräkningar innan man vet kabinettets grundläggande mått och form, portens utformning, fyllning etc.

 

Så, om vi fortsätter med lumpade modeller (med syfte att koppla ihop låda med drivers och delningsfilter) så behöver man rita upp en ekvivalentmodell som beskriver lådan. Här är en typisk ekvivalentkrets för att simulera ett dämpat kabinett med basreflex:

 

image.png

 

Dvs det är en samling akustiska och mekaniska egenskaper i kabinettets material, mått och form som översätts till en elektrisk krets med mobilitetsanalogi.

  • LUA och CUA representerar komplians och massa för den del av lådvolymen som inte är fyllning.
  • LAF representerar komplians för den del av lådvolymen som utgör fyllning.
  • LTH och RTH representerar termisk volymändring och termiska förluster.
  • RB utgör den absorption som finns i lådan oavsätt dämpmaterial, dvs den absorption som kommer enbart av att man monterar drivern i en låda och som är kopplad till QB (förklaras av Thiele och T/S-parametrar).
  • CMF representerar massan som fibern i fyllningen påverkar systemet med.
  • CAF och RAF utgör massan av luften och luftmotståndet i den lådvolym som har fyllning.
  • RP och CP är portförluster representerade med dämpning och massa.
  • RL är läckageförluster representerade med dämpning.

 

Som syns är det endast lådans inverkan som visas i bilden. Drivers och delningsfilter enligt tidigare redovisning ska därefter läggas till kretsen.

Hur man beräknar komponentvärdena redovisas i exvis Claus Futtrup: “Losses in Loudspeaker Enclosures”.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 2019-05-19 at 18:21, calle_jr said:

Hur påverkar lådan då?

 

Föregående inlägg var ganska detaljerat, och representerar hur man bygger en ganska detaljerad modell.

Vi kanske ska börja med en betydligt mer generaliserad syn?

 

Om vi studerar en traditionell basreflexhögtalare, och kombinerar element, låda och port:

 

image.png

 

Vitsen med en portad låda är att förbättra högtalarens basprestanda, eller rättare sagt nedre delen av en drivers register.

Den portade lådan fungerar som en helmholtzresonator och kommer ha en resonansfrekvens fsp som måste avpassas mot driverns resonansfrekvens fs. Lådans volym V, portens area Sp och portens längd Lp spelar in:

 

image.png

 

I registret under fsp kommer volymhastigheten vara i fas med högtalarmembranets baksida, och således ur fas med membranets framsida.

För konstant membranhastighet skulle portens utstrålning minska med 24dB/oktav (proportionellt mot f4).

Eftersom membranhastigheten minskar med 6dB/oktav under fs, kommer kombinationen bli en avrullning med 18dB/oktav.

I registret över fsp så inverteras fas, och utstrålningen från porten är hyfsat i fas med utstrålningen från membranets framsida. Portens utstrålning faller dock med ökande frekvens med 12dB/oktav.

 

Effekten med en portad låda är alltså att förlänga driverns lägre register med ungefär en oktav, och därefter låta den rulla av med 18dB/oktav.

Tricket är att välja en port som får den akustiska massan i porten ungefär lika med driverns rörliga massa.

Jämfört med en sluten låda så ökar man då känsligheten, man ökar max output och man sänker nedre delningsfrekvens.

 

Låt oss utgå från att vi bibehåller standardkomponenterna enligt Scan-Speaks driver.

Då tror jag att modellen bör se ut nånting sånt här:

 

image.png

 

Med:

image.png

 

 

Men jag är inte helt säker. Porten spelar ju parallellt med drivern. Kanske MEA och REA ska finnas kvar dubbelt. Osäker.

 

Ovanstående modell beskriver det övergripande verkningssättet, men för noggrannare analyser och simuleringar bygger man mer detaljerade modeller. Hur man kommer från ovan enkla modell till den mer komplexa modellen kanske vi inte ska gå in på i detalj. Men principen är att förfina inverkan från delkomponenterna med motsvarande komponenter i den ekvivalenta modellen.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Väldigt spännande och kul! Tack för all tid och redovisning. :)

 

3 hours ago, calle_jr said:

Den portade lådan fungerar som en helmholtzresonator och kommer ha en resonansfrekvens fsp som måste avpassas mot driverns resonansfrekvens fs. Lådans volym V, portens area Sp och portens längd Lp spelar in:

Hur menar du avpassas till driverns fs?

 

3 hours ago, calle_jr said:

Effekten med en portad låda är alltså att förlänga driverns lägre register med ungefär en oktav, och därefter låta den rulla av med 18dB/oktav.

Jag håller med i stora drag och utan att vilja vara den som e den, så är det ju så att en sluten ger högre output vid (ännu) lägre frekvens. Hur detta upplevs och märks är lite en annan fråga...och typiskt sett så påstår jag att en basreflex just "ger mer bas", subjektivt.

Nedan standardsimulering av sluten vs portad visar på högre output ner till ca 35 Hz från basreflexkonstruktionen.

 

image.png.2012eb26af4c5e0ed4a7dae736e11460.png

 

3 hours ago, calle_jr said:

Tricket är att välja en port som får den akustiska massan i porten ungefär lika med driverns rörliga massa.

Hmm...igen - hur menar du? Varför "är det tricket"?

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 hours ago, calle_jr said:

Då tror jag att modellen bör se ut nånting sånt här:

 

image.png

REAp är ju kul att leka med och jag tror (!) att det är här man ökar värdet för att nå en "aperiodisk sluten låda"!??

 

Aperiodic-Closed-Box-Loudspeakers.png

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Tack!

 

2 hours ago, Engelholm Audio said:

Hur menar du avpassas till driverns fs?

 

 

Jag försökte förklara i meningarna efter :)

Alltså att portens resonansfrekvens måste stämmas av mot driverns resonansfrekvens.
Som syns i diagrammet du visar skapar porten två lite lägre resonanstoppar.
Om man avpassar / stämmer av porten så att dessa toppar blir snygga så blir konsekvensen att: 
- Utstrålningen från porten blir i fas med utstrålningen från membranet.
- Frekvensgången förlängs nedåt.
- Känsligheten ökar.
 

Jag gissar att man ska tolka de sex kurvorna såhär:

 

image.png

 

Intressant simulering. Om min gissning stämmer så har den slutna lådan förvånansvärt bra respons.

 

 

2 hours ago, Engelholm Audio said:

Hmm...igen - hur menar du? Varför "är det tricket"?

 

Då kommer portens output på ett ungefär att matcha driverns output vid fs.

Share this post


Link to post
Share on other sites
11 hours ago, Engelholm Audio said:

REAp är ju kul att leka med och jag tror (!) att det är här man ökar värdet för att nå en "aperiodisk sluten låda"!??

Det verkar onekligen så.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jag gjorde ett praktiskt experiment med dämpning av basreflexport för ett tag sedan som visas i nedanstående impedanskurvor.

 

gr_servo_mds_box.jpg.013204fd348475907d300e25afbabbf7.jpg

gr_servo_mds_box_port_damped.jpg.40b5d96dceef68159db5d5d7a7601c77.jpg

 

Den nedre kurvan visar vad som händer när porten är fylld med dämpmaterial och det blir i praktiken en sluten låda. Jag tycker det var intressant att resonansfrekvensen sjönk vid tilltaget och det antyder väl att porten påverkar elementet vid lådans resonansfrekvens och inte bara under den. Lådan är inte ideal för elementet utan bara använd i experimentsyfte och porten verkar bli avstämd för högt och påverkan från porten vid lådans resonans minskar förstås med lägre avstämning.

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

Det finns ett otal typer av lådkonstruktioner och alla mellanliggande hybrider. 

 

Men när det gäller LF får huvudtyperna ändå sägas vara ÖSBH: öppen baffel, sluten låda, basreflex och horn.

(jag skriver ÖSBH för att slippa skriva ut alla fyra varje gång)

De stora skillnaderna mellan sluten låda, basreflex och infinit baffel kan rent principiellt visas såhär om jag använder samma figur som tidigare:

 

image.png

 

 

Men som @Engelholm Audio är inne på behöver det inte se ut såhär. Precis som med drivers och delningsfilter kan man såklart tweaka till var och en av dessa huvudtyper, konstruera hybrider och superanpassa till specifika drivers eller designmål. Slavbas, transmission line, kopplade kabinett, isobarik mm är exempel på det. Jag tänker på Naims system med kopplade kabinett som exempel, där porten mellan kabinetten är resonansfri.

Så jag tycker att ÖSBH är de fyra huvudtyperna. Övriga är hybrider av dessa.

 

image.png

 

 

 

3 hours ago, MatsT said:

Den nedre kurvan visar vad som händer när porten är fylld med dämpmaterial och det blir i praktiken en sluten låda.

En sluten engelsk låda :);)

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
12 hours ago, calle_jr said:

Jag försökte förklara i meningarna efter :)

Min tröghet i att förstå saker överraskar många. :)

 

12 hours ago, calle_jr said:

Alltså att portens resonansfrekvens måste stämmas av mot driverns resonansfrekvens.

Kanske hänger jag upp mig på "driverns resonansfrekvens" - för du menar drivern + lådans resonansfrekvens, inte sant? Inte driverns Fs, va?

 

12 hours ago, calle_jr said:

Om man avpassar / stämmer av porten så att dessa toppar blir snygga så blir konsekvensen att: 
- Utstrålningen från porten blir i fas med utstrålningen från membranet.
- Frekvensgången förlängs nedåt.
- Känsligheten ökar.

Japp - och den första är väl själva poängen medan #2 och #3 är följder?

 

Det jag inte hänger med på är förhållande eller "balanser" mellan impedanstoppar, snygghet, etc.

 

12 hours ago, calle_jr said:

Jag gissar att man ska tolka de sex kurvorna såhär:

 

image.png

 

@calle_jr twelve points. Helt rätt. Elementet är ett ansprålslöst Peerless SDS-P830855 som råkade ligga lättast tillgängligt i Basta.

 

12 hours ago, calle_jr said:

Då kommer portens output på ett ungefär att matcha driverns output vid fs.

Hmm..."matcha", som i att porten ger samma output som elementet "ensamt" i infinite baffle? För du kanväl inte jämföra mot fs vid helmholtz, eftersom drivern knappt rör membranet vid fs. Hurivda detta är bra eller inte, är ju en fråga om "mål". Stoppar man in önskemål om tonkurva för att matcha ett rums förstärkning, etc, så är det nödvändigtvis inte så.

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 hours ago, MatsT said:

gr_servo_mds_box_port_damped.jpg.40b5d96dceef68159db5d5d7a7601c77.jpg

 

Den nedre kurvan visar vad som händer när porten är fylld med dämpmaterial och det blir i praktiken en sluten låda.

Ja nått sånt, fast impedanstoppen är väl också kraftigt dämpad, jämfört med en "traditionellt" sluten låda? Just att få ner impedanstoppen tänker jag kan vara värt mkt, med tanke på att ett HP filter beter sig icke-önskvärt om impedanstoppen vid fs är hög. Botemedlet heter RCL krets och innebär ofta många mH och ännu fler uF - vilket inte känns bra, ser bra ut i excelarket över behövda komponenter, fysisk storlek på filter, och så vidare.

Share this post


Link to post
Share on other sites
32 minutes ago, calle_jr said:

Men som @Engelholm Audio är inne på behöver det inte se ut såhär. Precis som med drivers och delningsfilter kan man såklart tweaka till var och en av dessa huvudtyper, konstruera hybrider och superanpassa till specifika drivers eller designmål. Slavbas, transmission line eller kopplade kabinett är exempel på det. Jag tänker på Naims system med kopplade kabinett som exempel, där porten mellan kabinetten är resonansfri. 

Så jag tycker att ÖSBH är de fyra huvudtyperna. Övriga är hybrider av dessa.

Jag tror jag håller med. :)Och all denna teknik och fix och don - och ändå har folk basresonanser i sina rum med stående vågor som hänger kvar 500-1000ms med signifikant nivå. :)Sila mygg och svälja "The Meg"? Men tekniken är skitkul och intressant, så jag menar inte döda nått.

Share this post


Link to post
Share on other sites
28 minutes ago, Engelholm Audio said:

Min tröghet i att förstå saker överraskar många. :)

 

Så är det med internet :)

I GoT har de kråkor som flyger med meddelanden. Det måste ha varit etter värre.

 

 

 

28 minutes ago, Engelholm Audio said:

 

Kanske hänger jag upp mig på "driverns resonansfrekvens" - för du menar drivern + lådans resonansfrekvens, inte sant? Inte driverns Fs, va?

 

Ja det ska man nog säga.
Det handlar ju om att få driver och port "samspelta", att takta, och i praktiken är det väl snarare över systemets resonansfrekvens än över den fria driverns resonansfrekvens som detta sker.
Porten hjälper ju inte till med output så värst långt över fsp.
Under resonansfrekvens spelar de i otakt och porten släcker ut drivern. Inte helt, men output faller 18 i stället för 12dB/oktav.

 

 

28 minutes ago, Engelholm Audio said:

 

Japp - och den första är väl själva poängen medan #2 och #3 är följder?

 

Ja. Egentligen är det ju nivå och fas som spelar in, dvs basreflex skapar ett extra ljudtryck från driverns utstrålning bakåt. Detta ljudtryck har en nivå och en fas som ska taktas med driverns utstrålning framåt.

 

 

Jag ska fundera på det andra du tar upp.

Det blir lätt ett minfält om man generaliserar.
Hur ser driverns karakteristik ut? Hur blir det med 2- och 3-vägare? Hur stort är kabinettet? Är porten framåt eller bakåt? Hur spelar den i rummet? osv

Men jag tänker att om vi till att börja med håller oss till en riktigt basic basreflex som i inlägg #160, så kan vi nysta kring det.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
8 hours ago, calle_jr said:

basreflex skapar ett extra ljudtryck från driverns utstrålning bakåt. Detta ljudtryck har en nivå och en fas som ska taktas med driverns utstrålning framåt.

Frågan är vilken kvalitet det är på basen från en port? :39:

De där känsliga nyanserna i en italiensk kontrabas som våldsamt kastas in i en torktumlare, knycklas till, reflekteras mot mdf-väggar, absorberas lite godtyckligt i dämpull och kastas ut igen genom ett plaströr.

Jag ska inte låta negativ, men... :D

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 2019-06-01 at 10:55, calle_jr said:

Men jag tänker att om vi till att börja med håller oss till en riktigt basic basreflex som i inlägg #160, så kan vi nysta kring det.

Såhär menar jag då:

 

image.png

 

 

 

Ekvivalentkrets för hela högtalaren blir då (med reservation för att en del komponenter hamnat fel):

 

image.png

 

 

Jag behöver hjälp här med att välja lämplig storlek på kabinett och port, baserat på den driver vi har använt tidigare.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)
6 hours ago, calle_jr said:

Jag behöver hjälp här med att välja lämplig storlek på kabinett och port, baserat på den driver vi har använt tidigare. 

Jag rekommenderade 3 st element för några inlägg sedan:

On 2019-02-19 at 20:01, Engelholm Audio said:

Elementval är en rätt stor och tidskrävande process. Man behöver ha krav och kontroll på allt från design, filter, låda, baffel, budget, utöver en hel del andra aspekter. 

 

Nedan har jag val element som är bra, balanserade, förutsägbara element. Jag tror det e i enlighet med @calle_jr gör här. 

Rätt hanterade, platsar dessa element i upp till 100’kr högtalare. 

 

https://www.scan-speak.dk/datasheet/pdf/d2604-830000.pdf

 

https://www.scan-speak.dk/datasheet/pdf/12w-8524g00.pdf

 

https://www.scan-speak.dk/datasheet/pdf/22w-8534g00.pdf

 

Jag antar det är det baselementet som avses, 22w/8534G00!??

Jag använder Basta! ganska mycket och det programmet erbjuder 3 st olika "alignments". Alla har sina formler redovisade i fönstret till höger (icke-graf-fönstret) i rutan för "Info". Nedan är det tre angivna:

 

Öhman

image.thumb.png.607609b2eada9fb62405b001f69654e3.png

 

Keele

image.thumb.png.afe4acf8b02dfb5cccbfc9eac5d96e1b.png

 

Margolis/Small

image.thumb.png.edfa9fc1a632658ecaff95281692e4e2.png

 

I alla 3 simuleringar har en (ganska liten) port (-diameter) använts: bara 50 mm och därmed 19,6 cm2.

 

Hjälper detta eller önskas något annat? :)

 

Edited by Engelholm Audio
vänster istället för höger

Share this post


Link to post
Share on other sites
11 hours ago, Engelholm Audio said:

Jag rekommenderade 3 st element för några inlägg sedan:

Jag antar det är det baselementet som avses, 22w/8534G00!??

 

Ja!

Det är det elementet jag använt i alla exempel hittills.

 

11 hours ago, Engelholm Audio said:

 

Jag använder Basta!

 

Lysande. Jag kollar på det.

 

 

11 hours ago, Engelholm Audio said:

 

Hjälper detta eller önskas något annat?

 

Tror det ska räcka.

 

Hmm. De ritar ju upp SPL i Basta :) Då borde det ju finnas en manual som beskriver hur de gör.

Grejen är att det mesta jag sett är impedansberäkningar. Då kan man bortse från utstrålningen. Det låter knäppt eftersom utstrålningen ju är det man söker i slutändan. Men felet blir väldigt litet för impedansberäkning eftersom elektrodynamiska högtalare har så låg verkningsgrad. Man kan helt enkelt bortse från utstrålningen, eller säga att dess impedans ingår i övriga komponenter.

 

En annan sak är att vi i detta exempel bara behöver räkna lågfrekvent (ka<0,5). Där är utstrålningen okänslig för direktivitet vilket förenklar.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 2019-06-02 at 21:25, calle_jr said:

Jag kollar på det.

 

Basreflex med Scan-Speak 22W/8534G00 simulerat med Basta!

 

Jättefint beräkningsprogram. Jag testade således med detta:

  • Driver: Scan-Speak 22W/8534G00
  • Kabinett: Vb = 69 L med 50% ull
  • Port: dP = 50mm, lP = 22mm, fP = 33Hz

 

 

image.png

 

Jag tycker det ser väldigt typiskt ut :) Vi kanske ska zooma in här 10-100 Hz för att reda ut varför det ser ut som det gör.

 

 

 

On 2019-06-02 at 19:24, Engelholm Audio said:

Alla har sina formler redovisade i fönstret till höger

 

Formlerna är endast beräkning av TS-parametrar och andra nyckeltal. Det visar inte hur simuleringen är utförd.

Men det är helt ok eftersom det finns en utmärkt dokumentation.

Där redovisas vilka överföringsfunktioner som används och hur kretsarna för de olika delarna (drivers, låda, port, delningsfilter) ser ut.

Alla kretsar baseras på impedansanalogi, vilket är helt ok men det gör att det inte går att jämföra rakt av med det som redovisats i denna tråden.

Simuleringar i Basta tar inte hänsyn till varken membranresonanser eller hornverkan, utan drivers simuleras med stumt kolvbeteende. De baseras dessutom på småsignal. Också helt ok, bara man vet om det.

Den grå streckade linjen (635Hz) är där ka=1, dvs där börjar drivern definitivt få en direktivitet. Ovanför denna frekvens faller output naturligt med 6dB/oktav vilket simuleringen inte beaktar. Det kan jag mycket väl förstå :)

Alltså, de problem som vi brottats med de tre senaste sidorna i denna tråd (membranresonanser, hornverkan och direktivitet) beaktas inte i Basta.

Exemplarisk dokumentation.

 

Jag kunde inte definiera drivern exakt så som Scan-Speak angivit den. Jag behöver läsa på manualen för att se vad som är styrande.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
11 hours ago, calle_jr said:

Port: dP = 50mm, lP = 22mm, fP = 33Hz

220 mm antar jag?

 

Jag ska se om jag kan hitta en närfältsmätning på ett baselement och port. Det stämmer väldigt bra med simuleringen för låga frekvenser, säg < 200 Hz.

Share this post


Link to post
Share on other sites
22 hours ago, Engelholm Audio said:

220 mm antar jag?

 

Det förvånade mig också, men:

 

image.png  image.png  image.png

 

Driver data i indatafältet till vänster kräver lite övning. Man behöver välja vilka data man fyller i eftersom fältet är överbestämt. Ekvivalenta data beräknas och visas i rutan till höger. Dessa stämmer inte helt med Scan-Speaks data, och impedansgången stämmer inte heller riktigt.

 

 

22 hours ago, Engelholm Audio said:

 

Jag ska se om jag kan hitta en närfältsmätning på ett baselement och port. Det stämmer väldigt bra med simuleringen för låga frekvenser, säg < 200 Hz.

:app:

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 2019-06-04 at 18:32, calle_jr said:

Driver data i indatafältet till vänster kräver lite övning. Man behöver välja vilka data man fyller i eftersom fältet är överbestämt. Ekvivalenta data beräknas och visas i rutan till höger. Dessa stämmer inte helt med Scan-Speaks data, och impedansgången stämmer inte heller riktigt.

Jo, det stämmer.

Scan-Speak anger data på två sätt; dels TS-parametrar vilket är de översta tabellerna i deras datablad. Längre ner i deras datablad anger de data som avses för simulering med deras modell, så som vi har gjort i NL5. Dessa data är inte desamma. RE, LE, Bl, MMS osv skiljer ganska avsevärt. Inte så konstigt eftersom TS-parametrar är låsta/förutbestämda approximationer.

 

Detta är alltså ett exempel på där vi än en gång ser att data från datablad inte är fristående fakta som kan jämföras med tex andra fabrikat. Det första gänget data för Scan-Speaks element gäller bara om man använder Thiele-Smalls modell. Det andra gänget data gäller bara om man använder exakt Scan-Speaks egen modell.

 

Man kan alltså inte bara fråga tex vad talspolens induktans är utan att koppla ihop svaret med en hel radänga förutsättningar. Missförståndet kan vara allt från 0.56 till 2.85 mH.

 

 

Här är en jämförelse av impedansgången mellan Scan-Speaks egen mätning i infinit baffel, vår simulering i NL5 och simulering i Basta:

 

image.png

Share this post


Link to post
Share on other sites

Mycket intressant att uppgivna data egentligen bara är approximationer. Förutom det finns det rejäla olinjäriteter i många av parametrarna som försvårar för konstruktören.

 

Inget är så enkelt som man skulle vilja.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this