Sign in to follow this  
calle_jr

Illustration av delningsfilter och högtalarelement

Recommended Posts

 

Här ser vi samma jämförelse men för SPL. Vår simulering har uppenbart något fel med utstrålningen, och jag tror att jag är något på spåren.

Jag tror att Scan-Speak vill använda mobilitetsanalogi för simulering av impedans, där de säger att strålningsimpedansen är inkluderad i de mekaniska komponenterna.

När man sedan simulerar SPL så använder man impedansanalogi och TS-parametrar. Att SPL inte stämmer högfrekvent spelar mindre roll eftersom man delar över ka=1.

Det är en teori åtminstone... :)

 

I Basta stämmer det otroligt bra upp till ka=2, vilket också är vad mjukvaran är avsedd för.

 

image.png

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 2019-05-31 at 15:51, calle_jr said:

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

Jag "hör" vad du säger, men fattar inte. :)

 

Typiskt rör sig 6 tummare med Mms runt 10 gram och uppåt till säkert 100 gram i några extrema subwoofers. Tittar vi på 10'or så tippar jag baselement börjar kring 50 gram och uppåt till kanske 300gram för de mest extrema.

 

Med 1.2 gram per liter, så blir det en orimlig ekvation för mig. :(

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 minute ago, Engelholm Audio said:

Jag "hör" vad du säger, men fattar inte. :)

 

Typiskt rör sig 6 tummare med Mms runt 10 gram och uppåt till säkert 100 gram i några extrema subwoofers. Tittar vi på 10'or så tippar jag baselement börjar kring 50 gram och uppåt till kanske 300gram för de mest extrema.

 

Med 1.2 gram per liter, så blir det en orimlig ekvation för mig. :(

Ja, jag förstår vad du menar, men jag tror inte man ska se det så rakt av. Den ena ska multipliceras eller divideras med (SD)2. Porten ger ju en helt akustisk impedans medan drivern ger en mekanisk impedans.

Se kretsen i inlägg #172. Där ser man att MMS ligger på andra sidan "trafon" 1:SD jämfört med porten.

 

 

Jag är lite osäker, men jag tror att en enklare beskrivning är att impedanstopparna för driver respektive port ska vara på hyfsat samma nivå.

 

Bra att du lyfte det!

 

Share this post


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

Jag är lite osäker, men jag tror att en enklare beskrivning är att impedanstopparna för driver respektive port ska vara på hyfsat samma nivå.

Jag e me och har haft det här "i dvala" i huvudet en längre tid. Sedan typ 2005. :) Här är Basta!'s fader och diskuterar sakerna med ett tillägg från Ingvar:

https://www.faktiskt.io/phpBB3/viewtopic.php?f=9&t=5611&start=60

Quote

Den nedersta resonanstoppen är helt riktigt ett resultat av resonans mellan elementupphängning och en kombination av membran- och portmassa, men man måste minnas att portmassan måste transformeras.

Den får ju en hastighet som är proportionell mot membranhastigheten multiplicerat med kvoten mellan membranarea och portarea. Å eftersom rörelseenergin te på köpet är proportionell mot hastighten i kvadrutt, är den sammanlagda rörliga massan vid den lägsta resonansen Mm = membranmassa + portmassa*(Sd/Pd)^2.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

Japp.

För att jämföra portmassan med membranets rörliga massa MMS, ska portmassan beräknas såhär:

 

image.png

 

 

Planen var att redovisa det och även övriga komponentvärden från inlägg #172.

Men eftersom driverns utstrålning inte är rätt modellerad så bör jag få ordning på det först.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

Nu har jag ett litet intermezzo (igen) i väntan på data :)

Hur är det nu med uppställningen av högtalare då?

Spikes eller kuddar?

:D

 

image.png

 

Vi behöver inte harva igenom hela fenomenet, det har vi gjort åtskilliga gånger i olika trådar. Se här: https://www.euphonia-audioforum.se/forums/index.php?/forums/topic/12192-vinylspelare-huvudartikel/&do=findComment&comment=210498

 

 

I min teckning ser det ut som att de står på hjul, men det var inte avsikten. Det var mer för att visa att högtalare ställs på lite av varje, nästan som om det vore en komponent som är isolerad från högtalaren. En produkt som är allmänt bra eller dålig, oberoende av högtalarens konstruktion. Så marknadsförs ófta sådana produkter. Man anger kanske vilken vikt de klarar. That’s it. Var god skölj.

 

Men med tanke på hur denna tråd har utvecklats skulle man kanske kunna göra något mer konkreta exempel på hur olika uppställningar spelar in på högtalarens verkningssätt?

Hur de hänger ihop och blandar sig med det mekaniska, elektriska och akustiska systemet?

 

I ena andetaget diskuteras extremt avancerade kabinettkonstruktioner och hur man superoptimerat intern avsträvning i jakt på resonansfrihet utan att påverka drivers negativt. Men hur man ställer upp dem är en annan fråga. Detta kan man ju inte styra över...:unsure::dry:

 

Parallellen till pickup+tonarm är slående.

Vad är vitsen med en mekaniskt superoptimerad pickup om man sätter den på fel tonarm?

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

Om vi utgår från någon krets i tidigare inlägg, så kan man illustrera vad uppställning på kuddar har för effekt i den kompletta kretsen. Jag är inte bra på att rita elkretsar, men principiellt såhär:

 

image.png   ..............   image.png

 

 

När man provar olika fötter är det alltså som att löda in motstånd och kondingar i talspolen. Lägg märke till att alla ekvivalentkretsar man ser har en jord inritad. Det innebär beräkningsmässigt att man också har en mekanisk jord. Vid uppställning på kuddar kommer den mekaniska jorden efter kuddarna. Det blir uppenbart att högtalarens beteende kan ändras ganska drastiskt. Speciellt för mjuka kuddar och speciellt för drivers med lite lägre komplians.

 

Med rimliga antaganden på kuddarnas komplians och dämpning blir komponentvärdena 2-5 mH och 5-10 ohm i den elektriska domänen.

 

Jag vet att en del högtalarkonstruktörer studerar inverkan av olika fötter och hur detta kan påverka kabinettet. Dvs man kan tänka sig att man gör lyssningstester, mätningar eller dynamiska simuleringar på strukturen. Men jag kan inte tänka mig att man inkluderar effekterna i ekvivalentberäkningar för optimering av drivers, delningsfilter, portar och låda.

 

Share this post


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

Men hur man ställer upp dem är en annan fråga. Detta kan man ju inte styra över...

En Amatör undrar om du kanske ska "stoppa" här vid fötterna, annars så kanske du borde ta med golvet, bjälklaget o.s.v. i beräkningsmodellen? Blir väl många parametrar man inte styr över, eller?

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
9 hours ago, Amatören said:

annars så kanske du borde ta med golvet, bjälklaget o.s.v. i beräkningsmodellen?

Normalt sett skulle man göra det.

Det är ju en lumpad modell, så man kan anta att R och C inkluderar bjälklag.

Share this post


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

Parallellen till pickup+tonarm är slående.

 

Absolut och eftersom jag funderat en del kring PU och tonarm på sistone så ser jag direkt att samma modeller gäller. Högtalarfallet är dock lite enklare, den behöver inte vara upphängd så att den kan röra sig upp/ned och dessutom sakta förflytta sig över golvet.

 

Om man ser högtalarelementet som nålen och lådan som PU-huset så blir stativet en tonarm ungefär som jag ser det. Grundförutsättningen för en låda som står still då elementet rör sig är hög massa i lådan och strukturell stabilitet. Om vi vill ha en rörelse av lådan som är liten i förhållande till elementet kan vi välja t.ex ett viktförhållande 1:1000 som ger 60dB dämpning av lådrörelsen relativt elementet. Lådans baffelyta är normalt lite större än elementets yta men det kan man nog bortse ifrån.

 

Med ett viktförhållande enligt ovan går det bra att ha en fri rörlighet på lådan och i praktiken förmodligen med betydligt mindre lådmassa jämfört med luft- och element-massa som flyttas. Görs lådan för lätt behövs ett stativ eller någon infästning för att minska problemet. Det påminner om en tonarm som ökar rörliga massan när PU'en i sig själv inte har tillräckligt hög massa. Jag tänker mig att man kan sätta fast de bakre punkterna på lådan och ha rörlighet i de främre, då omvandlas rörelsen så att lådan rör sig upp/ned istället för framåt/bakåt. Vill man öka rörliga massan (vridmomentet?) mer kan "tonarmen" förlängas och då görs ett stativ som förlänger lådan bakåt så att fästpunkten är längre ifrån lådans mass-centrum.

 

Lite lösryckta funderingar kring problemet som jag haft....

Share this post


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

Lite lösryckta funderingar kring problemet som jag haft....

Jag diskuterade pickuper med Jim Lesurf för några år sedan.

Han berättade då att han funderade på att modellera en pickups högfrekventa beteende som en transmission line.

Han gjorde det och lite senare publicerade han detta på sin hemsida: http://www.audiomisc.co.uk/HFN/LP5/StylusBehaviour.html

 

Jag tror du gillar hans sätt att räkna.

Jag tycker det är briljant och har ställt några frågor till honom.

Det som händer högfrekvent i samspelet mellan vinyl/nål - nålarm - komplians/generator på i princip alla pickuper går att likna vid en felmatchad transmission line!

 

@Peo borde också läsa det om han inte redan har gjort det.

 

Share this post


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

Jag tror du gillar hans sätt att räkna.

 

Verkar vettigt. Det fanns några intressanta kommentarer i texten men det kanske passar bättre att diskutera i en tråd om PU'er och tonarmar.

Share this post


Link to post
Share on other sites
30 minutes ago, MatsT said:

det kanske passar bättre att diskutera i en tråd om PU'er och tonarmar.

Japp. Det gör vi.

Anledningen att jag postade här är att en av frågorna är om man kan betrakta en högtalare på samma sätt :)

 

Alltså att sätta ZE=ZM+ZA

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

Det tar sig!

 

Jag har nu simulerat Scan-Speaks driver med de TS-parametrar de har angivit (se sid 1) i stället för de preliminära "advanced parameters".

 

image.png

 

 

Här är kretsen i Electronic Workbench, som alltså baseras på mobilitetsanalogi och drivern representeras av en pistong som sitter i infinit baffel:

 

image.png

 

 

Som syns blir det ganska bra överensstämmelse.

Precis som tidigare simuleras inte högfrekventa membranresonanser och hornverkan.

Den för branta skidbacken för högfrekvent impedans tillskrivs förenklingarna med TS-parametrar jämfört med den mer exakta kretsen med semiinduktans och wAMS.

Vi får se om jag kan slipa på det.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

Det är något som inte stämmer i simuleringarna, varken EWB eller NL5. Impedanserna blir rätt, men det är en skalning image.png nånstans i SPL som inte stämmer. Jag har felsökt i veckor, men lyckas inte hitta det.

 

Eftersom man inte behöver simulera en enkel krets utan kan ställa upp samband för direktberäkning, så har jag gjort det för att se om jag får samma resultat med samma driver. Här är därför en kortversion av en sådan beräkning av SPL och impedans för driver i infinit baffel.
 

Med förstärkare som spänningskälla fås en hastighet för membranet:

 

image.png

 

där uAMP(rms) är effektivvärdet av spänningskällan för öppen krets.


Man börjar med att beräkna denna hastighet eftersom SPL är förhållandet mellan aktuellt tryck på avståndet r och referenstryck, och aktuellt tryck är en funktion av hastigheten så att:

 

image.png

 

Såhär kan man beskriva total impedans uttryckt i mekaniska domänen:

 

image.png

 

där image.png

 

Beräkningen av ZMtot är ingen enkel uppgift. Med bessel- och struvefunktionerna J1 och H1 gäller det att ha tungan rätt i mun.

Jag hittade dock en mycket snäv approximation för Struvefunktionen i [1], som är en funktion av J0. Det underlättar betydligt eftersom Besselfunktioner finns i beräkningsprogram som tex MS Excel. Det gör att jag inte behöver beräkna dessa för hand:

 

image.png

 

Då blir den beräknade strålningsimpedansen för aktuell driver (jag har normaliserat den så att jag kan kolla att det stämmer, och det gör det);

 

image.png

 

 

Utifrån detta kan jag beräkna ZMtot, och därpå vrms, och därpå SPL.

 

 

 

Därefter kan man beräkna elektriska impedansen baserat på samma kretskomponenter som i simuleringarna:

 

image.png

 

 

 

Eureka!

Vila ögonen på denna en stund :)

 

image.png

 

 

[1] R.M. Aarts och A.J.E.M. Janssen "Approximation of the Struve function H1 occurring in impedance calculations"

 

 

Share this post


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

Ang portavstämning kanske detta kan passa?

 

Det var lustigt, för jag höll på med precis detta igår, fast jag sågade inte basportar :)

 

image.png

 

Återkommer strax med en begriplig förklaring till varför jag gjorde det.

 

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