Nivåberoende fs = mikrostriktion?

av **faulhund** » 2009-08-27 01:11

Det var nu längesedan den här trådenvar aktuell, men "IÖ" hade en intressant teori om att resonansfrekvensen hos ett högtararelement beror av utstyrningsnivån:

IngOehman skrev:Den som tror att småsignalegenskaper verkligen är linjära vid små signalnivåer kan roa sig med att mäta just fs med pseudoströmmatning (seriemotstånd Rs). Koppla en signalgenerator före motståndet, en som ger t ex 10 V RMS, och titta på signalen över elemmentet med ett oscilloskop.

Välj 500 ohm respektive 50 000 ohm. Notera vilken resonansfrekvens du finner i respektive fall.

Men jag har inte sett fler experiment. Därför försökte jag i all hast göra ett, nu när jag haft ett par olika 8 ohms element stående i vila på högkant några dagar. Tyvärr kunde jag inte mäta dem utan att flytta dem först, men mätningarna gjordes med stigande nivå och 3Vrms från källan:

Kod: Markera allt: Rs 54950 1050 60 ohm Pearless CSC-217R 35,4 34,8 33,7 Hz Philips 9710M/01 49 48 44,7 Hz

Att jag inte kan ange några decimaler på ett par frekvensangivelser beror inte på funktionsgeneratorns instabilitet eller periodräknarens onoggrannhet, utan på att de frekvenserna kom för nära 50 Hz, så att svävningarna blev för stora för avläsning på min gamla medelvärdeskännande mV-meter, trots att den mäter ned till 2 Hz ...

Den manuella inställningen av frekvensen är ju inte särskilt reproducerbar, och det i kombination med svårigheten att hitta ett flackt maximum, så jag trodde inte att effekten skulle gå att påvisa så enkelt. Men det var helt uppenbart att frekvensen fick vridas ned vid högre nivå!

Tack för påpekandet!!!

Fler på plan? :?:

av **Svante** » 2009-08-27 08:16

Mja, för att få stil på det här experimentet så måste man ju se till att spänningen över elementet vid resonans är densamma med de olika seriemotstånden. Blir resonansfrekvensen väsentligt olika då, då kommer jag att klia mig i huvudet.

av **faulhund** » 2009-08-27 21:46

Svante skrev:... så måste man ju se till att spänningen över elementet vid resonans är densamma med de olika seriemotstånden. Blir resonansfrekvensen väsentligt olika då, då kommer jag att klia mig i huvudet.

??? Jag förstod vitsen i IngOehmans förslag som att man gör experimentet vid väsentligt olika utstyrning. Om elementet är linjärt borde det ge samma resultat, eftersom elementets impedans (enligt modelle!) är rent resistiv vid resonans. Och då är det mest realiserbart med enkel mätutrustning att variera förmotståndet. Jag tog alltifrån 50 ohm i generatorn till ett 54900 ohms precisionsmotstånd och de 1000 ohm jag brukar mäta med. Nedre gränsen för nivån sätts här av att elementet plockar upp brum, så jag borde hålla till i en skärmbur.
Likaså kan du ju försöka med en brum- och brusbri förstärkare och ett och samma seriemotstånd men variera nivån. Det är en invändning, att man inte har samma Q-värde i alla försöken. Eller använda en tonfrekvens impedansanalysator; det borde ju finnas någonstans på KTH.
Så klia på du - du har ju mycket hår kvar!

av **Svante** » 2009-08-27 22:00

Alltså, vill man kolla det är det ju bara att variera utspänningen från generatorn. Varför ändra motståndet, det krånglar ju bara till jämförelsen; det blir ju olika kretsar man mäter på.

av **faulhund** » 2009-08-28 07:58

Jo, amen, det har du ju rätt i Svante,

Men jag ville göra experimentet så nära de betingelser som "IÖ" beskrev som nu är möjligt med mina hobbyinstrument. Ifall vi nu ville jämföra ... men ingen mer tycks ha nappat på det här ... Och 500 ohm är mycket högre än elementets impedans, så Q-värdet förändras inte nämnvärt från Qms.

Observera att den lägre nivån är kanske 2 mV över elementet. Då brummar min funktionsgenerator mycket mer, och talspolen plockar upp brum. För jag råkade ju välja ett element som har fs nära 50 Hz, det inte helt okända 9710 i ett nedhängt, genomstucket(!) och urblekt exemplar. (Den som tror sig om att kunna reparera det kan få det.)

"IÖ" nämner att gummit är orsak till fenomenet han observerat. Men 9710 har ju inget gummi i sig. Centreringen är av textil som den brukar vara: Bild

(enligt 9710-experten Troels Gravelsen)
och konupphängningen som bekant av tunnt papper. Är det då att bara de inre "ringarna" av centreringen böjer sig vid små amplituder?

av **roren** » 2009-08-29 00:03

Jag har nappat.
Jag uppskattar verkligen inlägg av den här sorten. Samtidigt undrar jag
precis som Svante, varför man inte kan bara ändra amplituden på signalen
för att se hur Fs ändras vid olika nivåer.
I min värld är det svårt att tänka sig att något material skulle uppvisa ett
linjärt beteende vid olika amplituder.
Samtidigt undrar jag varför man skall designa ett högtalarsystem utifrån
dess "Småsignal" uppförande?? Man lyssnar ju troligen med en högre nivå.

Rolf

av **PeterAkemark** » 2009-08-29 13:04

Känner igen det du beskriver som en del arbete som jag gjorde under 70-talet. Då skulle jag mäta resonansfrekvensen hos olika element och upptäckte, precis som du, att den varierade med konutslaget. På den tiden så var ju elementen inte specificerade mer än till ett värde, eller intervall, för resonansfrekvensen. Jag använde en på den tiden, en generator som kunde driva elementen med ett seriemotstånd om ca 100 ohm, om jag minns rätt. Själva resonansfrekvensen bestämdes alltid med ett x-y kopplat oscilloskåp (En LisaJohansson figur på skärmen). Det är ju svårt ett se var maximum för impedanskurvan ligger genom att enbart mäta spänningen över elementet (eller strömmen genom elementet). Det blir nästan alltid fel faktiskt. Med fasinformationen så är det väsentligt lättare att se var resonansfrekvensen finns, och mycket känsligare.
Den pålagda signalen över elementet kan också varieras och fasinformationen förändras då som funktion av konutslaget. Här är det väl också som så att konutslaget modulerar talspoleinduktansen som torde påverka mätningen en del.

Om det handlar om striktion eller ej är väl i det här lägert svårt att veta. Men jag drar mig till minnes att äldre högtalare ( tidigare än 50-talet) använde inte den idag typiska vågiga centreringsringen i impregnerat tyg utan vanligen tre (3) bladfjädrar. Det kunde var intressant att se om det är någon skillnad mellan de olika typerna av upphänging.

av **faulhund** » 2009-09-04 20:46

PeterAkemark skrev:Men jag drar mig till minnes att äldre högtalare ( tidigare än 50-talet) använde inte den idag typiska vågiga centreringsringen i impregnerat tyg utan vanligen tre (3) bladfjädrar. Det kunde var intressant att se om det är någon skillnad mellan de olika typerna av upphänging.

Några sådana urgamla högtalare har jag, född 1959, inte sett i verkligheten - inte ens i de då gamla radioapparater jag plockade sönder som barn. Men den finaste bilden har jag hittat på eBay.de (näst sista bilden ... så länge den finns kvar! Men med det priset torde den inte vara lättsåld!!!) Det är väl det du menar? På den här nederländska sidanfinns några äldre Philipselement dokumenterade. (Någon officiell sida från Philips har jag inte hittat. Här finns några gamla Philipskataloger: mfbfreaks.nl är ju också ett privat initiativ av folk som mekar med Philips MFB (=motional feed-back)-högtalare. Förresten, varför finns det inte nåt sånt på marknaden idag?)

av **PeterAkemark** » 2009-09-04 21:53

Just så, något i den stilen men konutslaget torde inte vara speciellt stort. Att det inte finns några högtalare som Philips MFB typen torde väl bero på att de också hade inbyggda slutsteg, obra anses det vara om jag kommer ihåg rätt, fast jag har andra erfarenheter.

Jag har letat efter om det finns någon redogörelse för hur olika upphängningars linjäritet kan vara, ex vis veckningens utforming, diameter, tjocklek etc. men inte hittat något. Dessutom, är den verkligen lika i båda riktningarna? Många av de fasellipser som jag sett vid högtalarens resonans är olika runt origo och osymmetriska. Jag tolkar det som att upphängningarna är osymmetriska i sina dynamiska egenskaper, fast en del kommer från modulering av induktansen kan jag tänka.