Det idealiska måttet på ett subbaselement

av **NNord** » 2003-10-16 16:24

Det finns ju som sagt

12"
15"
18"
21"
24"

som standard, samt en del anourlunda storlekar på subbaselement.
ändå kan jag ibland tycka, att 15" borde vara det mest hanterbara
storleksmässigt..

Ellerhur..

Vid större storlekar blir kanske elementet för stort för sig självt..

av **Magnus** » 2003-10-16 19:03

Ja så finns ju även 8" och 10" och ändå mindre, fast jag är förvånad att du börjar favorisera 15" framför 18" :wink:

Hur kan du tycka 15" är mer hanterbart än 12", 10" och mindre :?:

, fast heter man NN så antar jag att man inte kan stäcka sig hur långt (litet) som helst.....

av **NNord** » 2003-10-16 20:13

jo men 15" är mer hanterbart än 18" och däröver..
Jag tror 15" är en bra storlek..

av **Magnus** » 2003-10-16 20:26

Nej du börjar bara bli mer realistisk :wink:

dvs inser att det är svårt att få plats med lådor till en massa 18" are

Snart kommer du att kunna tänka dig 12or istället och då är steget inte långt till 10or :lol:

av **NNord** » 2003-10-16 20:37

12"? nej aldrig.. FY FYFY :roll:

av **Ypsilon** » 2003-10-16 21:43

10" räcker gott och väl

Profundus X-4!!

av **Audiomanikern** » 2003-10-16 22:48

Hej NN!

Sen finns ju...
Ö´s 8": http://www.hifikit.se/prod_bilder/cx21.jpg
SS´s 8": http://www.d-s-t.com/scs/data/foto_22w_8851t00.jpg
samt 6"-Sub: http://www.ljudia.se/b/5018.jpg
samt 5"-Sub: http://www.partsexpress.com/images/264-826m.jpg
samt 4"-Sub: http://www.partsexpress.com/images/264-824m.jpg
samt 3"-Sub: ??????????????????????????????????????.jpg

Hihihifnissfnisshihiihirrmmmhgghi

!!

Mvh A*

av **Magnus** » 2003-10-17 00:51

Så A* menar att det kommer att sluta med att NN har 4" subbar :lol:

av **Audiomanikern** » 2003-10-17 01:32

Hej M!

Eventuellt

! Fast i så fall i form av högt torn med 4"x16st i 2st lodräta rader,
4st torn så 16x2x4=128st 4" kraftigt TacTRealtidsEq á la LiRi-Transf-dopade!!
Minst

!!

Mvh A*

av **NNord** » 2003-10-17 09:08

M & A*

Det kan ni GLÖMMA!

Snarare torn med 18" x 16

av **IngOehman** » 2003-10-17 10:49

Jag kanske inte borde lägga mig i denna diskussion, men vill nämna att storleken inte har någon betydelse.

Man kan realisera exakt samma egenskaper (i varje fall för rent basbruk) i vilka storlekar som helst.

Dock blir det alltid olika lätt. Av praktiska skäl väljer man därför oftast att satsa på en storlek som (i förhållande till önskvärda parametrar) är lättast och billigast att realisera.

En oerhörd förenkling är, att det är dyrare att realisera givna prestanda* med ett stort element (ju större membran destor krafigare motor behövs=dyrt magnetsystem). Men det är svårare att göra det med ett litet (ju mindre membran desto sörre slaglängd behövs=lång talspole, samtidigt som massan måste minska dramatiskt). Att utgå ifrån ett 15"-element (säg 12 mm p-p och en rörlig massa på 100 gram), och sedan försöka realisera samma prestanda i 5"-format leder till att man hamnat på en slaglängd om över 1 dm (9*12 mm), trots att membranmassan måste ligga på typ 1 drygt gram (100/9^2)! Det går inte att göra. Det enda som är lätt att åstadkomma är motorsystemet som kan vara 9 ggr klenare än på 15"aren.

Vh, Ing. Öhman

PS. *Med "givna prestanda" menas inte här elementets småsignalparametrar, utan storlekslöst transformerade prestanda. Parameterstyrningar givna av lådstorlek och ljudtryckskapacitet.

PPS. Ett bassystem i praktiken kan inbegripa stora geometrier, och då kommer ju saken i ett nytt perspektiv. Fyra 10"-basar kan ju t ex nyttjas till att bilda en stor fyrkant, flera meter stor, som inte alls motsvarar en 18" bas som strålar från en punkt.

av **Audiomanikern** » 2003-10-17 19:35

Hej Ö!

Mkt intressant!
A* skämta mest men många små kan A*lltså bli precis lika "bra" som få stora!?

( A* trodde (i sin okunskap) att vissa storlekar var överlägsna till vissa frek!
Även gällande den låga basen, men men så länge man lyssnar kan man lära...)

Mvh A*

av **IngOehman** » 2003-10-17 22:15

Man kan faktiskt dra resonemanget ännu längre:

En liten kan bli precis lika "bra" som en stor!

Den som kan räkna med papper och penna på sitt lilla kollegieblock (rutpapper förstås!

) eller eventuellt har ett simuleringsprogram (sådana skall man förvisso inte lita på...

) kan roa sig med att undersöka hur följande två element beter sig i en låda om... låt säga 200 liter som är avstämd till 30 Hz.

femtontummare:
membranyta: 900 cm^2
membranvikt: 100 gram (inkl luft)
mekaniska förluster: 5 Ns/m
compliance: 0,1764 mm/N
kraftfaktor: 18 N/A
talspoleresistans: 6 ohm
X-max: 6 mm

femtummare:
membranyta: 100 cm^2
membranvikt: 1,23456789... gram (inkl luft)
mekaniska förluster: 0,0617 Ns/m
compliance: 14,29 mm/N
kraftfaktor: 2 N/A
talspoleresistans: 6 ohm
X-max: 54 mm

Q-värden och sådant får ni räkna ut själv, det gör nog de flesta program om man matar dem med ovanstående data. Annars kan ni mata in Vas som är 200 liter (0,2 m^3) i bägge fallen.

Om ni räknat nu och blivit förvånade

kan jag berätta att det är lika lätt att konstruera ett 18" element som har sådana egenskaper att det motsvarar den lilla 5"aren när man skruvar in två sådana 18"are i samma låda.

De har en talspoleresistans om 12 ohm för övrigt, om man vill parallellkoppala dem när man gör experimentet.

Så det så! :wink:

Vh, Ing. Öhman

PS. Slutsatsen är alltså fortfarande att det kan gå mode i om man skall använda stora element, eller små med lång slaglängd. En kunnig konstruktör låter dock givetvis alltid logiken segra, och konstruerar ett element som presterar så väl som möjligt per krona och per liter lådvolym. Det blir inte vilken kombination av yta och slaglängd som helst det.

Däremot kan man förstås av möbleringsskäl ibland föredra fyra små framför ett stort. Å andra sidan brukar faktiskt kostnaden då bli ungefär lika, om man gjort ett bra jobb som elementkonstruktör.

av **Audiomanikern** » 2003-10-17 22:56

Hej!

Ok, är 12" bäst... Nej skojA*propå ingenting, vad är Capulp!? Har det på
tungan(?) men kan ej komma på´t (t.o.m slagit upp det men... ingenting)

Mvh A*

av **nl1970** » 2003-10-17 23:13

Hej

Hur är det med AudioPro då? Med ett antal små element. Äsh skit samma.
Men när du ändå är uppe i varv Öhman, En sub med två motstående element, I samma volym eller i separata utrymmen i samma låda spelar ingen roll, är det bra?

av **IngOehman** » 2003-10-18 00:45

A skrev:

A*propå ingenting, vad är Capulp!?

Det är ett membranmaterial. Jag trodde i min enfald att jag var den enda i världen som kände till det, eftersom jag är upphovsman till det.
. Det är fantastiskt bra om man vill kunna återge lågfrekvenssignal med extremt låg distorsion och av olika skäl inte kan använda aluminium (för tungt, för resonant, för blankt, för svårt att limma, för tusan va' många skäl det kan finnas ibland!).

Så vitt jag vet (säger i och för sig inte så mycket...) är det inget begrepp jag använt annat än för internt bruk. Var (tusan) får ni era informationer bäste a-maniker? :?:

Jag är ju själv monopolärt sjuk (är ej manodepressiv = bipolär sinnesjukdom - blott manoapatisk) men känner själv nu hur även paranojjan komma krypande.

Bor ni i min vägg?

Och isåfall, "i" själva väggen, eller bara bakom tapeten?

Vh, Ing. Öhman

av **IngOehman** » 2003-10-18 00:52

nl1970:
Definiera "motstående".

Fast även innan jag vet din definition kan jag våga svara: Ja, det är bra, om elementen har distorsionsegenskaper som gynnas av det. Det kan vara bra på andra sätt, och dåligt på vissa också, beroende på vad du menar med motstående.

Vh, Ing. Öhman

av **nl1970** » 2003-10-18 04:22

Hej

Det jag menar är en låda med två basar som sitter mitt emot varandra, altså 180grader mellan konerna. Ska elementen spela som en bipol eller är det bättre att spela dom i samma fas?

av **Kraniet** » 2003-10-18 10:16

men vad är capulp? är det som det låter en pappersmassa med kolfiber i ?
Står förresten i HifiKit katalogen att lts basen är capulp.. Är då därifrån jag känner igen det..
Du menar alltså att det är lika styvt som aluminium fast lättare? Låter ju som ett toppen material i så fall..

edit: den basen är ett hett tips då alltså? CX21-LTS menar jag

av **IngOehman** » 2003-10-18 18:04

nä, läs nästa istället.

Vh, iö

av **IngOehman** » 2003-10-18 18:14

nl1970 skrev:

nl1970 skrev:Hej

Det jag menar är en låda med två basar som sitter mitt emot varandra, altså 180grader mellan konerna. Ska elementen spela som en bipol eller är det bättre att spela dom i samma fas?

Hmmm...
Ungefär som att fråga: "Skall drycken vara kolsyrad, eller skall den ha bubbel?

Bipolär är ett påhittat reklamuttryck som beskriver en monopolär (utstrålningsmässigt) låda med element på två sidor. Det är ingen fysikaliskt vettig beskrivning. Dubbelmembranmikrofoner som är "bipoärkopplade" kallas kula eller rundtagande.

Eller om ajg skall förtydliga mig ännu mera: En bipol-högtalare har elementen kpllade så att de spelar i samma fas. Om man kopplar dem i omvänd fas blir det en 8, vilket populärt kallas dipol. Dipoler är för det mesta tveksamma i bassammanhang, eftersom de är så extremt dåliga på att pumpa luft. När den ena pumpa ut suger den anda nämligen in lika mycket. Summan blir i princip noll, även om asymmetrier i konstruktionen kan göra så att man får lite lite bas ut i varje fall. En låda med två baselement kopplar man definitivt så att båda rör sig "utåt" samtidigt.

Om man vill ha en dipolbaslåda är det ett fruktansvärt slöseri att ha en låda samt två baselement. Det är bättre att ta bort det ena, eftersom det andras baksida redan från början "går inåt" när framsidan "går utåt". Fast har man två element och vill göra en dipolbaslåda så sätter man dem hellre bredvid varandra på en och samma baffel.

Jag tänker inte fördjupa mig väsentligt ytterligare i denna fråga mer än att nämna att det finns två hänsyn ytterligare man kan ta, nämligen vibrationer och geometrisk distorsion, som man båda kan reducera med en lämpligt utformning av lådan - givet att man använder två baselement i samma låda (ej nödvändigtvis samma volym).

Kraniet skrev:

men vad är capulp? är det som det låter en pappersmassa med kolfiber i ?
Står förresten i HifiKit katalogen att lts basen är capulp.. Är då därifrån jag känner igen det..
Du menar alltså att det är lika styvt som aluminium fast lättare? Låter ju som ett toppen material i så fall..

Det är den blandning jag använder. Receptet är inte officiellt. Kan dock försäkra att det inte är lika styvt som aluminium, men skillnaden är mindre än man kan tro. Vikten är ungefär hälften mot aluminium. I princip inget kolfiber i den, däremot mycket annat än cellulosa.

Samt:

den basen är ett hett tips då alltså? CX21-LTS menar jag

*Att stirra sig blind på en enda egenskap är inte sunt.

Huruvida CX21-LTS är ett bra element eller inte beror på ALLA dess egenskaper (många parametrar finns det att ta hänsyn till), i kombination med vad man skall ha den till - inte på vilket material den har i membranet!

Tänk dig:

-Biltillverkaren Toydatsu har ett helt nytt material i bärarmarna i framvagnen på en ny modell de just visat på en mässa.

-Å tusan! En sån bil måste jag köpa! :wink:

Vh, iö

av **Kraniet** » 2003-10-18 22:24

ja jag menade inte att den skulle vara bra bara för materialet.. antog att lts basen har parametrar som är bra. sammantaget med membranet så kanske det funkar..
har förresten en annan tråd där jag frågat just om detta. vilka parametrar som är viktiga. den är dock tämligen osvarad.. :wink:

capulp är således en pappersmassa med ett antal plaster etc som bildar en styv och homogen kon? Tyckts komma ihåg att du poängterat att en kon ska vara homogen för bästa resultat. Ett exempel var kolfiberpapper som kan ha ett oförutsägbart flexningsmönster som kommer av att dom membranen är svagare på vissa ställen än andra. Detta leder då till att man luras ha en styv kon som dock kan vara svag pga av att vissa punkter är betydlig svagare än andra.
Jag vet inte om jag har rätt men det är iaf min tolkning av det hela. rätta mig om jag har fel...

av **nl1970** » 2003-10-19 01:29

Hej

Tack för svaren. Har en liten fråga till, om du vill svara
Hade tänkt mig en Biopl. Att det kan bli mindre distorition kan jag tänka mig beror på att man använder två element i stället för ett. Frågan är om jag bygger en sub med två element, kan jag då ha ett veck? mellan basarn så att dom spelar med kanske 30-45grader mellan elementen eller måste dom stå i 180 gradet mellan varandra? Tänkte på att få bort vibrationer i lådan.

Mvh
Niclas

av **Kraniet** » 2003-10-19 01:36

om du vill få mindre resonans så ska du väl montera dom 180 grader mot varandra och ha dom att spelandes i fas. Då kommer deras rörelser att ta ut varandra eftersom man kan anta(helt lika behöver dom inte vara med tanke på att elementen möjligtvis inte är helt identiska) att dom är lika fast motriktade.
För att få en mer effektiv koppling ska bör man väl dessutom koppla ihop basarna mekaniskt, alltså med en metallstav eller nåt liknande..

av **Audiomanikern** » 2003-10-19 01:41

Hej Ö!

A*lltid lika intressant att läsa dina tankar & funderingar

!
H-elementet´s material är juh det A*llra... eehh, coolaste ju :oops:

!!
När ska Ö modda lite C44:or (till A*) förresten?

( A* har inte bott i din vägg sen sent 70-tal, ngn enstaka gång under 80-talet!
Bor numer under bron samt livnär mig på ngn smaskig turist som då o då förirrat
sig ut i vildmarken, försöker även undvika direkt solljus! (Bläddrar av o till i
Hifikit´s katalalog med h-element uti Aluminium, Papper samt... Capulp :wink:

!! ))

Mvh A*

av **IngOehman** » 2003-10-19 17:04

Kraniet:

ja jag menade inte att den skulle vara bra bara för materialet.. antog att lts basen har parametrar som är bra.

Jo, det trodde jag nästan också, men det hjälper föga, problemet är ju att det inte är entydligt vad "bra parametrar" är. Det beror ju på vad man skall ha elementet till.

har förresten en annan tråd där jag frågat just om detta. vilka parametrar som är viktiga. den är dock tämligen osvarad..

Okej, då svarar jag nu: Alla! :wink:

Tyckts komma ihåg att du poängterat att en kon ska vara homogen för bästa resultat. Ett exempel var kolfiberpapper som kan ha ett oförutsägbart flexningsmönster som kommer av att dom membranen är svagare på vissa ställen än andra. Detta leder då till att man luras ha en styv kon som dock kan vara svag pga av att vissa punkter är betydlig svagare än andra. Jag vet inte om jag har rätt men det är iaf min tolkning av det hela. rätta mig om jag har fel...

Du har helt rätt. Fast jag minns inte ens att jag sagt något om homogena koner,

men sant är det.

NL1970:

Hej

Tack för svaren. Har en liten fråga till, om du vill svara
Hade tänkt mig en Biopl. Att det kan bli mindre distorition kan jag tänka mig beror på att man använder två element i stället för ett. Frågan är om jag bygger en sub med två element, kan jag då ha ett veck? mellan basarn så att dom spelar med kanske 30-45grader mellan elementen eller måste dom stå i 180 gradet mellan varandra? Tänkte på att få bort vibrationer i lådan.

Mvh Niclas

Kraniet:

om du vill få mindre resonans så ska du väl montera dom 180 grader mot varandra och ha dom att spelandes i fas. Då kommer deras rörelser att ta ut varandra eftersom man kan anta(helt lika behöver dom inte vara med tanke på att elementen möjligtvis inte är helt identiska) att dom är lika fast motriktade.
För att få en mer effektiv koppling ska bör man väl dessutom koppla ihop basarna mekaniskt, alltså med en metallstav eller nåt liknande..

Om man vill ha lägsta möjliga distorsion skall basarna sitta så nära bredvid varandra som möjligt, och den ana skall vara vänd bakåfram (magneten utåt)*.
*Ju linjärare baselementen är, desto mindre poäng är det att vända det ena bakfram.

Om man vill ha så lite vibrationer som möjligt skall baselementen sitta på motstående sida om en låda. Med eller utan kraftutjämningsstång emellan. En sådan montering minskar inte det man normalt kallar basens resonans, men väl dess vibrationer.

Audiomanikern:

H-elementet´s material är juh det A*llra... eehh, coolaste ju !! När ska Ö modda lite C44:or (till A*) förresten?

Låt mig gissa: Aldrig? :wink:

Vh, Ing. Öhman

av **Kraniet** » 2003-10-19 17:56

Heh ja jag vet inte var jag läst om jag läst det.. Detta nämner du i en intervju dock och det kanske är det jag kopplat med annat jag läst och såldes tolkat dig..

Ett utdrag ur en intervju som ligger upplagd på sonic designs hemsida..

"Visst! Ett konventionellt designat baselement med litet magnetsystem men fyrlagers talspole, ger god motorstyrka till billigt pris, men ett sådant element får en ganska ful induktans - stor och olinjär. Den höga induktansen gör dock att tonkurvan automatiskt blir kompenserad för baffeleffekten - filtret kan göras enklare eller tas bort helt eftersom tonkurvan blir rimligt rak även utan delningsfilter.
Om elementet dessutom förses med ett kraftigt coatat (penslat med dämpgucka) pappersmembran med praktiskt framtestad kurvatur kan tonkurvan dessutom göras fri från allvarligare ojämnheter monterad i det aktuella högtalarhöljet.
Men, en sådan process resulterar i ojämn kvalitet. Det är mycket svårt att få alla element identiskt lika. Och membranformen kommer med största sannolikhet att vara ickeoptimal när det gäller förmågan att obesvärat hantera stora insignaler i lågfrekvensområdet. Dämpningen såväl som membranets fjädring kommer att vara amplitudberoende. Vid större insignaler fungerar nämligen coating sämre.
Elementet passar alltså den som vill spara pengar och dessutom göra ett minimalistiskt delningsfilter, men de stora olinjäriteterna får ljudkvaliteten att bli avsevärt sämre än den skulle kunna vara. Återgivningen blir distorderad och dessutom kraftigt amplitudmodulerad av membranrörelserna.
Så i en mycket avancerad högtalare väljer man kanske att förse elementet med ett mera avancerat motorsystem med svarvningar i polstycket, nogsamt utformade kortslutningsringar och specialmaterial i bobin och poldelar - resulterande i väldigt linjär induktans, som dock blir mycket låg. Och man kanske väljer membranmaterial som gör att elementet blir utomordentligt linjärt (lågdistorderande) och som dessutom ger ypperlig produktionskvalitet, som ger optimal spridning och snarare än en helt jämn tonkurva utan korrektion får man kanske en "naturlig tonkurva", jämn men inte utan behov av varliga korrigeringar.
Man måste då istället använda ett mera utvecklat delningsfilter, i varje fall ett som ingriper mera. Känsligheten blir typisk mycket hög vid höga frekvenser på den typen av element, men ett delningsfilter optimerat för ett sådant baselement kan göras ypperligt linjärt och välljudande.
Lösningen ger mycket högre ljudkvalitet, men för amatörögat (filterminimalistens öga?) ter det sig som förstås som ett system men både ett dyrt element och ett onödigt komplicerat och/eller kraftigt inverkande delningsfilter"

Men hur ska man tolka det? Betyder det att polyelment genrellt är bättre? Hur är det med vävda membran av tex kevlar etc? Papper är generellt sämre? Eller går det att generallisera på så vis? Den enskillda appliceringen avgör kanske? Så ett felaktikt poly membran kan vara sämre än pulp massor?
Här nämnder du också induktans.. (som jag funderat över ett tag) jag tycker mig kunna tyda det tillsammans med inlägg som gjorts tidigare att du inte tycker om element med hög induktans?
vet inte om jag upplevs som tjatig men det är ett privlegium man får när man är anonym via internet.. :wink:

Kan dock förstå att det måste vara lite jobbigt att utsättas för allas frågor. Men trots allt så har du en hel del kunskap i området som överträffar de flesta. Så då blir det mycket :?:

,

och

för oss andra..

av **Isidor** » 2003-10-19 23:00

Kraniet,

Som du kanske redan har förstått av Ingvars inlägg så finns det inga enkla svar till dina frågor. Här är en länk till ett AES-paper från Klippel som säljer instrument och mjukvara för analys av olinjäriteter och därav följande (olinjär) distorsion:

http://www.klippel.de/pubs/aes2000/klippel%20paper%20109.htm

Mot slutet beskrivs induktansens inverkan som du verkar extra intresserad av. För det verkliga lågfrekvensområdet (f < 100 Hz) är dock olinjäriteter orsakade av induktanseffekter vanligen mindre viktiga.

Det finns ytterligare en hel del bra information från Klippel här:

http://www.klippel.de/pubs/default.asp

För övrigt bör man inte överdriva inverkan från olika konmaterial i lågfrekvensområdet, åtminstone så länge som vi talar om rimliga elementstorlekar (t.o.m. 18 tum eller så). Så länge som första konböjmoden (uppbrytningsfrekvensen) ligger långt ovanför elementets arbetsområde, mer än ca 2 ggr, så kan man betrakta konen som en närapå ideal kolv. Oftast kan man se en ökning av distorsionen när konen börjar att böjsvänga, men detta händer först vid relativt höga frekvenser där ett baselement inte längre bör vara aktivt.

av **IngOehman** » 2003-10-20 17:41

Hej Isidor!

Jag vill, ytterst försiktigt, lägga in en liten reservation. Det är förvisso korrekt att man svårligen ser några membranrelaterade tonkurveeffekter (defekter) under den frekvens där membranet börjar bryta upp. Däremot är det inte ovanligt att man ser distorsionseffekter.

Förvisso kan man signaltransmissionsmässigt betrakta ljudhastigheten i membranet som mycket nära oändligheten, men elasticiteten är inte noll (i mjuka membran) och elasticiteten är för det mesta inte heller linjär.

Jag påstår därför att membranmaterialval är en väsentlig parameter, även vid låga frekvenser.

I själva verket måste man dela upp ett baselements arbetområde i många olika delar om varje del skall ha en dominerande olinjäritetsegenskap. Riktigt så många som man borde tänker jag inte dela upp det i, men lite (mycket) förenklat kan det se ut så här:

De allra flesta baselement börjar vid låga frekvenser att ha problem med (membranutslagsrelaterade) fjädringolinjäriteter, sen vidtar (membranutslagsrelaterade) motorolinjäriteter, varefter induktiva olinäriteter för det mesta börjar dominera. Dessa kan vara såväl rörelseproportionella som ström-i-talspolen-proportionella.

Huruvida membranets olinjäriteter märks, eller till och med dominerar över motor- och fjädringslinjäriteter varierar starkt från element till element, och föralldel även med nivån på ett specifikt element. Det enda man kan säga med ganska stor säkerhet, är att långt under den lägsta impedanstoppen i den färdiga högtalarens impedanskurva, så är membrandistorsion sällan dominerande över de andra distorsionsmekanismerna i varje fall.

Vh, Ing. Öhman

PS. Talar man om basreflexlådor eller andra mera komplicerade principer, blir det mycket mera komplicerat.

PPS. Lite av vitsen med att optimera beteendet i ett membran (med avseende på förmågan att kunna hantera korta våglängder i förhållande till membranstorleken) är ju att man kanske vill kunna använda elementet även över den frekvens där det börjar bryta upp.
. Jag använder i flera fall element flera oktaver över deras uppbrytningsfrekvens. Det går alldeles utmärkt om man sett till att uppbrytningsförloppet sker utan resonanser.
. Baselementet i pi60s (Ino B88x) bryter upp (slutar arbeta kolvformigt) vid ungefär 500 Hz. Vid 500 Hz uppstår alltså kvartsvågförhållande i membranet, och talspolen rör sig då något mindre än membranets ytterdelar. I den färdiga högtalaren använder jag den akustiska utsignalen från baselementet ända upp till 6 kHz :!:

, alltså mer än 10 ggr högre i frekvens än den första uppbrytningen. Den ligger förvisso under diskanten i nivå den sista oktaven, men bidrar ordentligt både mät- och hörbart, alltså även över delningen.
. Tonkurvans linjäritet ligger genom hela uppbrytningsområdet och upp till 6 kHz inom +/- 1 dB. Så visst går det att kontrollera uppbrytning av membran. Det skall tilläggas att jag här talar om jämnhet och inte absolut nivå. I oändlig baffel ligger tonkurvan (ofiltrerad) inom +/-2 dB upp till 6,5 kHz, men i aktuell baffel blir den linjärare (den är ju konstruerad för sin baffel) ehuru lutande uppåt i frekvens. Detta är önskvärt eftersom det möjliggör att en optimal filtrering även distorsionmässigt, har kunnat tillgripas.

Vad jag vill säga är att man skall alltså inte vara rädd för uppbrytning, även om ordet låter illa, ja nästan lite otäckt. Tvärom är det bättre att lära känna mekanismerna bakom det och omvandla fenomenet från en fiende, till en vän. När det är klokt att göra element som man vill kunna använda så vill säga. :wink:

av **Isidor** » 2003-10-21 15:48

Hej Ingvar,

Vi är helt överens om i stort sett allt i ditt senaste inlägg. Jag har dock en något annan åsikt om membrandistorsion långt under första böjmoden. Jag vill påstå att det pricipiellt inte är någon större skillnad mellan linjär distorsion (t.ex. frekvensgång) och olinjär distorsion (t.ex. THD) för effekter från ett icke-idealt membran eftersom det är i stort sett linjära böjmoder i membranet som ger upphov till bägge effekterna. För att membranmaterialet skall kunna ha någon som helst inverkan måste det också finnas märkbar relativrörelse i materialet.

Låt mig illustrera det hela med ett rejält förenklat exempel:

I det följande tillåter jag mig att anta att olinjäriteterna i membranet är små. Detta medför att en i stora drag linjär analys är användbar som en första approximation. Här förutsättes även att membranet är isotropt och utan svårare defekter. Detta är inte alltid fallet i praktiken och diverse defekter kan krångla till det hela ganska ordentligt. För att få någon som helst grund att står på så anses membranet vara välgjort om än icke-idealt i övrigt.

Vi studerar ett enfrihetsgradssystem (massa/fjäder/dämpare) med resonansfrekvensen 500 Hz som i exemplet pi60s. Vi glömmer bort elementets grundresonans och högre ordningens böjmoder i membranet. Detta är fysikaliskt sett helt godkänt då endast den studerade moden påverkar membrandistorsionen i det studerade frekvensområdet. Vidare sätts en någorlunda rimlig total membranförlustfaktor eta (eta = 1/Q) på 0.2. Detta innebär att vi har 5 ggr högre vibrationshastighet vid resonans (förutsatt att den dynamiska massan är konstant). Som tur är släcker de i motfas svängande delarna av membranet ut en hel del av den potentiellt avstrålade resonanta ljudeffekten, annars skulle ljudeffektnivån öka med 14 dB vid resonans Denna utsläckning (avstrålningsfaktor) varierar kraftigt men är effektiv för låga frekvenser och hamnar omkring kanske 0.01 till 1 (-20 dB till 0 dB) beroende på en ganska svårhanterad fluid-struktur-koppling som är alltför komplicerad för att gå in på närmare här. Låt oss för enkelhets skull säga att den avstrålade ljudeffekten från moden är lika stor som den kolvljudeffekt som membranet avstrålar, d.v.s. avstrålningsfaktorn är -14 dB. Vi har alltså p.g.a. membranresonansen en förhöjning av den totalt avstrålade ljudeffektnivån på 3 dB.

För de övertoner som olinjäriteterna ger upphov till kan man dock räkna med att avstrålningsfaktorn är högre och olinjäriteterna är därmed mer direkt kopplade till avstrålad ljudeffekt. En olinjäritet i membranet kommer nu att i övervägande grad slå igenom på den olinjära distorsionen från ett i övrigt helt linjärt element. T.ex. ger en olinjäritet på 5 % för membranstyvheten en olinjäritet i den totalt avstrålade ljudeffekten på kanske 3-4 %. Man får en ganska direkt koppling mellan olinjäriteter i membranet och distorsionsmätningar m.a.o. Detta faktum syns i mer eller mindre alla distorsionsmätningar på normala element, där distorsionen hoppar upp markant även vid ganska låga ljudnivåer fr.o.m. första böjmoden. Observera dock att detta endast gäller vid, eller i närhet av, böjmoderna.

Men vad händer för låga frekvenser som vi egentligen var intresserade av? Vid 50 Hz har vi med vårt exempel p.g.a. det flexibla membranet en ökning av vibrationshastigheten på bara 1 %. M.a.o., membranet rör sig i praktiken som en kolv. Ytterligare är avstrålningsfaktorn betydligt lägre än i resonansområdet. Sammantaget innebär detta att eventuella olinjäriteter i membranet är helt försumbara relativt andra olinjära mekanismer när det gäller bidrag till den totalt avstrålade ljudeffekten från elementet. Detsamma gäller vid 100 Hz (vibrationshastighetsökning på 4 %). Vid 250 Hz (vibrationshastighetsökning ca 31 %) är det dock fullt möjligt för olinjäriteterna i membranet att dominera över övriga olinäriteter i elementet om dessa är låga.

En liten brasklapp måste man nog ändå slänga in. En praktisk och ofullkomlig upphängning av membranet kan ge lokala effekter. Här kan exciteringen av membranet bli mer av punktformig typ och angripa i en annan riktning än vad som gäller för talspolen/bobinen. Denna rörelse ger en mycket lägre styvhet i membranet och kan därför påverka även för riktigt låga frekvenser. Detta är dock egentligen ingen inskränkning av resonemanget ovan, lägsta upphängnings/membranresonansfrekvensen blir bara mycket låg. Tjocka membran med hög formoberoende styvhet, speciellt av sandwichtyp, borde vara mindre känsliga för denna typ av problem.

En genomgång av diverse AES-papers och mätresultat från elementtillverkare visar att konsekvent skillnad i distorsionsmätningar mellan olika membranmaterial ser man bara för frekvenser över ca 100-500 Hz, framför allt beroende på diameter. Här är skillnaderna mellan olika material mycket stora. För lägre frekvenser är individuella variationer mellan olika element alltför stora för att några generella slutsatser skall kunna dragas. Det verkar ändå som om membranmaterialets inverkan på distorsionen vanligen är låg i förhållande till övriga mekanismer. Man bör dock vara uppmärksam på att höga frekvenser för en 18-tummare i det här fallet innebär frekvenser över ca 100 Hz!

Slutsatsen är alltså att membranmaterialet i det verkliga basområdet oftast har liten betydelse för olinjär distorsion eftersom konen i hög grad uppträder som en ideal kolv och därigenom ger litet utrymme för påverkan från konens inre olinjäriteter. Det förekommer dock att membranmaterialet ger märkbara effekter på distorsionen även under 100 Hz, då troligtvis beroende på ofullkomligheter i upphängningen.