Tredje ordningens slutet system? Hur beräkna/göra?

av **Morgan** » 2013-03-02 17:08

Låt säga att man har ett slutet bassystem med en väldans massa headroom, men en lite för hög Fs och en aning för resonansvilliga element (billiga grejer). Den slutna baslådan och elementet utgör ett andra ordningens akustiskt system, om jag förstått saken rätt. Om man nu kopplar en väldigt fet kondensator i serie med baselementet så händer grejer med tonkurvan, och man får ett tredje ordningens system, som med rätt dimensionering kan få väsentligt bättre utsträckning nedåt i frekvens, på bekostnad av dels brantare fall under f3, dels en förlust i systemkänslighet.

Men systemkänsligheten behöver vi inte bry oss om, för vi ska använda oss av väldans många basar med aktiv drivning och EQ. Och att man får en brantare avskärning nedåt i frekvens, så att man kan glömma det där med infra-bas, det struntar vi i. Vi gör detta bondeoffer för att plocka hem den bättre utsträckningen nedåt.

Så här ser det ut i en beskrivning jag hittat på ett annat forum:
Bild

Vad gör man mer för trade-offs? Det ser ju så snyggt ut på papper, men kommer den här konstruktionen upplevas som mer odämpad och resonansvillig än frekvensresponsen tycks ge sken av? Vinner man något som helst på att använda den här metoden, jämfört med att EQ:a systemet med sin MiniDSP? (Jag är fullt medveten om att stora kondensatorer kostar pengar, btw)

Lite länkar:
http://www.audiokarma.org/forums/archiv ... 86000.html
http://www.diyaudio.com/forums/subwoofe ... d-sub.html
http://www.diyaudio.com/forums/subwoofe ... s-cap.html

av **Morgan** » 2013-03-02 17:11

Och så glömde jag den oerhört viktiga frågan: Hur beräknar man lämpligt värde på seriekondensatorn?
Ändras lämpligt värde på seriekondensatorn, om man istället för ett ensamt element tänker koppla 4 element i serie/parallell-koppling?

Kan Basta modellera effekterna av det här?

Kan man trolla med knäna, så att ett element med direkt olämpliga värden för sluten låda och ett resulterande system-Q på runt 1,5 ändå blir användbart?

av **Nissep** » 2013-03-02 17:17

Advanced RLC network
This network can be any combination of resistors, capacitors and/or inductors. The network has three pre-defined nodes, "in", "out", and "gnd", corresponding to its input, output and ground connections. Apart from these nodes, the network may contain additional internal nodes, which are identified by user-selected names.

In some cases, like the conjugate link, no separate in- and outputs are desired. If so, the input and outputs can be shorted. In this case "in" and "out" are treated as synonyms for the common node that is connected to the "hot" side of the network.

In principle, the remaining parts of the passive electric circuit can also be built as part of the advanced RLC network, but in many cases it is easier to use the pre-defined circuits, as follows.

http://tolvan.com/basta/Basta!TechDoc.htm

Så.. Kanske?

av **Morgan** » 2013-03-02 17:28

Nissep skrev:
http://tolvan.com/basta/Basta!TechDoc.htm

Så.. Kanske?

Okej, så man sätter alltså Ch1 till aktiv (1a ordningen högpass) och hittar ett lämpligt värde?

av **Nissep** » 2013-03-02 17:41

Ingen aning faktiskt..

Men möjligheten verkar finnas iallafall.

av **Svante** » 2013-03-02 17:46

Morgan skrev:Och så glömde jag den oerhört viktiga frågan: Hur beräknar man lämpligt värde på seriekondensatorn?
Ändras lämpligt värde på seriekondensatorn, om man istället för ett ensamt element tänker koppla 4 element i serie/parallell-koppling?

Kan Basta modellera effekterna av det här?

Kan man trolla med knäna, så att ett element med direkt olämpliga värden för sluten låda och ett resulterande system-Q på runt 1,5 ändå blir användbart?

Ja, det är enkelt i Basta!, det är bara att lägga ett första ordningens passivt filter så får man en seriekonding.

Trolleriet har sitt pris, det man vinner i utnivå betalar man med lägre impedans så att förstärkaren levererar mer effekt. Impedansen sjunker alltså under resonansfrekvensen, där man ju får lyftet.

Av simuleringen nedan kan man se att det är olämpligt att göra vilda chansningar på kondensatorvärdet, impedansen blir nedåt 1 ohm i exemplet med en medelstor kondensator.

Bild

av **the_Suede** » 2013-03-02 17:54

Nja, det borde vara enklare att använda "simulering", och leka lite med angivna värden. Då sätter du kondensatorn som seriedel i "passive electric cirquit" innan elementet.
Det kräver dock att du har vettiga (rimliga) TS-värden på elementet till hands. I en sluten låda gör det iofs inte så mycket om någon parameter är lite "off", felmarginalerna är ganska stora.

Men det finns så långt jag kan se inget verkligt värde i att göra det, om du redan har tillgång till eq innan förstärkning. Alla olinjäriteter och resonanser i elementet get ju små fnurror på impedanskurvan, sätter man en konding i serie med detta uppstår säkert andra problem (frågan är om det är hörbart dock...).

Kostnaden för en bra konding i den storlek som krävs för att göra detta vid de frekvenser du indikerat är dock inte liten. Det bli säkert upp mot 1000uf.

Vill man åt termal-optimering (att balansera mekanisk tålighet mot effekt-tålighet i systemet) kan du ju bygga lådan lite mindre än vad du tänkt från början. Slutet med Qt ca 1.0-1.2 brukar gå att köra med lagom avvägning effekt/mekanisk tålighet (x-max).

Du kan inte simulera systemet med en enkel 1-grad högpass innan förstärkning, kondingen är inte bara en högpass-pol. Du får ju en resonant effekt mot högtalarens egen puckel på impedanskurvan - det är det som gör att systemet med konding öht fungerar. Annars hade inte avsnittet precis nedanför systemets orginalresonans ökat.

av **the_Suede** » 2013-03-02 17:55

Svante var snabbare...

av **Svante** » 2013-03-02 18:00

Det är fö fel som det står att verkningsgraden (efficiency) för systemet minskar. Verkningsgraden är konstant (om man bortser från ev resistiva förluster i kondensatorn, vilket i sammanhanget är rimligt). Det som ändras är däremot känsligheten, det är ju den vi ser i tonkurvan, och den både sjunker och stiger. Den sjunker över resonansfrekvensen pga att systemimpedansen stiger och den stiger under resonansfrekvensen pga att systemimpedansen sjunker där.

Seriekondensatorn får alltså förstärkaren att leverera mer effekt under och mindre effekt över resonansfrekvensen.

Spänningen över elementet varierar förstås på motsvarande sätt som effekten.

av **Morgan** » 2013-03-02 19:13

Svante skrev:Seriekondensatorn får alltså förstärkaren att leverera mer effekt under och mindre effekt över resonansfrekvensen.

Exakt samma sak kan man ju uppnå med EQ före förstärkaren, utan att behöva utsätta den för låga impedanser, så då är frågan vilket som är bäst att göra?

av **Svante** » 2013-03-02 19:59

Morgan skrev:
Svante skrev:Seriekondensatorn får alltså förstärkaren att leverera mer effekt under och mindre effekt över resonansfrekvensen.

Exakt samma sak kan man ju uppnå med EQ före förstärkaren, utan att behöva utsätta den för låga impedanser, så då är frågan vilket som är bäst att göra?

Ja, och det beror ju på vilken impedans som förstärkaren bäst levererar den givna effekten i. Det varierar rimligen med förstärkare och med effekt.

av **MagnusÖstberg** » 2013-03-02 20:09

Morgan - lägg inte ner någon energi på de där skräpelementen!

Ditt liv är inte fyllt av tid i överflöd.

av **Morgan** » 2013-03-02 22:15

MagnusÖstberg skrev:Morgan - lägg inte ner någon energi på de där skräpelementen!

Ditt liv är inte fyllt av tid i överflöd.

Jag tänkte ta och försöka lära mig hur man gör mätningar med REW, Sirp och simuleringar i Basta! samt hur man beräknar 'custom biquads' för LT i MiniDSP. Elementen är någonting jag får i utbyte mot ett antal timmars arbete och lite bilkörning, och de kommer i vart fall inte vara sämre än mina nuvarande femtontummare, som redan nu låter fullt dugligt. Tiden jag lägger ner är alltså inte "jobb jag lägger ner i onödan för att få ett undermåligt resultat" utan snarare "jobb jag lägger på att lära mig hur grejer funkar".

Det fina med de åtta tolvorna är att jag undan för undan kan byta ut dem mot betydligt bättre element, på min väg mot ljudnirvana. Och när de byts ut så kommer de istället att få ta plats i partyburkar att bräcka grannarna med

av **chrisss** » 2013-03-03 11:24

Nu har du ju redan valt element men det kanske är intressant ändå...

Effekten uppstår ju då seriekondensatorn reagerar med impedanstoppen.
Alltså beror utfallet på hur impedanstoppen ser ut.
D.v.s förhållandet mellan Qts Qes & Qms skall vara lämnpliga.

Drar mig till minnes att jag läst någonstans att Qms skall vara högt.
Dv.s man behöver en viss höjd på impedanstoppen.

Även dess spetsighet (Q) torde vara viktig.

OBS! Jag är maskinare och kan inte sånt här :oops:

av **Kraniet** » 2013-03-03 18:04

men kondensatorn är ju så dyr att det inte är någon idé att fundera på det.

av **Morgan** » 2013-03-03 19:46

Jag skippar det där med kondensator, för min förstärkare gillar inte impedanser under 6 Ohm i kombination med krav på höga effekter.

Det blir LT med hjälp av MiniDSP, samt eventuellt lite mild PEQ för att anpassa till rummet.

Tack för hjälpen, hur som helst - uppskattar verkligen att man kan fråga och få svar man kan lära sig av! Typ: Det är så enkelt att seriekondensatorn sänker impedansen på vänster flank av peaken, så att förstärkaren lämnar mer effekt, (om den är stabil i låga impedanser).

av **Svante** » 2013-03-03 23:15

Morgan skrev:Tack för hjälpen, hur som helst - uppskattar verkligen att man kan fråga och få svar man kan lära sig av! Typ: Det är så enkelt att seriekondensatorn sänker impedansen på vänster flank av peaken, så att förstärkaren lämnar mer effekt, (om den är stabil i låga impedanser).

Ja, det var bra sammanfattat. Den sänker också effekten till höger om impedanstoppen. Det hele beror på att impedansen är induktiv under resonansfrekvensen och kapacitiv över resonansfrekvensen (upp tills talspoleinduktansen börjar dominera, då blir den induktiv igen).

av **DrBoar** » 2013-03-04 19:37

När jag kopplade in seriekondensatorer så blev inga farliga impedansdippar och då provade jag från 200 till 2200µF.

Angående beräkningar så kolla på min blogg http://drboar.blogspot.se/ men i ekvationen finns in konstant som varierar från 100 000 till 316 000 beroende på på om indukatansen är riktigt låg, vanlig eller riktigt hög.

I mitt fall hamnade beräknad kapacitans på 800µF men min gissning utav mätningarna tyder mer på 600 eller kanske tom 400µF

Jag har inte provat andra element med högre Q.

Ljudia tar 55 kr för en 470µF elektrolytkonding så priset är knappast ett hinder.

Elementet i låda
Bild

Impedansen
Bild

Närfältsmätning, fan vet vad hacken beror på
Bild