Att räkna på hur stora konutslag man behöver, hur gör man?

[niclas]

Med anledning av den pågående högtalartävlingen kanske någon fler än jag är intresserad av att räkna på hur man räknar ut hur stor slaglängd och membranarea man behöver. Så om någon (iö? ) kan delge en formel/modell för hur man räknar ut maximal dB på ett element där man vet membranarea samt slaglängd och vilken frekvens man vill spela som lägst.

mvh, Niclas

[IngOehman]

Membranutslaget ökar med kvadraten på frekvensens invers - om membranet sitter i en sluten låda och arbetar i fritt fält. Det sista där är förvisso några viktiga reservationer, men som estimat duger det rätt bra trots allt, den extra marginal som basrefflexlådor och rumsstöd ger kan man tacksamt ta emot bara.

(Således: Minskar frekvensen en oktav ökar slaglängden gånger)


Byter man membran vid någon frekvens måste givetvis slaglängden ökas proportinellt med diameterns kvadrat.

(Således: Går man från 8" till 4" ökar slaglängden 4 gånger.)


Därutöver måste man i modena hemmabiotider räkna med att frekvenser under 80 Hz kan vara 10 dB starkare än de över.

(Således: Lägg till 3,16 gångers slaglängdsbehov under 80 Hz)

Därtill kan man roa sig med att försöka bedöma vad som är normal frekvensfördelning, men i dagens moderna musik är det nästan överflödigt. Förvisso är energin mindra i de högsta oktaverna än i den lägre i mer än 99 fall av 100, men kravet å slaglängd gäller inte energin, utan peaknivåer, och då gör man klokt i att räkna med att de är samma vid alla frekvenser (frekvenser lägre än 80 Hz undantagna enligt tidigare redovisning).


Vh, iö

[niclas]

Intressant, men mer specifikt. Hur starkt kan man lira med en Jordan http://www.ejjordan.co.uk/drivers/jxr6.html vid 300-400hz?

[Svante]

Jag Klistrar väl in det här här också, med en korrektion (jag skrev fel förut)

Formeln för ljudtryck från en punktkälla är:

p=Q*rho0*f/(2*r)

Q är volymflödet i m³/s, rho0=1,2kg/m3, f är frekvensen i Hz, r är avståndet i m.

Volymflödet Q=2*pi*f*Sd*x/sqrt(2), där x är toppvärdet på förflyttningen i m (=Xmax, typ), och Sd är membranarean i m².

Ljudtrycksnivån i dB är Lp=20*log10(p/pref) där pref=20 µPa

Sätter man ihop dem till en formel så blir det:

Lp=20*log10(pi*f²*x*Sd*rho0/(r*sqrt(2)*0,00002)

Undrar om det blev rätt nu.

[IngOehman]

Jag tror det är rätt! (men är inte säker på att det är uppenbart för alla vilka strålningsvinklar (talar om rymdvinklar, inte vinklar) som ekvationerna förutsätter... )

Frågan är dock om folk i gemen vet hur starkt 90 dB är?

Vet man inte det tjänar ju inte formlerna något specifikt syfte. Jag tycker det verkar som om de flesta har någon sorts uppfattning, men när man i verkligheten frågar hur starkt de tror att det är i det ena eller andra fallet kan gissningarna vara 20 dB fel (100 ggr fel i ljudeffekt! Eller förstärkareffekt). Därför är det vettigare att lära sig hur mycker 6 dB är i upplevd skillnad, än att lära sig hur mycket som behöver kunna pumpas för att uppnå ett ljuudtryck som man inte vet hur starkt det låter.


En annan sak är att många verkar blanda ihop ljudtryck på 1 meters avstånd från högtalarna, med ljudtryck på lyssningsplats.

En tredje sak är att olika obehandlade rum kan skilja sig åt >>10 dB >oktavbrett. När det gäller hur mycket stöd de ger vid låga frekvenser alltså. Att bestämma hur mycket man behöver och försöka bestämma hut mycket högtalaren skall kunna pumpa med det som utgångspunkt, kan alltså ge klart mer än 3 ggr fel siffra för pumpkapaciteten (även om man vet exakt vilket ljudtyck man anser sig behöva).

De rum som ger minst stöd kan ge avsevärt mycket mindre än "utomhus på golv mot vägg". (Jag har träffat på rum som ligger 5 dB efter utomhusmiljön, i istortsett hela registret 20 - 100 Hz!)
De rum som ger mest stöd kan ge mer än 16 dB mer än "utomhus på golv mot vägg". Ett lagomt rum ger oftast något mer än "utomhus på golv mot vägg" på bästa lyssningsplats.

Av detta följer att man inte bör glömma rummet.


Till sist vill jag nämna att man egentligen inte behöver veta någonting om absoluta ljudtryck för att kunna komponera ihop ett högtalarsystem som är välbalanserat med avseende på ljudtrycksförmåga genom registren. Det finns en förfärlig massa andra saker* som man måste veta något om, men inte just de absoluta ljudtrycken.


Vh, iö

- - - - -

*Programmaterialens spektrala fördelning, preferenser, rumspåverkan, andra effekter av de olika registrens pump-utformningar, frekvensberoende behov av marginaler för att kunna uppfylla hörbar renhet, andra tillkorta kommanden som kan rendera krav på delningarna, kunskap om effekter från under respektive arbetsregiter, som funktion av filterbranthet och intrinsisk elementbranthet/akustisk belastnng från kabinettet...

Listan kan göras mycket lång.

[niclas]

Ajuste, mycket ska man tänka på.

Men just i mitt fall funderar jag på att använda ett element med en membrandiameter på ca 7cm ned till 300hz ungefär och för att inte chansköpa elementet och sedan upptäcka att de inte räcker till det man hoppats på kan ju vara lite dumt. Om man räknar lite grovt på hur de kan passa i den högtalare man tänkt sig, innan man köper, är ju en god idé, tycker jag då.

[RogerGustavsson]

Det Jordan-element du länkar till varka ha en kondiameter på 5.6 cm. Det ger förstås ingen vidare spridning vid högre frekvenser. Vid 300 Hz bör det kunna spela högt nog men jag vet ju inte dina önskemål. Den mekaniska slaglängden och effekttåligheten verkar peka på ca 108 dB/1m för frekvenser över 300 Hz. Hur distorsionen ser ut vid denna nivå vågar jag inte gissa på....

[paa]

Det är ett konelement med ganska liten diameter på spolen och membranuppbrytningen gör att den aktiva diametern minskar uppåt i frekvens, nästan ner till talspolediametern.
Spridningen bör vara avsevärt mycket bättre från ett kon-membran på 2" än från t.ex ett dome-membran som är lika stort.
Troligen finns inget bredbandselement på marknaden med bättre spridning än detta, och trådskaparen ville ju undvika diskussion om nackdelar med bredbandselement.

[niclas]

Det var den andra tråden jag inte ville ha diskussion om nackdelar med bredbandselement..

Intressant Paa! Om man ser på formen hos Jordanelementets membran är mitten formad likt en kon, kan det innebära att den övergår till att likna en domediskant i det övre registret? Eller har spridningen med annat att göra?

[RogerGustavsson]

Det är ett konelement med ganska liten diameter på spolen och membranuppbrytningen gör att den aktiva diametern minskar uppåt i frekvens, nästan ner till talspolediametern.
Spridningen bör vara avsevärt mycket bättre från ett kon-membran på 2" än från t.ex ett dome-membran som är lika stort.

Fast lite märkligt är det att man inte ens vågar visa frekvensgången "off axis" på hemsidan. En sådan visas däremot på den större släktingen.

[IngOehman]

Vill börja med att klargöra att jag inte i huvudet minns hur elementet ifråga mäter.

Därefter vill jag hålla med PAA om att konelement typiskt uppvisar avsevärt mycket större spridning än dome-element, men, och detta är en viktig reservation: Det gäller primärt för mjukmembraniga element.

Det finns exempel på hårdmembranskoner som uppvisar rätt lite spriding, medan domer (konvexa domer) med hårt membran kan uppvisa mycket stor spridning.


Till sist ber jag alla obeservera att jag inte skriver "god spridning" när jag menar stor spridning. Ej heller skriver jag "dålig spridning" när jag menar liten spridning. Frågan om hur mycket spridning som är önskvärd/lämplig varierar ju från fall till fall. Lite kan vara bra och mycket kan vara dåligt, det beror på vad man behöver för den specifika applikationen.

Värderingen bör alltså inte vara generellt låst till den fysikaliska egenskapen.


Vh, iö

[AndersP]

För att återgå till topic en sekund så gillar jag det här räknearket:
http://www.linkwitzlab.com/spl_max1.xls

Har ingen aning om hur korrekt det är i alla stycken, men man får en fin känsla för hur sakerna hänger i hop tycker jag.