Fizyka głośników - wpływ na dźwięk

[krzysztof.kr]

witam, od dłuższego czasu zastanawiam się nad doborem głośnika średniotonowego do moich kolumn. Wykonałem kilka konstrukcji, grają nieźle ale jak je porównam ze słuchawkami to mam wrażenie że brak im czegoś co trudno jednoznacznie zdefiniować ale opisowo to jest jakby brak szybkości. Najwyraźniej to słychać na instrumentach perkusyjnych typu : werbel, pałeczki, kastaniety, czy inne przeszkadzajki. Myślę że za ten zakres pasma odpowiada akurat głośnik średniotonowy a konkretnie jakieś jego parametry T-S. Robię różne eksperymenty np z materiałami membran, średnicami głośników, częstotliwościami podziału i stromością filtrów ale brakuje mi tej szybkości i dynamiki dźwięku jaką mają słuchawki właśnie w zakresie średnich tonów. Doszedłem do wniosku, nie wiem czy słusznego, że powodem jest za małe przyspieszenie jakie może osiągnąć membrana głośnika i spróbowałem wykonać obliczenia. Policzyłem to w sposób przybliżony. Założyłem przebieg sinusoidalny o częstotliwości 1kHz a wychylenie membrany wyliczyłem z programu symulacyjnego dla typowych głośników o średnicach 13cm, 16,5cm i 20cm. Z tym był największy problem i pewno będą największe błędy. Liczyłem tak żeby uzyskać wychylenie membrany dla 1kHz i prądu ( wartość skuteczna ) 1A, impedancja głośnika 8 omów . Uzyskane wyniki:

dla głośnika 13cm +/- 0,128mm

dla głośnika 16,5cm +/- 0,064mm

dla głośnika 20cm +/- 0,032mm

Na potrzeby tego postu wzory na przyspieszenie, oznaczone a(t) zaczerpnąłem z internetu więc :

a(t)=A(6,28 x f)2 sin(6,28 x f x t )

A – amplituda wychylenia membrany, a znak x to jest oczywiście mnożenie :-)

Największe przyspieszenie ruchu występuje w momencie przejścia membrany z wychylenia przód w tył lub odwrotnie przy maksymalnym wychyleniu. Jest to dla przebiegu sinusoidalnego kąt 90 stopni czyli cały drugi człon mnożenia sin(6,28 x f x t ) będzie wynosił 1 co upraszcza obliczenia. Po podstawieniu amplitud dla poszczególnych głośników wyszło mi:

dla głośnika 13cm 4780 m/s2

dla głośnika 16,5cm 2390 m/s2

dla głośnika 20cm 1195 m/s2

Następnie policzyłem jakie przyspieszenie jest w stanie wytworzyć cewka głośnika przy prądzie 1A. Jak wiadomo przyspieszenie a=F/m. Zakładając masę drgającą dla poszczególnych głośników siła na cewce wynosi F=BxIxL znamy BxL z parametrów T-S, ja przyjąłem typowe wartości:

dla głośnika 13cm Md = 6g czyli 0,006kg ( układ SI ) a BxL = 6 czyli przyspieszenie a=1000 m/s2

dla głośnika 16,5cm Md = 14g czyli 0,014kg ( układ SI ) a BxL = 7 czyli przyspieszenie a=500 m/s2

dla głośnika 20cm Md = 18g czyli 0,018kg ( układ SI ) a BxL = 8 czyli przyspieszenie a=444 m/s2

Nie wiem czy obliczenia są prawidłowe( człowiek jest omylny ) może ktoś sprawdzi tok myślenia i rachunki. Sądząc po wynikach to nie powinno dobrze grać a czasem jest nieźle – coś musiałem chyba pomylić ?

Teraz należałoby przeprowadzić analizę. Wychylenie czyli amplituda spada ze wzrostem częstotliwości a przyspieszenie rośnie z kwadratem częstotliwości. Nie znalazłem jeszcze odpowiednich wzorów na dokładne obliczenia ale na razie można przyjąć że wynika z tego że przyspieszenie rośnie prawie liniowo ze wzrostem częstotliwości. Czyli dla 1kHz jest źle a dla wyższych będzie jeszcze gorzej. Sytuację trochę poprawia fakt że przyspieszenie spada ze spadkiem amplitudy czyli przy cichym słuchaniu jest niby lepiej 

Nie wiem jak te obliczenia wyglądałyby dla słuchawek ale może ktoś ma jakieś dane ?

Nie wiem też jak to wygląda w innych rodzajach przetworników. Może w elektrostatach lepiej to wygląda. Na razie nie znalazłem żadnego głośnika dynamicznego stożkowego który spełniłby wymogi przyspieszenia. Wygląda na to że przy częstotliwościach powyżej 500Hz powinny być stosowane głośniki kopułkowe średniotonowe ale też nie byle jakie bo im zabraknie wychylenia albo mocy itd. Jedyny jaki dotychczas znalazłem który prawie daje radę to ATC SM75-150s

Ciekawy jestem czy ktoś ma doświadczenie z tym głośnikiem ? albo z aplikacją głośników kopułkowych jako średniotonowych .

[Gość vittorio]

Największe przyspieszenie ruchu występuje w momencie przejścia membrany z wychylenia przód w tył lub odwrotnie przy maksymalnym wychyleniu

 

No to w tym miejscu bym nieco podyskutował, bo moim zdaniem największe przyspieszenie będzie miało miejsce gdy membrana będzie w spoczynku (położenie 0) i doprowadzisz sygnał pobudzający sinusoidalny, w miarę osiągania max wychylenia a tym samym max amplitudy sygnału prędkość narastania sygnału jak prędkość wychylenia łagodnie spada do zera by zmienić zwrot o 180 stopni (w czym wydatnie pomaga zresztą resor zawieszenia membrany, czego w swoich obliczeniach nie wzięłeś pod uwagę) i ponownie łagodnie przyspiesza by osiągnąć max prędkość przy przejściu sinusoidy prądu przez zero.

 

ATC75-150S_JeffBagby.pdf

[KrzysiekA]

Typowa wada głośnika dynamicznego sterowanego wzmacniaczem napięciowym. Już nieraz o tym pisałem.

To wszystko wynika z tego że napięcie wejściowe na wzmacniaczu powinno być przełożone na siłę jaka działa na cewkę głośnika a ta jest zależna nie od napięcia ale od prąd jaki przez nią płynie a ponieważ w cewce poruszającej się w polu magnetycznym tworzony jest SEM to prąd płynący w cewce głośnika nie jest liniowy w stosunku do napięcia przyłożonego do niej. To zjawisko powoduje hamowanie cewki i zniekształcanie transjentów.

SEM indukowane w cewce poruszającej się w polu magnetycznym próbuje wymusić stałe prędkości poruszanie się tej cewki.

Podłącz to do wzmacniacza transkonduktancyjnego t.z. Takiego który napięcie na wejściu zamienia na prąd na wyjściu to będziesz miał szybkość kosztem liniowości charakterystyki.

Jeżeli chcesz żeby to zjawisko nie występowało to albo napędzaj głośniki ze wzmacniacza transkonduktancyjnego albo kupuj głośniki z pierścieniem Faradaya albo z bardzo dużą powierzchnią membrany gdzie cewka ma mniejsze prędkości w szczelinie.

[Arachnus]

Kolumnowym przetwornikom nic nie brakuje względem słuchawkowych, może rzecz jest w odległości od uszu. Powietrze może łagodzi atak?

 

Elektrostaty mają rewelacyjny odstęp od zniekształceń na średnicy, przykładowo 70 dB w przypadku Quad ESL, ale skraje pasma już bez rewelacji.

Była kiedyś na rynku 3.5 calowa średniotonowa kopułka berylowa (z Yamahy NS-1000M) która dorównywała Quad ESL. Pojawia się czasem na ebayu. Średniotonowe jedwabne kopułki wnoszą więcej zniekształceń od berylu, ale tylko 5-10 dB.

[krzysztof.kr]

No to w tym miejscu bym nieco podyskutował, bo moim zdaniem największe przyspieszenie będzie miało miejsce gdy membrana będzie w spoczynku (położenie 0) i doprowadzisz sygnał pobudzający sinusoidalny, w miarę osiągania max wychylenia a tym samym max amplitudy sygnału prędkość narastania sygnału jak prędkość wychylenia łagodnie spada do zera by zmienić zwrot o 180 stopni (w czym wydatnie pomaga zresztą resor zawieszenia membrany, czego w swoich obliczeniach nie wzięłeś pod uwagę) i ponownie łagodnie przyspiesza by osiągnąć max prędkość przy przejściu sinusoidy prądu przez zero.

 

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

 

maksymalne przyspieszenie występuje na pewno dla sinusoidy tak jak napisałem ale muzyka to oczywiście nie jest czysta jedna sinusoida ale stanowi sumę sinusoid o różnych częstotliwościach o rozkładzie mniej więcej takim jak szum różowy. Wiadomo że żeby przeprowadzić jakąś analizę to trzeba przyjąć jakieś założenia i wprowadzić pewne uproszczenia oczywiście takie żeby nie zgubić sedna problemu. Dla pojedynczej sinusoidy rzeczywiście powinienem uwzględnić siłę resorów membrany i cewki. Siły te należałoby dodać/odjąć do siły wytworzonej przez cewkę a ponieważ chodzi o moment maksymalnego wychylenia więc te siły będą też maksymalne. Po wstępnych obliczeniach wyszło jednak że wartości sił przy tak małych wychyleniach są też małe i wynoszą dla głośników 13cm około kilka procent siły wytworzonej przez cewkę a przy większych średnicach udział procentowy jest jeszcze niższy. Obliczenie wykonałem przyjmując dane głośników 13cm parametr Cms około 0,5mm/N co wg mnie oznacza że jak do cewki/membrany przyłożymy siłę 1N to membrana będzie miała wychylenie 0,5mm ale czy tak się to liczy nie mam pewności może wypowie się ktoś kto kończył studia na kierunku elektroakustyka bo gdzie jak gdzie ale na tym forum powinno być ich sporo.

Patrząc jednak na przebiegi napięć sygnału muzycznego obawiam się że rzeczywiste przyspieszenia membrany powinny być jeszcze wyższe niż przeze mnie obliczone. Wystarczy się pobawić jakimś programem symulacyjnym i wykonać sumator kilku przebiegów sinusoidalnych np 500Hz, 1kHz, 3kHz i 5kHz i zobaczyć jaki skomplikowany przebieg z tego wychodzi i jakie momentami ma zakrętasy, jak ta biedna membrana ma to wytworzyć :-)

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[krzysztof.kr]

SEM indukowane w cewce poruszającej się w polu magnetycznym próbuje wymusić stałe prędkości poruszanie się tej cewki.

 

 

Myślę że SEM nie zmniejsza przyspieszenia membrany ponieważ SEM zależy proporcjonalnie od prędkości cewki a nie od przyspieszenia a największe przyspieszenia cewki występują w okolicach zerowych prędkości cewki tzn wtedy gdy jest zmiana kierunku wychylenia albo chwilowe zatrzymania i potem znowu rozpęd ( to właśnie widać jak się poskłada kilka przebiegów sinusoidalnych o różnych częstotliwościach - symulacja rzeczywistego przebiegu muzycznego )

[Arachnus]

Patrząc jednak na przebiegi napięć sygnału muzycznego obawiam się że rzeczywiste przyspieszenia membrany powinny być jeszcze wyższe niż przeze mnie obliczone.

 

Głośniki w kolumnach mają ułatwienie, bo przy gwałtownej zmianie poziomu sygnału o danej częstotliwości, to głośnik wyższej gałęzi musi odtworzyć ją w postaci harmonicznych z szeregu Fouriera, który ta zmiana rozwija. Wtedy tylko parametr Q głośnika powinien mieć znaczenie dla kwestii czy będzie brzmiał dynamicznie (i nie krosowanie go zbyt wysoko).

 

W sumie ciekawy temat. Głośnik słuchawkowy lub pojedynczy szerokopasmowy musi odtworzyć wszystkie harmoniczne impulsu. Ale nawet wtedy membrana nie podlega zmianom przyspieszenia, jest to możliwe tylko od prądu stałego do Fs, i odrobinę poza Fs, czyli nie ma żadnego znaczenia. Poza Fs membrana jest wmurowana w miejscu swoją bezwładnością, i wszelkie impulsy mogą być przetwarzane tylko metodą składania komponentów spektralnych.

[krzysztof.kr]

Głośnik słuchawkowy lub pojedynczy szerokopasmowy musi odtworzyć wszystkie harmoniczne impulsu. Ale nawet wtedy membrana nie podlega zmianom przyspieszenia, jest to możliwe tylko od prądu stałego do Fs, i odrobinę poza Fs, czyli nie ma żadnego znaczenia. Poza Fs membrana jest wmurowana w miejscu swoją bezwładnością, i wszelkie impulsy mogą być przetwarzane tylko metodą składania komponentów spektralnych.

chyba nie zrozumiałem Twojej odpowiedzi. Chcesz powiedzieć że membrana się nie rusza ? Wiem że w zależności od częstotliwości, średnicy membrany, materiału membrany efektywna powierzchnia membrany się zmienia tzn można przyjąć że ze wzrostem częstotliwości średnica spada. Okolica w pobliżu cewki pracuje jak sztywny tłok a dalej powiedzmy faluje wytwarzając trudne do przewidzenia dźwięki. Przy niskich częstotliwościach cała membrana pracuje jak sztywny tłok a ze wzrostem ten obszar się zmniejsza do pobliża samej cewki.

[KrzysiekA]

Myślę że SEM nie zmniejsza przyspieszenia membrany ponieważ SEM zależy proporcjonalnie od prędkości cewki a nie od przyspieszenia a największe przyspieszenia cewki występują w okolicach zerowych prędkości cewki tzn wtedy gdy jest zmiana kierunku wychylenia albo chwilowe zatrzymania i potem znowu rozpęd ( to właśnie widać jak się poskłada kilka przebiegów sinusoidalnych o różnych częstotliwościach - symulacja rzeczywistego przebiegu muzycznego )

Trzeba by po prostu rozwiązać kilka równań żeby odpowiedzieć na to pytanie. Trzeba by wyprowadzić wzór na siłę działającą na cewkę w zależności od przyłożonego napięcia do cewki i prędkości cewki w szczelinie uwzględniając powstającą w cewce SEM.

W każdym bądź razie SEM hamuje cewkę powodując to że przyspieszenie cewki nie jest wprost proporcjonalne do napięcia podłączonego do wejścia wzmacniacza mocy a powinno być. Objawia się to nawet przy sinusoidzie w pomiarach THD głośnik napędzany wzmacniaczem transkonduktancyjnym ma około dziesięć razy mniejsze THD.

 

Głośniki w kolumnach mają ułatwienie, bo przy gwałtownej zmianie poziomu sygnału o danej częstotliwości, to głośnik wyższej gałęzi musi odtworzyć ją w postaci harmonicznych z szeregu Fouriera, który ta zmiana rozwija. Wtedy tylko parametr Q głośnika powinien mieć znaczenie dla kwestii czy będzie brzmiał dynamicznie (i nie krosowanie go zbyt wysoko).

 

Nie za bardzo rozumiem co ma do tego Q głośnika. Q określa właściwości głośnika jako rezonatora a więc tylko wyłącznie zachowanie się głośnika w rezonansie. Kolega pisał tu o braku prędkości w tonach średnich.

Q określa nam zachowanie w głośnika w dziedzinie częstotliwości a my rozpatrujemy szybkość impulsów czyli zachowanie głośnika w dziedzinie czasu albo inaczej przetwarzanie transjentów. Jeżeli n.p. bierzesz pod uwagę brzmienie werbla którego pasmo nie ma w ogóle składowych basowych to Q głośnika nie ma w tym wypadku całkowicie żadnego znaczenia bo po prostu ten zakres częstotliwości gdzie znajduje się rezonans układu drgającego, czyli sprężystość zawieszenia masa membrany, w ogóle nie jest pobudzany.

Poza tym w głośnikach średniotonowych rezonans nie jest w ogóle pobudzany z powodu zwrotnicy i Q w tym wypadku nie ma całkowicie żadnego znaczenia.

 

Myślę panowie że nie powinniście się ograniczać jedynie do fizyki głośnika ale uwzględniać również współpracę wzmacniacza z głośnikiem. Wzmacniacz który ma napędzić słuchawki to zupełnie inny wzmacniacz niż wzmacniacz który ma napędzić głośnik. Przede wszystkim moce tranzystorów wyjściowych mocno ograniczają pasmo samego wzmacniacza. Oczywistym jest że we wzmacniaczach słuchawkowych tranzystory mają o wiele szersze pasmo a więc inaczej zachowują się dla stromych zboczy narastania sygnału.

 

Ja dalej stoję na swojej pozycji. Masa membrany nie ma żadnego znaczenia i wynika to z druga zasady dynamiki newtona. Masa membrany nie może wprowadzić żadnej nieliniowości ponieważ druga zasada dynamiki newtona jest zależnością liniową. Trochę inaczej wygląda to przy zawieszeniu. Podatność zawieszenia nie jest liniowa w funkcji wychylenia i dlatego może wpływać na nieliniowość zależności jej przyspieszenia od napięcia przyłożonego do niej. Jednak największą nieliniowość wprowadza właśnie układ cewka w polu magnetycznym napędzana napięciem. Zauważcie co się będzie działo gdy przyłożymy do membrany stałe napięcie. Na początku będzie płyną prąd o określonej wartości a następnie ten prąd będzie spadał wraz ze wzrostem prędkości cewki mimo że napięcie na cewce się nie zmienia. A ponieważ spada prąd spada również siła działająca na cewkę a więc spada również przyspieszenie.

Osobiście robiłem eksperymenty ze wzmacniaczami transkonduktancyjnymi i nawet gdzieś tu na forum jest taki temat i powiem tylko jedno normalne wzmacniacze mocy brzmią mułowato w porównaniu do wzmacniacza transkonduktancyjnego który jest bardzo szybkim wzmacniaczem z bardzo szybkimi impulsami. Eksperymenty robiłem na popularnym lm3875 w obu konfiguracjach a więc nie ma mowy żeby na wynik miała wpływ sama topologia wzmacniacza.

Tylko że nie każdy głośnik nadaje się do takiego napędu z powodu zerowego współczynnika tłumienia no i niestety charakterystyka zależy w zancznym stopniu od impedancji głośnika (ewentualnie kolumny).

[Arachnus]

Każdy przebieg nieustalony można przedstawić jako sumę przebiegów ustalonych wyższych częstotliwości.

 

widać to ładnie na animacji

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

 

Głośniki nie na darmo noszą nazwę przetworników, to sprawne transformatory Fouriera. W granicach około oktawy za Fs, gdzie Q głośnika traci kontrolę nad masą drgającą a władzę przejmuje jej bezwładność, przebiegi opisane w funkcji czasu są zamieniane na opisane w funkcji częstotliwości. Dlatego na tym obszarze pasma, przyspieszenie które układ drgający jest w stanie przyjąć od napędu przekłada się wyłącznie na SPL. Dlatego nie na "szybkich" ani "wolnych" głośników, tylko są tylko mające dobre albo kiepskie pasmo. Cechy jakościowe przyspieszenie przejawia w pobliżu Fs, tam gdzie głośnik pobiera prąd. Tam na szczęście membrany pracują zazwyczaj jak idealne tłoki.

 

Komponenty dobroci mają znaczenie, z najważniejszym chyba tym elektrycznym, ponieważ w pobliżu rezonansu własnego sporo się dzieje, jeśli głośnik nie jest filtrowany górnoprzepustowo. Sygnał który nie zakończy się równie gwałtownie jak się zaczął w odbiorze słuchacza nie jest dynamiczny. Przykład struna fortepianu z podniesionym tłumikiem.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[KrzysiekA]

Dobroć owszem ma znaczenie dla basu i tylko wyłącznie dla basu i chodzi jedynie o to czy bas bas będzie podbarwiony rezonansem. Dobroć określa nam jedynie jak długo będzie gasło drganie pobudzonego układu drgającego który ma swoją częstotliwość rezonansową. Jeżeli teraz pobudzisz głośnik który ma częstotliwość rezonansową 50 Hz prostokątem który ma częstotliwość powiedzmy 200hz to układ nie zachowuje się jako układ rezonansowy bo nie jest w żaden sposób pobudzony. Układ rezonansowy może być jedynie pobudzony częstotliwością rezonansu. Jeżeli takowej w sygnale składowym nie ma to nie możemy mówić w ogóle o dobroci głośnika. Jeżeli chodzi o samo pasmo to zauważ że głośniki są najczęściej wielodrożne co oznacza że w twoim sygnale wyższe składowe harmoniczne pochodzą od głośnika wyskotonowego albo od głośnika średniotonowego i wysokotonowego których dobroć nie ma znaczenia bo ich rezonans jest grubo poniżej częstotliwości podziału. Nie ważna jest w tym wypadku dobroć głośnika niskotonowego bo najwyższe harmoniczne i tak przetwarzane są przez inne głośniki.

[misiomor]

Przyspieszenie jest zwyczajną drugą pochodną położenia membrany w funkcji czasu. Więc słabo nadaje się na miernik jakości przetwornika. Po prostu przy danym SPL i częstotliwości wychylenie oraz jego pochodne [operacja liniowa w sensie f(a*x)=a*f(x)] takie jak prędkość czy przyspieszenie, będą tym większe im mniejsze Sd głośnika.

 

Elektrostaty mają wychylenie i jego pochodne bardzo małe, bo powierzchnia promieniująca jest duża.

 

Odnośnie wzrostu przyspieszenia przy wzroście częstotliwości - tak nie będzie, bo jednocześnie maleje wychylenie maksymalne przy danym SPL. Konkretnie to z kwadratem częstotliwości, więc nastąpi skracanie się - jeżeli SPL jest płaskie, max. przyspieszenie będzie stałe w funkcji częstotliwości. Oczywiście jak przechodzimy do kolejnej drogi o mniejszym Sd, będzie musiało odwrotnie proporcjonalnie wzrosnąć.

 

Natomiast faktem jest, że głośniki stożkowe mają w zakresie wyższego środka i góry dużo większe zniekształcenia przy danym SPL niż kopułkowe. Sporo pomiarów było na stronie Marka K, jednak ostatnio strona zniknęła.

 

Szkoda że nie ma zbyt wielu dobrych kopułek na rynku. ATC jest o tyle słaby, że ma ogromną średnicę montażową i trudno uzyskać choćby namiastkę punktowego źródła dźwięku z tweeterem.

[krzysztof.kr]

Przyspieszenie jest zwyczajną drugą pochodną położenia membrany w funkcji czasu. Więc słabo nadaje się na miernik jakości przetwornika. Po prostu przy danym SPL i częstotliwości wychylenie oraz jego pochodne [operacja liniowa w sensie f(a*x)=a*f(x)] takie jak prędkość czy przyspieszenie, będą tym większe im mniejsze Sd głośnika.

to oczywiście jest prawda ale ja nie oceniam głośnika na podstawie wyliczonego z rzeczywistego wychylenia membrany - przyspieszenia i mówię że 1000m/s2 to jest słaby głośnik a gdyby miał 5000m/s2 to byłby dobry bo to są wyniki które dopiero w porównaniu z czymś dadzą jakąś informację. Dlatego ja wyliczyłem jakie jest wymagane przyspieszenie membrany wynikające z konieczności odtworzenia przyłożonego do cewki sygnału. W moich obliczeniach to były raczej średnie częstotliwości i natężenia dźwięku rzędu 93dB więc też nie za duże. Następnie policzyłem uwzględniając osiągalne Bxl głośnika i masę układu drgającego fizycznie możliwe do zrealizowania przyspieszenia cewki wraz z przymocowaną membraną. Oczywiście przyjąłem optymistyczną wersję że membrana zachowuje się jak tłok sztywny chociaż wiadomo że tak nie jest a i tak wyszło że rzeczywisty głośnik nie da rady.

[KrzysiekA]

Przyspieszenie jest zwyczajną drugą pochodną położenia membrany w funkcji czasu. Więc słabo nadaje się na miernik jakości przetwornika. Po prostu przy danym SPL i częstotliwości wychylenie oraz jego pochodne [operacja liniowa w sensie f(a*x)=a*f(x)] takie jak prędkość czy przyspieszenie, będą tym większe im mniejsze Sd głośnika.

Myślę że to jest trochę bardziej skomplikowane. Wyniki pomiarów były jednoznaczne a mianowicie przy sterowaniu wzmacniaczem transkonduktancyjnym, czyli wzmacniaczem którego pętla sprzężenia zwrotnego reguluje prąd wypływający z niego a nie napięcie, a więc siłę działającą na cewkę a co za tym idzie przyspieszenie cewki co wynika z drugiej zasady dynamiki, zniekształcenia harmoniczne były dziesięć razy mniejsze. Trzeba uczciwie powiedzieć że mierzyłem dosyć mały głośnik a więc taki który musiał mieć duże prędkości cewki w szczelinie aby uzyskać odpowiednie natężenia dźwięku ale z drugiej strony głośnik miał pierścień Faradaya który zmniejsza zniekształcenia. Faktem jest że SEM indukowane w cewce jest na tyle silne że głośnik nie jest w stanie poprawnie odtworzyć zwykłej sinusoidy która przecież nie ma dużych szybkości narastania zboczy. Nie trzeba mieć dużej wyobraźni co dzieje się w takim przypadku przy odtwarzaniu uderzenia werbla czy też sygnałów z szybkimi transjentami. Poniżej wklejam pomiar tego samego głośnika napędzanego przy pomocy lm3875 w układzie tradycyjnym i w układzie wzmacniacza transkonduktancyjnego.

 

Wykres przedstawia drugą i trzecią harmoniczna w funkcji częstotliwości.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Gość vittorio]

Oczywiście przyjąłem optymistyczną wersję że membrana zachowuje się jak tłok sztywny chociaż wiadomo że tak nie jest a i tak wyszło że rzeczywisty głośnik nie da rady.

 

Ale zdajesz sobie sprawę, że wbrew Twoim obliczeniom (z których wynika iż rzeczywisty glośnik nie da rady) istnieją całe wręcz stada kolumn zbudowanych w oparciu o konwencjonalne głośniki średniotonowe i działają, mało tego, bardzo dobrze działają.

 

Stąd wniosek, że w Twoich założeniach/obliczeniach tkwi błąd metodologiczny.

 

Poza tym bierz pod uwagę, że nawet jeśli będziesz miał najdoskonalszy głośnik średniotonowy (czy też jakikolwiek inny) to i tak nie dokona on więcej (w dziedzinie przetwarzania energi elektrycznej na ciśnienie akustyczne) niż to do czego go zmusi sterujący nim wzmacniacz, krótko mówiąc najpierw musisz mieć pozbawiony wszelkich wad wzmacniacz i dopiero w dalszej kolejności możesz ewentualnie poszukiwać maksymalnie doskonałego głośnika (zestawu głośnikowego) w przeciwnym wypadku nigdy nie będziesz wiedział czy Twój brak satysfakcji z jakości odtwarzania wynika z kiepskiego głośnika czy też raczej kiepskiego wzmacniacza (co w gruncie rzeczy przypomina dylemat co było pierwsze jajko czy kura).

[krzysztof.kr]

Masa membrany nie ma żadnego znaczenia i wynika to z druga zasady dynamiki newtona. Masa membrany nie może wprowadzić żadnej nieliniowości ponieważ druga zasada dynamiki newtona jest zależnością liniową.

To racja ale jak nazwać te zniekształcenia przyspieszenia ? niby są one liniowe bo zależą liniowo od masy ale zależą też od amplitudy wychylenia a jakby uwzględnić jeszcze prędkość rozchodzenia się fali w membranie ( czyli dzielenie się membrany i spadek efektywnej powierzchni ) to czy nadal są to zniekształcenia liniowe ?

A jeżeli chodzi o sterowanie prądowe to muszę powtórzyć próbę. Kiedyś to robiłem ale zagrało jakoś źle ( ale już nie pamiętam jak ) i się poddałem nawet bez analizy.

[KrzysiekA]

A jeżeli chodzi o sterowanie prądowe to muszę powtórzyć próbę. Kiedyś to robiłem ale zagrało jakoś źle ( ale już nie pamiętam jak ) i się poddałem nawet bez analizy.

Zależy od głośnika. Jedne się nadają inne nie.

[krzysztof.kr]

Stąd wniosek, że w Twoich założeniach/obliczeniach tkwi błąd metodologiczny.

 

zdaję sobie z tego sprawę ale gdzie ten błąd jest ? Dlatego odwoływałem się do studentów/absolwentów wydziałów elektroakustyki - dla nich to pewno łatwizna :-)

[Gość vittorio]

Gdyby to była aż tak wielka "łatwizna" jak sugerujesz to mielibyśmy rynek zasypany wręcz doskonałymi zespołami głośnikowymi a tak przecież nie jest.

 

Inną sprawą jest w istocie podejście do zagadnienia głośników, bo głośnik dynamiczny jest po prostu liniowym silnikiem prądu stałego (tz. nie wykonuje ruchu obrotowego a posuwisto-zwrotny ruch liniowy) ze wszystkimi zaletami jak i wadami takiego silnika, ktorego obciążeniem są masa membrany, podatność zawieszenia, tarcie w zawieszeniach i ostatecznie obciążenie akustyczne membrany (związane z rezystancją promieniowania) z jedną siłą napędzającą wytwarzaną przez prąd płynący w cewce.

[misiomor]

to oczywiście jest prawda ale ja nie oceniam głośnika na podstawie wyliczonego z rzeczywistego wychylenia membrany - przyspieszenia i mówię że 1000m/s2 to jest słaby głośnik a gdyby miał 5000m/s2 to byłby dobry bo to są wyniki które dopiero w porównaniu z czymś dadzą jakąś informację.

Model Thiele'a - Small'a opisuje te rzeczy całościowo. Obliczenia które zaprezentowałeś są tak jakby ułamkiem pierwszego kroku do jego wyprowadzenia.

 

Skupianie się na wychyleniu czy jego pochodnych po czasie jest o tyle bezsensowne, że istnieją dobrze brzmiące zespoły głośnikowe przetwarzające 1kHz sporymi membranami o Sd ponad 200cm² jak i powierzające tę częstotliwość kopułce średniotonowej 20cm², która przy danym SPL będzie miała wychylenie, prędkość i przyspieszenie 10x większe niż duży głośnik.

 

"odpowiedź" przyspieszeniowa na przyłożone napięcie czy prąd w połączeniu z Sd w końcu (po dopracowaniu obliczeń w kierunku elegancji matematycznej) sprowadzi się do wzoru na efektywność z modelu Thiele'a Small'a.

[Arachnus]

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

energia kinetyczna membrany największa w pobliżu rezonansu, zero w okolicy 2 kHz...

 

Możliwe że membrana zachowuje się jak bat, uchwyt nie przesuwa się prawie wcale, zewnętrzna część szarpie się mocno.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Ocasek]

Nie myślałeś o takim rozwiązaniu?

Bardzo szybki.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[krzysztof.kr]

Nie myślałeś o takim rozwiązaniu?

Bardzo szybki.

A co to właściwie jest, bo nie nie rozpoznaję ? Jakiś głośnik AMT ? możesz coś więcej napisać ?

[areczek]

Siła elektromotoryczna zależy od przyłożonego napięcia i energii pola magnetycznego.

[krzysztof.kr]

Siła elektromotoryczna zależy od przyłożonego napięcia i energii pola magnetycznego.

To chyba jest bardziej skomplikowane niż się wydaje bo moim zdaniem na SEM indukowane w cewce głośnika składa się ( nazwy robocze ) :

SEMs - siła elektromotoryczna samoindukcji wyindukowana zmianami prądu przepływającego przez cewkę na indukcyjności cewki

SEMr - siła elektromotoryczna samoindukcji wywołana ruchem cewki w polu magnetycznym w szczelinie magnesu głośnika

Myślę że większe zniekształcenia powoduje SEMr bo właściwie SEMs byłaby dokładnie proporcjonalna do płynącego prądu w cewce gdyby Lc - indukcyjność cewki nie zmieniała się wraz z wychyleniem membrany.

[Ocasek]

A co to właściwie jest, bo nie nie rozpoznaję ? Jakiś głośnik AMT ? możesz coś więcej napisać ?

 

To dipol konstrukcji Oscara Heila. Zaczyna od 800Hz. Kończy na 24 kHz. Odpowiedź impulsowa - lepszej chyba nie znajdziesz. Do tego szybko gaśnie.

Masa membrany którą w tak silnym polu magnetycznym można pominąć.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[krzysztof.kr]

a jakiś konkretny fabryczny głośnik do kupienia ? czy mam go sobie sam skonstruować na podstawie rysunku ?

[Gość stary bej]

Trzeba by wyprowadzić wzór na siłę działającą na cewkę w zależności od przyłożonego napięcia do cewki i prędkości cewki w szczelinie uwzględniając powstającą w cewce SEM.

W każdym bądź razie SEM hamuje cewkę powodując to że przyspieszenie cewki nie jest wprost proporcjonalne do napięcia podłączonego do wejścia wzmacniacza mocy a powinno być. Objawia się to nawet przy sinusoidzie w pomiarach THD głośnik napędzany wzmacniaczem transkonduktancyjnym ma około dziesięć razy mniejsze THD.

 

Lub całkowicie zlikwidować tą SEM, a jest taka możliwość, wówczas nie trzeba by stosować wzmacniaczy prądowych ;)

[krzysztof.kr]

Lub całkowicie zlikwidować tą SEM, a jest taka możliwość, wówczas nie trzeba by stosować wzmacniaczy prądowych ;)

a możesz coś więcej napisać ? albo rzucić jakąś podpowiedź ?

[Ocasek]

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

 

Lub ebay i używane.

 

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

 

W necie sporo osób tworzy te przetworniki z różnym skutkiem. Miałem ostatnio link do holenderskiej strony. Facet ma na koncie kilkanaście konstrukcji AMT.

Jak znajdę to podeślę.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )