Portmätning - hur bra är min basreflex?

[jonasp]

Detta är en liten vinkling från följande tråd: viewtopic.php?p=2362226#p2362226

I den andra tråden diskuteras olika portar med varierande tokoptimeringsgrad. Men om man nu har en basreflexport, vilkenportsomhelst, och vill mäta på den, för att säkerställa dess optimeringsgrad (eller frånvaro av densamma), hur går man bäst tillväga?

Och sekundärt, vilka portdimensioneringsresurser finns tillgängliga? Vi känner ju alla till Roozen [1] och Bezzola [2], samt JBL's ganska långa sammanställning.

Men när det gäller vilken hastighet man kan få ut ur porten som funktion av dess diameter, längd, och avstämningsfrekvens, är det ganska tunt med information. Jag har hittat följande sida: https://www.subwoofer-builder.com/port-flares.htm

Det är möjligt att det finns mer i JAES men det har jag inte tillgång till och förmodligen inte större delen av tråden publik heller.

[1] https://www.researchgate.net/publicatio ... l_measures
[2] https://www.comsol.jp/paper/download/67 ... _paper.pdf
[3] https://jahonen.kapsi.fi/Audio/Papers/AES_PortPaper.pdf

[Calleberg]

Mjo, och minst lika viktigt, vilken grad av "optimering" är nödvändig. Att alltid dimensionera mot Maxeffekt/Xmax eller andra "Maxima" är ofta dåligt i optimeringshänseende, men snarare regel än undantag i amatörsammanhang.

[jonasp]

Absolut!

Ett resultat från första länken ovan:

port velocity.png (35.11 KiB) Visad 1717 gånger

Ovanstående är resultat från test av femton olika portar, med olika tjocklek men alla avstämda till 30 Hz. "Area Ratio" avser här förhållandet mellan innerarea och mynningsarea.

Han har testat vidare och sedan jämfört maximal porthastighet som funktion av avstämningsfrekvens, med konstant tjocklek om 86mm:

Skärmbild 2026-02-08 140438.png (21.9 KiB) Visad 1717 gånger

Vad som nu hade varit vansinnigt intressant är att jämföra en slitsport avstämd till t ex 30 Hz med samma profil som i Bezzola's artikel och motsvarande slitsport med stort höjd/bredd-förhållande.

[I-or]

200px-Fantomen-Gohs.png (50.65 KiB) Visad 1704 gånger

I-ors dödskallemärkning utfärdas för ovanstående undersökning, där resultaten visar att felaktigheterna uppenbart är omfattande. T.ex. är det välkänt att gränshastigheten minskar med ökande diameter och inte tvärtom som här och gränshastigheten har heller inte ett så stort frekvensberoende. Antagligen handlar det om en felaktig omräkning från ljudtrycksnivå till partikelhastighet i kombination med mindre väl vald mätutrustning.

Man kan inte beräkna strömstyrkan som U/R och man bör naturligtvis inte använda en ljudnivåmätare från Radio Shack om man vill ha hygglig noggrannhet. Man måste även räkna bort den A- eller C-vägning som ljudnivåmätaren inför och här tycks göken ha snubblat en hel del. Felen staplas på varandra, vilket ger värdelösa resultat.

Även om jag imponeras av ambitionen hos amatörer som lägger ned massor av tid och pengar så blir resultatet tyvärr ändå oftast ren rappakalja som vilseleder andra amatörer.

Att det ska vara så infernaliskt svårt att mäta och räkna rätt.

[petersteindl]

Gällande frågeställningen: Portmätning - hur bra är min basreflex?

I praktiken ser jag det som ett sammansatt problem.

En sak är i en subwoofer, en annan sak är i en tvåvägare där man har att ta hänsyn till frekvensområdet ovanför avstämningsområdet på basreflexporten.

Personligen brukar jag först titta på impedanskurvan kring avstämningen. Ser den bra ut så är nästa steg frekvensgångsmätning på högtalarens frekvensgång i basen under 100 Hz. Stig Carlsson brukade mäta kring hörnet på högtalarlådan där där elementets totala output och portens totala output någorlunda stod i överensstämmelse med varandra.

Då tar jag även hänsyn till Q-värdet som fås i lådan som sluten låda ovanför basreflexavstämningen. Detta gäller framför allt i tvåvägare. Då är det lådans volym och högtalarelementegenskaper som jag optimerar.

Sedan har man portens pipresonans att ta hänsyn till.
Många bäckar små bör optimeras för önskvärt slutresultat.

[jonasp]

Nu handlar tråden främst om portens prestanda inte dimensionering av systemet som helhet. Men hur står sig äggen här, Peter? Portarna måste nog betecknas som tämligen okonventionella, iallafall om man blundar lite och inte tittar på vissa Larsen-modeller. Hur många m/s klarar en äggport?

[jonasp]

Låt mig undersöka vad I-or sade ovan för ett ögonblick. Jag hänvisar nu till "Maximizing Performance from Loudspeaker Ports" av Salvatti, Devantier och Button (2002) [1]. Man har jämfört tre stora basmoduler med dubbla 18". Basmodulerna hade olika dimensioneringar av basreflex. Man mätte lufthastigheten i mitten av porten, och kontrollerade när kompression uppstod. Detta räknade man om till Reynolds tal. Trots portarna olika utformning instäder kraftig kompression vid Re = 50k - 100k. Jag citerar artikeln:

... What stands out is that, for the
most part, all three designs show very similar compression
curves at all frequencies tested. All designs seem to hit a
wall near a Reynolds number of about 50 000-100 000.
This number was also confirmed by Vanderkooy [3].

Reynolds tal är:

Re = rho * v * Dh / ny = v * Dh / ny

där v är fluidens hastighet, D är hydraulisk diameter och ny är den kinematiska viskositeten. För ett runt rör är den hydrauliska diametern helt enkelt diametern (för en rektangular port måste den räknas om). ny är ca 1,5 x 10^-5 m2/s för luft. Låt oss nu räkna om vid vilken lufthastighet vi uppnår Re = 50000 resp Re = 100000 för portstorlekarna i länken ovan:

Skärmbild 2026-02-08 202248.png (3.86 KiB) Visad 1602 gånger

Som jämförelse kan man notera att författaren till länken ovan tycker att maximal hastighet är 15, 24, 30 och 38 m/s för 50, 86, 100 och 150 mm port, respektive. Artikeln från JAES är alltså i överensstämmelse med vad som tidigare är sagt (mindre cirkulär port = högre "topphastighet"). Man kan fråga sig vad författaren i länken ovan gjort för att åstadkomma ett rakt motsatt resultat!

Jag vill också försiktigt erinra om att beräkningen ovan endast tar hänsyn till turbulens i porten, inte vid öppningarna. Det finns fler sätt att förstöra en port än att välja en olämplig dimension.

[1] https://pearl-hifi.com/06_Lit_Archive/1 ... _Ports.pdf

[petersteindl]

Nu handlar tråden främst om portens prestanda inte dimensionering av systemet som helhet. Men hur står sig äggen här, Peter? Portarna måste nog betecknas som tämligen okonventionella, iallafall om man blundar lite och inte tittar på vissa Larsen-modeller. Hur många m/s klarar en äggport?

Jag har inte gjort mätningar på max hastighet på portarna i äggen. Däremot tror jag att det kan vara fördel att ha fler portar med mindre tvärsnittsarea per port där den sammanlagda arean är lika med tvärsnittsarean från 1 port och det gäller då runda portar. De skall då ha samma längd. D v s portvolymen är konstant.

Då jag dimensionerade portarna så använde jag Vance Dickasons kokbok för att kolla hur portsystemet blev i praktiken i förhållande till teoretisk beräkning. Det syns i impedanskurvan. Då skriver han att om vissa uppmätta impedanser har visst inbördes förhållande som motsvarar 90% av teoretisk förhållande så skall man vara nöjd. I äggen uppnåddes 99,9%.
D v s impedansminimum är i stort set = högtalarelementets resistans och impedanstopparna var i stort sett som teoretiska värden. Så jag var nöjd. Men jag var lite skakis före mina första impedansmätningar. Med delningsfilter och induktorernas resistans i serie så måste den adderas då man mäter impedanskurva med delningsfilter.

Den slutna lådans resonans d v s ovanför basreflexavstämningen har Q strax under 0,5 d v s kritisk dämpat system.
Mig veterligen är det inte många som har kontroll över den resonansen.

[jonasp]

D v s impedansminimum är i stort set = högtalarelementets resistans och impedanstopparna var i stort sett som teoretiska värden. Så jag var nöjd. Men jag var lite skakis före mina första impedansmätningar. Med delningsfilter och induktorernas resistans i serie så måste den adderas då man mäter impedanskurva med delningsfilter.

Hur nära Re sadeln i impedanskurvan hamnar är ju beroende av Qp eller portens effektivitet (i brist på ett bättre ord). Dock, desto högre inspänning, desto lägre Qp (generellt), så när du säger att likspänningsresistansen hos elementet var mer eller mindre identisk med sadeln i impedanskurvan undrar jag på vilken nivå du mätte?

Om impedansen i sadeln ska vara identisk med likspänningsmotståndet (Re) hos elementet krävs för övrigt oändligt högt Qp.

[petersteindl]

Mätutrustningen jag använde har 2 olika nivåmätinställningar för impedansmätning.
Antingen lågnivå som är brukligt, eller en med lite högre nivå. Tiele och Small-parametrar är lågnivåparametrar.
Jag brukar använda den lite högre utnivån. Jag sveper från 4 eller från 5 Hz till 20 kHz eller 40 kHz.
Om resistansen i elementet t.ex. är 3,6 ohm så har impedansen vid sadelpunkten varit kring 3,7 till 3,75 ohm om jag minns rätt. Det är lägre eller närmare Re än vad jag normalt har sett. För mig var det viktigaste att jag hamnade på 99,9% av systemets teoretiska värde i Dickasons ekvationer. Jag hade inte räknat med det. Jag blev lite förvånad och nöjd. Det är tydligen inte vanligt.

[I-or]

Detta är en liten vinkling från följande tråd: viewtopic.php?p=2362226#p2362226

I den andra tråden diskuteras olika portar med varierande tokoptimeringsgrad. Men om man nu har en basreflexport, vilkenportsomhelst, och vill mäta på den, för att säkerställa dess optimeringsgrad (eller frånvaro av densamma), hur går man bäst tillväga?

Och sekundärt, vilka portdimensioneringsresurser finns tillgängliga? Vi känner ju alla till Roozen [1] och Bezzola [2], samt JBL's ganska långa sammanställning.

Men när det gäller vilken hastighet man kan få ut ur porten som funktion av dess diameter, längd, och avstämningsfrekvens, är det ganska tunt med information. Jag har hittat följande sida: https://www.subwoofer-builder.com/port-flares.htm

Det är möjligt att det finns mer i JAES men det har jag inte tillgång till och förmodligen inte större delen av tråden publik heller.

[1] https://www.researchgate.net/publicatio ... l_measures
[2] https://www.comsol.jp/paper/download/67 ... _paper.pdf
[3] https://jahonen.kapsi.fi/Audio/Papers/AES_PortPaper.pdf

Teorin bakom basreflexkonstruktioner förutsätter laminär strömning och så fort turbulens sätter in faller det linjära systemet ihop. Som vanligt inom strömningsakustik är området extremt komplext och det finns avgjort ingen öppet tillgänglig mjukvara baserad på lumpade parametrar som ens är tillnärmelsevis användbar. Tyvärr finns ingen lätthanterlig metodik heller annat än att hålla sig till den optimala form som beskrivs av Bezzola för cirkulära portar och undertecknad för slitsportar. En överkurslösning skulle dessutom kunna innefatta pipmodsbegränsande åtgärder via lämpligt placerade hål eller membran.

För egen del använder jag mig vid analysen av Reynolds tal (Re) (https://en.wikipedia.org/wiki/Reynolds_number), Strouhals tal (St) (https://en.wikipedia.org/wiki/Strouhal_number) och framförallt den via Bezzolas metod* FEM-beräknade axiella hastighetsfördelningen i portmynningarna, vilken i kombination med hastighetsamplituden (egentligen Re och St) utgör ett bra mått på risken för rotation av flödet (d.v.s. turbulens).

Ämnet har avhandlats otaliga gånger tidigare, bl.a. här:

viewtopic.php?p=2172628#p2172628

viewtopic.php?p=2158609#p2158609

viewtopic.php?p=2249839#p2249839

viewtopic.php?p=2305173#p2305173

viewtopic.php?p=2249855#p2249855


*Denna metod utnyttjar den linjäriserade, rotationsfria och värmeledningsfria versionen av Navier Stokes ekvationer (Helmholtz-ekvationen) för att på ett elegant sätt undvika de numeriska problem som annars uppstår.

[I-or]

Vad gäller mätningar så bör man registrera brusnivån via en vindskyddad mikrofon placerad något vid sidan av porten som i bilden nedan. (OBS! Man bör vara lite försiktig med UMIK-1 som förvisso klarar upp till 133 dB med max 1 % THD, men detta gäller endast med den lägsta förstärkningen (omkopplingsbart på insidan). Med standardinställning om 18 dB förstärkning gäller max 115 dB.)

Ett mycket vanligt problem bland diverse förståsigpåare är att de sällan uppmärksammar skillnaden mellan hörbarhet för det turbulensgenererade bruset som ger upphov till ett lite hest och ibland gurglande ljud och den slutgiltiga kompression som inträder när flödet nästan proppar igen porten. Hur detta faller ut vid musiklyssning beror i hög grad på maskeringseffekter, men vid kraftiga basförlopp med låga mellanregisternivåer kan bruset bli mycket problematiskt.

Ett exempel med mina datorhögtalare, Infinity Primus 140 finner man nedan. Jag har egentligen satt igen portarna eftersom jag utnyttjar en basmodul, men dessa högtalare utgör utmärkta varnande exempel på hur turbulensproblem kan se ut. Man bör inte låta sig luras av den hyggligt utförmade yttre mynningen, då den inre mynningen utgörs av ett tunt rör. Avstämningsfrekvensen är 74 Hz.

I det första fallet är spänningen ca 1,4 Vrms för en 70 Hz sinussignal. Vi ser ganska låggradig distorsion som huvudsakligen emanerar från baselementet och inte mycket mer. I det andra fallet är spänningen 10 dB högre eller ca 4,4 Vrms, där distorsionen förstås är högre och grundtonen har komprimerats ca 1,6 dB, men detta är hörbarhetsmässigt inte det viktigaste eftersom den generella brusnivån har ökat med ca 25 dB och framförallt pipmodsmodulationsbruset centrerat runt 2,2 kHz låter här mycket illa. Strömningshastigheten är inte mer ca 7 m/s (RMS).

Tilläggas bör att porten i det senare fallet kan beskrivas som en fläkt, vilken producerar kännbara luftrörelser på över 2 meters avstånd.

Primus 150.png (250.13 KiB) Visad 1459 gånger

turbulens 2.png (40.72 KiB) Visad 1459 gånger

70 Hz sinussignal vid 1,4 Vrms. Notera den relativt låga distorsionen och måttliga brusnivåer.

turbulens 1.png (37.07 KiB) Visad 1459 gånger

70 Hz sinussignal vid 4,4 Vrms (+10 dB). Notera en något högre distorsion och en aning kompression för grundtonen men framförallt runt 25 (!) dB högre brusnivåer och en tydligt exciterad pipmod runt 2,2 kHz.

[jonasp]

Tack för inläggen.

Jag roade mig lite till med Reynolds tal för slitsportar. Den hydrauliska diameter för ett rektangulärt rör är Dh = 2ab/(a+b), men kan om b >> a förenklas till Dh = 2a. Om vi då beräknar Reynolds tal för rektangulära portar med 20:1 mynningsförhållande får vi:

Skärmbild 2026-02-09 202730.png (8.54 KiB) Visad 1390 gånger

Notera hur en port med 20:1 har ca 2,5 ggr högre tillåten hastighet bara sett till Reynolds tal. Detta skrev väl Isidor redan för i runda slängar 22 år sedan men jag har inte roat mig med att titta på det själv.

[jonasp]

Ja, en liten godbit här:

Efter att ha granskat en del experimentella arbeten och räknat om data tycks det vara så att man ofta kan acceptera Reynolds tal upp mot 50000 (svarande mot ca 10 m/s för en portdiameter om 100 mm) innan turbulensgenererad distorsion blir svår (> 5%). Detta är bortåt en tiopotens högre än vad som gäller för ett tidskonstant flöde och sannolikt beror detta på att det snabbt varierande flödet i en port leder till att det krävs betydligt större strömningshastigheter innan turbulensen hinner med i svängarna. Utan att ha läst Ingårds arbete gissar jag att man gjort en teoretisk betraktelse där man utgått från konventionella strömningsförhållanden med ett fullt turbulent flöde vid Reynolds tal omkring 2000 - 5000 och därför landat på mycket låga 1 m/s.

En direkt följd av mitt resonemang är att avstämningsfrekvensen också borde spela roll för vid vilken strömningshastighet turbulensgränsområdet börjar att uppträda. Riktigt låga avstämningar bör rimligtvis vara något mer känsliga då man allt mer närmar sig stationära förhållanden.

viewtopic.php?p=47613#p47613

[jonasp]

Här är ett 15 år gammalt experiment jag gjorde med en port avstämd till 13 Hz. Men först vill jag återknyta till Peters inlägg ovan. Han nämnde att sadeln i impedanskurvan i princip låg på Re (likspänningsresistansen). Jag frågade då vid vilken mätnivå, och anledningen är enkel - när porten börjar komprimera stiger Rp, eller portens Q-värde minskar. Helmholtzresonansen blir mindre resonant. Vi har

Rp = 2 * pi * f * M / Qp

där f är frekvens, M rörlig massa i porten (akustiskt massa, dvs svängande luft) och Qp är hur "stark" resonansen är. Om Rp = 0 är Qp = oändligheten. (Svantes sammanställning av högtalarmodell inkl basreflexlåda finns här: https://www.tolvan.com/basta/Basta!TechDoc.htm )

Åter till mitt lilla test:

Skärmbild 2026-02-09 212132.png (23.97 KiB) Visad 1377 gånger

Man ser här hur sadeln i impedanskurvan stiger med ökad nivå, och dessutom flyttas upp i frekvens. På låg nivå mätte jag ner till 10 Hz, vid lite högre nivå bandbreddsbegränsade jag neråt för att hindra elementet från att bottna. Vid ca 14 V @ 13 Hz uppnår vi i runda slängar 15 m/s om jag nu har räknat rätt - det finns rätt stora osäkerheter här, även utan de många åren i bekatande. Det lät dock inte illa vid denna nivå.

[sammel]

]Vart lite sugen på att mäta igen,
Hade fått tillbaks basreflexhögtalarna som
jag gjorde till svärfar när han fyllde 70 för snart
30 år sen, det var kul. En optimal toalettrulle
har visst också lite pipresonanser. Trevlig tråd.
Kul att se jonasp igen och trevligt med lite mer matnyttigt från I-or.

Spoiler:

Visa

1

IMG_1080.jpeg (38.67 KiB) Visad 1370 gånger

2

IMG_1079.png (95.06 KiB) Visad 1370 gånger

[petersteindl]

Här är ett 15 år gammalt experiment jag gjorde med en port avstämd till 13 Hz. Men först vill jag återknyta till Peters inlägg ovan. Han nämnde att sadeln i impedanskurvan i princip låg på Re (likspänningsresistansen). Jag frågade då vid vilken mätnivå, och anledningen är enkel - när porten börjar komprimera stiger Rp, eller portens Q-värde minskar. Helmholtzresonansen blir mindre resonant. Vi har

Rp = 2 * pi * f * M / Qp

där f är frekvens, M rörlig massa i porten (akustiskt massa, dvs svängande luft) och Qp är hur "stark" resonansen är. Om Rp = 0 är Qp = oändligheten. (Svantes sammanställning av högtalarmodell inkl basreflexlåda finns här: https://www.tolvan.com/basta/Basta!TechDoc.htm )

Åter till mitt lilla test:

Skärmbild 2026-02-09 212132.png

Man ser här hur sadeln i impedanskurvan stiger med ökad nivå, och dessutom flyttas upp i frekvens. På låg nivå mätte jag ner till 10 Hz, vid lite högre nivå bandbreddsbegränsade jag neråt för att hindra elementet från att bottna. Vid ca 14 V @ 13 Hz uppnår vi i runda slängar 15 m/s om jag nu har räknat rätt - det finns rätt stora osäkerheter här, även utan de många åren i bekatande. Det lät dock inte illa vid denna nivå.

Ja, detta är självklarheter. Nivån påverkar mycket. Men då man dimensionerar basreflexkonstruktioner så används Thiele-Small parametrar och det är lågnivåparametrar. Samma gäller vid impedansmätning av bashögtalarelement i fri luft för att ta reda på elementens parametrar. Det är parametrar vid lågnivå. Alla T/S-parametrar på element i data-broschyrer är lågnivådata.
Då dimensioneras högtalarna vid lågnivå. Sedan kan man roa sig med att även mäta hur högtalarna beter sig vid högre nivåer. Mäter man inte vid lågnivå, så har man ingen referens att jämföra med. Det är på så sätt man kan ta reda på hur systemet uppför sig gällande kompression vid högra nivåer i jämförelse kontra vid låga nivåer. Även högtalarelementens parametrar ändras mycket vid högre nivåer och det är fjädringen som ändras d v s resonansfrekvensen och Q-värdet. Det är vanligt gängse förfarande att mäta vid lågnivå och det finns anledning till det.

[Hjalmar_Branting]

Vad kan man läsa ut av detta?
25Hz ton, mätt med RTA i REW.
Wo24 med slitsport avstämd till 25Hz.

25Hz 103db
Resonans vid 50Hz 63db
Resonans vid 75Hz 48db

Distorsion enl sifferruta i bilden.

[sammel]

Det är väl nästa mätningar där du ökat nivån för att se hur högt du kan gå innan du får
ytterligare toner i spektrumet. Pipresonanserna tycks vara mer bredbandiga än distorsionsfrekvenserna,
och dom tycks dyka upp när porten börjar bli överbelastad.

[Hjalmar_Branting]

Ok, då kranar vi på!

Se följande bilder, finns lite mer att ge men har för mig att man är i topp på U-mik då, ingen ruta med distorsion.
Kan inte se några udda resonanser men jag kanske missar nått?
Sista mätningen kändes rätt bra i golvet

[jonasp]

Snyggt Hjalmar! Jag ser inga spår av pipresonansen i porten, bara ”normal” distorsion från elementen. Hur mycket spänning hade du till elementet på sista mätningen?

[sammel]

Jag vågar inte tolka kurvorna, men det tycks hända nya saker i den näst sista kurvan,
men det tycks vara borta i den sista. Vi får se om det kommer någon ordentlig analys av
I-or

[Hjalmar_Branting]

Snyggt Hjalmar! Jag ser inga spår av pipresonansen i porten, bara ”normal” distorsion från elementen. Hur mycket spänning hade du till elementet på sista mätningen?

Har ingen rms-multimeter hemma just nu så det är okänd fakta men ”rejält” pådrag.
Den kurvan med brus i kurvan högre upp i frekvens är när katten kom farandes och skuttade upp på sin favoritplats
Precis när han landade på hyllan så brusade kurvan till…

Tilläg, porten är en tok-optimerad enl Sammel/I-or formel, om jag minns rätt var målet 28Hz men hamnade på 25Hz, impedans mättes med en Clio.

[sammel]

Det låter rimligt med katten.
Just Hjalmar dom portarna är inte att leka med

[Maarten]

Jättekul med mätningarna! Faktiskt något nytt på Faktiskt!

Pipresonanser triggas väl inte i någon större utsträckning med 25 Hz ton, annat än av övertoner (distorsionen)?
Följer man I-ors tolkning skönjs pipresonanser mellan 500-1000 Hz, vilka givet ovan antagande, blir avsevärt värre med toner av högre frekvens (de med samma frekvens som pipresonanserna).

Man ser både elementets övertoner (antar jag) och ett klart ökande 'brusgolv' som jag antar beror på turbulens. Det ser ut att öka med ca 30 dB mellan lägsta nivån och högsta ovan. Jämfört med I-ors mätning ovan ligger brusgolvet på samma nivå, ca -40 dB under grundtonen men ljudnivån är säkert väsentligt annorlunda.

I-or får korrigera ovan tolkning.

[jonasp]

När porten överstyrs börjar den göra ljud som inte är en överton av insignalen då pipresonansen kan sättas igång av bruset / turbulensen. Titta på Iors andra mätning med den lilla datorhögtalaren, en väldigt hög frekvens ”dyker upp”. Jag ska se om jag kan provocera fram lite oegentligheter från mina OA51-kloner.

[petersteindl]

Ok, då kranar vi på!

Se följande bilder, finns lite mer att ge men har för mig att man är i topp på U-mik då, ingen ruta med distorsion.
Kan inte se några udda resonanser men jag kanske missar nått?
Sista mätningen kändes rätt bra i golvet

Du använder orden "udda" och "resonanser". Det handlar inte om resonanser. Se texten nedan. Orden udda och jämna bör också definieras. Se texten nedan.

Vad kan man läsa ut av detta?
25Hz ton, mätt med RTA i REW.
Wo24 med slitsport avstämd till 25Hz.

25Hz 103db
Resonans vid 50Hz 63db
Resonans vid 75Hz 48db

Distorsion enl sifferruta i bilden.

Jag skulle inte använda orden resonans och distorsion i sammanhanget, däremot harmonisk distorsion.

Slitsporten har en avstämningsfrekvens på 25 Hz. Det betyder att högtalarelements talspole ger minimal rörelse vid 25 Hz i förhållande till frekvenser runtomkring. Porten genererar ljudtrycket vid avstämningsfrekvensen och högtalarkonen känner av en ökad belastning vid den frekvensen. Den ökade belastningen mot konens yta syns i impedansmätningen som ett nollställe i impedansen. Spänningen är konstant över elementet vid mätning men strömmen ökar då elementet driver basreflexportens avstämningsfrekvens.

I och med att konutslaget har ett min, så är linjäriteten högre där än i frekvenserna runtomkring. Olinjäritet innebär att överföringsfunktionen inte är linjär som ett streck, utan kurvformad som bidrar med jämna och udda harmoniska toner, på svenska kallade övertoner, men det är egentligen inte ett bra val av ord i sammanhanget. Jämna harmoniska toner är 2a-ton och 4e-ton och 6e-ton osv. Udda harmoniska toner är 3e-ton och 5e-ton och 7e-ton osv. Då räknas grundtonen som 1a-ton.

I ditt fall är 50 Hz en 2a-ton som är en jämn harmonisk ton. 75 Hz är 3e-ton som är en udda harmonisk ton. 25 Hz är 1a-ton d v s grundton.
Det är harmonisk distorsion som beror på olinjär överföringsfunktion. Jag skulle säga att vid låga nivåer är det enkom högtalarelementets inbyggda överföringsfunktion, inte portens bidrag.
50 Hz och 75 Hz är således inte resonanser. 50 Hz är här en jämn överton d v s 2a-ton och 75 Hz är en udda överton d v s 3e-ton. Grundtonen är 25 Hz.

Vad gäller pipresonansen, så är input till högtalarmätningen enkom 25 Hz och output är = 25 Hz + övertonshalt från högtalarelementet + eventuell olinjäritet från porten som uppstår pga. mätfrekvensen ifråga.
Frågan är om pipresonansen egentligen då blir aktiverad? Själv skulle jag även göra ett sinussvep från 25 Hz till 4 kHz för att mäta och accentuera pipresonansen och annat möjligt skräp. Då är det egentligen enkom porten man bör mäta på då man ställer in mikrofonen.

En annan sak är att mäta strax ovanför avstämningsfrekvensen, t.ex. 35 eller 40 Hz och mäta harmonisk distorsion vid samma nivåer som tidigare. Konen kommer då röra sig med mycket högre utslag.

Glöm inte att ge misse en rolig leksak i rummet bredvid.

[Maarten]

Frågan är om pipresonansen egentligen då blir aktiverad? Själv skulle jag även göra ett sinussvep från 25 Hz till 4 kHz för att mäta och accentuera pipresonansen och annat möjligt skräp. Då är det egentligen enkom porten man bör mäta på då man ställer in mikrofonen.

Ja, precis! (Det var vad jag försökte få fram med mitt föregående inlägg). Förvisso kan den triggas indirekt men det ger ju inte en relevant bild av problemets storlek tänker jag.

Glöm inte att ge misse en rolig leksak i rummet bredvid.

Japp, rätt prioriteringar!

[Hjalmar_Branting]

Gjorde faktiskt ett svep 20-1500Hz också, se bild.
Oglättat och 1/6db glättning.

Katten är inte lättlurad och han kommer alltid når han hör att det händer saker i stereorummet, han är min trogna följeslagare i vått&torrt. När 8kg katt kommer farandes så går det inte obemärkt förbi….

[petersteindl]

Gjorde faktiskt ett svep 20-1500Hz också, se bild.
Oglättat och 1/6db glättning.

Katten är inte lättlurad och han kommer alltid når han hör att det händer saker i stereorummet, han är min trogna följeslagare i vått&torrt. När 8kg katt kommer farandes så går det inte obemärkt förbi….

Misse är nyfiken och gillar sällskap.

Då man vill mäta pipresonansen från porten eller i porten bör miken vara i mynningen eller möjligtvis en liten bit in i porten. Då fås portens bidrag till helheten.

[I-or]

Denna tråd behandlar olinjäriteter för basreflexportar. Man måste här ta hänsyn till två principiellt olika typer av olinjäriteter - dels turbulensgenerering som leder till harmoniska övertoner och dels turbulensgenerering som leder till olika former av brus. Detta brus är huvudsakligen bredbandigt men turbulensen exciterar även pipmoder i porten, vilka är tonala och därmed erhåller högre hörbarhet. Bezzola har tydligt visat på hur detta faller ut via ganska omfattande lyssningstest i den rapport som länkas till ovan.

Den diskussion angående linjära (lågnivå-)egenskaper för basreflexhögtalare som har förts ovan har ingenting med detta att göra. Varken harmoniska övertoner eller brus uppstår vid låga nivåer och eftersom basmoduler vanligen har en övre gränsfrekvens som ligger ett par oktaver under den första pipresonansfrekvensen så är pipresonanser en icke-fråga här.

Utöver själva portens olinjäriteter bör man även känna till att det vid höga ljudtrycksnivåer uppstår luftfjädringsolinjäriteter för den Helmholtz-resonans som utgör grunden för basreflexkonstruktioner. Ytterligare uppträder även elementet aningen olinjärt trots att konrörelserna är små vid avstämningsfrekvensen. Dessa olinjäriteter leder dock enbart till harmonisk distorsion.

(Rent allmänt så bör man känna till att linjära system bara kan producera samma frekvenser i utsignalen som i insignalen. Olinjära system kan dock oavsett insignal producera allsköns oljud, vilket tydliggörs i mätresultaten för Primus 140 ovan, där en insignal om 70 Hz sinus förvandlas till en komplex utsignal om 70 Hz sinus, bredbandigt brus, smalbandigt pipresonansbrus och harmoniska övertoner.)

[I-or]

För mätningar av portolinjäriteter gäller följande:

1. Välj gärna RTA 1/12 octave i REW, då vi är intresserade av inte bara distorsionen utan även brus och konstant relativ bandbredd är att föredra när det handlar om hörbarhet. Smalbandiga mätningar med konstant absolut bandbredd korrelerar illa med vad vi hör.

2. Placera den vindskyddade mikrofonkapseln några cm vid sidan av porten så att inte mikrofonturbulens stör mätningen (om man är osäker på avståndet så kan man flytta bort mikrofonen en bit extra och se om skillnaden mellan grundtonsnivå och brusnivåer ökar). Det ser ut som om mätningarna för den högsta nivån för basmodulen ovan drabbas av vindbrus från turbulens som bildas kring mikrofonkapseln (vilket är en artefakt från mätuppställningen och inte vad vi är ute efter).

3. Se upp med maximal ljudtrycksnivå för UMIK-1. Om man överskrider 115 dB så bör man sänka förstärkningen internt i mikrofonen.

4. Man bör helst även presentera mätresultat för bakgrundsnivån så att man kan vara säker på att denna inte påverkar resultaten i någon högre grad (i praktiken inträffar potentiell påverkan endast vid litet pådrag).

[Maarten]

...och eftersom basmoduler vanligen har en övre gränsfrekvens som ligger ett par oktaver under den första pipresonansfrekvensen så är pipresonanser en icke-fråga här.

Jag tycker att det är synd om tråden begränsas till att bara handla om basmoduler då basreflex är en vanlig (vanligaste?) princip för högtalare. Men mellan raderna läste jag in problemen som kan uppstå vid bredare användning av basreflex

Jättebra mätanvisning, tack för den!

[I-or]

Jag såg att det tidigare har erbjudits en del detaljer kring olinjära effekter orsakade av turbulens och pipresonanser för strömningsakustiknörden:

För övrigt är det huvudsakligen den första pipmoden i längdled (runt 300 Hz för en portlängd om ca 50 cm) som exciteras av turbulensen och gör denna extra hörbar med ett tydligt brusband som sticker upp ur allmänbruset från turbulensen. Detta brusband har förstås konstant frekvens och därmed en helt annan signatur än harmoniska komponenter från konen. Intressant nog är det pipresonanserna som styr virvelavlösningsfrekvensen och systemet blir därför självförstärkande (alltså slumpmässig störning -> pipresonans -> periodisk störning). Detta gäller dock alla portar oavsett utformning när turbulensen uppnår en viss nivå, men problemet med cirkulära portar är att de uppnår periodisk virvelavlösning á la Strouhal vid portavstämningsfrekvensen (inte bara vid pipresonansfrekvenserna, alltså) redan vid relativt låga strömningshastigheter. Om man är orolig över de problem som pipresonanserna orsakar kan man lätt sänka nivån för dessa med 10-20 dB genom en smart placering av hål i bukområdena (avstämda resonatorer är ännu fiffigare) eller elastiska portväggar här. Detta är dock överkurs, speciellt när portarna har strömningsoptimerats.

Hörselns med frekvensen ökande känslighet ger ganska hög hörbarhet för pipresonansbruset med en sinussignal in även om det ligger mycket långt under grundtonen i nivå. Man hör detta brus tydligt även när det ligger -50 till -60 dB relativt grundtonen med en sinus vid avstämningsfrekvensen. Dock är hörbarheten låg med ett typiskt musikspektrum som jämförelsevis leder till intermodulationsprodukter om kanske -30 dB från konens olinjära rörelser. Det bör inte komma som någon överraskning att nästan allt låter illa med ett sinussvep (som förstås saknar all form av maskering).

Slutligen måste man hålla i minnet att strömningsakustik är ett extremt komplicerat ämnesområde med vanligtvis extremt stora skillnader mellan teori och praktik...

viewtopic.php?p=2202767#p2202767


Vad gäller de linjära effekterna för pipresonanser, vilka alltså kan vara problematiska för fullspektrumhögtalare, finner man en del information här: viewtopic.php?p=2355967#p2355967

[I-or]

Ytterligare ett exempel som visar på motsatta problem mot turbulensmonstret Infinity Primus 140 är den lilla basmodulen Yamaha NS-SW200. Även denna gång mätning med vindskyddad mikrofonkapsel placerad några cm vid sidan av portmynningen:

Yamaha 1.png (42.23 KiB) Visad 2078 gånger

40 Hz sinussignal vid relativt låg nivå (basmodulen är av aktiv typ). Distorsionen är givet den låga frekvensen närmast försumbar som sig bör.

Yamaha 2.png (42.47 KiB) Visad 2078 gånger

40 Hz sinussignal vid måttlig nivå (+10 dB). Ett ganska eländigt element (möjligen defekt) producerar här en del andratonsdistorsion och en hel del skrammel, vilket utgör den ljudande begränsningen. Det tycks även som att elektroniken inför en viss kompression. Strömningshastigheten i porten är inte mer än ca 5 m/s (RMS) men en aning portbrus börjar att framträda även om den generella nivån är låg (se nedan angående portmynningen). Elementskramlet är orsaken till den taggiga toppen runt 0,7-3 kHz. Förstärkaren producerar någon form av tonalt skräp runt 7 kHz.

Yamaha 3.png (28.19 KiB) Visad 2078 gånger

Bakgrundsnivå. UMIK-1 dominerar brusnivån över ca 7 kHz.

preview.jpg (54.19 KiB) Visad 2078 gånger

Yamahas ingenjörer arbetade en hel del med utformningen av porten, där mynningen är utformad för att expandera och även i viss mån rotera flödet axiellt längs sidorna (Twisted Flare Port https://se.yamaha.com/sv/audio/home-aud ... /ns-sw200/). Tyvärr klämde de dit ett skramligt element och en förstärkare som vid pådrag genererar tonalt skräp runt 7 kHz...

Jag har skrivit det förut och skriver det igen: med hyggligt utformade portar är det sällan som diverse portskräp utgör de värsta ljudande problemen. Mer allmänt känd elementdistorsion är ett betydligt värre problem i 9 fall av 10. Dock är jag även väl medveten om att faktisktianer helst vill ha både hängslen och livrem, vilket förstås är skälet till att diskussioner som denna ständigt dyker upp.

[Hjalmar_Branting]

Ska försöka mig på nya mätningar igen utifrån er input, kommer nog inte ske idag.

[I-or]

En sak till: om man inte vill böka med förstärkningen för UMIK-1 så kan man flytta mikrofonen ytterligare en bit åt sidan för att ljudtrycksnivån ska sjunka till 115 dB (1 % THD). Om avståndet blir för stort så kommer dock framförallt rumsbidragen men även bakgrundsnivån att börja göra sig gällande.

[johaneriksson]

En sak till: om man inte vill böka med förstärkningen för UMIK-1 så kan man flytta mikrofonen ytterligare en bit åt sidan för att ljudtrycksnivån ska sjunka till 115 dB (1 % THD). Om avståndet blir för stort så kommer dock framförallt rumsbidragen men även bakgrundsnivån att börja göra sig gällande.

Om man kan tänka sig att betala för någon mikrofon som klarar lite högre ljud, vad ska man köpa då?

[jonasp]

Jag använder Earthworks M30 (140 dB). Den kräver förstås fantommatning.

[I-or]

En sak till: om man inte vill böka med förstärkningen för UMIK-1 så kan man flytta mikrofonen ytterligare en bit åt sidan för att ljudtrycksnivån ska sjunka till 115 dB (1 % THD). Om avståndet blir för stort så kommer dock framförallt rumsbidragen men även bakgrundsnivån att börja göra sig gällande.

Om man kan tänka sig att betala för någon mikrofon som klarar lite högre ljud, vad ska man köpa då?

Det smartaste är att köpa UMIK-1, som är en utmärkt och oerhört praktisk mätmikrofon, öppna den och ställa ned förstärkningen till 0 dB istället för +18 dB som är standard. På så sätt klarar man 133 dB vid 1 % THD.

Utöver UMIK-1 har jag en fantommatad och högklassig 01dB/G.R.A.S MCP212 som uppvisar THD om 3 % vid 146 dB, men bättre mätmikrofoner som denna är oskäligt dyra i mitt tycke.

[petersteindl]

Jag använder Earthworks M30 (140 dB). Den kräver förstås fantommatning.

+1
Använder också Earthworks M30.

Line Audio Design i Skåne bygger prisvärda mikrofoner och mikförstärkare med fantommatning. Tror han heter Roger som har företaget. Han var tidigare på forumet. Vet inte om han fortfarande är verksam.

[Morello]

Roger Jönsson driver:
https://www.lineaudio.se/

[Hjalmar_Branting]

Gjorde en ny mätning.
Bakgrundsbruset tog jag ingen bild på, det var väldigt lågt och i med att jag inte lyckades få bruskurvan att hamna på samma plot så skippade jag den.
Valde spectrum istället för peak, 1/12 läget.
Flyttade bak micken så den var ca 2-3cm vid sidan om porten.
25Hz sinus som tidigare.
Distorsionensvärde syns i rutan.
Fortfarande ingen RMS multimeter tillgänglig.

Nått mer som önskas?

[I-or]

Mja, om man bara glättar smalbandsresultaten så mäter man inte samma sak. Man bör välja inställningar i REW enligt nedan:

REW settings.png (29.1 KiB) Visad 1925 gånger

För övrigt så har din slitsport en relativt stor tvärsnittsarea (d.v.s. låg strömningshastighet för en given ljudtrycksnivå) och antagligen även en bra form. Elementet är också bra, så vi lär knappast se några fula egenskaper.

[I-or]

Nästa mätuppgift blev en gammal basmodul som jag för ca 20 år sedan slängde ihop på ca 2 timmar genom att förse en överbliven TV-hurts från IKEA och lite extra skivmaterial med ganska slarviga slitsportar som har en relativt skarp övergång till 15 graders enkelsidig expansion. Bestyckningen är två 8"-element från Peerless med ett xmax om 8,4 mm. Avstämningsfrekvensen är 24 Hz.

Portarean är relativt stor så det var ganska bra tryck med en maximal strömningshastighet om ca 20 m/s (RMS) inne i portarna och ca 5 m/s (RMS) i portmynningarna. Jag var tvungen att trycka mot altandörren för att den inte skulle skallra och i övervåningens labb rakt ovanför basmodulen ramlade lite skräp omkull. I-ora kom hem under mätningen och undrade om hon tidigare hade råkat slå på tvättmaskinen av misstag.

BM2.jpg (115.35 KiB) Visad 1871 gånger

24 Hz sinussignal vid 8,8 Vrms. Måttlig nivå ger mycket låg distorsion (ca 0,8 % andratonsdistorsion) och låga brusnivåer.

BM1.jpg (114.85 KiB) Visad 1871 gånger

24 Hz sinussignal vid 27,8 Vrms (ca 60 Wrms) (+10 dB). Strömningshastigheten är ca 20 m/s (RMS) inne i porten och ca 5 m/s i portmynningarna. Vi ser en kompression om drygt 2 dB och en kraftig ökning av brusnivåerna. Notera den tydliga pipresonansen kring 470 Hz. Andratonsdistorsionen är för frekvensen närmast försumbara ca 5 %, men subjektivt börjar man utan maskering precis att uppfatta det typiska lite hostande ljudet från portarna när turbulensen kommer igång.

BM3.jpg (111.12 KiB) Visad 1871 gånger

Bakgrundsnivåer.


Konstruktionen dimensionerades för en gränshastighet om 10 m/s (RMS) i mynningarna, vilket den nätt och jämnt klarar om man är snäll. Sammantaget en adekvat konstruktion för allt annat än jättestora rum, vilket jag förstås har noterat subjektivt även tidigare.

[jonasp]

Snyggt I-or! Får man fråga vilket peerless-element det är och ungefärlig volym på lådan?

För de som inte nördat ner sig så mycket i detta vill jag påpeka att varje oktav ner ger 12 dB högre amplitud eller annorlunda uttryckt vid 20 Hz måste man flytta 4 ggr mer luft än vid 40 Hz, om ni nu jämför Yamaha-modulen ovan med I(kea)or-modulen här senast.

Infaller störljudet vid 470 Hz exakt vid pipresonansfrekvensen f=c/(2*L) eller ca 36,5 cm i detta fall?

[I-or]

Förutom att man måste flytta mer luft vid låga frekvenser så faller även gränshastigheten ungefär med kvadratroten ur frekvensen när flödet alltmer närmar sig det statiska och turbulensvirvlarna under cyklerna får mer tid på sig att uppstå.

Kavitetsvolymen är ca 70 liter och elementen är en äldre version av SLS-P830667: https://doc.soundimports.nl/pdf/brands/ ... 830667.pdf.

Den första pipresonansfrekvensen motsvarar en halvvåglängd som är aningen större än den fysiska längden, så portlängden bör vara ca 35 cm.

[jonasp]

Förutom att man måste flytta mer luft vid låga frekvenser så faller även gränshastigheten ungefär med kvadratroten ur frekvensen när flödet alltmer närmar sig det statiska och turbulensvirvlarna under cyklerna får mer tid på sig att uppstå.

(min fetmarking)

Tack I-or, då kommer en följdfråga: beror detta på sambandet

Sh = ( v / ( 2*pi*a^2 ) ) ^ (1/2)

eller

delta = (2v / omega ) ^(1/2) = ( v / (pi*f) ) ^ (1/2)

dvs för samma shear wave number eller boundary layer thickness så måste vi sänka hastigheten för att kompensera för den sänkta frekvensen? (Notera att v ovan inte är hastighet utan kinematisk viskositet)

[jonasp]

Om ni undrar var ekvationerna kommer från, så kan man titta här (ännu en artikel av Rroozen):
https://techtalk.parts-express.com/file ... id=1457627

Gillar man partiella differentialekvationer så kan man hitta härledningen här:
https://www.mech.kth.se/~luca/Smak/rec5.pdf

[I-or]

Tack I-or, då kommer en följdfråga: beror detta på sambandet

Sh = ( v / ( 2*pi*a^2 ) ) ^ (1/2)

eller

delta = (2v / omega ) ^(1/2) = ( v / (pi*f) ) ^ (1/2)

dvs för samma shear wave number eller boundary layer thickness så måste vi sänka hastigheten för att kompensera för den sänkta frekvensen? (Notera att v ovan inte är hastighet utan kinematisk viskositet)

Alla turbulensproblem har förstås en likartad bakgrund, men det är sällan som gränsskiktsturbulensen är avgörande för portens gränshastighet. Det är istället virvelavlösning i utloppen som leder till de största problemen och här blir turbulensen mer uttalad när förloppet är långsammare, d.v.s. mer lågfrekvent. Som skrivet var ökar turbulensen när strömningen närmar sig statiska förhållanden och inte lika ofta växlar riktning. Detta är skälet till att Reynolds tal vid typiska avstämningsfrekvenser kan vara minst en tiopotens högre än vid statisk strömning utan omslag till turbulenta förhållanden. Att tillåten gränshastighet, huvudsakligen alltså begränsad av virvelavlösning i utloppen, sjunker ungefär motsvarande kvadratroten ur frekvensen är inte ett teoretiskt påvisat faktum utan snarare vad man observerar vid mätningar.

Roozen har som bekant producerat framstående forskningsresultat inom området och visar tydligt i den länkade rapporten hur det uppstår en puff av bredbandiga störningar precis efter nollgenomgångarna för ljudtrycket vid avstämningsfrekvensen. Dessutom visar han att suboptimala portexpansioner ofta är sämre än en rak port med små avslutningsradier. Även hans bästa port är dock en bit ifrån optimal form.

En annan intressant sak är att den i rapporten testade nästan raka porten ger ett betydligt högre Q-värde för pipresonansen än för Infinity Primus 140 och IKEA-basmodulen ovan. Raka portar är sedan länge mycket ovanliga och liknande Q-värden, dessutom redan vid mycket låga strömningshastigheter, har jag bara observerat för en multiroom-högtalare som jag konstruerade med en av formgivningsskäl långt ifrån optimal portlösning (som ändå presterar långt bättre än konkurrerande standardlösningar av sluten typ och slavbastyp - bra tryck ned till 37 Hz trots en kavitetsvolym om futtiga 3,5 liter ).

Det är bara en detalj i Roozens rapport som jag definitivt har invändningar mot: tabell 2 med kritiska hastigheter är inkorrekt.

Ytterligare ett område som Roozen berör men inte kommenterar explicit är att energiförlusterna från roterande luft får mycket påtagliga effekter för ett resonant system som en basreflexkonstruktion (vilket du även noterade för dina mätningar vid varierande pådrag ovan). Detta är skälet till att man noterar portkompression om ett par dB utan annat än en måttlig ökning av distorsionen, vilken dessutom nästan fullständigt emanerar från elementet och inte från luftmassan i porten. Jämförelsevis följs kompression av den digniteten för t.ex. ett högtalarelement naturligtvis av mycket omfattande distorsion (undantaget termiska effekter som förstås har relativt långa tidskonstanter).

Kul med lite analytiska lösningar av Navier-Stokes ekvationer för övrigt, något som ingick i kursen Strömningsmekanik 2 på 1980-talet och som säkerligen fortfarande får teknologerna att klia sig en hel del i huvudet.

[Ted_B]

Glasklart inlägg från ior,tack [emoji2]

[I-or]

Det kan också vara intressant att känna till att strömningshastigheten vid Roozens mätningar gällande Figure 8 för de raka portarna är ca 10, 18 och 33 m/s (RMS). Diametern för de raka portarna är endast 2,1 cm.

Om man jämför de A-vägda ljudeffektnivåerna för bruset vid 18 m/s relativt IKEA-basmodulen vid 20 m/s i den tvärsnittskonstanta sektionen så finner man snarlika totala brusnivåer (Lw = 46 dBA för IKEA-basmodulen).

Dock måste man även ta hänsyn till att IKEA-basmodulen har ca 15 gånger större area, varför man behöver inte mindre än 15 små cirkulära portar för att motsvara de två slitsportarna och man måste även hålla i minnet att IKEA-basmodulen har en lägre och därför mer brusbenägen avstämningsfrekvens. Dessutom uppvisar IKEA-basmodulen en betydligt jämnare spektral fördelning för bruset, vilket minskar dess hörbarhet. Ett mer tonalt brus med kraftig dominans från pipresonansfrekvensen är lättare att detektera.

IKEA-basmodulen är som skrivet var försedd med ganska taffligt utformade portar, vilka simuleringsmässigt uppträder något svagt men ändå presterar ganska väl via ett lågt Reynolds tal beroende på den ringa höjden. Den tokoptimerade versionen av slitsport är som sig bör långt bättre eftersom den både har ett lågt Reynolds tal och en optimal form.

För övrigt bör man även jämföra Roozens resultat med Bezzolas. I Bezzolas undersökning visar sig den raka porten vara betydligt sämre än de olika utloppsrundade versionerna både mätmässigt och lyssningsmässigt. Den bästa porten klarar här över 4 gånger (!) högre gränshastighet jämfört med den flänsade raka porten (Figure 9). Detta beror antagligen på en bättre form för rundningarna men kanske framförallt på att Bezzolas portar har en tvärsnittskonstant diameter uppåt mer typiska 6 cm, vilket tycks ge den raka porten större problem.

De mycket varierande resultaten (vilka f.ö. är vanligt förekommande även i andra undersökningar) visar med all önskvärd tydlighet hur komplicerat detta område är.

[jonasp]

Detta blir mer eller mindre en segway till ett relaterat ämne: hur starka är pipresonanserna, och hur kan man dämpa dem? I den senast länkade artikeln av Roozen finner vi följande:

figure10.png (45.24 KiB) Visad 1438 gånger

Nästföljande figur visar en närmast dramatisk reduktion pipresonansrelaterade ljud:

figure11.png (80.23 KiB) Visad 1438 gånger

Nästan alla basreflexhögtalare med närfältsmätningar på t ex audiosciencereview har mycket utpräglade pipresonanser. I vissa fall verkar de påverka frekvensgången hos högtalaren vilket medför att man kan tro att de är hörbara. I normala fall är detta möjligen överkurs men för stora system med av nöden tvungen långa portar kan det kanske vara nödvändigt?

[jonasp]

Här är två portlösningar från studiomonitorer (Neumann samt Genelec) där man försökt reducerade pipresonansen:

genelec 8351 port.jpg (259.18 KiB) Visad 1387 gånger

neumann kh120 port.jpg (123.36 KiB) Visad 1387 gånger

[momotom]

Lite 2-takts expansionskammare över det hela.

[I-or]

De däringa triangulära portarna som är populära i bl.a. monitorsammanhang är en strömningsmässig katastrof. Rundar man av hörnen så blir egenskaperna dock något mindre svaga.

När det gäller de linjära problem som kraftiga pipresonanser kan leda till (d.v.s. för fullspektrumkonstruktioner) så är det betydligt bättre att följa dessa rekommendationer än att göra mindre strömningsvänliga trattformer och förlustskapande absorbentarrangemang som i bilderna ovan:

En frekvensgång för portbidraget som uppvisar ungefär samma nivå vid den första pipresonansen som vid avstämningsfrekvensen är inte ovanlig om förutsättningarna är olyckliga. Botemedlen är a) en genomtänkt position för den inre mynningen, b) en hög grad av absorption i kaviteten och c) ett lagom elastiskt membran enligt ovan (eller ett dämpat hål) mitt i porten.

[paa]

Vad är det som gör triangulära portar så dåliga?

[I-or]

Mer eller mindre skarpa hörn med trånga sektioner blandas med mer öppna ytor. Förutsättningarna varierar kraftigt över tvärsnittet, vilket leder till varierande strömningshastigheter med rotation av flödet som följd.

[I-or]

Mätresultat för ovan nämnda multiroomhögtalare:

MR1.jpg (111.46 KiB) Visad 1113 gånger

Sinussignal vid 40 Hz vid för högtalartypen mycket hög nivå (högtalaren är av aktiv typ). Strömningshastigheten är ca 11 m/s (RMS), vilket leder till en hög generell brusnivå för denna långt ifrån idealt utformade yttre portmynning. Det ljudande resultatet domineras dock av första och andra pipresonansen runt 400 respektive 800 Hz (den skarpögde noterar även svagare resonanser av ordning 3-6 som sällan är märkbara). Eftersom DSP:n limiterar signalen en aning vid hög nivå så kan man inte bestämma den akustiska delen av kompressionen exakt, men det bör handla om ca 3 dB.

MR2.jpg (107.92 KiB) Visad 1113 gånger

Bakgrundsnivå.

MR3.jpg (98.68 KiB) Visad 1113 gånger

Frekvensgång (låg nivå) i portens extrema närfält. Pipresonansen vid 420 Hz ser oproblematisk ut, men detta beror på att porten är försedd med ett dämpat hål som sänker nivån för den första pipresonansen med ca 10 dB. Dessutom är högtalaren kraftigt ekvaliserad ca 40-80 Hz. Utan hål och ekvalisering är nivån vid den första pipresonansen bara några dB lägre än vid avstämningsfrekvensen.

[sammel]

Kul att se mätning av ett av I-ors ingengeringsobjekt

[sammel]

Nu tror jag att jag fått till en pipresonansidentifiering på mina huvudhögtalare.
Kring 620 hz. Den starkaste jag kör komprimerar peaken ca 4 dB gämfört med 20 dB svagare.

[jonasp]

Hur mycket spänning ser baselementet ungefär på den högre mätningen?

[I-or]

Kul! Precis som jonasp skriver: hur hög är spänningen vid den högsta nivån och ungefär vilken impedans handlar det om? Givet den relativa brusnivån måste strömningshastigheten vara mycket hög. Om du presenterar portdimensioner och mikrofonposition relativt porten så kan vi göra en hygglig uppskattning av strömningshastigheten.

Något beroende på hur länge man låter ett ordentligt pådrag verka kan man få en viss temperaturökning i talspolen även om huvuddelen av kompressionen beror på turbulens.

Det är intressant att bruset börjar att avta redan över ca 125 Hz, vilket indikerar att flödet har relativt små inslag av mindre luftvirvlar. Så bör det bli när man har hyggliga rundningar i mynningarna. Jämför gärna med multiroomhögtalaren ovan som har en mycket smal kant vid portmynningen, vilket leder till ett relativt stort högfrekvensinslag i bruset.

Dessutom framträder en ovanlig topp vid 3 kHz, vilket något oväntat skulle kunna handla om femte ordningens pipresonans (detta stämmer inte exakt med den första pipresonansen, men det är möjligt att virvelseparationen sker aningen längre ut i mynningen vid den högre frekvensen).

Strömningsakustik är som bekant ett oerhört komplicerat område, där små skillnader för geometrin kan ge extremt stora skillnader i utfall. T.ex. lekte jag lite under mätningen för Infinity Primus 140 genom att sticka in ett finger mitt i den lilla porten och kunde därmed vid ett visst pådrag sänka bruset med ca 10 dB.

[sammel]

Vågar inte svara än. Ska se om jag kan hitta multimetern och mäta

Edit 1. 2.77 volt den låga nivån
25.8 sen högre nivån.
Impedansen 3.97 ohm

Edit 2 Miicken ca 5 cm från ena porten.
Två portar vardera om 25 cm långa(eller breda,hur man nu säger när dom är stående)
tror dom är 12 mm höga på den konstanta delen
Expanderar väl till dubbelt efter ca 4 cm 28,5 djupa har jag för mig.
Edit 3 Jo värme blir det säger näsan som den brukar göra när jag försöker med porttester, tur det inte är en diskant,
Då hade det varit kört Tog inte med den högsta toppen i diagrammet eftersom jag ville ha brusgolvet med,
då räckte inte skalan till.
Jag tror toppen i Slow mätningen låg på ca 118 db vid 28,5 Hz.

1

IMG_1148.jpeg (197.39 KiB) Visad 1070 gånger

2

IMG_1150.jpeg (49.18 KiB) Visad 1063 gånger

[petersteindl]

Vågar inte svara än. Ska se om jag kan hitta multimetern och mäta

Edit 1. 2.77 volt den låga nivån
25.8 sen högre nivån.
Impedansen 3.97 ohm

Edit 2 Miicken ca 5 cm från ena porten.
Två portar vardera om 25 cm långa(eller breda,hur man nu säger när dom är stående)
tror dom är 12 mm höga på den konstanta delen
Expanderar väl till dubbelt efter ca 4 cm 28,5 djupa har jag för mig.
Edit 3 Jo värme blir det säger näsan som den brukar göra när jag försöker med porttester, tur det inte är en diskant,
Då hade det varit kört Tog inte med den högsta toppen i diagrammet eftersom jag ville ha brusgolvet med,
då räckte inte skalan till.
Jag tror toppen i Slow mätningen låg på ca 118 db vid 28,5 Hz.

IMG_1148.jpeg

IMG_1150.jpeg

Du skriver att impedansen är 3,97 ohm. Menar du resistansen?
I så fall är inte impedanskurvan korrekt. Den visar kring 3,5 ohm resistans.
I så fall bör du trimma in korrekt resistans i mätutrustningen.

[sammel]

Jag menar impedansen, vid 28.5 Hz är det frekvensberoende elektriska motståndet 3,97 ohm.
Vid den frekvens som funktionsgeneratorn är inställd på.

[I-or]

Jag grävde lite i din medlemstråd och fann till slut detta inlägg med en ritning för högtalarna: viewtopic.php?p=2247372#p2247372

Portarna har ganska stor area så mellan tummen och pekfingret ser det ut att handla om 7 m/s (RMS) i mynningarna och 14 m/s i den tvärsnittskonstanta sektionen. Den nominella effekten är 168 Wrms men uppvärmningen av talspolen och sänkningen av portens Q-värde är långt ifrån försumbar med en betydligt lägre verklig effekt som följd. Därmed erhålls en påtaglig elektromekanisk kompression utöver den akustiska kompressionen från roterande luft. Om du är snabb så kan du fuskmäta uppvärmningen via resistansen före och direkt efter mätning. (Den av noggrannhet besatte mätingenjören registrerar strömstyrkan under mätningen.)

Formen för portarna liknar IKEA-basmodulen med huvudskillnaden att övergången till expansionen här är betydligt mjukare och att expansionen är mindre. Ytterligare en skillnad är att avståndet till lådsidoväggens yttre del här endast är 19 mm, vilket ger en del virvlar runt lådans hörn. Trots de generella likheterna mellan portarna är skillnaderna i brusspektrum påtagliga, vilket bara ytterligare understryker hur komplext detta område är.

[jonasp]

25V? Jag tror det låter ganska bra hos Sammel när mätning görs!

Jag beklagar att jag inte kunnat mäta själv. Min CLIO-mätlåda har fått glapp på spänningsmatningen så den dör. Ska fixa det i helgen.

[petersteindl]

Jag menar impedansen, vid 28.5 Hz är det frekvensberoende elektriska motståndet 3,97 ohm.
Vid den frekvens som funktionsgeneratorn är inställd på.

Ok, impedansen är vid avstämningsfrekvensen.

[sammel]

Tack I-or för din analys. Ja det skulle behövas lite större yta på portarnas utsida, sedan är kanske inte formen jag skapat helt optimal. även om jag mjukat till övergången till utvidgningen så är det väl ganska långt ifrån den successivt ökande övergången du förespråkat. Det var mest kul att få till mätförfarandet, vilket gick bättre nu, hade ju svårt att få ner brusnivån vid tidigare försök. Det vart bättre att köra med Slow i stället för infinite inställning i RTA-analysatorn.
Jag misstänker att mina basmoduler med BMS basarna mäter liknande, det är liknande utformning, kanske mäter dom ute när vårsolen sticker till

Jonasp jo det låter ordentligt. Har ju full nalle i Loudspeaker Lab sedan -5 dB på ljudkortet. Har försökt ha koll på hyllorna så grejerna inte hoppat ner. Fick för mig att öka nån dB till på ljudkortet, då smällde det till, vad hände,
jo en liten inramad tavla som stod på en liten vägghylla i rummet bredvid hoppade ner på golvet ja så kan det gå.
Hoppas du får i ordning på Clio-lådan

Peter Jo precis förstår att infon inte var tillräcklig.
Det var impedansen vid avstämningsfrkvensen.

[jonasp]

Sammel, uppfattar du pipljudet eller blåsljudet som störande vi den nivån?

[sammel]

Ja blåsljudet men inte pipljudet.
Ärligt så tror jag nivån är lite för hög även för elementet.
Vid start av generatorn låter det som det bottnar typ 1:a svängningarna.

Edit Sedan har jag väl inte helt fått tyst på rummet, så det kan finnas sånt som maskerar
får kanske fortsätta att testa, problemet är att det bara kan ske när frugan inte är hemma,
jag har jobbat 2-skift i ca 30 år nu senaste 2 åren har jag mestadels jobbat dagtid så då är vi
mest hemma samtidigt. Måste även säkerställa att jag inte bottnat mikrofonen, men den ska tåla
135-140 db, har för mig att jag sett lite olika specar, sedan RTA slow är en sak och SPL slow är en annan.
Hittade spec. 130 dB 1% dist 140 dB Max
Edit 2 Jag såg att peak vid flera tillfällen låg på 130, och det skulle kanske tangera gränsen. Får kolla upp det lite
noggrant nån gång

[I-or]

Jag var inte helt nöjd med den förra mätningen av Infinity Primus 140 och ville dessutom titta på kompressionen lite mer noggrant. Det visar sig att porten bara uppträder linjärt upp till ca 1,5 m/s (RMS) för att sedan komprimera alltmer upp till 15 m/s, där kompressionen är ca 4,5 dB. Detta är en riktigt usel port, i stort sett rak och utan fläns för den inre mynningen, som uppvisar stora likheter med konstruktioner från 1970-talet.

P140.png (25.67 KiB) Visad 866 gånger

72 Hz sinussignal vid 13,6 Vrms (ca 25 Wrms). Strömningshastigheten är ca 15 m/s (RMS) och det blåser ordentligt på ett avstånd om 1 meter rakt framför mynningen. De två första pipresonanserna runt 2,2 och 4,4 kHz framträder tydligt och den lilla porten producerar överlag brus med stora högfrekvensinslag.


Som ytterligare ett exempel på en strömningsmässigt svag cirkulär port släpade jag fram Audio Pro A2.42 Live från garaget. Portens prestanda räddas av en ovanligt stor area och hyggliga rundningar på yttre och inre mynning. Den har dock även fula ojämnheter i övergångarna till mynningsplasten. För att skrämma upp strömningshastigheten till ca 8 m/s (RMS) och få igång bruset ordentligt var jag tvungen att driva systemet till en viss grad av överstyrning, så ignorera de harmoniska distorsionskomponenterna som gör sig gällande upp till ca 250 Hz. Medelvärdesbildning över endast 2 s.k. frames fick räcka med tanke på effekten och högtalaren är mätt med porten uppåt (egentligen mynnar porten nedåt nära golv).

A242-1.png (27.21 KiB) Visad 866 gånger

36 Hz sinussignal vid 27,2 Vrms (ca 120 Wrms). Strömningshastigheten är ca 8 m/s (RMS). Den första pipresonansen vid ca 950 Hz har måttlig nivå. Ignorera den fula skogen av harmoniska komponenter.

[I-or]

Eftersom det inte tycks komma några ytterligare bidrag gällande portbrusresultat så bör vi sammanfatta för att nå någon form av slutsats. I nedanstående tabell har jag gjort en snabb, hyggligt noggrann, summering gällande olika former av A-vägt portbrus, vilken ganska väl motsvarar de ljudande egenskaperna. Vi ser ett tydligt mönster framträda för de cirkulära portar och slitsportar som ingår i undersökningen. Detta är en ganska grov jämförelse och jag inkluderar därför inget strömningsakustiskt finlir i form av olika turbulenseffekter från avstämningsfrekvensen (d.v.s. att gränshastigheten avtar ungefär motsvarande kvadratroten ur frekvensen).

Porttabell.png (71.28 KiB) Visad 830 gånger

Observera att även om ljudtrycksnivåerna vid avstämningsfrekvenserna endast skiljer ca 5 dB så är de avgivna ljudeffektnivåerna helt olika via varierande portareor och mikrofonavstånd. Strömningshastigheten varierar naturligtvis med porttvärsnittsarean längs porten.

Även om IKEA BM har en låg strömningshastighet i portmynningarna så visar simuleringar att den relativt skarpa vinkeln i övergången till enkelsidig expansion med stor sannolikhet dominerar turbulensgenereringen. Det är därför mycket intressant att denna port med en strömningshastighet om upp till 20 m/s (RMS) uppvisar den lägsta relativa portskräpnivån ovan. Sammelhögtalaren kommer nära men får sannolikt vissa negativa effekter av mynningarnas närhet till lådväggarna. Subjektivt får samtliga portar utom Infinity Primus 140 minst ett godkänt betyg (här förlitar jag mig i förekommande fall på Sammels öron).

Helt klart är alltså att de ljudande egenskaperna ganska väl avspeglas i tabellen ovan. IKEA BM och Sammel har tydligt bättre prestanda än de cirkulära portarna (som förvisso delvis är av svagt utförande). Huruvida detta även gäller tokoptimerade former återstår att undersöka, men rimligtvis gäller detta även i det fallet.

Det bör även noteras att när portarna uppvisar tonal dominans så låter de sämre än vad som framgår av tabellen, något som är särskilt märkbart för multiroomhögtalaren (11 m/s, Skräp -45 dBA) som jag inte inkluderade eftersom det inte riktigt handlar om HiFi i det fallet. Detta gäller såväl för sinussignaler som för musiksignaler.

[jonasp]

Jag har ett par mätobjekt men kan inte mäta just nu på grund av strulande mätsystem. Jag vill be att få återkomma. När det gäller I-ors utmärkta sammanfattning ovan saknar jag avstämningsfrekvens. Jag noterar också att I-or är ytterst självkritiskt med sin Ikea-modul (-66 dB brus, slitsport, "halvsvag", hihi).

Fråga till I-or: kan man räkna ut porthastigheten genom att

p = 20*10^-6 * 10^(SPL/20)

v = r*p / (f * rho0 * Sp)

där r är mätradie, f frekvens, rho0 densitet och Sp portarea?

[I-or]

Detta är en ganska grov jämförelse och jag inkluderar därför inget strömningsakustiskt finlir i form av olika turbulenseffekter från avstämningsfrekvensen (d.v.s. att gränshastigheten avtar ungefär motsvarande kvadratroten ur frekvensen).

Avstämningsfrekvensen är sekundär här eftersom den inte ger en i sammanhanget avgörande inverkan på turbulensen och därför inkluderade jag den inte i tabellen. Eftersom IKEA BM har lägst avstämningsfrekvens (vilket åtminstone teoretiskt höjer brusnivån en del) så vinner den ytterligare en del - speciellt relativt Infinity Primus 140 som har en 3 gånger högre avstämningsfrekvens.

Om man ändå är intresserad så ligger de sinussignaler som utnyttjas ovan mycket nära avstämningsfrekvensen i småsignalområdet (ibland har toppen för portbidragsnivån snarare än impedansminimum utnyttjats för att uppnå aningen högre strömningshastighet).

Man kan under ca 80 Hz räkna som du beskriver ovan förutsatt att man mäter inom ca 2 dm från golvet, inom en halvmeter från väggarna och inom en decimeter från porten eftersom detta ungefärligen motsvarar halvrymdsförhållanden i normala rum. Jag har i mina beräkningar korrigerat en aning (maximalt 10 %) via simuleringar för rumsbidragen, men helt exakt blir det inte hur som helst och detta är heller inte nödvändigt.

För övrigt är slitsportar lite knepigare eftersom de avviker en hel del från den typiska punktkälleapproximeringen, men här är det bara att dela upp den strålande arean i mindre sektioner.

[I-or]

När jag tittar närmare på Sammels mätuppställning och mätresultat så inser jag att det måste handla om en hel del mikrofonturbulens. För låga frekvenser hjälper inte vindskyddet särskilt mycket, varför brusnivån blir hög här.

Med en position en bit längre åt sidan så hade bruset sannolikt minskat avsevärt, vilket kanske hade givit denna port allra bäst resultat. Jag flyttade vid mina mätningar ut kapseln på UMIK-1 en bra bit åt sidan eftersom det medföljande vindskyddet får sägas vara nästan oanvändbart för denna mikrofon.

[sammel]

Av en händelse har jag en mätning till där jag satt högtalaren på en pall, längre ifrån väggarna.
Micken längre ifrån det är samma utnivå på högsta kurva 15 dB lägre på lågnivåkurvan, trots det så är
maxtoppen bara ca 10 dB högre, tror nog på att talspoleuppvärmningen spelar roll som du nämnde.
Sedan vet jag inte var pipresonansen tog i vägen på denna mätningen.
Ja vågar inte säga att denna mätningen är kanon men kanske bättre eller åtminstone annorlunda:)
SPL mätaren är nog inte endast aktuell mätning.

[jonasp]

Man kan under ca 80 Hz räkna som du beskriver ovan förutsatt att man mäter inom ca 2 dm från golvet, inom en halvmeter från väggarna och inom en decimeter från porten eftersom detta ungefärligen motsvarar halvrymdsförhållanden i normala rum. Jag har i mina beräkningar korrigerat en aning (maximalt 10 %) via simuleringar för rumsbidragen, men helt exakt blir det inte hur som helst och detta är heller inte nödvändigt.

För övrigt är slitsportar lite knepigare eftersom de avviker en hel del från den typiska punktkälleapproximeringen, men här är det bara att dela upp den strålande arean i mindre sektioner.

Jag ser att I-or har hittat ett typiskt slarvfel från min sida i ekvationen ovan. Jag har slarvat bort en faktor två vilket alltså är skillnaden mellan helrymd (4pi steradianer) och halvrymd. Volymhastigheten är

Q(f) = 4 * pi * r * p / (omega * rho0) = 4 * pi * r * p / (2 * pi * f * rho0) = 2 * r * p / (f * rho0)

Nu omvandlar vi detta till hastighet via v = Q/Sp och får

v = 2 * r * p / (f * rho0 * Sp)

Tack för kollen I-or. Man hade kunnat tro att jag från början avsåg halvrymd men det gjorde jag alltså inte.

[I-or]

När det gäller port- och mikrofonpositionen så blir det ganska lagom nära ett hörn enligt ovan: ca 5 dm till de närmaste väggarna och ca 1-2 dm över golv med ett mikrofonavstånd om 5-10 cm. Noggrannheten landar då typiskt inom ca +/-15 % för en ljudtrycksnivå motsvarande halvrymd.

Man kan i normala rum dock inte uppnå helrymdsförhållanden p.g.a. rumsbidragen - längre ut i rummet blir det någonting mellan halv- och helrymd.

[I-or]

Av en händelse har jag en mätning till där jag satt högtalaren på en pall, längre ifrån väggarna.
Micken längre ifrån det är samma utnivå på högsta kurva 15 dB lägre på lågnivåkurvan, trots det så är
maxtoppen bara ca 10 dB högre, tror nog på att talspoleuppvärmningen spelar roll som du nämnde.
Sedan vet jag inte var pipresonansen tog i vägen på denna mätningen.
Ja vågar inte säga att denna mätningen är kanon men kanske bättre eller åtminstone annorlunda:)
SPL mätaren är nog inte endast aktuell mätning.

Har mätningen pågått i 6 minuter? Då blir nog talspolen ganska varm. Om nivån faller under mätningen så vet man att detta är fallet. Det är mycket svårt att fastställa portkompressionen med god noggrannhet utan att man använder en liten portarea eller flera saftiga element.

Brusnivåerna är väsentligt lägre och nu framträder två toppar vid 700 Hz och 3 kHz (mot tidigare 630 Hz och 3 kHz). Den här porten uppvisar otydliga pipresonanser, vilket är bra.

Den relativa skräpnivån har nu fallit till -66 dBA - samma som för IKEA BM.

[sammel]

Brusnivåerna är väsentligt lägre och nu framträder två toppar vid 700 Hz och 3 kHz (mot tidigare 630 Hz och 3 kHz). Den här porten uppvisar otydliga pipresonanser, vilket är bra.

Den relativa skräpnivån har nu fallit till -66 dBA - samma som för IKEA BM.

Då är jag nöjd.
Ska inte terrorisera er mer med mina mätningar denna gången

[jonasp]

Sammel varför den ledsna smileyn jag uppskattar dina bidrag i tråden.

[sammel]

Tack Jonasp. Det är bra att du gör då behöver jag inte va så blyg.
Ibland så är jag rädd att jag brer ut mig lite för mycket
Tycker tråden är mycket intressant och så.

Sorry för emojen, det skulle va ett smail
Du får gärna ändra om du kan till en sån

[I-or]

Ja, jag behövde ytterligare slitsportresultat för att nå någon form av hygglig slutsats här. Mätningar och omräkningar av den här typen landar definitivt i den högre skolan - det uppstår massor av akustiska fällor för den som inte har tillgång till ett efterklangsrum (och en fläskig rigg om man vill mäta portkompression). Det var märkligt att slitsportarna landade på ett identiskt resultat även om jag är för slö för att summera de A-vägda nivåerna exakt och att jag därför kan missa med någon dB.

Vad jag skrev till den gode sammel i pm är också av vikt:

"Det räcker alltså att portarna är minst lika bra som elementen, vilket hyggliga portar i praktiken alltid är. Endast om man vill pressa fram höga ljudtrycksnivåer vid låga frekvenser från små lådor (d.v.s. små portar) blir finliret viktigt."


För övrigt är det förstås så att man uppnår de mest stabila resultaten för strömningshastigheten genom att placera mikrofonen direkt framför portmynningen förutsatt att den klarar ljudtrycket. Totalnivån inklusive rumsbidrag landar då för frekvenser under ca 50 Hz på nära 5 dB relativt frifält nästan oavsett position i rummet och begränsningsytornas karaktär. Man får då utföra två mätningar - en för strömningshastigheten i portmynningen och en för bruset uppåt 10 cm vid sidan av densamma.

[sammel]

Det är kul att du I-or är igång och utbildar oss i diverse mätkonster.
En helgkurs med dig i mätteknik och praktik skulle jag allt göra vad jag
kunde för att vara deltagare i

[Hjalmar_Branting]

Det är kul att du I-or är igång och utbildar oss i diverse mätkonster.
En helgkurs med dig i mätteknik och praktik skulle jag allt göra vad jag
kunde för att vara deltagare i

Skriv upp mig på den listan

[sammel]

Det är kul att du I-or är igång och utbildar oss i diverse mätkonster.
En helgkurs med dig i mätteknik och praktik skulle jag allt göra vad jag
kunde för att vara deltagare i

Skriv upp mig på den listan

Det ska jag

[I-or]

Sammel skickade ytterligare mätresultat via pm med mikrofonen placerad mitt i portmynningen för att ge en mer noggrann bestämning av strömningshastigheten. Han observerade även nivåfallet under mätningen för att hyggligt kunna uppskatta elementets termiska kompression. Vid ca 9 och 18 m/s (RMS) (mynning respektive port) uppgår systemkompressionen exklusive termiska effekter till ca 2 dB. En icke försumbar del av detta ser dock ut att härröra från elementet, då det handlar om drygt 20 % andratonsdistorsion*.

Själva portkompressionen ligger därför sannolikt kring 1-1,5 dB vid i runda slängar 150 Wrms.

Sammels portar är definitivt bättre än nödvändigt, vilket även bekräftas av hans lyssningsintryck. Som skrivet var, en hyggligt utformad port är inte det största problemet - dels eftersom den vanligen uppträder bättre än elementet och dels eftersom den i många fall sällan aktiveras av musiksignaler.


*Nu är det förstås så att även elementrelaterad kompression, orsakad av större konrörelser när luftmassan i porten inte rör sig som avsett, kommer att drabba basreflexkonstruktioner runt avstämningsfrekvensen. Att inkludera denna i basreflexens systemprestanda är därför inte orimligt.

[sammel]

Om nån mer är vill se mätningen jag skickade till I-or

Spoiler:

Visa

1

IMG_1164.png (529.42 KiB) Visad 347 gånger

[Tell]

Investigating port resonance absorbers and port geometries
Kanske denna tråd på diyaudio kan vara till intresse för er portnördar. Dom har tagit fram en bra flared port som jag själv använt av i mina 25-litersubbar, har inte mycket till referens i samma storlek då,men jag tycker dom presterar sjukt bra med tanke på storleken på hela ekipaget
Finns iaf en del experiment som ni kanske finner intressanta!

[I-or]

Tack, men man bör vara medveten om att det svamlas en hel del i den tråden. Den rekommenderade cirkulära portform som presenteras ser dock inte helt hopplös ut även om den är en bra bit ifrån det optimala: https://www.comsol.jp/paper/download/67 ... _paper.pdf

Det bör det noteras att en optimalt utformad cirkulär port klarar ungefär 3 gånger högre gränshastighet relativt en flänsförsedd rak port (utan inre fläns gäller ca 6 gånger). Diverse hyggliga former hamnar någonstans däremellan beroende på om man tittar på skräpgenerering eller kompression (den slutgiltiga kompressionsgränsen har ett mindre formberoende - möjligen eftersom avlösningen i raka mynningar tycks generera kraftigare men även mindre virvlar).

En mycket vanlig miss, speciellt för lite äldre konstruktioner, är för övrigt att låta avslutningsradien vara för stor.

[paa]

Tack, men man bör vara medveten om att det svamlas en hel del i den tråden. Den rekommenderade cirkulära portform som presenteras ser dock inte helt hopplös ut även om den är en bra bit ifrån det optimala: https://www.comsol.jp/paper/download/67 ... _paper.pdf

Det bör det noteras att en optimalt utformad cirkulär port klarar ungefär 3 gånger högre gränshastighet relativt en flänsförsedd rak port (utan inre fläns gäller ca 6 gånger). Diverse hyggliga former hamnar någonstans däremellan beroende på om man tittar på skräpgenerering eller kompression (den slutgiltiga kompressionsgränsen har ett mindre formberoende - möjligen eftersom avlösningen i raka mynningar tycks generera kraftigare men även mindre virvlar).

En mycket vanlig miss, speciellt för lite äldre konstruktioner, är för övrigt att låta avslutningsradien vara för stor.

Ja, JBL:s paper lider väl av den missen?

[I-or]

I Salvattis rapport (https://pearl-hifi.com/06_Lit_Archive/1 ... _Ports.pdf), som huvudsakligen är en metastudie, är avslutningsradierna genomgående stora eller ganska stora.

Just JBL har aldrig gått till botten med brusminimering, men i PA-sammanhang är kylning långt viktigare och här är det fördelaktigt med ganska omfattande turbulens. Man vill förstås även ha minimal kompression, så det hela blir därför en kompromiss. Inom Harman/Samsung-koncernen finns dock kompetensen helt klart, vilket bl.a. Bezzolas rapport visar.

Jag råkade för övrigt på patentet för Yamahas "skruvade" port som omnämns ovan: https://patents.google.com/patent/EP2779692A2/en

Skruven är en intressant idé som enligt Yamaha ger ca 3 dB lägre brusnivåer relativt ganska väl utformade oskruvade konstruktioner.

[I-or]

Jag insåg att det vore intressant att uppdatera tabellen med Roozens resultat och såg då att det hade smugit sig in ett fel tidigare. Den relativa ordningen mellan de olika portarna ändras inte, men skräpnivåerna ska vara 9 dB högre (jag hade glömt att ta bort omräkningen till skräpets ljudeffektnivå som mest bara hade konfunderat faktisktianerna och som jag därför bestämde mig för att hoppa över). Vid kontrollen så höftade jag även en hårsmån annorlunda vid summeringen, vilket gav 1 dB lägre skräpnivåer för slitsportarna. Dessutom är tabellen naturligtvis uppdaterad med Sammels mätning utan vindbrus kring mikrofonkapseln.

Porttabell2.png (86.49 KiB) Visad 906 gånger

*Roozen visar inte brusnivån under 200 Hz, men denna har avgjort en försumbar inverkan på den totala A-vägda nivån. Dessutom försummas brus över 5 kHz eftersom detta via mikrofonpositionen underskattas i flertalet övriga mätningar. Notera även att summeringen av nivåerna i samtliga fall är ungefärlig och att Roozens mätningar håller högre noggrannhet eftersom de är utförda på ett avstånd om 1 m i ett ekofritt rum.
(Roozen hävdar för övrigt 8 dB (linjär) skillnad i brusnivå mellan rak och rundad port, men när man tittar närmare på brusspektrum så landar den A-vägda totalnivåskillnaden runt 5,5 dB.)


Jämförelsen mellan Roozens bästa (cirkulära) port och Sammels slitsportar är mycket intressant eftersom formen är hygglig/god och att strömningshastigheter, kritisk dimension samt avstämningsfrekvens bara skiljer marginellt till måttligt. En annan intressant iakttagelse är att små cirkulära portar producerar tydligare tonala bidrag (Roozen och Infinity Primus 140).

Roozens rapport finner man här: https://www.researchgate.net/publicatio ... l_measures

[sammel]

Spännande det här, jag utgår ifrån att några av de tokoptimerade portarna ska in också, det blir spännande

[sammel]

Varför inte en mätning till på mina subbar som är stämda till ca 21 hz,
fick högst tryckk vid 22 hz så det körde jag,tyckte jag fick vindbrus i micken på 10 cm distans så jag flyttade
till 15 cm, det såg lugnare ut
Uppmätt spänning är 37,35 volt och impedansen vid 22 hz är ca 5,63 ohm vid sval talspole.
Enligt Jonasp:s formel om pipresonansfrekvens borde den va kring 440 hz men den tycks va på semester

[I-or]

Ja, den här porten är överlägsen alla tidigare mätobjekt även om brusnivån p.g.a. den höga strömningshastigheten inte är den allra lägsta. Kompressionen är inte mer än ca 1,5 dB trots att hela rummet säkerligen skakade vid mätningen.

Strömningshastigheten vid mätningen ovan är ca 13 m/s (RMS) i portmynningen som f.ö. har en icke föraktlig area - detta är kapabla bestar. Notera de relativt låga brusnivåerna och som skrivet var en total frånvaro av pipresonanser. THD är för ljudtrycksnivån mycket beskedliga ca 6 %.

Porttabell3.png (98.32 KiB) Visad 762 gånger

[I-or]

Jag insåg att jag nog var ca 1 dB för snål mot Sammels basmodulport vid strömningshastighetsberäkningen och det är dessutom roligare att komma upp i 30 m/s, så jag bjuder på en uppdaterad tabell:

Porttabell3.png (99.84 KiB) Visad 731 gånger

Man bör för övrigt inte ta strömningshastigheterna ovan som huggna i sten eftersom osäkerheterna undantaget Roozens resultat inte är obetydliga.

Man bör även beakta att brusnivån mellan tummen och pekfingret ökar med 50 gånger tiologaritmen för hastighetskvoten, vilket är skälet till att jag håller Sammels basmodulport betydligt högre än övriga mätobjekt. Frånvaron av pipresonanser är också en fördel. Slutligen är avstämningsfrekvensen den lägsta i sammanställningen, vilket leder till en lägre gränshastighet (förvisso försumbart så relativt IKEA BM). Trots detta är brusprestanda alltså mycket höga.

[jonasp]

Är det möjligt att få in Hjalmars port i tabellen?

[I-or]

Tyvärr inte, då det saknas information gällande frekvensupplösning och portdimensioner. Dessutom är brusnivån orsakad av turbulens omkring mikrofonkapseln alltför hög vid fullt pådrag.

En ny mätning med mikrofonkapseln ca 5-10 cm vid sidan av porten med inställningar enligt detta inlägg vore önskvärt: viewtopic.php?p=2362484#p2362484

[Maarten]

Portmätning - hur dålig är min basreflex?
OK, hade ambitionen att mäta på en slitsport utskriven av Johan för Rävelator men lådan är värre än någonsin efter operation med nytt bakstycke för ökad volym. Sågning med fogsvans ihop med mängder med lappa och laga, är lådan mer av ett såll. Så mätningen nedan är på samma nivå som ejulios lödning .
Typiskt exempel på när genvägar blir senvägar men fokus har varit att få koll på pipresonanserna.

Lådan är ca 60 liter, porten är 15 mm * 200 mm i mitten och 290 mm lång. Ca 25 Hz avstämning har jag för mig.

Först, jag antar att ni kör sinus vid avstämningen (och loggar i REW-RTA enligt:

För mätningar av portolinjäriteter gäller följande:

1. Välj gärna RTA 1/12 octave i REW, då vi är intresserade av inte bara distorsionen utan även brus och konstant relativ bandbredd är att föredra när det handlar om hörbarhet. Smalbandiga mätningar med konstant absolut bandbredd korrelerar illa med vad vi hör.

2. Placera den vindskyddade mikrofonkapseln några cm vid sidan av porten så att inte mikrofonturbulens stör mätningen (om man är osäker på avståndet så kan man flytta bort mikrofonen en bit extra och se om skillnaden mellan grundtonsnivå och brusnivåer ökar). Det ser ut som om mätningarna för den högsta nivån för basmodulen ovan drabbas av vindbrus från turbulens som bildas kring mikrofonkapseln (vilket är en artefakt från mätuppställningen och inte vad vi är ute efter).

3. Se upp med maximal ljudtrycksnivå för UMIK-1. Om man överskrider 115 dB så bör man sänka förstärkningen internt i mikrofonen.

4. Man bör helst även presentera mätresultat för bakgrundsnivån så att man kan vara säker på att denna inte påverkar resultaten i någon högre grad (i praktiken inträffar potentiell påverkan endast vid litet pådrag).

Så är det i varje fall gjort nedan:



Hur kass lådan är kan man se här:

[sammel]

Detta blir kul

[Hjalmar_Branting]

Tyvärr inte, då det saknas information gällande frekvensupplösning och portdimensioner. Dessutom är brusnivån orsakad av turbulens omkring mikrofonkapseln alltför hög vid fullt pådrag.

En ny mätning med mikrofonkapseln ca 5-10 cm vid sidan av porten med inställningar enligt detta inlägg vore önskvärt: viewtopic.php?p=2362484#p2362484

Ska se vad jag kan lösa, återkommer i frågan.

Så mätningen nedan är på samma nivå som ejulios lödning .
När Good enough är en överdrift

[Maarten]

@HB:

Här är en enkel mätning på Räv-L-port (som säkert kan göras bättre men är trots allt bättre än porten ovan). Hörde en del pysande läckage via terminalen på baksidan.



Porten är placerad vertikalt på sidan och har måtten:

[sammel]

Snyggt Maarten nu ska du bara dra på så det börjar fläkta lite ordentligt

[I-or]

Nu behöver vi bara veta var mikrofonen var placerad för att kunna beräkna strömningshastigheten för Maartens mätresultat ovan.

[Maarten]

Typ så här, fritt efter minnet kanske var mikrofon lite högre upp och högtalare hade mer fri yta än här där den nu står på en stol. Om jag mäter vid 11,2 V till helgen ska jag ta foto samtidigt:

Port_mät_Räv_L-5,6V.png (508.81 KiB) Visad 252 gånger

OBS: Ej kalibrerad nivå på mikrofonen.

[I-or]

Utan korrekt ljudtrycksnivå så kan strömningshastigheten förstås inte beräknas direkt. Man får då utgå ifrån simulerade resultat, vilket ger större osäkerheter.