Resonansfrekvens i trä?

Hemmapulare debatterar lämpligen i detta forum.

Moderator: Redaktörer

knegolf
 
Inlägg: 112
Blev medlem: 2006-06-28
Ort: Malmö

Resonansfrekvens i trä?

Inläggav knegolf » 2006-12-18 21:36

enligt stefan på valutronic.se ska spånskiva vara det absolut bästa (om man ska hålla sig till billiga material) att bygga högtalare av eftersom spånskivan har låg resonansfrekvens och i viss mån egen dämpning eftersom den är mycket porös. Om man använder sig av MDF så kan man tydligen få ett "hål"(hans eget ordval) i frekvenser runt 60-200 Hz.

Nu vill jag ha lite andra åsikter på det här. Och spelar resonansfrekvensen verkligen så stor roll när man bygger högtalare?
Och hur är det egentligen med HDF skivor? Har de högre eller lägre resonansfrekvens än MDF? Och hur kan man med hjälp av simpla metoder mäta materialens resonansfrekvenser?

Tack på förhand.

Användarvisningsbild
paa
Sökaren
 
Inlägg: 35958
Blev medlem: 2005-01-10

Inläggav paa » 2006-12-18 21:58

Ett material har inte en entydig resonansfrekvens, vilket inses om man lyssnat på en äkta xylofon eller marimba. Samma trä i alla tonplattor, men ändå ett mycket stort tonomfång. Resonansfrekvensen beror på formen lika mycket som på materialet.
Medlem på forumet för hifi; Faktiskt.se, numera Faktiskt.io sedan jan 10, 2005
Numera pensionär.
Vi har sålt Sonic Design till Winn Scandinavia, vilka driver bl.a Ljudfokus och BRL.

Användarvisningsbild
Slartibartfast
Redaktör / Adeptfjant
 
Inlägg: 5339
Blev medlem: 2003-07-29
Ort: Magrathea

Inläggav Slartibartfast » 2006-12-18 23:07

Nu är jag inte en fena på strukturakustik eller så men visst är det materialberoende? Dock måste man då ta två stycken jämförbara objekt - två plattor av samma dimension stumt fastsatta i ett stumt material kanske? - och för att få ett mätetal som kan hjälpa till för något specifikt ändamål.

Jag konsulterade en bok, vilken sade att en tvådimensionell våg i en platta har några intressanta beroenden som vi kan ta upp för disskussion här. Alltså egenfrekvensen för en balk beskrivs som:

f_(m,n) = (µ_(m,n))/(2*pi*a^2)*sqrt[(E*h^2)/(12p(1-v^2)] [Hz]

Där µ_(m,n) kommer av plattans inspänning och dimensioner, a är långsidan, h tjockleken samt de materialspecifika E elasticitetsmodulen, p densiteten och v Possions tal.

Här ser vi att om vi ökar elasticitetsmodulen och densiteten (vilket vi gör när vi går från spån till MDF) lika mycket samtidigt som vi antar små variationer i Poissons tal (den brukar inte variera så mycket...) så har vi alltså ingen förändring i egenfrekvensen.

[slrt]

PS Om någon annan vill gå in på förändringen i den akustiska impedansen så blir jag övernöjd, för jag hittade inte något om det.. DS

EDIT: Elasticitetsmodulen (Young's modulus) är ett mått på hur stort spänningsmotstånd ett material har. Kort och gott behövs större kraft för att deformera ett material med stor E-modul. Allt enligt Hookes generaliserande lag som säger att spänningen (normalkraft per yta) är proportionell mot töjningen (längdändring per totallängd) multiplicerat med den materialberoende faktorn elasticitetsmodulen (sigma=E*epsilon).
admin

Användarvisningsbild
Nwalmaer
 
Inlägg: 1139
Blev medlem: 2005-06-08
Ort: Tranås

Inläggav Nwalmaer » 2006-12-19 15:12

Jag kan tänka mig att båda materialen har fördelar, men i fallet högtalarlådor så är MDF överlägset i majoriteten av fallen. Spånskiva kanske funkar bättre när man är snål och bygger stora ostagade lådor, då dess resonansfrekvens är mindre störande. Men en korrekt byggd låda blir nog alltid bättre i MDF.

Valutronics lådor kan man nog benämna som inkorrekta.

Användarvisningsbild
Max_Headroom
Adventurer
 
Inlägg: 19249
Blev medlem: 2003-10-03
Ort: Metropolis, men passet är från Moskva

Inläggav Max_Headroom » 2006-12-19 17:28

Ett viktigt skäl att många väljer MDF är väl att det är enklare och billigare att få till en bra yta?

Spånskiva är ett mindre homogent material vilket kanske kan påverka resonsernas q-värden? Dessutom är det ju skillnad på olika spånskivor. En för golv är annorlunda än en för väggar etc.
Denna signatur är endast för privat bruk. Vänligen läs ej!

Användarvisningsbild
Haakan_W
HåkanBråkan
 
Inlägg: 9335
Blev medlem: 2004-07-14
Ort: The depths of hell

Inläggav Haakan_W » 2006-12-19 19:11

Max_Headroom skrev:Ett viktigt skäl att många väljer MDF är väl att det är enklare och billigare att få till en bra yta?

Spånskiva är ett mindre homogent material vilket kanske kan påverka resonsernas q-värden? Dessutom är det ju skillnad på olika spånskivor. En för golv är annorlunda än en för väggar etc.


jag tror spån egentligen är bättre material än mdf rent resonansmässigt

Användarvisningsbild
Slartibartfast
Redaktör / Adeptfjant
 
Inlägg: 5339
Blev medlem: 2003-07-29
Ort: Magrathea

Inläggav Slartibartfast » 2006-12-19 19:25

Haakan_W skrev:
Max_Headroom skrev:Ett viktigt skäl att många väljer MDF är väl att det är enklare och billigare att få till en bra yta?

Spånskiva är ett mindre homogent material vilket kanske kan påverka resonsernas q-värden? Dessutom är det ju skillnad på olika spånskivor. En för golv är annorlunda än en för väggar etc.


jag tror spån egentligen är bättre material än mdf rent resonansmässigt


Tror du det, eller har du en kvalificerad gissning?

Själv så gissar jag att elasticitetsmodulsökningen är större än densitetsökningen när man går från spån till MDF, alltså ändrar man egenresonansen till en högre frekvens där man har mindre ljudenergi. Jag tror också att man ökar den akustiska impedansen vid samma materialförändring.

[slrt]
admin

knegolf
 
Inlägg: 112
Blev medlem: 2006-06-28
Ort: Malmö

Inläggav knegolf » 2006-12-19 19:42

hmm.. jag ska försöka tillämpa formeln så gott det går, hoppas att jag förstår den fullt ut.

Men att valutronics lådor är felaktiga kan jag nog hålla med om, alla väggar är helt paralella vilket kan ge en hel del stående vågor. men stabilitetsmässigt är det inget fel på dem.

Användarvisningsbild
RogerGustavsson
 
Inlägg: 23597
Blev medlem: 2004-05-02
Ort: Huskvarna

Inläggav RogerGustavsson » 2006-12-19 19:47

knegolf skrev:Men att valutronics lådor är felaktiga kan jag nog hålla med om, alla väggar är helt paralella vilket kan ge en hel del stående vågor. men stabilitetsmässigt är det inget fel på dem.


Det är väl ändå dämpmaterial i dem? Då torde det inte bli så mycket stående vågor.

knegolf
 
Inlägg: 112
Blev medlem: 2006-06-28
Ort: Malmö

Inläggav knegolf » 2006-12-20 19:15

oifs är det ju gott om dämpning i mina lådor, så det borde ju fixa bort 99% av vågorna. men om man vill ha det så perfekt som möjligt är det väl inte fel att bli av med de parallela väggarna.
Jag kanske är helt ute och cyklar, men det är iallafall vad jag har fått reda på i ett annat forum.

Användarvisningsbild
skrutten
 
Inlägg: 2606
Blev medlem: 2003-07-16
Ort: Hlewanger

Inläggav skrutten » 2006-12-21 17:56

knegolf skrev:oifs är det ju gott om dämpning i mina lådor, så det borde ju fixa bort 99% av vågorna. men om man vill ha det så perfekt som möjligt är det väl inte fel att bli av med de parallela väggarna.
Jag kanske är helt ute och cyklar, men det är iallafall vad jag har fått reda på i ett annat forum.


Man kan få reda på olika saker på olika forum :wink:
Om man vill ha det så perfekt som möjligt gäller det att hitta de rätta avvägningarna.
Har inga svar på frågor, men frågor på svaren.

Användarvisningsbild
Svante
Audiot!
 
Inlägg: 37552
Blev medlem: 2004-03-03
Ort: oakustisk

Inläggav Svante » 2006-12-22 01:16

Alltså...

I sin enklaste form bestäms en resonansfrekvens av en massa och en fjädring. I lådväggar, balkar och andra mekaniska strukturer finns det flera resonanser och det beror på att strukturernas olika delar inte rör sig likadant. Sådana system får man modellera som flera massor som hänger ihop med flera fjädringar.

Hursomhelst så beror samtliga resonansfrekvenserna av massa och fjädring och geometri, då. Byter man till ett tyngre material så sjunker resonansfrekvenserna, byter man till ett styvare så stiger de. Skalar man ner storleken på en struktur så stiger resonansfrekvenserna.

...och ovanpå allt detta kommer dämpningen i materialet som egentligen inte har någontilng att göra med elasticitetsmodul eller densitet. Resistansen alltså. Den som kan äta vibrationsenergi och omvandla den till värme. Den kommer att påverka hur lätt strukturen är att sätta i rörelse vid och intill resonansen. Små förluster ger smala höga toppar i tonkurvan, stora förluster ger breda låga kullar.

Sammanfattningsvis: Ett material har inte en given resonansfrekvens, men i en given struktur (tex en låda med bestämda mått) så ger olika material olika resonansfrekvenser.

Edit: dämpningen jag talar om är den som finns i materialet i lådväggarna. Det finns också oftast dämpmaterial inuti högtalalådans luftkavitet, men det påverkar inte resonanserna i väggarna särskilt mycket. Resonanserna i kaviteten påverkas däremot mycket.
Så länge har jag längat efter att loudness war skulle vara över. Nu börjar jag tro att vi faktiskt är där. Kruxet är att vi förlorade.

Kaffekoppen
Inaktiverad
 
Inlägg: 20003
Blev medlem: 2006-01-19

Inläggav Kaffekoppen » 2006-12-22 01:59

En låda korrekt konstruerad fungerar oavsett material.

Något jäkla hål blir det inte bara för att man använder MDF. Mycket junk på den sidan...

Användarvisningsbild
Slartibartfast
Redaktör / Adeptfjant
 
Inlägg: 5339
Blev medlem: 2003-07-29
Ort: Magrathea

Inläggav Slartibartfast » 2006-12-23 02:40

Svante skrev:...Sammanfattningsvis: Ett material har inte en given resonansfrekvens, men i en given struktur (tex en låda med bestämda mått) så ger olika material olika resonansfrekvenser.

Edit: dämpningen jag talar om är den som finns i materialet i lådväggarna. Det finns också oftast dämpmaterial inuti högtalalådans luftkavitet, men det påverkar inte resonanserna i väggarna särskilt mycket. Resonanserna i kaviteten påverkas däremot mycket.


Jag hoppas det var ungefär det jag förmedlade.

Dock så är jag också mer intresserad av den ack så viktiga akustiska impedansen, hur beskrivs den? Z=.... anar jag att den börjar, är jag rätt månne? :D

[slrt]
admin

knegolf
 
Inlägg: 112
Blev medlem: 2006-06-28
Ort: Malmö

Inläggav knegolf » 2007-01-05 20:45

Kaffekoppen skrev:En låda korrekt konstruerad fungerar oavsett material.

Något jäkla hål blir det inte bara för att man använder MDF. Mycket junk på den sidan...


Kan ju vara så som svante sa, att just en viss låda av ett visst material har speciella egenskaper. skulle kunna vara så att just sq50lådan av mdf absorberar lite mer vid vissa frekvenser än vad spånet gör...

Användarvisningsbild
housemicke
 
Inlägg: 2546
Blev medlem: 2005-04-17
Ort: kraftplanta, kraftbalsam.

Inläggav housemicke » 2007-01-05 21:00

har hört att spån ska vara bättre, själv bygger jag endast frontbaffel i mdf för att det är lättare att få bra finish på det, spån kräver extra spacklingar och oftast en extra grundmålning (och ev extra spackling efter det). mdf går fort att bygga med och blir snyggt med mindre jobb det är enda fördelarna om jag förstått det rätt, annars är spån överlägset, det finns många olika sorters spån också, ta en med långa fibrer, relativt hög densitet. det är iaf det jag fått förklarat för mej
Dom flesta konversationer är i själva verket monologer som framförs i närvaro av ett eller flera vittnen.

nu med adekvat domestisk vokabulär disponibel.

/ din rasp i röven

Användarvisningsbild
Svante
Audiot!
 
Inlägg: 37552
Blev medlem: 2004-03-03
Ort: oakustisk

Inläggav Svante » 2007-01-05 23:32

Slartibartfast skrev:Dock så är jag också mer intresserad av den ack så viktiga akustiska impedansen, hur beskrivs den? Z=.... anar jag att den börjar, är jag rätt månne? :D

[slrt]


Ehh... Akustisk impedans definieras som Za=p/Q, p=tryck [N/m2], Q= volymflöde [m3/s]. Za har alltså enheten Ns/m5 (!).

Men jag har en känsla av att det inte var det du menade?
Så länge har jag längat efter att loudness war skulle vara över. Nu börjar jag tro att vi faktiskt är där. Kruxet är att vi förlorade.

Användarvisningsbild
IngOehman
 
Inlägg: 48470
Blev medlem: 2003-09-28
Ort: K-PAX via Tellus

Inläggav IngOehman » 2007-01-06 00:06

Skulle vilja säga att MDF och vanlig möbelspånskiva är förhållandevis likvädiga som byggmaterial, vilket talar till spånskivans fördel sett ekonomiskt.

Det beror dock på applikation.

MDF är tyngre och styvare, men har ungefär samma dämpning som spånskiva.

Det betyder följande:

1. MDF ger en låda som andas något mindre vid låga frekvenser = ger mindre nivåförluster vid låga frekvenser (frekvenser under de strukturella resonansfrekvenserna).

2. MDF ger en låda som rör sig mindre eller lika mycket, vid högre frekvenser, alltså där massa eller dämpning (beroende på om man är på en resonans eller mellan) dominerar beteendet. I själva verket brukar det vara mätbart bättre än spån vid alla frekvenser över de fundamentala strukturresonanserna (alltså även på de harmoniska övertonerna (som inte alltid är harmoniska...) mer om detta vid#).

3. MDF ger en låda som rör sig ungefär lika mycket vid resonans som den i spånskiva.

4. MDF ger dock, vid resonans, något högre Q-värden, eftersom relativa* dämpningen är något lägre.

5. Spånskivans porsösitet kan ge olinjära beteendet vid extrema påfrestningar.


Det får följande konsekvenser:

1. Skillnaden mellan materialen är försumbar jämfört med de uppstyvningseffekter man kan uppnå med något eller några välplacerade stag. Bygger man ett kabinett för endast basalstring gör man alltså klokt i att lägga energin på att konstruera lådan mekaniskt intelligent, och inte på att välja det ena eller andra byggmaterialet. Man kan låta andra krav styra materialvalet (pris, finish, byggmetod...).

2. Punkt två talar möjligen till MDF:ens fördel, men det är en synnerligen marginell fördel.

3. Punkt tre kan man ignorera för valet MDF/spån. Däremot kan man inte ignorera de strukturella resonansernas betydelse för ljudkvaliteten. En välljudande låda bör inte under några förhållanden har strukturella rörelser i någon del som är starkare än -30 dB relativt membranet. Helst bör de ligga nedåt -40 dB.

4. Punkt fyra betyder att resonanser i MDF-materialet potentiellt kan höras mera än de i spånskivan, på grund av att de klingar av något saktare. Även detta är ett problem man bör adressera i lådans konstruktion. I gengäld blir rörelserna (allt annat lika) totalt sätt mindre i MDF-materialet, eftersom det är svårare att exitera vid alla andra frekvenser än vid resonans. #Ju mera komplicerade vågrörslser man får i materialet, desto effektivare tycks dämpningen bli i MDF, vilket beror på att vissa rörelsemoder ger högre förluster än andra. En helt symmetrisk låda är inte optimal om man bygger i MDF. Riktigt märkbara resonanser, likt de man kan hitta i betong-kabinett, kommer man inte i närheten av men några spånmaterial dock.

5. Punkt fem kan vara ett argument för MFD - för konstruktioner som skall tåla extrema påfrestningar - läs som har element med starka motorer och hög effekttålighet. Jämför man de olika materialen med varandra är dock plywood ur denna synvinkel klart sämre än båda MDF och spån.


Till syvende och sist gör man nog klokt i att tänka igenom materialvalet på ett lite flerdimensionellare sätt än att söka en tumregel, likt "för högtalarlådor är spånskiva bättre än MDF" (eller det motsatta).

Vad som är bästa valet beror på mål, applikation och konstruktion. Och förstås budgeten.


Vh, iö

- - - - -

*Dr ~ Dm/sqr(Mm*k) [/b]
Senast redigerad av IngOehman 2007-01-06 00:11, redigerad totalt 1 gång.
Fd psykoakustikforskare & ordf LTS. Nu akustiker m specialiteten
studiokontrollrum, hemmabiosar & musiklyssnrum. Även Ch. R&D
åt Carlsson och Guru, konsult åt andra + hobbyhögtalartillv (Ino).

Kaffekoppen
Inaktiverad
 
Inlägg: 20003
Blev medlem: 2006-01-19

Inläggav Kaffekoppen » 2007-01-06 00:10

Så fantastiskt bra skrivet! Skulle själv knappt orka formulera ner det, eftersom det torde vara 100:e gången du gör det. ERkänn att om du sökte lite skulle du säkert hitta dina förklaringar i ett antal trådar ;)

Användarvisningsbild
IngOehman
 
Inlägg: 48470
Blev medlem: 2003-09-28
Ort: K-PAX via Tellus

Inläggav IngOehman » 2007-01-06 00:12

Har ingen aning. Jag har inte den typen av minne.


Vh, iö
Fd psykoakustikforskare & ordf LTS. Nu akustiker m specialiteten
studiokontrollrum, hemmabiosar & musiklyssnrum. Även Ch. R&D
åt Carlsson och Guru, konsult åt andra + hobbyhögtalartillv (Ino).

Användarvisningsbild
paa
Sökaren
 
Inlägg: 35958
Blev medlem: 2005-01-10

Inläggav paa » 2007-01-06 00:22

Kaffekoppen skrev:Så fantastiskt bra skrivet! Skulle själv knappt orka formulera ner det, eftersom det torde vara 100:e gången du gör det. ERkänn att om du sökte lite skulle du säkert hitta dina förklaringar i ett antal trådar ;)

Du menar som typ här:
http://www.faktiskt.se/modules.php?name ... 517#243517
Medlem på forumet för hifi; Faktiskt.se, numera Faktiskt.io sedan jan 10, 2005
Numera pensionär.
Vi har sålt Sonic Design till Winn Scandinavia, vilka driver bl.a Ljudfokus och BRL.

knegolf
 
Inlägg: 112
Blev medlem: 2006-06-28
Ort: Malmö

Inläggav knegolf » 2007-01-07 14:06

tack för era svar. som ni kanske förstår så är jag fortfarande nybörjare innom högtalarbygge, och befinner mig just nu i stadiet där jag försöker klara upp alla olika myter och felaktig information som man kan stöta på här och där.

Användarvisningsbild
Slartibartfast
Redaktör / Adeptfjant
 
Inlägg: 5339
Blev medlem: 2003-07-29
Ort: Magrathea

Inläggav Slartibartfast » 2007-01-07 15:39

Svante skrev:
Slartibartfast skrev:Dock så är jag också mer intresserad av den ack så viktiga akustiska impedansen, hur beskrivs den? Z=.... anar jag att den börjar, är jag rätt månne? :D

[slrt]


Ehh... Akustisk impedans definieras som Za=p/Q, p=tryck [N/m2], Q= volymflöde [m3/s]. Za har alltså enheten Ns/m5 (!).

Men jag har en känsla av att det inte var det du menade?


Jag har en känsla av att jag inte mins vad som menades. ;) Men jag tror att det var den akustiska impedansen som menades... osäkert och knivigt är det iallafall.

[slrt]
admin


Återgå till DIY-forum


Vilka är online

Användare som besöker denna kategori: Inga registrerade användare och 242 gäster