Läckande "slutna" lådor - hur är tänket?

[JM]

http://diyaudioprojects.com/Technical/Aperiodic/


http://kimmosaunisto.net/CardSub/CARDSUB.html

Jag behöver hjälp med att reda ut begreppen variable volume resistance enclosure och aperiodic loudspeaker.
Bägge typerna verkar vara varianter av samma tema dvs läckande "slutna" lådor utan avstämd port typ basreflex.
Hur är tänket? Plus och minus?


Mina första högtalare var ett par Dynaco A25 med ett glasfiber täckt hål i lådan (läckande högtalare) under baselementet. Högtalarna hade vad jag minns för sin storlek bra bas.

JM

[Perfector]

Minns jag rätt så fanns flera typer av variovent.
Avsikten var att släppa ut basresonansen ur lådan utan att tappa styrningen av luftfjädern.
Dansk HiFi hade en serie med vridbara variovent där man kunde öppna alltmer mot basreflex eller stänga till sluten låda.
Som jag minns dom lät det inte alls illa.
Skulle dock tro att det krävs krångliga beräkningar för att göra något sådant idag.
Möjligen har IÖ en hypotes om hur det funkar.

[JM]

http://www.audioxpress.com/article/Acou ... r-Speakers

Ger mer text men inte mycket mer förståelse som jag ser det.

JM

[Svante]

Det där är väl en sån där sak som man provar en gång och märker att det inte var så bra. En resistans i porten ger möjlighet till samma tonkurva som med basreflex, men med en större låda... En av bilderna högst upp skvallrar dock om en annan tanke nämligen att bygga en kardioidhögtalare, alltså en med riktverkan. Ett högtalarelement i fri luft strålar ju som en dipol, medan en i sluten låda strålar som en monpol. Bygger man ihop en monpol med en dipol får man en kardioidriktverkan. Och släpper man ut lite av baksidans tryck så får man ett mellanting mellan dipol och monopol; lite av varje, typ. Kruxet är dock att få dipolen och monopolen lika starka och så blir det typiskt bara inom ett ganska begränsat frekvensområde.

Så idén är kul och utbildande, men ger nog i slutänden inte fler fördelar än nackdelar.

[paa]

Ett relativt stort baselement med relativt högt Q-värde passar inte bra i varken sluten låda eller basreflex.
I stället för att optimera elementets parametrar har man då infört en resistiv öppning i lådan för att dämpa resonanspuckeln som man får.
Men i dag förstår de flesta högtalarkonstruktörer bättre hur man ska få elementen att samverka med lådan utan att behöva dämpa bort energi.

[sprudel]

Minns jag rätt så fanns flera typer av variovent.
Avsikten var att släppa ut basresonansen ur lådan utan att tappa styrningen av luftfjädern.
Dansk HiFi hade en serie med vridbara variovent där man kunde öppna alltmer mot basreflex eller stänga till sluten låda.
Som jag minns dom lät det inte alls illa.
Skulle dock tro att det krävs krångliga beräkningar för att göra något sådant idag.
Möjligen har IÖ en hypotes om hur det funkar.

Jag har haft sådana, Dansk HiFi, prof 100 är något som klingar till. Få kolla upp detta.

[i]

Ett relativt stort baselement med relativt högt Q-värde passar inte bra i varken sluten låda eller basreflex.
I stället för att optimera elementets parametrar har man då infört en resistiv öppning i lådan för att dämpa resonanspuckeln som man får.
Men i dag förstår de flesta högtalarkonstruktörer bättre hur man ska få elementen att samverka med lådan utan att behöva dämpa bort energi.

En låda för sunkiga element?

[IngOehman]

Minns jag rätt så fanns flera typer av variovent.
Avsikten var att släppa ut basresonansen ur lådan utan att tappa styrningen av luftfjädern.
Dansk HiFi hade en serie med vridbara variovent där man kunde öppna alltmer mot basreflex eller stänga till sluten låda.
Som jag minns dom lät det inte alls illa.
Skulle dock tro att det krävs krångliga beräkningar för att göra något sådant idag.
Möjligen har IÖ en hypotes om hur det funkar.

En hypotes?

Detta är väl kartlagda saker och kunskapen om dem är långt högre än på hypotesnivå (en hypotes är en gissning).

Kortfattat kan man säga att variovent är en utomordentligt dålig ide under förutsättning att utgångspunkten är en kompetent konstruktör i en situation som medger att högtalarelementens dimensionering är en del av aktuellt projekt.

Att dämpa en resonans genom att läcka ljud genom en strömningsdämpad öppning ger inte bara meningslösa energiförluster utan dessutom försämrar det den mekaniska verkningsgraden (ljudtryck per membranpumpningsvolym) eftersom det läckta ljudet hamnar i motfas med det som membranet skapar. Det blir alltså till och med sämre än med en sluten låda.

En riktigt dålig ide helt enkelt.

Dessutom förlorar man en av de faktiska fördelar som slutna lådor under vissa förutsättningar ger - en "nästan-DC-fjädring" som i den halvlånga perspektivet minskar tendensen till dynamisk offset.


Vh, iö

[Svante]

Här är en simulering som ungefär visar vad som händer. Det är Basta!s defaultsystem (basreflex) som har fått sänkt Q-värde (Qp=1) i porten (variovent) eller blitt sluten (sluten).

[Perfector]

Minns jag rätt så fanns flera typer av variovent.
Avsikten var att släppa ut basresonansen ur lådan utan att tappa styrningen av luftfjädern.
Dansk HiFi hade en serie med vridbara variovent där man kunde öppna alltmer mot basreflex eller stänga till sluten låda.
Som jag minns dom lät det inte alls illa.
Skulle dock tro att det krävs krångliga beräkningar för att göra något sådant idag.
Möjligen har IÖ en hypotes om hur det funkar.

En hypotes?

Detta är väl kartlagda saker och kunskapen om dem är långt högre än på hypotesnivå (en hypotes är en gissning).

Kortfattat kan man säga att variovent är en utomordentligt dålig ide under förutsättning att utgångspunkten är en kompetent konstruktör i en situation som medger att högtalarelementens dimensionering är en del av aktuellt projekt.

Att dämpa en resonans genom att läcka ljud genom en strömningsdämpad öppning ger inte bara meningslösa energiförluster utan dessutom försämrar det den mekaniska verkningsgraden (ljudtryck per membranpumpningsvolym) eftersom det läckta ljudet hamnar i motfas med det som membranet skapar. Det blir alltså till och med sämre än med en sluten låda.

En riktigt dålig ide helt enkelt.

Dessutom förlorar man en av de faktiska fördelar som slutna lådor under vissa förutsättningar ger - en "nästan-DC-fjädring" som i den halvlånga perspektivet minskar tendensen till dynamisk offset.


Vh, iö

Jag ber om ursäkt för det olyckliga ordvalet.

[JM]

Partiellt öppen låda "Open box" var standard för de flesta äldre rörradioapparater. Värmen från rören ventilerades ut och samtidigt fungerade lådan som en partiell baffel med dipolliknande egenskaper med viss bas.

Inte utan viss glädje gräver jag fram mina gamla KTH E böcker - Beraneks Acoustics 1954, Cohens Hifi Loudspeakers and Enclosures 1956 och Olson Acustical Enineering 1957.
Läser i Cohens bok "HiFi Loudspekers and Enclosures" s 197 ff att han delar upp högtalarlösningar på ett osystematiskt sätt i

-Inga bafflar
-Oändliga bafflar
-Fasvändande lösningar
-Slutna lådor.

Han verkar se en partiellt öppen låda som specialvariant mellan ingen baffel och oändlig baffel där det fasvändande inslaget begränsar basen. Baffelns storlek och resonansfrekvensen hos basen avgör till viss del hur långt ner basen går.
Lådan till rörradion har inte en oändlig baffel men en ändlig baffel som ger mer bas än ingen baffel alls och möjligen mindre bas än en motsvarnde sluten låda beroende på högtalarelementets resonansfrekvens.
I fasvändande lösningar verkar inkluderas öppen låda, basreflex, dipoler, cardioider, tappade horn, olika ljudledningshögtalare, volume resistance enclosure, aperiodic loudspeaker, mfl.

Capture1.PNG (175.11 KiB) Visad 2795 gånger

I Olsons bok s 159 ff jämför han mätningar på sluten låda med öppen låda och basreflexliknande låda.

JM

[Svante]

Mjaa... Det har hänt en del sen dess. Redan 1966 redde Johan Liljencrants ut hur det är med basreflexlådan, dvs före Thile/Small. Arbetet publicerades dock i en tidskrift med för liten spridning för att bli allmänt känt, och Thile/Small vet nog fortfarande inte om att det finns.

http://www.speech.kth.se/prod/publicati ... 07-022.pdf

[IngOehman]

Minns jag rätt så fanns flera typer av variovent.
Avsikten var att släppa ut basresonansen ur lådan utan att tappa styrningen av luftfjädern.
Dansk HiFi hade en serie med vridbara variovent där man kunde öppna alltmer mot basreflex eller stänga till sluten låda.
Som jag minns dom lät det inte alls illa.
Skulle dock tro att det krävs krångliga beräkningar för att göra något sådant idag.
Möjligen har IÖ en hypotes om hur det funkar.

En hypotes?

Detta är väl kartlagda saker och kunskapen om dem är långt högre än på hypotesnivå (en hypotes är en gissning).

Kortfattat kan man säga att variovent är en utomordentligt dålig ide under förutsättning att utgångspunkten är en kompetent konstruktör i en situation som medger att högtalarelementens dimensionering är en del av aktuellt projekt.

Att dämpa en resonans genom att läcka ljud genom en strömningsdämpad öppning ger inte bara meningslösa energiförluster utan dessutom försämrar det den mekaniska verkningsgraden (ljudtryck per membranpumpningsvolym) eftersom det läckta ljudet hamnar i motfas med det som membranet skapar. Det blir alltså till och med sämre än med en sluten låda.

En riktigt dålig ide helt enkelt.

Dessutom förlorar man en av de faktiska fördelar som slutna lådor under vissa förutsättningar ger - en "nästan-DC-fjädring" som i den halvlånga perspektivet minskar tendensen till dynamisk offset.


Vh, iö

Jag ber om ursäkt för det olyckliga ordvalet.

Nema problema!

Tyckte bara att det var bra att göra klart att detta ämne är väl kartlagt (de teoretiska modellerna är omfattande och ger väldigt bra förutsägelser) och man därför kan räkna ut hur det är och slipper gissa. Hypotesernas tid är förbi.


Vh, iö

[JM]

Mjaa... Det har hänt en del sen dess. Redan 1966 redde Johan Liljencrants ut hur det är med basreflexlådan, dvs före Thile/Small. Arbetet publicerades dock i en tidskrift med för liten spridning för att bli allmänt känt, och Thile/Small vet nog fortfarande inte om att det finns.

http://www.speech.kth.se/prod/publicati ... 07-022.pdf

Tack Svante!

Intressant information. Tyckte det var lite kul att referera till äldre forskning och undvek medvetet Thile/Small för skapa lite annorlunda syn och lite mer intuitivt hanterbart förhållningssätt.
Extra intressant tycker jag var tänket med olika grad av fasvändning relativt direkt ljudet som övergripande förklaringsmodell till olika högtalarlösningar.
Tyvärr är hackordningen i världen fortfarande avgörande för penetransen av forskning.

JM

[IngOehman]

Här är en simulering som ungefär visar vad som händer. Det är Basta!s defaultsystem (basreflex) som har fått sänkt Q-värde (Qp=1) i porten (variovent) eller blitt sluten (sluten).

Har du satt basreflexrörets längd till noll också? Det ser inte ut så.


Vh, iö

[IngOehman]

Det är en uttalad del av specifikationen för variovent att luftmassan skall vara så låg som möjligt, det vill säga att det inte skall finnas en resonans som ger fasvändning vid frekvenser därovan (LP-filter).


Vh, iö

[IngOehman]

PS. När arbeten från 1966 nämns så kanske det är på sin plats att nämna Stig Carlssons arbeten med samma fråga på 50-talet, där han med sin "volymparameter" skaffade sig ett enkelt instrument för att kunna förutsäga utnivån vid fh från ett basreflexsystem.

Stig hanterade dock dämpningen som avgör nivån mellan fh och det linjära området (=det massakontrollerade området) separat. Och då han i huvudsak arbetade experimentellt och dessutom under en tid då praktiskt taget alla element han konfronterades med för sina applikationer var undermotoriserade (enligt hans bedömning) så såg han till summan av de tre dämpningskomponenterna; De (Bl^2/(Re+Rg)), Dm och Da, där han gärna manipulerade den sistnämnda med strömningsdämpning så summan blev tillräcklig. Som alternativ manipulerade han Rg för att uppnå samma effekt. Det vill säga försåg Rg med negativt värde.


Vh, iö

[Svante]

Det är en uttalad del av specifikationen för variovent att luftmassan skall vara så låg som möjligt, det vill säga att det inte skall finnas en resonans som ger fasvändning vid frekvenser därovan (LP-filter).


Vh, iö

Aha, så här då? Qp=0,3 fh=70 Hz (vilket ger rörlängd 9 mm med 50 mm "rördiameter"). Det som slår en när man pillar med värdena i simuleringen är "ok, varför...?" Det blir liksom inte bra.

[IngOehman]

Exakt, toppen.

Men jag tror tätheten av varioventen i simuleringen är för stor. Det vill säga att målet var en större reducering av impedanstoppen. En vanlig variovent var inte justerbar, men det var normalt att använda flera för att få tillräckliga förluster.

Har för mig att målet ibland sades vara att impedanstoppen skulle vara typ mindre än 60% av Re. Kan minnas fel om det dock.

Är inte säker men jag tror att en normal variovent hade en diameter om 8-10 cm, och som sagt, man använda ofta flera än en. Dock tror jag lathundarna för detta bara relaterade antalet till lådvolymen. X liter - en variovent, 2X liter - två variovent, 3X liter - tre variovent... Fast jag har ett minne av att "regeln" inte var riktigt linjär.


Vh, iö

[paa]

Det är en uttalad del av specifikationen för variovent att luftmassan skall vara så låg som möjligt, det vill säga att det inte skall finnas en resonans som ger fasvändning vid frekvenser därovan (LP-filter).


Vh, iö

Aha, så här då? Qp=0,3 fh=70 Hz (vilket ger rörlängd 9 mm med 50 mm "rördiameter"). Det som slår en när man pillar med värdena i simuleringen är "ok, varför...?" Det blir liksom inte bra.

Prova med element med Qtot=0.5 och se om det kan ge mer argument för varioventen.

[ChristianAndersson]

Om man tänker utanför lådan:
En sänkt impedanstopp, varför?

1. För att få jämnare frekvensgång ihop med rörförstärkare?
(utan konjugatkomp. förtjänster)

[Kalejdokom]

Dynaudio är väl en tillverkare som förespråkat Variovent. Kanske är det ett lämpligt koncept för deras neodymiumbasar som väl inte har ts-parametrar som simulerar så bra i br-lådor. Jag menar att kanske vissa element lämpar sig bättre med Variovent än andra element.

[Svante]

Det är en uttalad del av specifikationen för variovent att luftmassan skall vara så låg som möjligt, det vill säga att det inte skall finnas en resonans som ger fasvändning vid frekvenser därovan (LP-filter).


Vh, iö

Aha, så här då? Qp=0,3 fh=70 Hz (vilket ger rörlängd 9 mm med 50 mm "rördiameter"). Det som slår en när man pillar med värdena i simuleringen är "ok, varför...?" Det blir liksom inte bra.

Prova med element med Qtot=0.5 och se om det kan ge mer argument för varioventen.

Så här? Sänkt Bl till 5 så att Qts blir 0,57. Tveksamt om det blir bättre än den slutna, möjligen blir det en lägre resonanstopp, men också mindre bas. Det är nog bättre att sätta dämpningen i en korg med dämpmaterial om man nu vill ha en nödlösning för bastoppigheten.

[Svante]

Om man tänker utanför lådan:
En sänkt impedanstopp, varför?

1. För att få jämnare frekvensgång ihop med rörförstärkare?
(utan konjugatkomp. förtjänster)

Ja, alltså det går ju ihop med att man har ett element med för liten dämpning / för högt Qts. Ska man ersätta den dämpning man förlorar genom att använda ett för svagt magnetsystem så ska den sitta direkt bakom konen. Resistivt utsläpp till omgivningen ger inte så många plus.

[IngOehman]

Precis. Det är bara dumt.

Det är svårt att hitta något hållbart argument för variovent överhuvudtaget.

Varianter som läcker av andra skäl, t ex för att styra spridningsegenskaper vid lite högre frekvenser än de lägsta, är något helt annat. Det kan man försvara, i system som är HP-filtrerade. Att det går att försvara dem betyder inte att det är bättre att göra så än att inte göra det, bara att det inte längre än entydigt sämre, såsom variovent.


Vh, iö

[i]

Finns det element som, på grund av brister, trots allt bör monteras i sådana här lådor? T ex för att de pga konstruktion inte tål/fungerar med vare sig sluten låda eller basreflex?

[Perfector]

Finns det element som, på grund av brister, trots allt bör monteras i sådana här lådor? T ex för att de pga konstruktion inte tål/fungerar med vare sig sluten låda eller basreflex?

Finns det något element som inte funkar om man belastar konen med röret?
Jag har inte hittat nå't på 25 år.

[IngOehman]

Jodå, det finns faktiskt element som passar klart dåligt i basreflexlådor (extremt högkomplianta element), men då passar de å andra sidan inte i variovent heller utan bör sättas i slutna lådor.

- - -

Hur ett element än är felkonstruerat så kommer det att fungera bättre i ANTINGEN basreflexlåda eller sluten låda.

Variovent har liksom ingen fördel framför båda, vad man än tittar på för egenskap. Den som anser att jag har fel får gärna upplysa mig, det är kul att lära sig i så fall.

Allt det ovanstående sagt med reservation för att någon kan tycka att basreflex- och slutna lådor inte kan kontrollera Q-värdet, men de kan de ju. Både basreflexlådor och slutna lådor går att dämpa således att Q i lådan begränsas. Och då sker det på ett mycket bättre sätt än med variovent.


Vh, iö

[i]

Jodå, det finns faktiskt element som passar klart dåligt i basreflexlådor (extremt högkomplianta element), men då passar de å andra sidan inte i variovent heller utan bör sättas i slutna lådor.

- - -

Hur ett element än är felkonstruerat så kommer det att fungera bättre i ANTINGEN basreflexlåda eller sluten låda.

Variovent har liksom ingen fördel framför båda, vad man än tittar på för egenskap. Den som anser att jag har fel får gärna upplysa mig, det är kul att lära sig i så fall.

Allt det ovanstående sagt med reservation för att någon kan tycka att basreflex- och slutna lådor inte kan kontrollera Q-värdet, men de kan de ju. Både basreflexlådor och slutna lådor går att dämpa således att Q i lådan begränsas. Och då sker det på ett mycket bättre sätt än med variovent.


Vh, iö

Det var någon som nämnde annanstans att ett visst element inte tålde trycket i en sluten låda pga för vek kon. Och inte fungerade i basreflex av andra orsaker.

[Svante]

Jodå, det finns faktiskt element som passar klart dåligt i basreflexlådor (extremt högkomplianta element), men då passar de å andra sidan inte i variovent heller utan bör sättas i slutna lådor.

- - -

Hur ett element än är felkonstruerat så kommer det att fungera bättre i ANTINGEN basreflexlåda eller sluten låda.

Variovent har liksom ingen fördel framför båda, vad man än tittar på för egenskap. Den som anser att jag har fel får gärna upplysa mig, det är kul att lära sig i så fall.

Allt det ovanstående sagt med reservation för att någon kan tycka att basreflex- och slutna lådor inte kan kontrollera Q-värdet, men de kan de ju. Både basreflexlådor och slutna lådor går att dämpa således att Q i lådan begränsas. Och då sker det på ett mycket bättre sätt än med variovent.


Vh, iö

Det var någon som nämnde annanstans att ett visst element inte tålde trycket i en sluten låda pga för vek kon. Och inte fungerade i basreflex av andra orsaker.

Det kan man ha två synpunkter på. Den ena är "men byt element då...". Den andra är att all luft som ger ljudtryck kommer från lådan. Det betyder att för ett visst givet ljudtryck utanför lådan måste trycket inuti lådan ha ett visst värde. Det spelar alltså ingen roll om det är en sluten låda, variovent eller basreflex. Så om elementet inte "tål trycket" så är det lika illa vilken låda man än sätter det i.

[IngOehman]

Ja, jo. Fast ändå inte riktigt.

Om elementets tryckfaktor eller dess slaglängd sätter gränsen avgör belastningen på membran/upphängning.

I en sluten låda så kommer lite förenklat samma tryck att uppstå (över- och under-) på membranets/upphängningens baksida, oavsett frekvens, vid den insignal som ger max linjär slaglängd.

Nu är detta förvisso olika insignalnivå beroende på frekvens, men vid alla låga frekvenser (rimligt långt under Fb) så blir det samma insignal och över det betyder det en insignalnivå som stiger med 6 dB/oktav.

I en (betydligt större i normalfallet, för samma element) basreflexlåda så är det bara vid Fh som samma tryck uppstår vid samma insignalnivå (vid lägre frekvenser så behöver signalnivån hållas lägre). Vid högre frekvenser (>> Fh) så blir trycken mindre för samma insignal/utsignalnivå.

Det gör att den kritiska faktorn som ofta är resonansbeteenden i upphängningen (där ljudhastigheten är låg då den är mjuk, även om den relativt sett lilla ytan av surrounden gör att artefakterna p g a fundamentalresonansen ofta syns väldigt lite i tonkurvan) ställer till det värre i slutna lådor (då de är små) än i basreflexlådor (som är större).

Kort sagt - när det går resonansvågor i surrounden så är den mycket känsligare för tryckförändringarna i lådan, än vid låga frekvenser då det inte går vågor i den och den därför blir strukturellt starkare. För mycket stora konutslag så är den dock sträckt och alltid känslig.

Men sammanfattningsvis är en trycktålig surround viktigare i en liten sluten låda än i en basreflexlåda, trots att maxtrycket är samma i båda. Variovent är lika illa som sluten låda därvidlag, bortsett ifrån att man dessutom drabbas av större konrörelser för samma ljudtryck, och dessutom mera problem med dynamisk offset.


Vh, iö

[Kalejdokom]

Likväl förekommer konstruktionen hos de mest seriösa högtalartillverkare även i nya modeller, nedan ett exempel från SEAS, där man rekommenderar 12 gram dämpning i porten. En snabb simulering för basreflex visar på orimligt stor låda (>150 L), så här är kanske ett exempel när det funkar bra med variovent (28 L). Eller som SEAS skriver: "The highly damped vent acts as an acoustic resistor, resulting in a non-resonant (aperiodic) system".

http://www.hifikit.se/images/6715/seas_a26_appnote.pdf

[Svante]

Tja, så länge det finns köpare finns det säljare.

[JM]

Även en basreflexlåda är en läckande högtalare. Om jag har fattat rätt är ljudet i basreflexporten fasvänt relativt dvs direktljudet. Är det så att till skillnad från en kvartvågspipa är ljudet vanligen ej 180 graders fasvänt vid avstämningsfrekvensen dvs positiva och negativa interferenser påverkar direktljudet ffa vid låga frekvenser. Uppenbarligen finns viss kontroll av detta - hur?

JM

[Svante]

Även en basreflexlåda är en läckande högtalare. Om jag har fattat rätt är ljudet i basreflexporten fasvänt relativt dvs direktljudet. Är det så att till skillnad från en kvartvågspipa är ljudet vanligen ej 180 graders fasvänt vid avstämningsfrekvensen dvs positiva och negativa interferenser påverkar direktljudet ffa vid låga frekvenser. Uppenbarligen finns viss kontroll av detta - hur?

JM

Nja, för basreflex ligger ljudet ur porten i fas med ljudet från elementet över helmholtzrfrekvensen, men i motfas under. Trycket inuti lådan (som ju ligger i motfas med trycket på elementets framsida) ger en kraft på massan i porten, kraften = massan * accelerationen F=ma. Om rörelsen är sinusformig så blir förflyttningen accelerationen integrerad två gånger, vilket ger en minussinus. Två fasvändningar gör att ljudet blir i fas.

Med en resistans i porten i stället blir i stället luftens hastighet (inte acceleration) proportionell mot trycket i lådan, och då får man en minuscosinus i stället, dvs ljudet ur porten ligger 90 grader ur fas mot högtalarelementljudet.

[JM]

Tack Svante! Har ngt tipps på bok typ snabbkurs i ämnet. Har många svarta hål att fylla.

JM

[Svante]

Tack Svante! Har ngt tipps på bok typ snabbkurs i ämnet. Har många svarta hål att fylla.

JM

Nä. Jag är jättedålig på böcker i ämnet. Enda tipset är väl att passa sig för snabbkurser, böcker/texter som verkar enkla är oftast för enkla. Och det finns massor av texter skrivna av folk som ska "förklara på ett begripligt sätt" som helt enkelt är fel.

Det finns en del fysikaliska/mekaniska/elektriska grunder som man måste ha med sig först.

[JM]

Tack Svante! Har ngt tipps på bok typ snabbkurs i ämnet. Har många svarta hål att fylla.

JM

Nä. Jag är jättedålig på böcker i ämnet. Enda tipset är väl att passa sig för snabbkurser, böcker/texter som verkar enkla är oftast för enkla. Och det finns massor av texter skrivna av folk som ska "förklara på ett begripligt sätt" som helt enkelt är fel.

Det finns en del fysikaliska/mekaniska/elektriska grunder som man måste ha med sig först.

Du har så rätt. Mina gamla kunskaper är rätt malätna. Men tänkte ändå gör ett försök. Skippa snabb kurs - har du ngn mer komplett bok/böcker.

JM

[PerStromgren]

Är inte du medlem i AES? I så fall har du ju tillgång till JAES där det mesta finns.

[petersteindl]

Tack Svante! Har ngt tipps på bok typ snabbkurs i ämnet. Har många svarta hål att fylla.

JM

[IngOehman]

Njae alltså, varken JM eller Svante har rätt i allt det de skriver.

Även en basreflexlåda är en läckande högtalare. Om jag har fattat rätt är ljudet i basreflexporten fasvänt relativt dvs direktljudet. Är det så att till skillnad från en kvartvågspipa är ljudet vanligen ej 180 graders fasvänt vid avstämningsfrekvensen dvs positiva och negativa interferenser påverkar direktljudet ffa vid låga frekvenser. Uppenbarligen finns viss kontroll av detta - hur?

JM

Nja, för basreflex ligger ljudet ur porten i fas med ljudet från elementet över helmholtzrfrekvensen, men i motfas under. Trycket inuti lådan (som ju ligger i motfas med trycket på elementets framsida) ger en kraft på massan i porten, kraften = massan * accelerationen F=ma. Om rörelsen är sinusformig så blir förflyttningen accelerationen integrerad två gånger, vilket ger en minussinus. Två fasvändningar gör att ljudet blir i fas.

Med en resistans i porten i stället blir i stället luftens hastighet (inte acceleration) proportionell mot trycket i lådan, och då får man en minuscosinus i stället, dvs ljudet ur porten ligger 90 grader ur fas mot högtalarelementljudet.

Njae, ni har fel båda två, men ni är förlåtna, för få vet hur dessa saker fungerar.

Hela världen har missförstått hur dynamiska högtalare fungerar och arbetar.


Först och främst: För en sluten låda ligger ljudtrycket för de flesta frekvenser (upp till typ några hundra Hz) I FAS mellan membranets fram- och baksida! När det är övertryck på baksidan är det övertryck även på framsidan! I en basreflexlåda gäller faktiskt i stort sett detsamma inom dess passband.


Jag kan förstå att det är svårt att förstå det, då det tydligen är kontraintuitivt, men det är ingenting konstigt. Det beror på att belastningsimpedansen för fram- och baksida är av väldigt olika slag. Impedansens fas skiljer 180 grader.

- - -

Fakta är att trycket inuti lådan (vid frekvenser där våglängden är väsentligt större än lådans största mått) är störst när konen är längs bakåt. Detsamma gäller för trycket på konens framsida! Där är nämligen trycket störst när ACCELERATIONEN framåt är som störst, och det är den när konen vänder längst in/bak.

När det gäller luftrörelsen som alstras av basreflexporten så ligger den 90 grader ur fas med det från baselementets baksida vid avstämningsfrekvensen, vilket betyder att det faktiskt ligger 90 grader ur fas med baselementets framsida också! Men det spelar i praktiken ingen roll då baselementets ljudtrycksbidrag vid denna frekvens är väldigt litet. Strax ovanför så är dock portens luftrörelse mycket mera i fas med konframsidan och de adderar nästan perfekt.

Dock är det mera komplicerat är så, och högtalarens samlade ljudtryck vid gränsfrekvensen (för ett butterworthdimensionerat basreflexsystem i fritt fält) ÄR 180 grader från högtalarens insignal (men inte i förhållande till högtalarens direktljud som JM skrev).

Det kanske kan verka dåligt med en 180 grader förskjuten signal, men så blir det ju med ett fjärde ordningens minimumfassystem. Och minimumfassystem är oftast rätt så vettigt.


Vh, iö

[IngOehman]

PS. Högtalare är egentligen inga konstigheter och det behövs ingen speciell litteratur för att förstå sig på dem. Vanlig fysik och trimmad logisk tankeförmåga räcker typ hela vägen. Lära sig grunderna och sedan tänka hårt helt enkelt.

[IngOehman]

Är inte du medlem i AES? I så fall har du ju tillgång till JAES där det mesta finns.

Det gör det verkligen inte.

Det mesta som publicerats i JAES är artiklar som finns till för författarens skull (i utbildningen så ingår kravet att publicera sig). Inget fel med det. Sådana tidskrifter behövs om den akademiska världen skall fungera. Praktiskt taget ingenting är heller avsett som grundutbildning utan alla artiklar praktiskt taget utan undantag är skrivna med utgångspunkten att man redan behärskar grunderna.

Det finns några få undantag (t ex thile/small), men de kräver ändå en ganska stor grundkunskap som jag tror mycket få som skriver och läser här behärskar. Så innan det är någon större ide att ge sig på de mest grundläggande artiklarna som skrivits i JAES så behöver man läsa vanlig fysik/akustik så man får en rimlig grundförståelse.


Vh, iö

[IngOehman]

Såg det här först nu:

...Enda tipset är väl att passa sig för snabbkurser, böcker/texter som verkar enkla är oftast för enkla. Och det finns massor av texter skrivna av folk som ska "förklara på ett begripligt sätt" som helt enkelt är fel.

Det finns en del fysikaliska/mekaniska/elektriska grunder som man måste ha med sig först.

Bra talat!


Vh, iö

[Svante]

Trycket inuti lådan (som ju ligger i motfas med trycket på elementets framsida)

Njae, ni har fel båda två, men ni är förlåtna, för få vet hur dessa saker fungerar.

Jag skulle ha skrivit "flödet som elementet levererar på baksidan ligger i motfas mot flödet som elementet levererar på framsidan."

På framsidan deriveras flödet när det bildar ett ljudtryck, på baksidan integreras det. Det blir + 90 grader på framsidan och -90 grader på baksidan. Det gör, som du säger att trycken ligger i fas pga fasvändningen av flödena. 90+90+180=360 grader. Trycket i lådan accelererar sedan portmassan, så massan får en acceleration som är proportionell mot trycket, och eftersom avstrålat ljud är proportionellt mot acceleration (derivata av flöde) så blir det ingen ytterligare fasförskjutning. Ljudet från porten ligger därför i fas med ljudet från elementet.

Så skulle jag ha skrivit. Det var ju krångligare, men rätt. Typ såna där grodor är det gott om när man letar texter på hur högtalare fungerar.

[IngOehman]

Japp. Du bidrar om man skall vara snäll med förhållandevis få av dem.

- - -

Men det där med att trycket på membranets fram och baksida ligger praktiskt taget i fas med varandra är något som de flesta inte har förstått eller förstår, det är en vanlig missuppfattning att det blir övertryck på ena sidan samtidigt som det blir undertryck på den andra, som en funktion av membranets rörelser. Förstår man inte mekanismerna så "känns det" säkert så, antar jag.

Liksom att många tror att membranpositionen är längs fram när en sinusformad insignal är maximalt plus, men i det linjära området (signifikant över resonansfrekvensen) är det ju precis tvärtom. Det är när insignalen ger maximal framåtriktad kraft (plus på pluspolen) som membranet är längst bakåt, inte framåt. Med ickestatiska insignaler är det mera komplext och det går då inte att säga något absolut om membranpositionen som funktion av ögonblicksspänningen in utan att känna signalhistoriken.

Det är helt enkelt vad man i fysiken kallar för ett dynamiskt system. Det är just därför som det heter dynamisk högtalare, det har inget med det liknande begreppet dynamik att göra.


Vh, iö

[JM]

Erkänner att jag inte hänger med.
Möjligen blir det mer förståeligt om basreflex-lådan jämförs med en sluten-låda och en ren öppen baffel-högtalare (dipol) med fokus på att förklara skillnaderna.

JM

[Svante]

Men det där med att trycket på membranets fram och baksida ligger praktiskt taget i fas med varandra är något som de flesta inte har förstått eller förstår, det är en vanlig missuppfattning att det blir övertryck på ena sidan samtidigt som det blir undertryck på den andra, som en funktion av membranets rörelser. Förstår man inte mekanismerna så "känns det" säkert så, antar jag.

Jag tror att den första insikten om ett membrans två sidor är just att rörelsen "ut" på ena sidan motsvarar "in" på andra. Och ett element i en oändlig baffel (eller bara baffel, eller utan baffel) faktiskt har ljud i motfas på de två sidorna. Och skulle man av någon konstig anledning ha en låda på både fram och baksida skulle ljuden också vara i motfas. Nästa steg i förståelsen behöver vara den för olika akustisk last.

Det är just skillnaden på "fri luft" och "låda" som är viktig. I fri luft accelereras en luftmassa, vilket ger F=m*a, i lådan ges kraften på konen av luftfjädringen, vilket ger F=k*x. Läge och acceleration förhåller sig som två deriveringar och deriverar man en sinus två gånger dyker ett minustecken upp.

[IngOehman]

Ja, men... det var ju du som skrev att ljudtrycket låg i motfas mellan membransidorna för ett baselement i en högtalare.


Vh, iö

[petersteindl]

Ja, men... det var ju du som skrev att ljudtrycket låg i motfas mellan membransidorna för ett baselement i en högtalare.


Vh, iö

Tja, ta t.ex. en 12" bas i en högtalare som består av en öppen baffel på 0,5 kvm. Då får man räkna på ett sätt.

Man kan däremot ta en annan högtalarprincip, nämligen det som på engelska kallas Acoustic suspension. Det är akustisk fjädring som uppstår i en sluten låda. Då fås andra parametrar att ta hänsyn till.

Med vänlig hälsning
Peter

[paa]

Det handlar väl om frekvens/våglängd också, hur det blir bakom elementet inuti en låda?

[IngOehman]

Ja, och detsamma gäller utanför lådan!

Från DC och upp till övre delen av basområdet (i.e. så länge lådans största mått är mycket mindre än våglängden) så är trycket på fram- och baksidan i fas med varandra i sluten låda, förutsagt att högtalaren används i fritt fält.

Men... används lådan i ett slutet rum så blir trycket på fram- och baksida ur fas med varandra i infraområdet.

Precis som det alltid blir för en dipolhögtalare.


Vh, iö



.

[petersteindl]

Ja, och detsamma gäller utanför lådan!

Från DC och upp till övre delen av basområdet (i.e. så länge lådans största mått är mycket mindre än våglängden) så är trycket på fram- och baksidan i fas med varandra i sluten låda, förutsagt att högtalaren används i fritt fält.

Men... används lådan i ett slutet rum så blir trycket på fram- och baksida ur fas med varandra i infraområdet.

Precis som det alltid blir för en dipolhögtalare.


Vh, iö

Säg att du har två skilda rum bredvid varandra med vägg emellan. Båda rummen är vardera på 80 kubikmeter. Du borrar ett hål i väggen och monterar en 15" bas i väggen. Hur ser det fasmässigt ut då?

Med vänlig hälsning
Peter

[IngOehman]

Vid låga frekvenser blir det motfasförhållanden, vid höga likaså.

Därmellan passerar man registret där man kan förmoda att träffa på en och annan fundamental (och därför kraftig) rumsresonans. Och då räcker det inte att rummen har samma volym, de behöver ha exakt samma form och grad av dämpning också. Och orientering i förhållande till elementet!

Annars blir fasförhållandet påverkat (ofta rätt så kraftigt) av var i frekvens man befinner sig i förhållande till resonansfrekvenserna.


Vh, iö

[Svante]

Ja, men... det var ju du som skrev att ljudtrycket låg i motfas mellan membransidorna för ett baselement i en högtalare.


Vh, iö

Ja, jag sade inte emot dig om du trodde det.

[IngOehman]

Nä, jag sade emot dig.

Tyckte att det var konstigt att du då berättade varför det är som jag berättat att det är, trots att du själv skrivit motsatsen innan.


Vh, iö

[JM]

Är inte du medlem i AES? I så fall har du ju tillgång till JAES där det mesta finns.

Tack Per.
Det stämmer. Men jag tänkte ta en genväg. Det är många hål att fylla med icke falska kunskaper.

JM

[IngOehman]

Gillar det uttalade kvalitetstänket där!

Alla borde tänka så - alltså ställa krav på att det man lär sig verkligen stämmer.

Många vill bara ha svar, gärna enkla svar. Att de är enkla är viktigare än att de stämmer.


Vh, iö

[JM]

Kan ngn förklara för mig hur uppkommer fasskiftet i basreflexröret?

JM

[Nattlorden]

[ Bild ]
Kan ngn förklara för mig hur uppkommer fasskiftet i basreflexröret?

JM

Hur får du fasvändning på en vikt i en spiralfjäder vid resonans?

[Perfector]

[ Bild ]
Kan ngn förklara för mig hur uppkommer fasskiftet i basreflexröret?

JM

Luften är komprimerbar och hinner inte med i första rörelsen utan släpar ett halvt konslag efter
Därför kommer luften i röret att ligga i motfas mot elementrörelsen
dvs. när konen går ut så borde luften i röret sugas in, men eftersläpningen/trögheten i luftmassan gör att den hamnar på efterkälken och hamnar därmed i samma riktning som baselementet.
Det är det jag utnyttjar när jag belastar snarare än stämmer en låda

[Svante]

[ Bild ]
Kan ngn förklara för mig hur uppkommer fasskiftet i basreflexröret?

JM

...böcker/texter som verkar enkla är oftast för enkla. Och det finns massor av texter skrivna av folk som ska "förklara på ett begripligt sätt" som helt enkelt är fel.

Bilden är alltså felaktig, trycket i lådan ligger i fas med ljudtrycket utanför som Ingvar påpekade. Vad bilden inte talar om är VAD det är som är plus och minus, de flesta antar nog att tecknen står för "ljudet", vad nu det är. Den här texten täcker annars förloppet. Fråga gärna om det är något du inte förstår av den.

På framsidan deriveras flödet när det bildar ett ljudtryck, på baksidan integreras det. Det blir + 90 grader på framsidan och -90 grader på baksidan. Det gör, som du säger att trycken ligger i fas pga fasvändningen av flödena. 90+90+180=360 grader. Trycket i lådan accelererar sedan portmassan, så massan får en acceleration som är proportionell mot trycket, och eftersom avstrålat ljud är proportionellt mot acceleration (derivata av flöde) så blir det ingen ytterligare fasförskjutning. Ljudet från porten ligger därför i fas med ljudet från elementet.

[PerStromgren]

På framsidan deriveras flödet när det bildar ett ljudtryck, på baksidan integreras det. Det blir + 90 grader på framsidan och -90 grader på baksidan. Det gör, som du säger att trycken ligger i fas pga fasvändningen av flödena. 90+90+180=360 grader. Trycket i lådan accelererar sedan portmassan, så massan får en acceleration som är proportionell mot trycket, och eftersom avstrålat ljud är proportionellt mot acceleration (derivata av flöde) så blir det ingen ytterligare fasförskjutning. Ljudet från porten ligger därför i fas med ljudet från elementet.

Snygg förklaring, till och med jag fattade!

[paa]

På framsidan deriveras flödet när det bildar ett ljudtryck, på baksidan integreras det. Det blir + 90 grader på framsidan och -90 grader på baksidan. Det gör, som du säger att trycken ligger i fas pga fasvändningen av flödena. 90+90+180=360 grader. Trycket i lådan accelererar sedan portmassan, så massan får en acceleration som är proportionell mot trycket, och eftersom avstrålat ljud är proportionellt mot acceleration (derivata av flöde) så blir det ingen ytterligare fasförskjutning. Ljudet från porten ligger därför i fas med ljudet från elementet.

Fast egentligen 360 grader efter.

[Svante]

På framsidan deriveras flödet när det bildar ett ljudtryck, på baksidan integreras det. Det blir + 90 grader på framsidan och -90 grader på baksidan. Det gör, som du säger att trycken ligger i fas pga fasvändningen av flödena. 90+90+180=360 grader. Trycket i lådan accelererar sedan portmassan, så massan får en acceleration som är proportionell mot trycket, och eftersom avstrålat ljud är proportionellt mot acceleration (derivata av flöde) så blir det ingen ytterligare fasförskjutning. Ljudet från porten ligger därför i fas med ljudet från elementet.

Fast egentligen 360 grader efter.

Det beror på om du ser fasvändingen som plus eller minus 180 grader...

(När man pratar om sinusar finns det inget 360 grader efter, eller, det är SAMMA SAK som tex 0 grader eller 720 grader.)

[paa]

Jo jag vet, men jag vet också att när man tittar på stegsvar hos högtalarelement som driver basreflexlådor, så inser man att porten inte är med i starten.

[Perfector]

Jo jag vet, men jag vet också att när man tittar på stegsvar hos högtalarelement som driver basreflexlådor, så inser man att porten inte är med i starten.

Porten ligger konstant en halv konrörelse efter och ger en belastning mot konen
Rätt inmätt/intonerad styr den konen så exakt att elementet tål mycket mer effekt än den anges till.

[Nattlorden]

Jo jag vet, men jag vet också att när man tittar på stegsvar hos högtalarelement som driver basreflexlådor, så inser man att porten inte är med i starten.

Hade varit läskigt om så inte var fallet...

[Svante]

Jo jag vet, men jag vet också att när man tittar på stegsvar hos högtalarelement som driver basreflexlådor, så inser man att porten inte är med i starten.

Vad är det för skillnad i stegsvaret jämfört med en sluten låda med samma undre gränsfrekvens som gör att man förstår att just porten "inte är med"?

[IngOehman]

Ja, det kan man fråga sig.

Och någon kan svara "ordningstalet" dock utan att ha förstått att även slutna lådor (som lite förenklat är andra ordningens system) ger vågformsförvrängningar och synbart fördröjda frekvenser, trots att de intr har någon port.


Men man kan ju även jämföra ett basreflexsystem med ett fjärde ordningens elektroniskt HP-filter. De får samma stegsvar som en basreflexhögtalare (om man valt parametrarna "rätt")! Men någon port har ju inte ett elektroniskt HP-filter, så...

Kanske går man lite för långt i sin vilja att " förstå" (eller hjälpa andra att förstå) om man erbjuder en förklaringsmodell där man diskretiserar skeendet i sådan grad att man påstår att en del av stegsvaret (eller någon annan sorts pulssvar) kommer från bara en del av högtalare. I verkligheten så bidrar ju alla delar till ljudet, vid alla frekvenser. Bara lite olika mycket både som funktion av tid och frekvens.

När man försöker förenkla så blir det lätt fel. Speciellt om man inte är väldigt tydlig med att man har förenklat. Det är så komplicerat som det är, och det går inte att förenkla utan att förklaringen bli falsk.


Vh, iö

[paa]

Jo jag vet, men jag vet också att när man tittar på stegsvar hos högtalarelement som driver basreflexlådor, så inser man att porten inte är med i starten.

Vad är det för skillnad i stegsvaret jämfört med en sluten låda med samma undre gränsfrekvens som gör att man förstår att just porten "inte är med"?

Notera att jag skrev högtalarelementet, inte högtalaren.
Talspolen får en tendens att kastas ur sitt centrerade läge under flera cykler just efter transienten.
Jag har sett ett gammalt white paper från SEAS som hade roliga kurvor som visade på problemet, och hur dom då löste det med Dynamic Damping.
Påkostade element som har lång slaglängd med konstant BL-faktor under hela slaget hanterar i och för sig problemet bättre än billigare element som inte har så bra motor.

[IngOehman]

Du har såklart rätt. Baselementet kan bete sig märkligt i basreflexlådor om det tvingas utanför sitt linjära område


Vh, iö

[Svante]

Jo jag vet, men jag vet också att när man tittar på stegsvar hos högtalarelement som driver basreflexlådor, så inser man att porten inte är med i starten.

Vad är det för skillnad i stegsvaret jämfört med en sluten låda med samma undre gränsfrekvens som gör att man förstår att just porten "inte är med"?

Notera att jag skrev högtalarelementet, inte högtalaren.
Talspolen får en tendens att kastas ur sitt centrerade läge under flera cykler just efter transienten.
Jag har sett ett gammalt white paper från SEAS som hade roliga kurvor som visade på problemet, och hur dom då löste det med Dynamic Damping.
Påkostade element som har lång slaglängd med konstant BL-faktor under hela slaget hanterar i och för sig problemet bättre än billigare element som inte har så bra motor.

Ah, ok, du pratar om högnivåfenomen. Annars är det så att även i slutna lådor svänger elementet "flera cykler" innan de stannar, åtminstone om Q>0,5 eller om konutslaget är så stort att BL sjunker.

[paa]

Jo det är klart att den inte stanna abrupt, men så här skrev jag:
"Talspolen får en tendens att kastas ur sitt centrerade läge under flera cykler just efter transienten."
Dvs att talspolen inte längre svänger kring sitt mittläge, utan kring ett nytt off-centerläge.
Sedan om det vid högnivå eller vid normal lyssningsnivå kan ju vara på en glidande skala.

[IngOehman]

Rent överföringsfunktionsmässigt så representerar inte baselementets mittläge nollljudtryck. Det är ett dynamiskt system så noll ljudtryck kan uppstå i vilket konge som helst, det beror på signalhistoriken.

Nämner det bara så ingen skall tro att konläget är det som bestämmer ögonblicksljudtrycket (varken när det gäller basreflexlådor eller slutna lådor). Däremot är det förstås ett problem om den funktion som bestämmer var konen hamnar i något ögonblick i tiden i förhållande till insignalen får talspolen att hamna utanför sitt linjära område. Väldigt kortslagiga element är inte lämpliga i basreflexlådor där förhållandet mellan insignal och konrörelser är mera komplext. Dock skall man inte undervärdera motsvarande problem i slutna lådor där den mekaniska verkningsgraden (förhållandet mellan ljudtryck om konröreöser) är klart sämre än hos basreflexlådor, statiskt över Fh.


Vh, iö