Varifrån att basreflex skulle ha högre verkningsgrad?

[Svante]

En av de mest spridda felen i jämförelser mellan basreflex och sluten låda är att basreflexen skulle ha högre verkningsgrad. Det är väl visserligen sant i något begränsat frekvensområde, men det är knappast en generell sanning. Ändå läser man det i majoriteten av jämförande översikter man kan hitta.

Basreflexlådan har en noga avstämd öppning (basreflexport eller -tunnel) där ljudtrycket från membranets baksida kan samverka i fas med ljudet från membranets framsida och därigenom öka verkningsgraden i basområdet. Basreflexlådan blir större än den slutna lådan för samma lägsta frekvens men har högre verkningsgrad och bättre dynamik.

(Jag blundar för ögonblicket för den ännu värre/vanligare felaktigheten om "dynamik".)

Alltså, jag tänker så här. Om man ska ange verkningsgraden som en enda siffra för en högtalare så bör man göra det i ett område där tonkurvan är rimligt plan. I högtalarens huvudfrekvensområde, som man brukar säga. Man kan ställa upp en hyfsat enkel formel för verkningsgraden en bit över systemets resonanser och den blir identisk för sluten låda och basreflexlådan.

eta=rho0/(4*pi*c) * (Bl)^2/Re * (Sd/Mms)^2

...om jag kommer ihåg rätt ur minnet.

Vid lägre frekvenser ger visserligen basreflexporten ett tillskott, men å andra sidan går det sällan att hålla lådvolymen konstant och ändå få en optimal konstruktion både för sluten låda och basreflexlåda. Dessutom vill man ofta ha lite olika element, tex map Qts-värdet. Och om Qts är olika är förmodligen kraftfaktorn Bl olika vilket även påverkar verkningsgraden.

...vilket alltså får mig att dra slutsatsen att om man ska jämföra basreflex med slutet så bör man göra det med samma element, och då är man tvungen att göra det en bit ovanför resonanserna. Resultatet blir då enligt formeln ovan och identiskt för sluten och basreflex.

Så varför envisas folk med att säga att basreflexen har högst verkningsgrad?

[norman]

Om man skall jämföra verkningsgraden hos två olika principer tycker jag man skall jämföra i det frekvensområde principerna skiljer sig åt/principen är verksam. Jag tycker alltså att det är lite konstigt att jämföra högre upp i frekvens.
Fast det blir förståss problem hur man skall jämföra och i hur stort frekvensområde med tanke på impedanstopparna och att dom flesta förstärkare är spänningsbegränsade, d.v.s. en ren verkningsgradsjämförelse kanske inte säger det man vill veta?

(Det mest intressanta enligt mig är kanske att jämföra hur mycket ljudtryck man kan få ut m.a.p. lådstorlek och elementets luftpumpningskapacitet. Det svåra blir väl att det krävs olika element och dom blir förmodligen olika dyra att tillverka... )

Detta var bara lite allmännt yreri från mig för att jag för en stund skulle slippa städa...

[silvervarg]

Jag håller med om att det blir svårt att jämföra två olika lådtyper. En hyfsat rättvis jämförelse är nog att ta två olika element med ungefär samma pris och storlekt från samma tillverkare och räkna på vad de presterar i samma lådvolym,
Man måste förståss välja element som passar i den lådvolymen etc.

Skillnaden blir ju främst i basområdet, men på en rimligt liten högtalare så är det där man har störst problem att uppnå hög verkningsgrad.
Nu brukar jag ha långt fler bekymmer med tänkta högtalarkonstruktioner än just verkningsgraden, men just hur högt upp i basen som man tappar mycket brukar vara ett bekymmer på små stativare (säg klart mindre än 10 liter).

[celef]

äntligen en fråga jag själv inte har vågat fråga

likaså om påståendet att högtalarkonstruktören alltid måste avväga känslighet mot lågbasförmåga

[roggaro]

Reidar Persson har ju verkligen lyckats med det konststycket och den här gick ju också att lyfta

[Svante]

Om man skall jämföra verkningsgraden hos två olika principer tycker jag man skall jämföra i det frekvensområde principerna skiljer sig åt/principen är verksam. Jag tycker alltså att det är lite konstigt att jämföra högre upp i frekvens.
Fast det blir förståss problem hur man skall jämföra och i hur stort frekvensområde med tanke på impedanstopparna och att dom flesta förstärkare är spänningsbegränsade, d.v.s. en ren verkningsgradsjämförelse kanske inte säger det man vill veta?

Mja, jo, men då blir ju svaret "det beror på" eftersom det kan bli olika i olika fall. Frågan är för komplicerad för att besvaras med ett enkelt svar. Ska den besvaras enkelt så måste man välja de medelhöga frekvenserna (vilket också är brukligt när man talar om både verkningsgrad och känslighet).

(Det mest intressanta enligt mig är kanske att jämföra hur mycket ljudtryck man kan få ut m.a.p. lådstorlek och elementets luftpumpningskapacitet. Det svåra blir väl att det krävs olika element och dom blir förmodligen olika dyra att tillverka... )

Ja, det är ju också intressant, men det var inte det jag undrade över här. Det där med "dynamik" som det stod om i wikipedia och miljoners andra ställen undrar jag också över. Sen, i nån annan tråd.

[Lazyworm]

Ska den besvaras enkelt så måste man välja de medelhöga frekvenserna (vilket också är brukligt när man talar om både verkningsgrad och känslighet).

Jag vet inte om jag håller med riktigt.

Tittar man på basmoduler som ofta har 5e ordningens elektriskt LP runt 80Hz så kan man väl säga att om man har ett bra element som kan jobba mot en port avstämd vid t.ex 25Hz så området 15-50Hz eller så är starkare än för den slutna och 50-80hz ligger i nivå med den slutna lådan så kan man väl säga att den har högre verkningsgrad?
15-50Hz är trots allt inte en försumbar del av dess arbetsområde.

[Martin]

Om man tänker utan formler så är det inte självklart att basreflex har högre verkningsgrad. Basreflex har ju låg impedans vid portavstämningsfrekvensen medans sluten har en hög impedans där. Basreflex drar alltså mer ström.

Däremot går ju känsligheten i basreflex upp i passbandet och ökar även bandbredden. Så i förhållande till spänningen man skickar på finns en stor vinst. Är strömmen från förstärkaren dessutom "på köpet" ner till en viss impedans så är ju känsligheten (i kombination med minimpedansen) mer intressant ur en praktisk synvinkel än verkningsgraden.

[Lazyworm]

Mjo förvisso så blir impedansen lägre precis som du säger men en välavstämd låda kan väl skjuta upp vissa register 10dB.

det innebär att impedansen ska gå ner till 1/9 för att motsvarande strömökning ska kompensera tonkurvehöjningen i det registret för att verkningsgraden skulle ligga oförändrad.

hmm... nu blev det en invecklad mening

[Svante]

hmm... nu blev det en invecklad mening

Jo, det blir lätt det när man börjar jämföra saker med många variabler. Det är lite det jag menar; att det är rätt svårbegripligt att en sådan jämförelse ska mynna ut i det enkla svaret att basreflexen generellt har en högre verkningsgrad.

En bit under Helmholtz är det solklart fel, strax över Helmholtz är det tveksamt och högt upp är det ingen skillnad.

Alltså, jag menar inte att det alltid är fel, jag bara vänder mig emot det generella i uttalandet. Och att det är så spritt att det skulle vara så.

[faulhund]

Generellt: Om man ska göra en jämförelse i en dimension och inte alla storheter utom en är konstanta, ja då får man uppfinna ett godhetstal att jämföra. T.ex. förstärkningsbandbreddsprodukt eller effektfördröjningsprodukt (och ibland viktat med högre potenser än 1, om en viss storhet är viktigare).
Det kan ju var och en fundera över, vad som är hans/hennes godhetstal för högtalare ...
Så jag tror att den citerade jämförelsen utgår från att basreflex och sluten låda ska ha samma gränsfrekvens. Eftersom resonansen går upp p.g.a. luftfjäderkonstanten för den senare, så är man kanske benägen att välja ett element med i motsvarande grad större svängande massa, Mms. Och då sjunker naturligtvis verkningsgraden över resonansen.

[PeterAkemark]

Svante:
Jag tror att du tänker på det som i litteraturen kallas för referensverkningsgrad och avser en verkningsgrad i 2pi steradianer.

Small angav ett uttryck i JAES, Vol 19, No 10, p862, 1971

n0= kn x f3^3 x Vb

Ditt refererade resonemang kommer nog här ifrån. Man avsåg att jämföra konstruktioner med samma (f3) och Vb och visade att basreflexkonstruktioner i stort alltid hade 3ggr högre verkningsgrad.

[Svante]

Generellt: Om man ska göra en jämförelse i en dimension och inte alla storheter utom en är konstanta, ja då får man uppfinna ett godhetstal att jämföra. T.ex. förstärkningsbandbreddsprodukt eller effektfördröjningsprodukt (och ibland viktat med högre potenser än 1, om en viss storhet är viktigare).
Det kan ju var och en fundera över, vad som är hans/hennes godhetstal för högtalare ...
Så jag tror att den citerade jämförelsen utgår från att basreflex och sluten låda ska ha samma gränsfrekvens. Eftersom resonansen går upp p.g.a. luftfjäderkonstanten för den senare, så är man kanske benägen att välja ett element med i motsvarande grad större svängande massa, Mms. Och då sjunker naturligtvis verkningsgraden över resonansen.

Svante:
Jag tror att du tänker på det som i litteraturen kallas för referensverkningsgrad och avser en verkningsgrad i 2pi steradianer.

Small angav ett uttryck i JAES, Vol 19, No 10, p862, 1971

n0= kn x f3^3 x Vb

Ditt refererade resonemang kommer nog här ifrån. Man avsåg att jämföra konstruktioner med samma (f3) och Vb och visade att basreflexkonstruktioner i stort alltid hade 3ggr högre verkningsgrad.

Aha... Så kan det förstås vara. Man jämför alltså inte samma element i olika lådor, utan det element som krävs för att få en viss (vid den godtyckligt valda dämpningen 3dB) undre gränsfrekvens och i samma lådvolym. Det ligger säkert ett antagande om nåt "så butterworthlikt som möjligt" med i basreflexdimensioneringen.

Sen har man kastat bort alla förbehållen och den högre verkningsgraden har blivit ett välspritt "faktum"...

Jo, det luktar 70-tal det där .

[DQ-20]

Jo, det luktar 70-tal det där .

Mmmm.... Gott....

DQ-20

[PeterAkemark]

Generellt: Om man ska göra en jämförelse i en dimension och inte alla storheter utom en är konstanta, ja då får man uppfinna ett godhetstal att jämföra. T.ex. förstärkningsbandbreddsprodukt eller effektfördröjningsprodukt (och ibland viktat med högre potenser än 1, om en viss storhet är viktigare).
Det kan ju var och en fundera över, vad som är hans/hennes godhetstal för högtalare ...
Så jag tror att den citerade jämförelsen utgår från att basreflex och sluten låda ska ha samma gränsfrekvens. Eftersom resonansen går upp p.g.a. luftfjäderkonstanten för den senare, så är man kanske benägen att välja ett element med i motsvarande grad större svängande massa, Mms. Och då sjunker naturligtvis verkningsgraden över resonansen.

Svante:
Jag tror att du tänker på det som i litteraturen kallas för referensverkningsgrad och avser en verkningsgrad i 2pi steradianer.

Small angav ett uttryck i JAES, Vol 19, No 10, p862, 1971

n0= kn x f3^3 x Vb

Ditt refererade resonemang kommer nog här ifrån. Man avsåg att jämföra konstruktioner med samma (f3) och Vb och visade att basreflexkonstruktioner i stort alltid hade 3ggr högre verkningsgrad.

Aha... Så kan det förstås vara. Man jämför alltså inte samma element i olika lådor, utan det element som krävs för att få en viss (vid den godtyckligt valda dämpningen 3dB) undre gränsfrekvens och i samma lådvolym. Det ligger säkert ett antagande om nåt "så butterworthlikt som möjligt" med i basreflexdimensioneringen.

Sen har man kastat bort alla förbehållen och den högre verkningsgraden har blivit ett välspritt "faktum"...

Jo, det luktar 70-tal det där .

Snarare 60-tal, men det beror väl snarare på att senare tiders ungdomar "glömt" bakgrunden till vissa resonemang. Det får väl snarare skyllas på senare tiders skolor!

[faulhund]

... Snarare 60-tal, men det beror väl snarare på att senare tiders ungdomar "glömt" bakgrunden till vissa resonemang. Det får väl snarare skyllas på senare tiders skolor!

Men då är åtminstone Svante oskyldig, för då var han inte ens påtänkt!