Impedansfråga

Hur funkar tekniken bakom bra hifi?

Moderator: Redaktörer

Användarvisningsbild
silverminken
 
Inlägg: 104
Blev medlem: 2004-11-12

Impedansfråga

Inläggav silverminken » 2008-09-02 09:02

Jag har lite funderingar angående impedanskurvan för olika typer av högtalare...

Mäter man impedanskurvan för ett element utan låda så kommer man ju få en topp där elementets resonansfrekvens ligger. Impedanstoppen gör ju att förstärkaren matar in mindre ström vilket man borde kunna se som att högtalaren är lättdriven där (resonans), eller?

Sätter man elementet i en sluten låda så kommer ju toppen att förfflyttas uppåt i frekvens eftersom luften i lådan agerar som en fjäder vilken adderas till fjädern i elementets mekaniska upphängning. Toppen är lådans + elements resonansfrekvens.

Har man en portad låda så kommer man ju att få två impedanstoppar. Min fråga är vad de två topparna fysikaliskt innebär? Är den ena relaterad till elementets + lådans resnonansfrekvens och den andra till portens resonansfrekvens? Jag får inte ihop det riktigt eftersom portens avstämningsfrekvens hamnar mitt i mellan topparna...

Användarvisningsbild
Naqref
Saknad grundare, †2014
 
Inlägg: 27893
Blev medlem: 2003-03-23
Ort: Krischansta

Re: Impedansfråga

Inläggav Naqref » 2008-09-02 09:15

silverminken skrev:Har man en portad låda så kommer man ju att få två impedanstoppar. Min fråga är vad de två topparna fysikaliskt innebär? Är den ena relaterad till elementets + lådans resnonansfrekvens och den andra till portens resonansfrekvens? Jag får inte ihop det riktigt eftersom portens avstämningsfrekvens hamnar mitt i mellan topparna...


Vad de två topparna innebär är beskrivet här tidigare men en snabbis.

Friluftsresonanstoppen är när man har bara elementet fjädring och dess massa att ta hänsyn till.

När man sätter elementet i en låda så blir fjädringen styvare (man adderar ju luftfjädringen till elementets egna) och man får en snarlik resonanstopp (fast högre upp i frekvens). Denna topp är identisk med den övre resonanstoppen i en basreflexlåda. Det motsvarar om man täpper till porten helt.

Sedan har man ett resonansfenomen till och det är den nedre toppen. Där har man en begränsad fjädring från lådan och där är det massan i porten som adderas till membranmassan och som resonerar med enbart elementets fjädring.

Där man har impedanstopparna så har man rörelsemaxima. Man kan därför enkelt se på en impedanskurva hur väl anpassad avstämningen är till elementet. Vid helmholtzresonansen så rör sig membranet som minst och det är det minima man hittar mellan resonanstopparna.
Audiodesigner åt en del. Larsen, Holographic Audio etc.
CEO och huvudägare i Acoustic Landscape R&D AB.
CTO / R&D Manager och delägare i Acoustic Illusion AB.

Användarvisningsbild
silverminken
 
Inlägg: 104
Blev medlem: 2004-11-12

Inläggav silverminken » 2008-09-02 10:54

Snabba svar här, det tackar jag för! Jag kör en klassisk citat följt av kommentar nedanför.

Vad de två topparna innebär är beskrivet här tidigare...


Länka gärna. Jag har sökt men inte hittat.

När man sätter elementet i en låda så blir fjädringen styvare (man adderar ju luftfjädringen till elementets egna) och man får en snarlik resonanstopp (fast högre upp i frekvens). Denna topp är identisk med den övre resonanstoppen i en basreflexlåda. Det motsvarar om man täpper till porten helt.


Så långt är jag med...

Sedan har man ett resonansfenomen till och det är den nedre toppen. Där har man en begränsad fjädring från lådan och där är det massan i porten som adderas till membranmassan och som resonerar med enbart elementets fjädring.


Innebär massan i porten luftens massa i porten? I så fall borde ju resonansfrekvensen sjunka vid ökad rördimater vilket inte är fallet? Så jag antar att massan definieras på annat sätt...

Där man har impedanstopparna så har man rörelsemaxima.


Så vid övre toppen har elementet ett rörelsemaxima och luften i porten står ganska still. Vid den undre har porten och elementet tillsammans ett rörelsemaxima? Innebär det att elementet och porten spelar 180 grader ur fas vid den nedre toppen och hyfsat i fas vid helmholzresonansen, eller är jag ute och cyklar?

Man kan därför enkelt se på en impedanskurva hur väl anpassad avstämningen är till elementet.


Tänker du med avseende på elementets slaglängd? Du får gärna utveckla resonemanget om du har tid.

Användarvisningsbild
Naqref
Saknad grundare, †2014
 
Inlägg: 27893
Blev medlem: 2003-03-23
Ort: Krischansta

Inläggav Naqref » 2008-09-02 11:31

silverminken skrev:Innebär massan i porten luftens massa i porten? I så fall borde ju resonansfrekvensen sjunka vid ökad rördimater vilket inte är fallet? Så jag antar att massan definieras på annat sätt...

Det är den akustiska massan som avses. Om man utgår från att massan ska lagra rörelseenergi så är det lättare att inse relationerna.

Minskad diameter (area) ökar flödeshastigheten (vid konstant luftpumpning) portionellt.

Aport~1/Vport (där A är portarea och V är hastigheten i porten)

Nu är det rörelseenergin vi är ute efter och den är proportionell mot kvadraten på hastigheten. Då får vi

Wk~1/Aport^2 (Wk är kinetiska energin)

Dessutom är luftmassan direkt proportionell mot längden på röret.

Wk~lp/Aport^2 (lp är längden på porten)

Det är här vi får grunden till den formel som anger den ekvivalenta akustiska massan för porten (som jag tyvärr inte har i huvudet).

Ma~lp/Aport^2 (Ma är den akustiska massan)


silverminken skrev:Så vid övre toppen har elementet ett rörelsemaxima och luften i porten står ganska still. Vid den undre har porten och elementet tillsammans ett rörelsemaxima? Innebär det att elementet och porten spelar 180 grader ur fas vid den nedre toppen och hyfsat i fas vid helmholzresonansen, eller är jag ute och cyklar?

Element och port spelar bara ur fas vid helholtzresonansen. Vid de övriga resonanserna så får man kolla på fasläget i simuleringsprogrammet.

Man kan därför enkelt se på en impedanskurva hur väl anpassad avstämningen är till elementet.


Tänker du med avseende på elementets slaglängd? Du får gärna utveckla resonemanget om du har tid.


Nja jag tänker mer tt man kan se om man har lite inoptimalt använt realtivt slaglängdsområde. Avstämmer man exempelvis lite för långt ner så dämpas den nedre impedanstoppen och den övre kan öka i förhållande till hur mycket ljudtryck som alstras. Det gör att man kan få genomslag lättare. Men detta ser man lätt i Svantes program Basta! Bara att labba lite. :)
Audiodesigner åt en del. Larsen, Holographic Audio etc.
CEO och huvudägare i Acoustic Landscape R&D AB.
CTO / R&D Manager och delägare i Acoustic Illusion AB.

Användarvisningsbild
silverminken
 
Inlägg: 104
Blev medlem: 2004-11-12

Inläggav silverminken » 2008-09-03 21:52

Simulera mer i Basta var det...

Här är ett element i en portad basreflexlåda med 3 olika avstämningar. Kan man enkelt avgöra vilken av dessa som har en korrekt avstämning med avseende på utnyttjande av slaglängden?

Bild

Användarvisningsbild
celef
 
Inlägg: 16452
Blev medlem: 2003-06-28
Ort: helsefyr

Inläggav celef » 2008-09-03 22:52

med slaglängd menar du konutslaget som väl inte kan ses i impedanskurvan?
Bikinitider

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

Inläggav Svante » 2008-09-03 23:03

silverminken skrev:Simulera mer i Basta var det...

Här är ett element i en portad basreflexlåda med 3 olika avstämningar. Kan man enkelt avgöra vilken av dessa som har en korrekt avstämning med avseende på utnyttjande av slaglängden?

Bild


Njaä...

Man kan ju gissa hur tonkurvan ser ut och även maxnivån MOL.

System 3 ser underavstämd ut, kanske med en sluttande frirymdstonkurva. Låg MOL vid medelhöga frekvenser, men högre än de andra vid riktigt låga frekvenser. System 2 är aningen högt stämd, kanske har den en butterworthlik tonkurva fast med en liten bula? System 1 har mer MOL vid 40-50 Hz, mer discolåda, liksom. Gissningsvis en bulle runt 40-50 Hz också?

Men jag är inte säker. Det finns för mycket som inte syns i impedanskurvan.
Så länge har jag längat efter att loudness war skulle vara över. Nu börjar jag tro att vi faktiskt är där. Kruxet är att vi förlorade.

Användarvisningsbild
silverminken
 
Inlägg: 104
Blev medlem: 2004-11-12

Inläggav silverminken » 2008-09-04 08:53

med slaglängd menar du konutslaget som väl inte kan ses i impedanskurvan?

Läs längre upp i tråden... verkar som att man kan läsa ut mer info om man vet vad man ska titta efter.

Svante, på dina gissningar(?) låter det som att ett korrekt avstämt basreflelåda har en impedanskurva med två ungefär lika stora toppar, stämmer det? (Nu menar jag som ett grovt riktmärke och inte en tumregel)

Om man lägger till dämpning i lådan så påverkas väl impedanstopparna också. Ska man bara räkna med den upplevda volymändringen som dämpmaterialet tillför eller påverkar det på fler sätt som man ska tänka på för att få en korrekt avstämning?

Hade tänkt att visa hur tonkurvan och utnyttjandet av slaglängden såg ut för impedanskurvorna ovan, men det hade blivit lite fel med bilden så det får vänta tills ikväll... :oops:

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

Inläggav Svante » 2008-09-04 12:29

silverminken skrev:Svante, på dina gissningar(?) låter det som att ett korrekt avstämt basreflelåda har en impedanskurva med två ungefär lika stora toppar, stämmer det? (Nu menar jag som ett grovt riktmärke och inte en tumregel)


Jag tittar mer på topparnas och dalens läge i frekvensled än topphöjden. Dalen ligger mittemellan topparna på logskala om det är en butterworthdimensionering, typ.

Väntar med spänning på tonkurvorna :) .
Så länge har jag längat efter att loudness war skulle vara över. Nu börjar jag tro att vi faktiskt är där. Kruxet är att vi förlorade.

Användarvisningsbild
silverminken
 
Inlägg: 104
Blev medlem: 2004-11-12

Inläggav silverminken » 2008-09-04 19:50

Den som väntar på något gott :D

Bild

Användarvisningsbild
silverminken
 
Inlägg: 104
Blev medlem: 2004-11-12

Inläggav silverminken » 2008-09-04 20:06

System 3 ser underavstämd ut, kanske med en sluttande frirymdstonkurva. Låg MOL vid medelhöga frekvenser, men högre än de andra vid riktigt låga frekvenser. System 2 är aningen högt stämd, kanske har den en butterworthlik tonkurva fast med en liten bula? System 1 har mer MOL vid 40-50 Hz, mer discolåda, liksom. Gissningsvis en bulle runt 40-50 Hz också?


På det hela stämmer det riktigt bra det du sa! MOL vid medelhöga frekvenser skiljer dock inte såå mycket mellan de olika systemen. Inte så mycket bula i system 2 heller tycker jag men det blir väl det om den placeras i ett rum kanske. Klart godkänt tycker jag :D

Tillbaka till en tidigare fråga... vilket av system utnytttjar slaglängden på bäst sätt? Tittar man bara på MOL så ser det ju bättre ut ju lägre man stämmer av lådan, men den högre MOL:en kan man väl inte utnyttja eftersom elementet ser ut att bottna alldeles för lätt?

Vill man ha avstämningen så att elementet inte bottnar över avstämningsfrekvensen vid MOL?

Användarvisningsbild
celef
 
Inlägg: 16452
Blev medlem: 2003-06-28
Ort: helsefyr

Inläggav celef » 2008-09-05 08:25

klassiska underavstämda och basfattiga basreflexlådor har tiltad nivå på resonanstopparna

högtalare med rätt basnivå som proac har har oxå tiltad nivå på topparna med lutning åt andra hållet

men konutslaget?
Bikinitider


Återgå till Teknikforum


Vilka är online

Användare som besöker denna kategori: Inga registrerade användare och 18 gäster