Hur kan en 2-registershögtalare spela olika frekvenser?

[eriken]

Ta tex en 6,5 tummare som spelar både bas och mellanregistret..

Säg att basen spelar en frekvens på 50 Hz och samtidigt börjar sångaren sjunga sin del som ligger en bit upp i registret, hur funkar detta?

Jag kan somsagt inget alls om tekniken bakom, och mitt eget "felaktiga" tankesätt är att ett element borde väll bara kunna vibrera med en enda frekvens åt gången. Fast detta kan ju inte stämma då det bevisligen fungerar, så förklara gärna.

[Nattlorden]

Ytterst grovt och populärvetenskapligt förenklat: "Den högre frekvensens vågform spelar runtom den lägre istället för runt nollan."

[mike34]

Ta tex en 6,5 tummare som spelar både bas och mellanregistret..

Säg att basen spelar en frekvens på 50 Hz och samtidigt börjar sångaren sjunga sin del som ligger en bit upp i registret, hur funkar detta?

Jag kan somsagt inget alls om tekniken bakom, och mitt eget "felaktiga" tankesätt är att ett element borde väll bara kunna vibrera med en enda frekvens åt gången. Fast detta kan ju inte stämma då det bevisligen fungerar, så förklara gärna.

Fråga nån som har ett oscilloskop och be denne visa dig en musiksignal så kommer du förstå ganska bra. Linjen som sprattlar synlig på det mätsintrumentet är i stort sett den rörelse konen på en högtalare gör.

[Piotr]

Tänk dig att du vinkar hej då till hotallmanagern på väg till flyget efter en veckas suparorgie på mallis!




/Peter

[Nattlorden]

Tänk dig att du vinkar hej då till hotallmanagern på väg till flyget efter en veckas suparorgie på mallis!

Ytterst briljant beskrivning för de som lyckas visualisera det!

[tvett]

Tänk dig att du vinkar hej då till hotallmanagern på väg till flyget efter en veckas suparorgie på mallis!




/Peter

Underbar bild! Exakt så är det...

[Kalejdokom]

Detta har debatterats på Faktiskt någon gång i våras. Minns inte i vilken tråd. Sök så ska du finna...

[phloam]

Fråga nån som har ett oscilloskop och be denne visa dig en musiksignal så kommer du förstå ganska bra. Linjen som sprattlar synlig på det mätsintrumentet är i stort sett den rörelse konen på en högtalare gör.

Går väl rätt bra med winamp också?

[Svante]

Ta tex en 6,5 tummare som spelar både bas och mellanregistret..

Säg att basen spelar en frekvens på 50 Hz och samtidigt börjar sångaren sjunga sin del som ligger en bit upp i registret, hur funkar detta?

Jag kan somsagt inget alls om tekniken bakom, och mitt eget "felaktiga" tankesätt är att ett element borde väll bara kunna vibrera med en enda frekvens åt gången. Fast detta kan ju inte stämma då det bevisligen fungerar, så förklara gärna.

Hmm, hur ska man förklara detta. Det är det som kallas superpositionsprincipen som ligger bakom.

Vänd på kedjan en stund och tänk på en mikrofon i stället. Om en högtalare spelar en enda frekvens in i mikrofonen kommer mikrofonmembranet att röra sig som den övre kurvan, sinusformigt, fram och tillbaka:



Den undre kurvan visar en spektralanalys av signalen, och det är en stor topp vid 100 Hz och egentligen ingenting annat.

Om vi ställer dit en annan högtalare som spelar 183 Hz i stället kommer bilden att se ut så här i stället:



Lite tätare mellan svängningarna och spektralanalysen visar en topp vid 183 Hz.

Om man nu slår på båda högtalarna kommer båda ljuden att tröäffa mikrofonen och mikrofonmembranets rörelse blir en märklig dans.



Det är svårt att se på vågformen att membranet faktiskt rör sig med två frekvenser samtidigt, men spektralanalysen visar att båda frekvenserna finns där, samtidigt.

Om nu bara högtalarmembranet kan röra sig så som mikrofonmembranet gjorde så kommer vi att höra två frekvenser från samma högtalarmembran. Högtalarmembranet vet ju ingenting om frekvenser utan återskapar bara den komplexare rörelsen som mikrofonens membran fick. Och som i sin tur kan innehålla flera frekvenser på en gång.

Ungefär.

[PerStromgren]

Ta tex en 6,5 tummare som spelar både bas och mellanregistret..

Säg att basen spelar en frekvens på 50 Hz och samtidigt börjar sångaren sjunga sin del som ligger en bit upp i registret, hur funkar detta?

Jag tror att du ser saken lite bakfram Om du sätter upp en mik och fångar både en basfiol och en sångare blir resultatet en rätt stökig vågform. Om du nu analyserar signalen så kan du med hjälp av en modell som en matematiker(*) hittat på "dela upp" signalen i olika komponenter. Signalen är inte uppdelad "egentligen" utan bara ett sätt att förstå den.

Blev det någe bättre? Hm, det ser inte så förståeligt ut...

*) Fourier

Edit: magister Svante gör det här mycket bättre, VSB.

[eriken]

Tack för era svar, måste erkänna att jag inte riktigt förstår ändå men jag ska läsa på mer i ämnet. Klart intressant.

[Bill50x]

Men om man nu har en, säg 50 Hz ton. Ett litet membran typ 6,52 rör sig ganska mycket då vid lite högre volym. Om det dessutom kommer ett ljud högre upp i frekvens kommer detta att stråla från en yta som rör sig fram och tillbaka med 50 Hz. Blir inte resultatet intermodulation då?

/ B

[silvervarg]

Tänk dig att du vinkar hej då till hotallmanagern på väg till flyget efter en veckas suparorgie på mallis!

Tackar för denna liknelse Piotr. Ett gott skratt förlänger livet.

[Max_Headroom]

Tack för era svar, måste erkänna att jag inte riktigt förstår ändå men jag ska läsa på mer i ämnet. Klart intressant.

Det ÄR hyperintressant! Själv lärde jag mig en hel del om det när jag läste om ljudsyntes och metoder för det (främst i gamla syntar).

Tag ett stycke musik på datorn och titta på signalen i nåt ljudredigeringsprogram. Det ser lite grand ut som bilderna Svante postat här, men vågformen är mycket mer komplex.

[Svante]

Men om man nu har en, säg 50 Hz ton. Ett litet membran typ 6,52 rör sig ganska mycket då vid lite högre volym. Om det dessutom kommer ett ljud högre upp i frekvens kommer detta att stråla från en yta som rör sig fram och tillbaka med 50 Hz. Blir inte resultatet intermodulation då?

/ B

Jo, dopplerdistorsion. Men det är OT här.

[Svante]

Tack för era svar, måste erkänna att jag inte riktigt förstår ändå men jag ska läsa på mer i ämnet. Klart intressant.

Kanske det blir lättare att förstå dina svårigheter om du försöker förklara för oss hur du har förstått ordet "frekvens". Jag har en svag känsla att det ligger ett missförstånd där, nämligen.

[eriken]

När jag tänker på frekvens så tänker jag i svängningar under en given tid..som sinusvågen i växelström.

[-Martin-]

Du får tänka som så här: I en högtalare (och i andra grejer också för den delen, tex kablar) kan flera sinusvågor med olika frekvenser samsas "om utrymmet". Faktiskt oändligt många olika sinusvågor kan förekomma på en gång (i alla fall nästan på en gång...). Och det är det vi kallar för brus.

[Max_Headroom]

Frekvens kan man se dom brantheten på vågformen inom ett område.

[skrutten]

Jag kan somsagt inget alls om tekniken bakom, och mitt eget "felaktiga" tankesätt är att ett element borde väll bara kunna vibrera med en enda frekvens åt gången. Fast detta kan ju inte stämma då det bevisligen fungerar, så förklara gärna.

Ja du har redan liksom förstått att problemet är att du tänker dig att ett element bara kan återge en frekvens (resonansfrekvensen??) Ett högtalarelement kan återge många fler frekvenser, kallas frekvensomfång. En 6,5 tums bas kan ha ett omfång mellan 40-3000Hz och en diskant ett omfång låt säga 2000-20000 Hz.

[Svante]

När jag tänker på frekvens så tänker jag i svängningar under en given tid..som sinusvågen i växelström.

Ok, jag anade det.

Det blir enkelt och riktigt om man bara har en enda sinus. Men tittar man på summan av två sinusar så är det inte lika lätt att räkna svängningar längre och då faller det sättet att tänka på frekvens.

Jag visade ju den här bilden förut, lite för att illustrera att det är svårt att se de två frekvenserna i vågformen överst. Ändå är den just två stycken samtidiga sinusar.



Jag kanske skulle ha gjort en bild med två sinusar med lite mer skilda frekvenser som den här i stället:



Här kan man nästan se att det svänger med två frekvenser på en gång eller hur?

En vågform/rörelse kan alltså innehålla flera frekvenser samtidigt och därför kan faktiskt ett ensamt högtalarelement återge massor av frekvenser samtidigt, bara man matar det med en spänning som har massor av frekvenser i sig.

Det du nosar på just nu är Fourieranalysens spännade värld. Du har mycket roligt framför dig .

[eriken]

Tack svante för ditt generösa inlägg!

Nu förstår jag faktiskt resonemanget. Och som den nyfikne filur jag är så kommer direkt följdfrågan: Varför är det "vanligare" med 2-vägshögtalare idag än de gamla 3 vägarna som jag minns mkt av från förr, jag ser dem inte lika ofta idag..

Jag har läst olika resentioner och presentationer som säger ungefär; Denna högtalare ger ett naturligt och öppet ljud som 2-vägshögtalare är så bra på.

Men ingen förklaring varför. Säger tillverkarna så, så är det ju så oavsett hur jag resonerar. Men stör inte tex basfrekvensen mellanregistret inte ens det minsta då det är samma element som jobbar? Motför om de hade haft 2 separata element?

Nu ska jag inte fråga så mkt mer, vore bara skoj att få svar på denna fråga. Jag antar att om jag söker och letar ett bra tag genom många trådar så finns säkert detta skrivet någonstans..men jag känner mig lite lat

[Svante]

Tack svante för ditt generösa inlägg!

Nu förstår jag faktiskt resonemanget. Och som den nyfikne filur jag är så kommer direkt följdfrågan: Varför är det "vanligare" med 2-vägshögtalare idag än de gamla 3 vägarna som jag minns mkt av från förr, jag ser dem inte lika ofta idag..

Det kan jag bara gissa om.

Några saker som talar för tvåvägare:

1. Tre högtalare är dyrare än två. Det drar också med sig ett mer komplicerat delningsfilter.

2. Delningsfrekvenserna i ett trevägssysytem hamnar "svårare". Den undre kräver inte sällan spolar med järnkärna och delningen är svår att få till snyggt pga närheten till elementets resonanstoppar. Den övre läggs ibland så högt att riktverkan blir "komplicerad".

3. Elementen idag är bättre än förr. Åtminstone en del. Det klarar ett större frekvensområde. Framför allt är det vanligare att "små" basar kan spela djupare bas.

4. Folk vill ha mindre högtalare

Det finns mer som jag inte kommer på nu.

[Jon_S]

Tack svante för ditt generösa inlägg!
Nu ska jag inte fråga så mkt mer, vore bara skoj att få svar på denna fråga. Jag antar att om jag söker och letar ett bra tag genom många

trådar så finns säkert detta skrivet någonstans..men jag känner mig lite lat

Eriken!

Jag tycker att du absolut ska fråga mer! Om du tror att du är ensam om att ha en oklar bild av matematiken bakom hifi så har du helt fel (vågar
jag påstå utan att motivera det mer än så)!

På detta forum finns dessutom synnerligen kompetenta personer som gärna delar med sig av sin kunskap och förståelse (det ser man om man läser några trådar i valfritt ämne).

Och om du inte orkar fortsätta din undersökning av vad jag gissar kommer att sluta i en förståelse för det matematiska förhållandet mellan en signals utseende och de frekvenser den innehåller.

För att stödja diskussionen ska jag här försöka beskriva min bild av förhållandet mellan signal (tidsplan) och frekvens(frekvensplan).

Tankeexperiment:

Tag en låda med skor i. Ta ur skorna. Sätt på locket igen. Lådan är helt vit. Lådan har en höjd som är ganska låg, t.ex. 10cm. Den har en längd som är 30cm och ett djup som är 15cm.

Titta på långsidan av lådan (den som är 10x30cm). Tag en röd tuschpenna och rita en sinusvåg (en sådan där kurva som ser ut som berg och dalar) längs hela långsidan. Mellan varje dal är det 5cm. Mellan varje topp är det också 5cm. På höjden (inte diagonalt, alltså) ska det vara 5cm mellan topparna och dalarna. Klipp ut långsidan med sax från resten av lådan och tejpa fast den en bit in i lådan, 10cm in, så man fortfarande kan se den och den är parallell med den bakre långsidan av skolådan.

Klipp ut en till bit kartong med samma sorlek som den första. Rita en ny sinusvåg, en blå, med 1cm mellan topparna (och 1cm mellan dalarna) och 1cm på höjden också. Sätt den så den skymmer den förra biten med en röd sinus på, 5cm in i lådan.

Nu ska vi titta lite på den här lådan. Det finns två intressanta håll att titta på lådan: långsidan och (sett från långsidan) den vänstra kortsidan. Långsidan motsvarar det som kallas tidsplan (man kan säga tidsdomän också). Kortsidan motsvarar det som kallas frekvenplan eller
frekvensdomän.

Från långsidan ser man vilken amplitud (höjden) en signal har vid en viss tidpunkt. När man tittar på tidsplanet (långsidan) finns det dock en regel: Man måste addera alla sinusar som man har klistrat in i sin skokartong när man ser den från långsidan. Man kan alltså inte se varje sinus för sig. När man adderar dem får man något som liknar svantes bild där signalen dansar upp och ned. Det blir lätt att se hur signalen ser ut vid vilken tidpunkt som helst, men svårt att gissa vilka frekvenser som ingår.

Sedan vrider vi på lådan och tittar på den tidigare nämnda kortsidan. Här kan vi se vilka frekvenser som ingår i signalen. Varje inklistrad kartongbit motsvarar en viss frekvens. Här finns också en regel. Om avståndet mellan topparna är mindre (dår får vi en högre frekvens) ska kartongbiten klistras in närmare den främre långsidan (alltså längre till höger när vi tittar på kortsidan). För längre avstånd mellan topparna (låga frekvenser) får vi klistra bitarna långt bak (eller till vänster om vi tittar på kortsidan). Alla kartongbitar sorteras så här så att de kommer i ordning med minskande avstånd mellan topparna i sinusvågen ju närmare framsidan av långsidan vi kommer. Man kan nu lätt se från kortsidan vilka olika frekvenser som ingår i sin signal (varje kartong är ju en frekvens), men man vet inte hur signalen se ut i tiden.

När man roterar kartongen och tittar på långsidan och sedan kortsidan så gör man en fouriertransform i matematikens värd. Istället för att titta på en kartong kan göra detta med en formel.

Ni andra som kan detta: förbättra denna förklaring (gör ett nytt inlägg eller skicka PM så kan jag ändra detta inlägg) och så kanske vi kan få en "sticky" med en massa bra grundläggande info för de som inte redan kan allt.

edit: bort merd knäppa radbrytningar
edit2: särskrivning

[Piotr]

Jon_S..

snygg förklaring!


p.s. vill för övrigt nämna att jag aldrig varit på mallis!


/Peter

[Svante]

Kul illustration!

[Svante]

Den som vill lägga ihop sinusar kan göra det med den här:

http://user.faktiskt.io/svante/addsin

Dra i de fem sinusarna för att ändra fasläge och amplitud, se summan högst upp.

[Max_Headroom]

Tack svante för ditt generösa inlägg!

Nu förstår jag faktiskt resonemanget. Och som den nyfikne filur jag är så kommer direkt följdfrågan: Varför är det "vanligare" med 2-vägshögtalare idag än de gamla 3 vägarna som jag minns mkt av från förr, jag ser dem inte lika ofta idag..

Det är för att det är billigare att tillverka en tvåvägare än en trevägare. Dessutom har det här med HiFi svängt lite när det gäller intresse och status. Nu vill folk ha relatvit små högtalare. Annat var det förr, på 70 och i viss mån 80-talet. Då var det finare med en biffig stereo och lyssna på skivor var något många, även vanligt folk, ägnade sig åt. Så är det inte idag. TV har tagit över mycket. Troligen videon och senare DVDns fel.

Att 2 vägare skulle ha några tekniska företräden är enligt mig nonsen, annat än i dom fall högtalren måste vara väldigt liten. Det går att bygga bra tvåvägare såväl som 3 vägare. Men 2 vägare går bara att bygga bra upp till en viss gräns, sedan måste man ha flera element för att det ska bli bra och ändå kunna klämma fram tillräckligt ljudtryck. Men den gränsen ligger långt bortanför (i ljudtryck) vad dom allra flesta tycker är för mycket i alla fall. Så, för dom flesta är en 2 vägare en ekonomosk och inredningsmässigt bra lösning.

[Max_Headroom]

Jon_S: Mycket bra förklaring! Det tog nästan hela inlägget innan jag frstod konceptet, men när väl poletten trilade ned så såg jag hur elegant det var!