Varför en konvex vågfrontsform?

[Kraniet]

Det har ju pratats en del om vågform här på forumet men jag tror ingen förklarat varför den bör ha en viss form. Speciellt varför den bör vara konvex istället för plan eller konkav.

Ser man på B&W eller Revels lasermätningar så är de väldigt nöjda med att mellanregistret strålar lika mycket från hela ytan. Men om man vill ha en konvex vågform är detta alltså fel eftersom vågen måste börja i mitten och lite senare komma från kanten?

edit: ändrade överskriften.

[paa]

Om man har en ljudkälla i ett fritt fält, så sprider sig ju ljudet runtomkring, liksom sfäriskt. Då när vågfronten är opåverkad av omgivningen så är den alltså konvex, och all annan vågform är väl mer eller mindre förvrängd.

[Kraniet]

på vilket sätt hörs skillnaden?

[IngOehman]

"Vilket", singularis?

Generellt, i alla sammanhang?


Det här är komplicerade saker och tumregelsvar
fungerar ju aldrig, men nog till och med mindre här
än i andra sammanhang.

Vilka problem eller fördelar man får som funktion
av membran med ljudhastighet >> hastigheten i
luften, beror på så många olika saker.


Men vill du ha ett enkelt svar - som inte behöver
vara helt sant så kan jag ge dig ett. Vill du det?


Vh, iö

[Kraniet]

det får gärna bli hur komplicerade eller enkla svar som helst. väldigt få saker i världen har väl bara ett entydigt svar.

[IngOehman]

Enkelt svar som inte är helt sant:

42


Komplicerat (men skapligt kort) svar, som är helt sant:

Det kan låta på väldigt olika sätt, och dessa kan till och
med vara motsatta, beroende på övriga förutsättningar.

Men en sak man kan säga ganska säkert - att det inte är
nämnvärd påverkan av just dessa saker vid frekvenser
längre än de då våglängden är större än membranets dia-
meter gånger pi. Annat än sådant som utspelar sig i de
geometriska dimensionerna förstås. Tonkurve- och distor-
sionsskillnader oräknat alltså.

Vid högre frekvenser än så kan påverkan vara mycket
stor, och för det mesta låter det "mindre" från de styva
membranen - på grund av deras spridningsegenskaper.
Men samtidigt låter det ofta "mera" från dem - på grund
av deras uppbrytningsegenskapers inverkar! (Talar nu om
de linjära felen främst, men även de olinjära kan självklart
komma in.)

Vilken av de tu (mera/mindre) som "vinner" (blir den domi-
nerande upplevelsen) är svårt att bedöma/gissa om, utan
att man vet massor om delningsfrekvenser, högtalarfiltret,
baffel- och lådformer, högtalarens (elementens) placering i
rummet och en massa andra saker...


Vh, iö

[Kraniet]

att man kan få bättre spridning genom att membranet "flexar" på rätt sätt och böjer ljudvågen är ju inte så svårt att förstå.

Men just det att ljudvågen ska vara konvex, vad är egenvärdet i det? Finns det något egenvärde eller kan man lika gärna ha en "rak" eller konkav vågform?

[IngOehman]

Det är ju (lite förenklat) vågfrontsformen som dikterar spridningen!


Vh, iö

- - - - -

PS. Jag skrev vågfrontsformen och inte vågformen.

För egentligen är användningen av ordet vågform för detta fall
aningens dubiös. Man använder ju just detta ord för ljudvågens
form som funktion av tiden - alltså som man ser den på ett oscil-
loskop. Talar man t ex om en "vågformsåtergivande högtalare" så
handlar ju om hur den beter sig med avseende på amplitud som
funktion av tiden, och det har ju inte någonting att göra med hur
ljudvågorna från högtalaren böjer av.

Så - kanske är det bättre att tala om vågfrontsform?

Alltså när man menar det som denna tråd handlar om - den geo-
metriska formen (krökt, rak, V-formad...) som vågfronten har på
olika avstånd från membranet, som funktion av membranets form,
styvhet och dämpning.

[Kraniet]

men så två element av samma storlek som har samma spridning kommer ha samma vågfrontsform?

[IngOehman]

Nästan. Det är i varje fall ett rätt bra estimat.

Däremot kan man fråga sig hur troligt det är att man skall kunna hitta
två OLIKA element med identiskt lika spridning...

Men gör man det så kan man var rätt säker på att vågfrontsformerna
är i varje fall snarlika.


Vh, iö

[Kraniet]

Så här är två olika element som har hyffsat lika spridning. Det ena en aluminiumkon med fasplugg och det andra en mer konventionell coatad papper med mittplupp.
Upp till 2000Hz följer de varandra , efter det börjar de avvika. Är det då så att man kan anta att de har samma vågfrontsform upp till denna punkt? Efter detta ser det ut som att papperskonen sprider lite bättre och borde alltså ha en mer böjd(konvex) vågfront?

[IngOehman]

Både de där elementen har nog rätt så kolvformiga konbeteenden upp till
sisådär 2 kHz*. Och eftersom våglängden är 17 cm vid den frekvensen så
är det de geometriska skillnaderna som styr spridningen så högt.

Sedan börjar pappersmembranet (mjukt) att bryta upp medan aluminium-
konen fortsätter att röra sig kolvformigt, men rätt stora skillnader i sprid-
ning till följd, ändå upp till den frekvens där aluminiummembranet (drama-
tiskt) bryter upp och börjar spela som en klocka.

Men det är ju ett rätt så litet frekvensområde (4-5 kHz) inom vilket det
kan förmodas vara rätt stora skillnader i vågfrontsform, nämligen från det
att det ena brutit upp så det märks ordentligt, och tills det andra av de två
elementen börjar bryta upp (och sedan snart ringer helt vildt så att frågan
är svår att få svar på från de taggiga kurvorna...).


Men vill man noggrannare kartlägga vågfrontsformen så är det ju bara att
mäta upp den. Allt som behövs är en tongenerator, ett papper, en penna,
en mätmikrofon och ett oscilloskop.


Vh, iö

- - - - -

*Det är ett rätt så intressant fenomen det där, att element under upp-
brytningen faktiskt som regel uppvisar en extremt hög ljudhastighet i
membranet - även när det rör sig om membran som man kan uppfatta
som rätt så mjuka. När man däremot passerar uppbrytningsfrekvensen,
går ljudet mycket långsammare i membranet, och i en hastighet som
till mångas förvåning INTE nämnvärt ökar trots konformens förstyvande
verkan.

Det vill säga - vid lite högre frekvenser (när man med marginal passerat
den frekvens där det bryter upp) så går inte ljudet väsentligt snabbare i
det konformade membranet, än det hade gjort i en platt folie av samma
material!

En extremt stor skillnad mellan olika membanmaterial är dock impedans-
matchningen mellan kon och upphängning. Och när den är dålig så blir
massor av vågenergi i membranet reflekterad tillbaka i membranet, och
kraftiga resonanser uppstår.

Om man vill använda alminiummembran men vill slippa dessa våldsamma
resonanser så måste membranet vara både mycket tunt och även kraftigt
hyperboliskt format.


Bästa sättet om man vill jämföra spridning som funktion av vågfrontsform
från olika membran, är dock kanske att jämföra element med styva mem-
bran, men med helt olika form.

T ex styva aluminium-domer av normal respektive inverterad form.

[Kraniet]

ja jag tänkte mer på accutons skålformade membran. Hittar inga bilder som visar spridningen hos dessa dock. Det har ju pratats en del om hur "fruktskålar" är olämpliga till högtalare. Men så länge man använder dom under det område där de bryter upp är det alltså ingen skillnad i hur de sprider ljud. Om man tar det lite förenklat alltså..

Ett annat exempel kan ju vara peerless HDS med deras inverterade dammkåpa. http://www.europe-audio.com/document.as ... datasheets\peerless\830875.pdf den visar ju på en väldigt bra spridning vilket skulle tyda på att den har en bra vågfrontsform?

Hur relaterar vågfrontsform till ett polärdiagram? Här ett exempel på visaton AL130.

[Kraniet]

men jag tror att det jag vill veta är om en konvex vågfront ger bättre ljud. Om man nu bortser ifrån att den påverkar spridningen. Ger en plan vågfront som sprider bra samma ljud som en konvex vågfront som sprider bra?

Men om det inte går att skilja vågfrontsform från spridning varför inte prata om spridning istället. Om man vill få diskant och mid att ha samma vågfrontsform kan man väl tidsförskjuta elementen så de strålar från "samma" punkt. Eller har vågfrontsformen egenskaper som går utanför saker som spridning, tid/fas, loobing (mm?).