Återkoppling på högtalare

av **Loud** » 2013-03-02 12:41

Jag har funderat på om det skulle ge ett positivt resultat att återkoppla rörelsen hos ett baselement till den signal den matas med. Man skulle kontinuerligt mäta elementets position och se ifall det korresponderar mot inmatad ljudvåg.

Mätningen av ofta så små rörelser blir dock svår. Kanske skulle man kunna sätta en lätt hävarm på elementet och sen använda en IR avståndsmätare som mäter vid dess ände. Det är också därför jag gör avgränsningen baselement, diskanter osv rör sig nog alldeles för lite för att det praktiskt ska gå att mäta exakt och sen distar ju dessa mindre vad jag förstått.

Det skulle nog gå att använda modifierad motorstyrningsteknik till det elektriska. Där löser man problem ganska lika dessa fast det här bör bli enklare.

På höga frekvenser uppvisar högtalaren högre impedans som filtrerar bort ljud. Det kan kompenseras genom att lägga på högre spänning. Man skulle nog kunna göra en frekvensanalys av signalen (FFT) och använda någon algoritm för att få en högtalare som spelar bättre på höga frekvenser utan återkoppling.

En grundläggande fråga är dock ifall bästa ljud fås om högtalarelementet rör sig exakt enligt matande signal? Kanske uppstår som så ofta annars stygga olinjäriteter här och där.

Vad tror ni? Det skulle kanske kunna få en bashögtalare att spela rent över ett mycket större register. Någon måste ju ha provat?

av **RogerGustavsson** » 2013-03-02 13:21

Nja, det har gjorts flera sådana system, mest för baselement. Misstänker att Philips MFB är mest spridd. Det finns franska, tyska och amerikanska system med olika återkoplings-/servosystem. Audio Pro ACE är väl inte riktigt samma sak?

av **Allram** » 2013-03-02 14:09

Lyssna på en Velodyne ur någon av de högre serierna. De har använt servostyrning av könen i säkert 15 år nu.

av **petersteindl** » 2013-03-02 14:16

Allram skrev:Lyssna på en Velodyne ur någon av de högre serierna. De har använt servostyrning av könen i säkert 15 år nu.

Det må jag säga torde vara en effektiv servostyrning

Mvh
Peter

av **RogerGustavsson** » 2013-03-02 14:37

Backes & Müller, Infinty och de tidiga Reference 3A från Frankrike hade servostyrning. Infinity Servo Static kom redan 1968. Velodyne är yngst, grundades 1983. De andra tre släppte sina system under 70-talet. Lite bilder, den första är lite stor:

http://www.freepatentsonline.com/6807279-0-large.jpg
Bild

av **Loud** » 2013-03-02 14:57

Jaha, det var servo man skulle söka på för att hitta något.

http://www.danmarx.org/audioinnovation/servosub.html

Ni som lyssnat på såna här högtalare, låter de bättre?

av **RogerGustavsson** » 2013-03-02 15:01

Glömde förstås Janis-subbarna, från 70-talet.

Bild

av **jansch** » 2013-03-02 15:03

Loud - Det finns ju som flera har nyttjat sådana lösningar och det har funnits i många år.
Redan på 60-talet kom Carlsson OA6 (typ1) och senare OA6typ2 med en elegant och enkel lösning som många har använt sig av efter att patentet gick ut.
Tekniskt kallar man den för positiv strömåterkoppling eller negativ impedans/resistans. RogerGustavsson nämnde den ovan i form av "ACE bass".
Jag tycker lösningen är mycket elegantare än separata "avkännare" och annat "påhäng".

Om man ska förklara lösningen enkelt:
Man "mäter" strömmen genom högtalarelementet genom ett litet motstånd som ligger i serie med högtalarelementet. Spänningen som bildas över motståndet återkopplar man till slutstegets ingång.
Man kan återkoppla så hårt så att man simulerar en negativ resistans/impedans som nästan motsvarar högtalarelementets resistans/impedans.

Resultatet blir en mycket elegant "servofunktion" som monitorerar högtalarens rörelse och kompenserar för felaktigheter.

Kostnad: komponenter för 10-20 kronor

av **Svante** » 2013-03-02 17:17

Jag tycker det verkar som att trådskaparen tänker sig återkoppling av den mekaniska rörelsen, ACE och de andra metoderna som återkopplar strömmen genom elementet gör egentligen inget annat än att skapa en förstärkare med (i olika grad) speciell utimpedans (jfr debatten om dämpfaktor och "kontroll").

Återkoppling av den mekaniska rörelsen via en givare har som sagt provats tidigare, Philips MFB är kanske den mest kända. Hursomhelst så bör sådan återkoppling bygga på återkoppling av konens acceleration, eftersom det avstrålade ljudet i allt väsentligt är proportionellt mot konaccelerationen. Om man försöker sig på att mäta tex läget så måste man derivera signalen två gånger vilket ger problem med störningar.

Konens läge ska alltså inte följa insignalen, däremot ska konens acceleration göra det. Hävarmar är dömt att misslyckas, det är ju bara att hänga dit en accelerometer så mäter den det man vill reglera direkt.

Accelerometeråterkoppling fungerar dock inte med basreflexlådor eftersom även basreflexporten strålar ljud.

Jag är fö lite förvånad att inte accelerometeråterkoppling i slutna lådor är vanligare. Är det kan ske för bökigt med anslutningen av accelerometern?

av **tvett** » 2013-03-02 19:02

Skulle kunna tänka mig ett time of flight-system som tittar på dammkåpan bakifrån. Eller ja, laserinterferens.

av **rolfzetterberg** » 2013-03-02 19:43

Tydligen den första stereo-MFB:n år 1965.
Men vad fanns då före den här?
Bild

av **RogerGustavsson** » 2013-03-02 19:44

Backes & Müller skriver om sin återkoppling, induktiv och kapacitiv, http://www.backesmueller.de/bm/en/technology.htm

Velodyne har acccelerometer, http://velodyne.com/about/the-velodyne-story

Infinity har väl ingen servostyrning längre men väl Genesis, också med accelerometer, http://www.genesisloudspeakers.com/tech_servobass.html

av **Svante** » 2013-03-02 20:14

tvett skrev:Skulle kunna tänka mig ett time of flight-system som tittar på dammkåpan bakifrån. Eller ja, laserinterferens.

Laserinterferens skulle mäta avstånd och signalen skulle behöva deriveras två gånger. Jag har för mig att jag har sett en AES-artikel om detta, det fungerade men SNR-data var bedrövliga. Jag tror inte att artikelförfattarna begrep varför, själva.

Om jag kommer ihåg rätt, förstås.

Vid 500 Hz rör sig en 6" bas i storleksordningen 100 µm vid maximal utnivå. Våglängden för en typisk laser är i storleksordndingen 0,5 µm.

20*log10(100/0,5) = 46 dB

Det är visserligen en grov uppskattning, men 46 dB SNR är långt ifrån vad man vill ha.

av **Svante** » 2013-03-02 20:16

rolfzetterberg skrev:Tydligen den första stereo-MFB:n år 1965.
Men vad fanns då före den här?

Hmm, det där är ju hastighetsåterkoppling. Är Nationals MFB samma som Philips MFB? Jag hade bestämt för mig att de hade en accelerometer.

av **RogerGustavsson** » 2013-03-02 21:31

Verkar vara en accelerometer hos Philips:

http://rmsacoustics.nl/rmsacoustics/mfb ... ometer.png

Bild

av **RuneStone** » 2013-03-03 12:18

infinitys första hade en till talspole i basen dedikerad för återkopplingen, ganska elegant lösning

av **Svante** » 2013-03-03 12:42

RuneStone skrev:infinitys första hade en till talspole i basen dedikerad för återkopplingen, ganska elegant lösning

Nja... Till att börja med kommer en sådan att känna hastigheten och inte accelerationen. Dessutom finns det en uppenbar risk att det blir magnetisk koppling mellan denna andra talspole och den första. Om man syftar till att släcka en dist på 1% så vill man ju helst att ev störsignaler ska ligga på under 1%, dvs 40 dB ner. Jag tror inte att man får så mycket mindre elektromagnetisk överhörning än så.

(Vilket iofs kan fungera ändå eftersom överhörningen blir mest odistad signal, men ändå...)

Det verkar mycket snyggare, tycker jag, med en icke-induktiv lösning som mäter acceleration.

av **RuneStone** » 2013-03-04 22:42

Svante skrev:Det verkar mycket snyggare, tycker jag, med en icke-induktiv lösning som mäter acceleration.

Jo.. Absolut.. Accelerometer torde väl vara den vettigaste lösningen.. har själv varit på väg att labba med det men aldrig kommit till skott då min accelerometer har så små lödytor att jag inte har verktyg för det..

Det jag mest tänkte på med elegant lösning var ju att det måste vara ganska enkelt att bygga och man slipper fundera på vart man ska sätta nån liten komponent, gömma kablar osv...
samt att kompenseringen torde vara relativt simpel..
Hur bra det i verkligheten fungerar har jag inte satt mig in i då lösningen inte känns speciellt attraktiv om man inte bygger sina egna element.