Distorsion i luft och hur låter det i en lådda?

[Strmbrg]

Nu tänker jag på luften i ett gängse lyssningsrum, inte hur det hampar sig i ett rör eller så.
Distar luften?

(Lådd-funderingen kommer på sida två.)

[petersteindl]

Nu tänker jag på luften i ett gängse lyssningsrum, inte hur det hampar sig i ett rör eller så.
Distar luften?

Det beror på CO2-halten.

[distad]

Allt är bara dist, tänk vad hemskt....

[I-or]

Luften uppträder i princip helt linjärt upp till ljudtrycksnivåer om ca 150 dB. Detta kan tyckas betryggande, men i kaviteter och kompressionshornhalsar kan man lätt komma upp i betydligt högre ljudtrycksnivåer.

[VintageHiFi]

Luften uppträder i princip helt linjärt upp till ljudtrycksnivåer om ca 150 dB. Detta kan tyckas betryggande, men i kaviteter och kompressionshornhalsar kan man lätt komma upp i betydligt högre ljudtrycksnivåer.

Vid vilka lyssningsnivåer handlar det om då?

[JM]

Har för mig att på luftfuktighet/temperatur selektivt påverkar högre frekvenser.
http://www.sengpielaudio.com/calculator-air.htm

JM

[I-or]

Ljudtrycksnivån i en bashögtalarkavitet kan i praktiken maximalt uppgå till sådär 170 dB för en volym som inte är stor i förhållande till luftpumpningskapaciteten för elementet eller porten. Då är ljudtrycksnivån för 1 m halvsfär sådär 95-105 dB vid 30 Hz.

Ljudtrycksnivån i en hornhals kan överskrida 150 dB vid 100 dB för 1 m halvsfär, men detta varierar kraftigt med hornets storlek och geometri.

Luftfuktigheten påverkar inte linjäriteten för luften, men däremot ökar luftabsorptionen för höga frekvenser i fuktig luft.

[petersteindl]

Ljudtrycksnivån i kaviteten bakom membranet på en domediskant blir ganska hög för 100 dB på 1 meter avstånd On-axis. Vi mätte på det och fann drygt 150 dB. Kan även varit drygt 160 dB. Minns inte.

[jansch]

Ljudtrycksnivån i kaviteten bakom membranet på en domediskant blir ganska hög för 100 dB på 1 meter avstånd On-axis. Vi mätte på det och fann drygt 150 dB. Kan även varit drygt 160 dB. Minns inte.

Det kan säkert bli 150 dB och mer.
Domediskanter har ju oftast (?) sluten låda (kavitet) på baksidan av membranet vilket resulterar i ett pressure field om man inte av något skäl vill skapa halvvågsresonans etc.
Det är dock problematiskt att mäta pressure field i övre diskanten med vettig nogrannhet med en vanlig frifältsmikrofon, det kan lätt bli 5 - 10dB fel.

Likadan tryckökning sker ju också i vanliga slutna högtalarlådor. En baslåda kan utan större problem komma upp i 150dB.
Med en basreflexlåda kan man praktiskt "se" tryckökningen när membranet nästan står stilla vid resonans.

[I-or]

För ett någorlunda normalt diskantelement med ett xmax om 0,5 mm kan man komma upp i runt 164 dB i bakkaviteten vid 2 kHz. Ljudtrycksnivån är då ca 111 dB i halvrymd på 1 m.

[paa]

Nu tänker jag på luften i ett gängse lyssningsrum, inte hur det hampar sig i ett rör eller så.
Distar luften?

Det beror på CO2-halten.

Det beror på "pocenten", menar du väl?

[Bill50x]

Om luft distar ljud är väl egentligen ganska ointressant. Oavsett om ljud kommer från en källa (vattenfall, röst, jamande katt, skällande fru etc) så passerar ljudet luft. Annars skulle vi väl inte höra något ljud - eller? Och det som kommer ut från högtalare passerar ju också luft så det borde vara lika-lika. Men - eftersom vi sällan använder ett och samma element för hela det hörbara frekvensspektrumet kan man ju tänka sig att olika distorsionsformer drabbar olika typer av element. Ett baselement har ju tex ett helt annat motstånd i luften än vad ett litet diskantelement har.

Så den ointressanta frågan kanske har en viss relevans ändå

/ B

[jansch]

Om luft distar ljud är väl egentligen ganska ointressant. Oavsett om ljud kommer från en källa (vattenfall, röst, jamande katt, skällande fru etc) så passerar ljudet luft. Annars skulle vi väl inte höra något ljud - eller? Och det som kommer ut från högtalare passerar ju också luft så det borde vara lika-lika. Men - eftersom vi sällan använder ett och samma element för hela det hörbara frekvensspektrumet kan man ju tänka sig att olika distorsionsformer drabbar olika typer av element. Ett baselement har ju tex ett helt annat motstånd i luften än vad ett litet diskantelement har.

Så den ointressanta frågan kanske har en viss relevans ändå

/ B

Njae, det där är lite "feltänk" om du ursäktar....
Vid vettiga ljudnivåer är luftens "fjäder" approximativt linjär, d v s ljufttrycket är väldigt mycket större än dynamiska ljudtrycket.
När ljudtrycket, i en låda eller i kaviteten bakom en diskant, blir så högt att luftens fjädring blir olinjär kommer distorsion att uppstå, precis som med "fjädern" i en högtalare , alltså upphängningen i form av spindel och kant, inte länge uppför sig linjärt p g a stora utslag. Luften/lådans olinjäritet och högtalarens olinjäritet adderas.

Att röster, t.ex skällande fru, har olinjäritet är ju så det skall låta. Övertoner bildas som sätter röstens profil.
Med den röstvolym vi kan skapa sker säkert olinjär kompression i halsen etc.

Vet inte om det är nämnt tidigare men hörseln distar också, redan vid sådär 100dBSPL, och frekvensberoende.

[Strmbrg]

Ökar luftens dist med avståndet? Om det nu är någon dist att tala om. Att det distar i små kaviteter må vara hänt, men då ser jag det snarare som att det är en dist som är kopplad till ett elements kaviteter eller en lådas.

[JM]

Med konstant temperatur och ingen luftfuktighet sker en linjär dämpning av frekvenser med avståndet. Andelen reflexer ökar med avståndet och förvränger direktljudet upplevelsemässigt.
Bland annat gör frekvensförändringen att vi upplevelsemässigt kan särskilja ljud som är nära från ljud som är på längre avstånd.
Upplevelsemässigt är ljud på längre avstånd förvrängt relativt nära ljud - evolutionärt viktigt. Detaljer försvinner.
En sorts psykologisk ljuddistorsion.

JM

[jansch]

Med konstant temperatur och ingen luftfuktighet sker en linjär dämpning av frekvenser med avståndet. Andelen reflexer ökar med avståndet och förvränger direktljudet upplevelsemässigt.
Bland annat gör frekvensförändringen att vi upplevelsemässigt kan särskilja ljud som är nära från ljud som är på längre avstånd.
Upplevelsemässigt är ljud på längre avstånd förvrängt relativt nära ljud - evolutionärt viktigt. Detaljer försvinner.
En sorts psykologisk ljuddistorsion.

JM

Vill bara påpeka att "ingen luftfuktighet" finns nog inte praktiken. Ska vi må bra utan obehagskänsla, rethosta och kliande bör RELATIVA luftfuktigheten ligga på sådär 20 - 40% inomhus. I flygplan på 12000 meters höjd står vi ut med ner till 5% i värsta fall, man känner ju sig inte direkt ok i halsen efteråt om det blir några timmar.
Sedan tappade du nog bort att övre diskanten dämpas med avståndet oavsett, men hur mycket beror på temperatur och luftfuktighet (och lufttryck). "Räknesnurran" du länkade till i förra inlägget var lite kul, tidigare har jag bara sett trista närmevärdesfomler (vilket räknesnurran nog bygger på)

[petersteindl]

Ökar luftens dist med avståndet? Om det nu är någon dist att tala om. Att det distar i små kaviteter må vara hänt, men då ser jag det snarare som att det är en dist som är kopplad till ett elements kaviteter eller en lådas.

Högtalarelementets svängande massa hos högtalarmembranet har luft på bägge dess sidor. Luften på bägge sidor utgör ett tryck mot membranet. Då membranet står stilla d v s ingen inspänning till högtalarelementet så är trycket P = luftens atmosfärstryck på membranets respektive sida och membranet är i vila. Trycket P är kring 1 atmosfär. Det är 1 Pascal. Tryck är kraft per ytenhet och har ingående parametrar med enheter som Newton per kvadratmeter. Kraft F är massa gånger acceleration F=m*a, d v s kilogram kg multiplicerat med (längd per tidsenhet^2) d v s meter/sekund^2.

Tryck P = (kilogram*meter/sekund^2)/meter^2 = kg/(m*s^2). Detta är de ingående parametrarna med dess enheter.

I vila är trycket P lika på membranets bägge sidor.

Om man nu ligger på en inspänning på högtalarelementet på 2,83 volt och ljudtrycket 1 meter framför membranet är 90 dB så kan ljudtrycket bakom membranet vara 140 dB.

På lyssnarplats om 4 meter d v s 2 fördubblingar av avståndet från membranet från 1 meter och dess ljudtryck på 90 dB så är ljudtrycket bakom membranet i så fall 152 dB. Varje fördubbling av tryck innebär 6 dB nivåhöjning. Motsvarande inspänning är då 2,83*4 = 11,32 volt.

Luften utgör fjädring mot membranet på bägge sidor av membranet. Luften d v s luftmolekylerna som är absolut närmast membranet ingår i den svängande massan eftersom membranet skall sätta dessa luftmolekyler i rörelse för att därefter bilda själva ljudvågen i luft som därefter fortskrider i luften med en våghastighet som är ljudets hastighet i luft på ungefär 343 meter per sekund.

Så, på ena sidan av membranet, den sida som vetter mot den stora kaviteten, d v s rummet, finns ett givet ljudtryck på lyssnarplats som kan vara 62 dB svagare än ljudtrycket i kaviteten på andra sidan av membranet d v s i dess lilla kavitet.

Båda sidors respektive luft utövar en fjäder mot membranet. Är ena sidans fjädring linjär utan distorsion, men andra sidan olinjär, så blir totala fjädringen olinjär. Det är i huvudsak 2a delton som tillförs från luftens olinjära fjädring vid höga nivåer på ljudtryck.

Ju högre ljudtrycksnivå du spelar, t.ex. på lyssnarplats desto mer olinjär luftfjädring mot membranet d v s ljudkällan. Hela paketet ingår i ekvationen och ljudet kommer/alstras från ljudkällan.

För att knyta saker på plats, så har vi inom akustiken dels ljudtryck, dels partikelhastighet.
Multiplicerar vi ljudtryck med partikelhastighet fås ljudintensitet.

Elektriska motsvarigheter är:
Tryck P = spänning V.
Partikelhastighet = ström I.
Ljudintensitet = spänning multiplicerad med effekt = effekt.
Resistansen R eller snarast Impedansen Z i det elektriska systemet motsvaras av den akustiska resistansen/impedansen i det akustiska systemet.

Det är nu problematiken startar. Impedansen Z är en komplex storhet som består av en realdel R samt imaginär del.
Imaginära delar kan beskrivas som kapacitans och induktans.
Hos kapacitans minskar impedansen Z mot högre frekvens.
Hos induktans ökar impedansen Z mot högre frekvens.

Vid resistans ligger ström och spänning i fas med varandra. Detta är då i tidsdomän och tidsderivata/tidsdifferens. Då handlar det om reella storheter d v s inte komplexa storheter utan enbart realdel och ingen imaginärdel.
Vid ren kapacitans eller induktans ligger ström och spänning 90 grader ur fas med varandra och det gäller i tidsdomän med tidsderivata d v s förändring av storheter i tiden d v s vid olika tidpunkter.
Det finns således fasdifferens i tidsdomän mellan ström och spänning.

Akustiska motsvarande parametrar så som Ljudtrycket i sig är ett tryck och därmed en skalär storhet d v s ingen vektor och därmed utan riktning.
Partikelhastighet är en hastighet och därmed en vektorstorhet d v s har riktning.

Multiplicerar man en skalär med en vektor bibehålls vektorns riktning men vektorns längd ökar.
Ljudintensitet är således en vektor med given längd och riktning. Det är effekt, på engelska Power och har enheten Watt.
Multiplicerar man Ljudintensiteten med tid fås Wattsekund och nu har vi Ljudenergin hos ljudet och därmed ljudenergins rumsliga utbredning i tre rumsdimensioner som funktion av tiden d v s rumsvektorers beskrivning vid olika tidpunkter.

Detta är förenklad teori. Både ljudtryck hos en ljudtrycksvåg och partikelhastighet är komplexa storheter, både i tid och rum. De komplexa variablerna måste in i rumsutbredningen av ljudvågor.

Det är här som skillnaderna kommer in mellan planvågsutbredning kontra sfärisk ljudvågsutbredning.

Den sfäriska ljudvågsutbredningen är komplex med både realdel och imaginärdel och detta gäller gällande rumsderivata d v s riktning. Riktningsvektorerna är således komplexa, dels med realdel, dels med imaginärdel. Vi har dels tidsderivata dels rumsderivata att ta hänsyn till gällande fasdifferenser i ljudvågens vågutbredning samt fasdifferens mellan vågens ljudtryck kontra partikelhastighet. Har ljudtrycksutbredningen i vågfronten annan riktning än pertikelhasighetens riktning så måste man ta hänsyn till det vid multiplikation mellan ljudtryck och partikelhastighet. De stora skillnaderna uppstår i närfält.

Problemet i den akustiska världen i frifält är ett tredimensionellt problem gällande ljudvågors utbredning.

Detta, för att knyta problematiken lite till den andra tråden med punktkällor d v s pulserande sfär och stereoåtergivning.

Det blev lite långt och jag hinner inte korrekturslutgranska.

Mvh
Peter

[Strmbrg]

Okay! Men om jag uttrycker mig sålunda:
Ponera ett luftrum utan avgränsningsytor och där luften är "likadan" i hela den ponerade volymen, dvs samma lufttryck, temperatur, fuktighet et cetera.
En ljudkälla exciterar luftmolekylerna i ovanstående luftrum. En mikrofon finns en meter från ljudkällan, en annan finns två meter från ljudkällan, en tredje tio meter ifrån och en fjärde finns säg trettio meter ifrån ljudkällan.
Om vi bortser från ljudtrycksskillnaden, är signalen i övrigt identisk vid samtliga mikrofoner, eller påverkas signalen av hur många molekyl-transmissioner som sker innan vederbörande signal når mikrofonerna?

[I-or]

Svar ja (förutsatt att ljudtrycksnivån håller sig under sådär 150 dB). Luftens s.k. kompressionsmodul är i princip helt linjär för någorlunda rimliga ljudtrycksnivåer så att gasmolekylerna fjädrar snyggt och prydligt mot varandra.

[petersteindl]

Okay! Men om jag uttrycker mig sålunda:
Ponera ett luftrum utan avgränsningsytor och där luften är "likadan" i hela den ponerade volymen, dvs samma lufttryck, temperatur, fuktighet et cetera.
En ljudkälla exciterar luftmolekylerna i ovanstående luftrum. En mikrofon finns en meter från ljudkällan, en annan finns två meter från ljudkällan, en tredje tio meter ifrån och en fjärde finns säg trettio meter ifrån ljudkällan.

Om vi bortser från ljudtrycksskillnaden,

Fråga 1.) är signalen i övrigt identisk vid samtliga mikrofoner, eller

Fråga 2.) påverkas signalen av hur många molekyl-transmissioner som sker innan vederbörande signal når mikrofonerna?

Svar ja (förutsatt att ljudtrycksnivån håller sig under sådär 150 dB). Luftens s.k. kompressionsmodul är i princip helt linjär för någorlunda rimliga ljudtrycksnivåer så att gasmolekylerna fjädrar snyggt och prydligt mot varandra.

+1

Egentligen har Strmbrg 2 frågor.

Mitt svar på dessa och det gäller då harmonisk distorsion och att luften statistiskt sett är "likadan" (Man kan alltså inte gå ner på elementarpartikelnivå):
Fråga 1.) Ja.

Fråga 2.) Nej.

Det finns en liten frekvensgångsskillnad upp till 10 kHz som i stort sett är försumbar mellan 1 m och 10m. Vid 20 kHz är differensen mellan 1 m och 10 meter inte helt försumbar, men inte något jag reflekterat över.

[I-or]

Jo, så tänkte jag också tills jag insåg att frågeställningen var sådan att alla ljudtrycksskillnader skulle räknas bort (vilket implicit även gäller frekvensberoendet från luftabsorptionen).

[jansch]

Ökar luftens dist med avståndet? Om det nu är någon dist att tala om. Att det distar i små kaviteter må vara hänt, men då ser jag det snarare som att det är en dist som är kopplad till ett elements kaviteter eller en lådas.

Högtalarelementets svängande massa hos högtalarmembranet har luft på bägge dess sidor. Luften på bägge sidor utgör ett tryck mot membranet. Då membranet står stilla d v s ingen inspänning till högtalarelementet så är trycket P = luftens atmosfärstryck på membranets respektive sida och membranet är i vila. Trycket P är kring 1 atmosfär. Det är 1 Pascal. Tryck är kraft per ytenhet och har ingående parametrar med enheter som Newton per kvadratmeter. Kraft F är massa gånger acceleration F=m*a, d v s kilogram kg multiplicerat med (längd per tidsenhet^2) d v s meter/sekund^2.

Tryck P = (kilogram*meter/sekund^2)/meter^2 = kg/(m*s^2). Detta är de ingående parametrarna med dess enheter.

I vila är trycket P lika på membranets bägge sidor.

Om man nu ligger på en inspänning på högtalarelementet på 2,83 volt och ljudtrycket 1 meter framför membranet är 90 dB så kan ljudtrycket bakom membranet vara 140 dB.

På lyssnarplats om 4 meter d v s 2 fördubblingar av avståndet från membranet från 1 meter och dess ljudtryck på 90 dB så är ljudtrycket bakom membranet i så fall 152 dB. Varje fördubbling av tryck innebär 6 dB nivåhöjning. Motsvarande inspänning är då 2,83*4 = 11,32 volt.

Luften utgör fjädring mot membranet på bägge sidor av membranet. Luften d v s luftmolekylerna som är absolut närmast membranet ingår i den svängande massan eftersom membranet skall sätta dessa luftmolekyler i rörelse för att därefter bilda själva ljudvågen i luft som därefter fortskrider i luften med en våghastighet som är ljudets hastighet i luft på ungefär 343 meter per sekund.

Så, på ena sidan av membranet, den sida som vetter mot den stora kaviteten, d v s rummet, finns ett givet ljudtryck på lyssnarplats som kan vara 62 dB svagare än ljudtrycket i kaviteten på andra sidan av membranet d v s i dess lilla kavitet.

Båda sidors respektive luft utövar en fjäder mot membranet. Är ena sidans fjädring linjär utan distorsion, men andra sidan olinjär, så blir totala fjädringen olinjär. Det är i huvudsak 2a delton som tillförs från luftens olinjära fjädring vid höga nivåer på ljudtryck.

Ju högre ljudtrycksnivå du spelar, t.ex. på lyssnarplats desto mer olinjär luftfjädring mot membranet d v s ljudkällan. Hela paketet ingår i ekvationen och ljudet kommer/alstras från ljudkällan.

För att knyta saker på plats, så har vi inom akustiken dels ljudtryck, dels partikelhastighet.
Multiplicerar vi ljudtryck med partikelhastighet fås ljudintensitet.

Elektriska motsvarigheter är:
Tryck P = spänning V.
Partikelhastighet = ström I.
Ljudintensitet = spänning multiplicerad med effekt = effekt.
Resistansen R eller snarast Impedansen Z i det elektriska systemet motsvaras av den akustiska resistansen/impedansen i det akustiska systemet.

Det är nu problematiken startar. Impedansen Z är en komplex storhet som består av en realdel R samt imaginär del.
Imaginära delar kan beskrivas som kapacitans och induktans.
Hos kapacitans minskar impedansen Z mot högre frekvens.
Hos induktans ökar impedansen Z mot högre frekvens.

Vid resistans ligger ström och spänning i fas med varandra. Detta är då i tidsdomän och tidsderivata/tidsdifferens. Då handlar det om reella storheter d v s inte komplexa storheter utan enbart realdel och ingen imaginärdel.
Vid ren kapacitans eller induktans ligger ström och spänning 90 grader ur fas med varandra och det gäller i tidsdomän med tidsderivata d v s förändring av storheter i tiden d v s vid olika tidpunkter.
Det finns således fasdifferens i tidsdomän mellan ström och spänning.

Akustiska motsvarande parametrar så som Ljudtrycket i sig är ett tryck och därmed en skalär storhet d v s ingen vektor och därmed utan riktning.
Partikelhastighet är en hastighet och därmed en vektorstorhet d v s har riktning.

Multiplicerar man en skalär med en vektor bibehålls vektorns riktning men vektorns längd ökar.
Ljudintensitet är således en vektor med given längd och riktning. Det är effekt, på engelska Power och har enheten Watt.
Multiplicerar man Ljudintensiteten med tid fås Wattsekund och nu har vi Ljudenergin hos ljudet och därmed ljudenergins rumsliga utbredning i tre rumsdimensioner som funktion av tiden d v s rumsvektorers beskrivning vid olika tidpunkter.

Detta är förenklad teori. Både ljudtryck hos en ljudtrycksvåg och partikelhastighet är komplexa storheter, både i tid och rum. De komplexa variablerna måste in i rumsutbredningen av ljudvågor.

Det är här som skillnaderna kommer in mellan planvågsutbredning kontra sfärisk ljudvågsutbredning.

Den sfäriska ljudvågsutbredningen är komplex med både realdel och imaginärdel och detta gäller gällande rumsderivata d v s riktning. Riktningsvektorerna är således komplexa, dels med realdel, dels med imaginärdel. Vi har dels tidsderivata dels rumsderivata att ta hänsyn till gällande fasdifferenser i ljudvågens vågutbredning samt fasdifferens mellan vågens ljudtryck kontra partikelhastighet. Har ljudtrycksutbredningen i vågfronten annan riktning än pertikelhasighetens riktning så måste man ta hänsyn till det vid multiplikation mellan ljudtryck och partikelhastighet. De stora skillnaderna uppstår i närfält.

Problemet i den akustiska världen i frifält är ett tredimensionellt problem gällande ljudvågors utbredning.

Detta, för att knyta problematiken lite till den andra tråden med punktkällor d v s pulserande sfär och stereoåtergivning.

Det blev lite långt och jag hinner inte korrekturslutgranska.

Mvh
Peter

Förlåt Peter min "petighet" men.......
Akustiskt sätt känns det inte rätt att se lyssningsrummet som en kavitet. Det är ju just den skillnaden mellan tryckfält på baksidan av membranet, inne i lådan och frifält/diffusfält framför membranet som skapar den dynamiska tryckskillnaden mellan båda sidor om membranet.
I kaviteten uppstår ju ett tryckfält då våglängden är väsentligt större än kaviteten. Enkelt uttryckt, luften pressas samman istället för att dynamiska trycket sprids med ljudhastigheten.

[petersteindl]

Ökar luftens dist med avståndet? Om det nu är någon dist att tala om. Att det distar i små kaviteter må vara hänt, men då ser jag det snarare som att det är en dist som är kopplad till ett elements kaviteter eller en lådas.

Högtalarelementets svängande massa hos högtalarmembranet har luft på bägge dess sidor. Luften på bägge sidor utgör ett tryck mot membranet. Då membranet står stilla d v s ingen inspänning till högtalarelementet så är trycket P = luftens atmosfärstryck på membranets respektive sida och membranet är i vila. Trycket P är kring 1 atmosfär. Det är 1 Pascal. Tryck är kraft per ytenhet och har ingående parametrar med enheter som Newton per kvadratmeter. Kraft F är massa gånger acceleration F=m*a, d v s kilogram kg multiplicerat med (längd per tidsenhet^2) d v s meter/sekund^2.

Tryck P = (kilogram*meter/sekund^2)/meter^2 = kg/(m*s^2). Detta är de ingående parametrarna med dess enheter.

I vila är trycket P lika på membranets bägge sidor.

Om man nu ligger på en inspänning på högtalarelementet på 2,83 volt och ljudtrycket 1 meter framför membranet är 90 dB så kan ljudtrycket bakom membranet vara 140 dB.

På lyssnarplats om 4 meter d v s 2 fördubblingar av avståndet från membranet från 1 meter och dess ljudtryck på 90 dB så är ljudtrycket bakom membranet i så fall 152 dB. Varje fördubbling av tryck innebär 6 dB nivåhöjning. Motsvarande inspänning är då 2,83*4 = 11,32 volt.

Luften utgör fjädring mot membranet på bägge sidor av membranet. Luften d v s luftmolekylerna som är absolut närmast membranet ingår i den svängande massan eftersom membranet skall sätta dessa luftmolekyler i rörelse för att därefter bilda själva ljudvågen i luft som därefter fortskrider i luften med en våghastighet som är ljudets hastighet i luft på ungefär 343 meter per sekund.

Så, på ena sidan av membranet, den sida som vetter mot den stora kaviteten, d v s rummet, finns ett givet ljudtryck på lyssnarplats som kan vara 62 dB svagare än ljudtrycket i kaviteten på andra sidan av membranet d v s i dess lilla kavitet.

Båda sidors respektive luft utövar en fjäder mot membranet. Är ena sidans fjädring linjär utan distorsion, men andra sidan olinjär, så blir totala fjädringen olinjär. Det är i huvudsak 2a delton som tillförs från luftens olinjära fjädring vid höga nivåer på ljudtryck.

Ju högre ljudtrycksnivå du spelar, t.ex. på lyssnarplats desto mer olinjär luftfjädring mot membranet d v s ljudkällan. Hela paketet ingår i ekvationen och ljudet kommer/alstras från ljudkällan.

För att knyta saker på plats, så har vi inom akustiken dels ljudtryck, dels partikelhastighet.
Multiplicerar vi ljudtryck med partikelhastighet fås ljudintensitet.

Elektriska motsvarigheter är:
Tryck P = spänning V.
Partikelhastighet = ström I.
Ljudintensitet = spänning multiplicerad med effekt = effekt.
Resistansen R eller snarast Impedansen Z i det elektriska systemet motsvaras av den akustiska resistansen/impedansen i det akustiska systemet.

Det är nu problematiken startar. Impedansen Z är en komplex storhet som består av en realdel R samt imaginär del.
Imaginära delar kan beskrivas som kapacitans och induktans.
Hos kapacitans minskar impedansen Z mot högre frekvens.
Hos induktans ökar impedansen Z mot högre frekvens.

Vid resistans ligger ström och spänning i fas med varandra. Detta är då i tidsdomän och tidsderivata/tidsdifferens. Då handlar det om reella storheter d v s inte komplexa storheter utan enbart realdel och ingen imaginärdel.
Vid ren kapacitans eller induktans ligger ström och spänning 90 grader ur fas med varandra och det gäller i tidsdomän med tidsderivata d v s förändring av storheter i tiden d v s vid olika tidpunkter.
Det finns således fasdifferens i tidsdomän mellan ström och spänning.

Akustiska motsvarande parametrar så som Ljudtrycket i sig är ett tryck och därmed en skalär storhet d v s ingen vektor och därmed utan riktning.
Partikelhastighet är en hastighet och därmed en vektorstorhet d v s har riktning.

Multiplicerar man en skalär med en vektor bibehålls vektorns riktning men vektorns längd ökar.
Ljudintensitet är således en vektor med given längd och riktning. Det är effekt, på engelska Power och har enheten Watt.
Multiplicerar man Ljudintensiteten med tid fås Wattsekund och nu har vi Ljudenergin hos ljudet och därmed ljudenergins rumsliga utbredning i tre rumsdimensioner som funktion av tiden d v s rumsvektorers beskrivning vid olika tidpunkter.

Detta är förenklad teori. Både ljudtryck hos en ljudtrycksvåg och partikelhastighet är komplexa storheter, både i tid och rum. De komplexa variablerna måste in i rumsutbredningen av ljudvågor.

Det är här som skillnaderna kommer in mellan planvågsutbredning kontra sfärisk ljudvågsutbredning.

Den sfäriska ljudvågsutbredningen är komplex med både realdel och imaginärdel och detta gäller gällande rumsderivata d v s riktning. Riktningsvektorerna är således komplexa, dels med realdel, dels med imaginärdel. Vi har dels tidsderivata dels rumsderivata att ta hänsyn till gällande fasdifferenser i ljudvågens vågutbredning samt fasdifferens mellan vågens ljudtryck kontra partikelhastighet. Har ljudtrycksutbredningen i vågfronten annan riktning än pertikelhasighetens riktning så måste man ta hänsyn till det vid multiplikation mellan ljudtryck och partikelhastighet. De stora skillnaderna uppstår i närfält.

Problemet i den akustiska världen i frifält är ett tredimensionellt problem gällande ljudvågors utbredning.

Detta, för att knyta problematiken lite till den andra tråden med punktkällor d v s pulserande sfär och stereoåtergivning.

Det blev lite långt och jag hinner inte korrekturslutgranska.

Mvh
Peter

Förlåt Peter min "petighet" men.......
Akustiskt sätt känns det inte rätt att se lyssningsrummet som en kavitet. Det är ju just den skillnaden mellan tryckfält på baksidan av membranet, inne i lådan och frifält/diffusfält framför membranet som skapar den dynamiska tryckskillnaden mellan båda sidor om membranet.
I kaviteten uppstår ju ett tryckfält då våglängden är väsentligt större än kaviteten. Enkelt uttryckt, luften pressas samman istället för att dynamiska trycket sprids med ljudhastigheten.

Här har vi olika syn. Jag ser t.ex. stora salen i Stockholms konserthus som en kavitet. Är dörrarna stängda ser jag kaviteten dessutom som sluten. I en sluten kavitet, så ökar trycket med 12 dB per oktav mot lägre frekvens under en viss frekvens. I ett lyssningsrum kan det exempelvis vara under 30 Hz. Bakom en domediskant ligger denna frekvens mycket högre. I hörselgången då man har slutna InEar lurar hamnar den frekvensen ännu högre.

Mvh
Peter

[petersteindl]

Jo, så tänkte jag också tills jag insåg att frågeställningen var sådan att alla ljudtrycksskillnader skulle räknas bort (vilket implicit även gäller frekvensberoendet från luftabsorptionen).

Japp, så kan man se på saken. Den tanken tänkte jag också, eftersom frågeställaren verkar vilja separera helt mellan ljudtrycksnivå och distorsion där konstant ljudtrycksnivå i så fall kan ses som en rak frekvensgång med konstant amplitud med frekvens, vilket man lätt kan ställa in med separat eq för varje mikrofon. Sedan mäter man enbart THD för varje mikrofonplacering och tittar på differensen i THD mellan de olika mätpunkterna.

Rent akademiskt är det mer korrekt att helt segregera parametrarna/variablerna och hålla alla variabler konstanta utom en.

Men eftersom andra blandat in avståndsberoende frekvensgång så tänkte jag belysa den parametern lite.

Mvh
Peter

[Kronkan]

Jag funderar på om friktion mellan molekylerna i luften är beskriven. Jag hittar inget om detta. Detta innebär inte att det inte finns. Det kanske är så att jag inte anstränger mig tillräckligt. Men om det finns någon förändring av ljud när det rör sig genom luft borde det gå att beskriva det som friktion? Eller?

Det borde väl vara så att det uppstår någon form av friktion mellan dessa molekyler. Det är väl beskrivit luftmotstånd om ett föremål rör sig genom luft. Men …

[JM]

Cykelpump.

JM

[Kronkan]

Det är ju rätt att en cykelpump blir varm när man pumpar. Men frågan är om detta orsakas av friktion?

Det jag vet är att luft går att komprimera till skillnad mot vattenånga. Det är väl så att kompressionen minskar volymen och därmed Koncentrerar energin? Jag antar nog också, fast vet inte, att det uppstår friktion mellan molekylerna.

Men exakt hur det fungerar på ren fysikalisk nivå vet jag inte, och hittar inte heller. Men det torde väl finnas friktion mellan luftmolekyler om de sätts i rörelse. ??

[I-or]

Cykelpumpen blir varm eftersom gasen komprimeras adiabatiskt. Temperaturen blir direkt proportionell mot trycket när samma mängd gasmolekyler oftare kolliderar med varandra och väggarna i den mindre volymen (allmänna gaslagen lyder som bekant pV = nRT, d.v.s. T = pV/nR). Detta är alltså ingen friktionseffekt.

Hörbara ljudvågor producerar mycket lite friktion (från viskösa effekter) vid utbredning i fri luft, varför man brukar försumma denna och enbart betrakta avståndsdämpningen från expansionen av vågfronten. För att dämpa ljudvågor via friktion utnyttjar man material med smala kanaler, där luften via gränsskikt vid kanalytorna utsätts för omfattande viskösa friktionsförluster och därmed tappar energi. Allehanda fibrösa material som mineralull och textilier eller öppenporig skumplast o.s.v. är effektiva här.

Ultraljud uppvisar dock så stora friktionsförluster att vågorna inte kan breda ut sig särskilt långt i fri luft innan de har tappat all energi.

[petersteindl]

Det verkar som att man kanske vill analysera viskositet och turbulens.
Jag rekommenderar en total och extrem djupdykning i Navier-Stokes små fiffiga ekvationer.
Glöm inte tensorerna och kroneckerdelta.
Vill ni även ta med luftfuktighet på molekylnivå?

På molekylnivå består luft till absolut största del av syre, kväve och koldioxid samt argon.
Dessa molekyler rör sig fritt och har en viss energimängd. Trycket runtomkring är atmosfärstrycket och temperaturen kan vi sätta till 20 grader celsius och gravitationen på jorden är vad den är.

Molekylerna är konstant i rörelse med viss medelhastighet. Det är ganska många molekyler, så de krockar med varandra. De flyger omkring åt alla håll och kanter. Än hit än dit. Krock krock krock. Tänk om alla luftmolekyler skulle ramla ner på jorden. Det vore ju inte så bra. Då kan vi snacka om problem. Släng dig i väggen Greta.

Vad finns då egentligen mellan molekylerna? Förslagsvis ingenting. Man brukar analysera en viss volymsenhet.
Energin bevaras. Massan hos molekylerna bevaras. Rörelsemängden bevaras. Nu är det bara att sätta upp ekvationerna för energi, massa och rörelsemängd.

Vill ni ta med kaosteori och meteorologi också? Jag ser genom apokalyptisk vision att I-or tar fram popkornskålen och fäller upp parasollet.

Jag vill passa på att nämna att det finns skillnad på att förflytta gasmolekyler från 1 punkt i rummet till en annan punkt, t.ex. några meter därifrån. Tag en hårtork och blås ut ett ljus 1 meter ifrån. Det är då inte en vågrörelse med viss frekvens det handlar om. I sådant fall är hastigheten på förflyttningen av luftmolekylerna ganska låg.
Fysikaliskt experiment på akademikernivå som man kan roa sig med. Stå i ena delen av rummet i punkt A. Frugan får stå i andra änden av rummet i punkt B.
Lägg av en jättebrakare i punkt A. Genom ljudvågor förmedlas ljudlig information med ljudvågors hastighet i luften till punkt B, ungefär sisådär som bastuba i fiss moll (om det finns ett sådant ackord för bastuba). Men hur lång tid tar det tills näsan i punkt B registrerar vissa andra gasmolekyler än luftmolekyler? Då kan man räkna ut hastigheten på dessa gasmolekylers förflyttning då man vet avståndet från punkt A till punkt B.
Tips till hustrun! Hastigheten är långsammare än man kan springa. Det är tur att ljudvågor har tillräcklig hög hastighet, så man blir varnad i tid.

[MagnusÖstberg]

Luften uppträder i princip helt linjärt upp till ljudtrycksnivåer om ca 150 dB. Detta kan tyckas betryggande, men i kaviteter och kompressionshornhalsar kan man lätt komma upp i betydligt högre ljudtrycksnivåer.

Vid vilka lyssningsnivåer handlar det om då?

Det behöver inte vara förfärligt starkt om lådan är galet liten i förhållande till slaglängd.
Det kan vara låmgt under elementets linjära slaglängd.

[Nattlorden]

Är väl som andra effekter... frågan man skall ställa är om det finns någon praktiskt anledning att bry sig om den, inte om den finns.

[MagnusÖstberg]

Är väl som andra effekter... frågan man skall ställa är om det finns någon praktiskt anledning att bry sig om den, inte om den finns.

Det finns ju otaliga kommersiella subbar som på ett mindre smickrande vis tydliggör att det minsann kan vara en faktor.

[Kronkan]

Normalt misstänker jag dock att distorsion i luft är något utan egentlig betydelse.
Men ändå så finns det väl en viss mindre friktion som uppstår. Luftens massa är dock liten i jämförelse med vatten, betong där ljud sprider sig.

Försumbart normalt.

[MagnusÖstberg]

Normalt misstänker jag dock att distorsion i luft är något utan egentlig betydelse.
Men ändå så finns det väl en viss mindre friktion som uppstår. Luftens massa är dock liten i jämförelse med vatten, betong där ljud sprider sig.

Försumbart normalt.

tänker du verkligen inne i en högtalarkavitet med det svaret?

[I-or]

Det är inte friktionen som leder till olinjäriteter, utan att den s.k. kompressionsmodulen är högre vid kompression än vid expansion. Luften är s.a.s. styvare när den pressas ihop. Detta är inte särskilt konstigt eftersom ljud handlar om tryckförändringar runt det statiska lufttrycket om ca 100 kPa. När ljudtrycket är 1 Pa (topp) (91 dB RMS) så varierar lufttrycket mellan 99 999 och 100 001 Pa, vilket ger försumbar olinjäritet, men när lufttrycket varierar mellan 0 och 200 000 Pa (191 dB RMS) så blir olinjäriteten mycket stor.

När det gäller luftolinjäritet från bakkaviteten i t.ex. basmoduler så förekommer det att denna är märkbar, men vanligen är andra olinjäriteter tydligt dominerande. Den andratonsdistorsion som uppstår är ganska oförarglig subjektivt, medan tredjetonsdistorsion från elementets olinjäriteter eller brus från portturbulens har betydligt större hörbarhet.

[goat76]

Normalt misstänker jag dock att distorsion i luft är något utan egentlig betydelse.
Men ändå så finns det väl en viss mindre friktion som uppstår. Luftens massa är dock liten i jämförelse med vatten, betong där ljud sprider sig.

Försumbart normalt.

tänker du verkligen inne i en högtalarkavitet med det svaret?

Kategorin ”Öppen diskussion” räcker inte till, därför bör vi bredda ut den delen även i HiFi-trådarna.

[MagnusÖstberg]

Normalt misstänker jag dock att distorsion i luft är något utan egentlig betydelse.
Men ändå så finns det väl en viss mindre friktion som uppstår. Luftens massa är dock liten i jämförelse med vatten, betong där ljud sprider sig.

Försumbart normalt.

tänker du verkligen inne i en högtalarkavitet med det svaret?

Kategorin ”Öppen diskussion” räcker inte till, därför bör vi bredda ut den delen även i HiFi-trådarna.

?

[Kronkan]

tänker du verkligen inne i en högtalarkavitet med det svaret?

Kategorin ”Öppen diskussion” räcker inte till, därför bör vi bredda ut den delen även i HiFi-trådarna.

?

Nej jag tänker inte inne i en högtalarkavitet. Så tänkte jag inte men i en normal lyssningssituation. Väggar, kuddar mm åstadkommer friktion och ändrar ljudvågorna när de studsar omkring. Men hur är det med själva luften?



Det där personliga påhoppet får väl kulturellt stå för de som ägnar sig åt sådant.

…..

[petersteindl]

Kategorin ”Öppen diskussion” räcker inte till, därför bör vi bredda ut den delen även i HiFi-trådarna.

?

Nej jag tänker inte inne i en högtalarkavitet. Så tänkte jag inte men i en normal lyssningssituation. Väggar, kuddar mm åstadkommer friktion och ändrar ljudvågorna när de studsar omkring. Men hur är det med själva luften?



Det där personliga påhoppet får väl kulturellt stå för de som ägnar sig åt sådant.

…..

Alltså, Magnus fråga gäller om du tänkte på hur ljudnivån är i en liten kavitet, d v s bakom membranet, t.ex. i en baslåda eller i kaviteten bakom en domediskant.

Ljudtrycket bakom konen med dess olinjära fjädring smittar ju av sig på själva ljudalstringen, så att säga.

[goat76]

Kategorin ”Öppen diskussion” räcker inte till, därför bör vi bredda ut den delen även i HiFi-trådarna.

?

Nej jag tänker inte inne i en högtalarkavitet. Så tänkte jag inte men i en normal lyssningssituation. Väggar, kuddar mm åstadkommer friktion och ändrar ljudvågorna när de studsar omkring. Men hur är det med själva luften?



Det där personliga påhoppet får väl kulturellt stå för de som ägnar sig åt sådant.

…..

Kanske missförstod jag det du skrev, men hur kommer det här med vattenmassa och dess friktions-egenskaper in i bilden vid normala lyssningssituationer?

[Kronkan]

?

Nej jag tänker inte inne i en högtalarkavitet. Så tänkte jag inte men i en normal lyssningssituation. Väggar, kuddar mm åstadkommer friktion och ändrar ljudvågorna när de studsar omkring. Men hur är det med själva luften?



Det där personliga påhoppet får väl kulturellt stå för de som ägnar sig åt sådant.

…..

Alltså, Magnus fråga gäller om du tänkte på hur ljudnivån är i en liten kavitet, d v s bakom membranet, t.ex. i en baslåda eller i kaviteten bakom en domediskant.

Ljudtrycket bakom konen med dess olinjära fjädring smittar ju av sig på själva ljudalstringen, så att säga.

Nej, det ingick inte i hur jag frågade mig ”Distorsion i luft”. Utan jag frågade mig vad sker normalt när rörelseenergi färdas genom luft. Energi försvinner inte sådär men kan omvandlas genom typ friktion.

Enkel tanke

[Helmut]

Har haft flygcertifikat och lagt märke till att ett motorflygplan stiger mycket snabbare om det är minusgrader och en het sommardag är rullsträckan mycket längre innan flygplanet lyfter och flygplanet stiger mycket långsammare.
Funderar på om det är någon skillnad i ljudet om det är kallt eller varmt i lyssningsrummet.
Kanske skulle man pälsa på sig med dubbla långkalsonger och både tröjor och pälsjacka .
Om man har30 minusgrader borde luften i lyssningsrummet vara kompaktare och lede ljudvågor bättre än i ett rum som kommer upp i 30 plusgrader.
Tycker själv att ljudet i hörlurar låter bättre eftersom ljudvågor inte behöver gå en så lång sträcka.

[Johan_Lindroos]

Men då hör du ju ingen bas och knappt mellanregister eftersom det lilla utrymmet mellan kapsel och öra är så litet (om du ska tro på din kompis).

[Strmbrg]

...
Ljudtrycket bakom konen med dess olinjära fjädring smittar ju av sig på själva ljudalstringen, så att säga.

Ja, och nu sladdar vi väl (åtminstone jag) in på en annan fundering jag har. Den har emellertid inte fått någon förklarande avspisning än så länge.
Eller snarare: jag har inte förstått de förklaringar som framkommit. Den funderingen lyder:
-Hur låter det inne i en högtalarlåda?
Ponera en tvåvägare med en sexåenhalv-tummare och en diskant i en basreflexlåda. Typ.
Ponera att vi placerar högtalaren i frifält, typ. Dvs utomhus. Detta för att exvolvera ett rums inverkan på det som frågan handlar om.
Om man skulle pula in en mikrofon i lådan och lyssna på musiken där inne - hur skulle det låta?
Ungefär likadant som från utsidan?
Eller väldigt annorlunda mot hur det låter från utsidan?
Membranet i sexåenhalvan lär vara den minst ljudisolerande delen av högtalarens hölje. Oaktat dess styvhet.
OM det låter väldigt annorlunda inne i lådan än utanför - så lär väl en del av inuti-ljudet komma ut genom membranet.
Om det visar sig "bullra friskt" inne i lådan, så lär en del av det bullret även höras på utsidan. Helhetsljudet består då bland annat av bullret.

[jansch]

...
Ljudtrycket bakom konen med dess olinjära fjädring smittar ju av sig på själva ljudalstringen, så att säga.

Ja, och nu sladdar vi väl (åtminstone jag) in på en annan fundering jag har. Den har emellertid inte fått någon förklarande avspisning än så länge.
Eller snarare: jag har inte förstått de förklaringar som framkommit. Den funderingen lyder:
-Hur låter det inne i en högtalarlåda?
Ponera en tvåvägare med en sexåenhalv-tummare och en diskant i en basreflexlåda. Typ.
Ponera att vi placerar högtalaren i frifält, typ. Dvs utomhus. Detta för att exvolvera ett rums inverkan på det som frågan handlar om.
Om man skulle pula in en mikrofon i lådan och lyssna på musiken där inne - hur skulle det låta?
Ungefär likadant som från utsidan?
Eller väldigt annorlunda mot hur det låter från utsidan?
Membranet i sexåenhalvan lär vara den minst ljudisolerande delen av högtalarens hölje. Oaktat dess styvhet.
OM det låter väldigt annorlunda inne i lådan än utanför - så lär väl en del av inuti-ljudet komma ut genom membranet.
Om det visar sig "bullra friskt" inne i lådan, så lär en del av det bullret även höras på utsidan. Helhetsljudet består då bland annat av bullret.

Väldigt basigt och högt. Dessutom har ju diskantelementet sin egna lådda och hörs inte alls. Ljud där våglängden är väsentligt kortare än lådans dimensioner kommer inte att påverka ljudet inne/utanför lådan (förutom bashöjningen. Däremot kan högre frekvenser, där fasen kommer att förskjutas p g a kort våglängd, resultera i taggig frekvensgång.

När tryckfält bildas inne i en sluten låda har vi inte längre likadant beteende som i frifält d v s att membranamplituden ökar med inversen av frekvensen i kvadrat för samma ljudtryck.
Istället får vi ett förhållande mellan lådans volym och vilken volym membranet pumpar :
Alltså: deltaP = 20 log (V dividerat med V+delta V) dB. Eller enkelt uttryckt, ljudtrycket är konstant vid oförändrad membranamplitud oavsett frekvens.

[Strmbrg]

Säkerligen riktigt, jansch.

Min fundering kretsar kring membranets ljudgenomsläpplighet. Alltså membranets del av lådans totala yta. Jag kan inte släppa att dess höga genomsläpplighet (ursäkta eventuella val av icke-vedertagna ord och uttryckssätt) måste rendera i en hel del "mygg-och-kameler-konsekvenser".
Lådor görs närmast alltid med fokus på rigiditet/resistans mot att transmittera ljud genom materialet, dvs de skall tillsammans med dämpmaterial och kanske inre dimensioner/proportioner nedbringa att oönskat ljud beblandar sig med det önskade ljudet.
Om lådan nu till hyfsat avsevärd del består av icke-ljudtätt material (en membrankon) så måste väl det utgöra ungefär samma problem som om man valde att byta ut en del av lådmaterialet (i praktiken MDF eller vad det nu kan tänkas handla om) mot ett "bit pappersfiber".

[I-or]

Detta med konens "ljudgenomsläpplighet" är en vanligt förekommande HiFi-fråga som i praktiken dock inte innebär några problem.

Under uppbrytningsområdet, d.v.s. för normala baselement i en tvåvägskonstruktion upp till ca 1-2 kHz, uppträder konen styvhetskontrollerat och släpper i stort sett inte igenom något ljud alls. För ännu högre frekvenser sjunker ljudtrycksnivån i lådan snabbt både p.g.a. att ljudfältet går från trycktyp (i stort sett lika överallt, gäller upp till ca 100-200 Hz) till modal typ (kraftigt varierande) och att absorbent utnyttjas. Totalt sett har man därför oavsett frekvens en mycket begränsad ljudtransmission genom kon och surround.

Som jag har varit inne på många gånger tidigare har själva kaviteten bakom konen ingenting med konventionella högtalares typiska ljud att göra, utan istället handlar detta om spridningsegenskaper. Man kan i ett givet lyssningsrum dela upp hela ljudperceptionen på följande sätt:

• klang - frekvensgång

• rymd - spridning

• renhet - distorsion

[Strmbrg]

Okay, betyder det att om jag pular in en liten högtalare inne i låddan och låter den spela så är det hyfsat tyst om jag lyssnar på alltsammans utifrån?

[I-or]

Mer eller mindre, ja. En låda av någorlunda normal typ har en ljudisolering om kanske 30-40 dB för låga frekvenser och sådär 20 dB vid resonanstopparna från några hundra Hz och uppåt. Till detta kommer högfrekvent transmission genom konen, men för höga frekvenser reducerar absorbenten ljudtrycksnivån inne i lådan påtagligt. Det är dock inte omöjligt att få till en så usel konstruktion att man erhåller problem med både strukturavstrålat ljud och kontransmission, men här avgränsar vi oss till rimligt välkonstruerade högtalare.

Man måste dessutom naturligtvis ställa ljudtransmissionen genom låda och kon i förhållande till nyttoljudavstrålningen från konen, d.v.s. att när man spelar musik som vanligt så blir det som försiggår inne i lådan ej hörbart.

[Strmbrg]

Perfa, då kan jag förmodligen släppa den här funderingen. Fast ändå inte...
Om det är så, är det då särskilt stor nytta med att göra "resten" av lådan i MDF, kanske med bitumen eller i material som är mycket styva? Är det enkom för att lådan skall vara styv/opåverkad av basfrekvenser?

[Calleberg]

Pluspoäng för stavningen av lådda. Det är mycket sannolikt så det skall stavas, eftersom det faktiskt var så du stavade.

[Strmbrg]

Pluspoäng för stavningen av lådda. Det är mycket sannolikt så det skall stavas, eftersom det faktiskt var så du stavade.

Det är snott från en gammal sketch med Hasse Alfredsson och Martin Ljung.

[Calleberg]

Pluspoäng för stavningen av lådda. Det är mycket sannolikt så det skall stavas, eftersom det faktiskt var så du stavade.

Det är snott från en gammal sketch med Hasse Alfredsson och Martin Ljung.

I know, jag använder uteslutande den stavningen själv. Men av någon anledning blandade jag nu hop Martin med Tage D, därav min travesti på Tages kärnkraftsmonolog. sorry.

[jansch]

Perfa, då kan jag förmodligen släppa den här funderingen. Fast ändå inte...
Om det är så, är det då särskilt stor nytta med att göra "resten" av lådan i MDF, kanske med bitumen eller i material som är mycket styva? Är det enkom för att lådan skall vara styv/opåverkad av basfrekvenser?

Inser att mitt svar til dej var lite tillkrånglat....

Om ska komplettera Iors svar kan man dela upp "ljudet" i 3 frekvensområden.

- Ett frekvensområde där tryckfält gäller, då är ljudtrycket i lådan homogent och det beror på att våglängden då är så lång att ljudhastigheten hinner hela tiden jämna ut trycket i lådan, d v s överallt inne i lådan är trycket lika vid varje enskild tidpunkt. Ungefär som när du försöker trycka ihop en cykelpump och håller för munstycket, det går så långsamt att trycket stiger jämnt i hela pumpen. Fysikaliskt gäller då Allmänna Gaslagen som säger att trycket ökar lika i hela pumpen, ett tryckfält bildas.
Det enda som sker då är att högtalaren får svårare att pumpa luft, luftens "fjädertryck" håller emot och högtalaren får allt svårare att ge konutslag, d v s frekvensgången sjunker (i frifält,där du lyssnar) med lägre frekvens då allt större konutslag krävs vid lägre frekvenser. T.ex krävs det 4ggr så stort konutslag vid 20Hz som vid 40Hz. (Alltså inversen av frekvensen i kvadrat).*
Man brukar räkna med att rent tryckfält uppstår när lådan största dimension är en 10-del av våglängden. T.ex en 50cm hög låda arbetar i rent tryckfält vid alla frekvenser under ca 70Hz. Övergång till tryckfält är ju "mjuk" och praktiskt kan man nog säga att tryckfält gäller upp till sådär 150Hz i en sådan låda. Därför behövs inget dämpmaterial i en subwoofer låda - det finns inga akustiska refektioner att dämpa.

- Vid högre frekvenser kan reflektion uppstå då våglängden är kortare. Ljudhastigheten hinner helt enkelt inte med att hålla jämnt tryck i lådan och en ljudvåg kan "stutsa" tillbaka från en av väggarna till högtalarmembranet. Då är det alltså olika tryck i lådan och då får membranet ibland lättare, ibland tyngre mottryck beroende på våglängd/frekvens.

- Om frekvensen är ännu högre finns förutättning för att en stående våg/resonans bildas. Då måste någon av lådans dimensioner vara = 1/2 våglängd eller multiplar av våglängen t.ex 1, 2 eller 3 osv. Dessa kan jag tänka mej att de kan påverka frekvensgången. Absorbent (stenull, fårull, mm) kan dämpa dessa resonanser.

Man skiljer på luftburet ljud och stomljud.
Bitumen är till för att dämpa stomljud (som kan omvandlas till ljud).
Bitumen är då tungt och sänker resonansfrekvensen på den yta som det monteras på, dessutom har bitumen hög inre dämpning, alltså omvandlar fort en rörlse/vibration till värme.
Vanligtvis ä högtalarlådor styvare än de beöver vara, även om man kan mäta vibrationer i en låda. Vissa hifi-skribenter mäter och visar vibrationskurvor men det går inte att direktöversätta flera högtalarytors vibration till "skadligt biljud".
Det är helt enkelt för komplext utom vid rena felkonstruktioner, vilket i sig inte är ovanligt i denna bransch.
Jag själv har mätt mycket vibrationer i högtalare och golv men aldrig kunnat verifiera "skadligt biljud" på ett vettigt vis.

* Högtalaren arbetar då i sitt fjänderkontrollerande (luftens fjädring + högtalarelementets fjädring). Vad vi vill är att högtalaren skall arbeta i sitt massakontollerade område, d v s över resonnsfrekvensen.

Ledsen över att mitt inlägg blev så långt.......

[Strmbrg]

Inget att vara ledsen över. Jag får väl kompensera med en kort fråga:
Vad händer om man istället för en gängse standard MDF-lådda använder en "skokartong"?
Svaret kanske står att finna i ditt långa svar, men jag anser mig alldeles för dum för att hitta detsamma.

[I-or]

Med en skokartong istället för MDF förvandlas den konventionella högtalaren till en dipol eller kardioid i lågfrekvensområdet eftersom ljudgenereringen på baksidan av konen transmitteras nästan obehindrat. Dessutom kan man säkerligen mosa kartongen om man drar på lite med ett kapabelt element.

Anledningen till att man i undantagsfall faktiskt kan detektera strukturljud från en normal låda är att avklingningen vid lådans resonansfrekvenser är långsammare än från konbidraget, så att man kan höra en liten "svans" i tidsförloppet ibland. Detsamma gäller för övrigt även kraftiga pipresonanser från portar.

[petersteindl]

Om ska komplettera Iors svar kan man dela upp "ljudet" i 3 frekvensområden.

- Ett frekvensområde där tryckfält gäller, då är ljudtrycket i lådan homogent och det beror på att våglängden då är så lång att ljudhastigheten hinner hela tiden jämna ut trycket i lådan, d v s överallt inne i lådan är trycket lika vid varje enskild tidpunkt. . . .
Det enda som sker då är att högtalaren får svårare att pumpa luft, luftens "fjädertryck" håller emot och högtalaren får allt svårare att ge konutslag, d v s frekvensgången sjunker (i frifält,där du lyssnar) med lägre frekvens då allt större konutslag krävs vid lägre frekvenser.

I princip är detta vad jag vid tidigare tillfälle skrivit, som du inte gillade. Jag använde ordet kavitet. Ett lyssningsrum ser jag som en kavitet. Har man en hörlur, typ InEar, på sig som sluter tätt, så får man också en kavitet, dock lite mindre d v s mellan membran och trumhinna. Samma ekvationer gäller. Det är bara att sätta in måtten så kan man räkna på frekvensområden för det ena eller andra. Det är samma fysik och matematik. Strmbrg har ju i princip liknande frågeställning på hörlurar.
Då kan man ju passa på att nämna att en InEarlur inte skall jobba i det masskontrollerade området. InEarluren skall jobba under resonansfrekvensen. Ibland kallar man det för det hastighetskontrollerade området.

T.ex krävs det 4ggr så stort konutslag vid 20Hz som vid 40Hz. (Alltså inversen av frekvensen i kvadrat).*
. . .

Man brukar räkna med att rent tryckfält uppstår när lådan största dimension är en 10-del av våglängden. T.ex en 50cm hög låda arbetar i rent tryckfält vid alla frekvenser under ca 70Hz. Övergång till tryckfält är ju "mjuk" och praktiskt kan man nog säga att tryckfält gäller upp till sådär 150Hz i en sådan låda. Därför behövs inget dämpmaterial i en subwoofer låda - det finns inga akustiska refektioner att dämpa.
. . .

* Högtalaren arbetar då i sitt fjänderkontrollerande (luftens fjädring + högtalarelementets fjädring). Vad vi vill är att högtalaren skall arbeta i sitt massakontollerade område, d v s över resonnsfrekvensen.

. . .
När tryckfält bildas inne i en sluten låda har vi inte längre likadant beteende som i frifält d v s att membranamplituden ökar med inversen av frekvensen i kvadrat för samma ljudtryck.
Istället får vi ett förhållande mellan lådans volym och vilken volym membranet pumpar :
Alltså: deltaP = 20 log (V dividerat med V+delta V) dB. Eller enkelt uttryckt, ljudtrycket är konstant vid oförändrad membranamplitud oavsett frekvens.

Jag kan tänka mig att en del på forumet har svårt att lägga ihop dessa båda fenomen som jag blåmarkerat.

En sluten högtalarlåda i basen som står i ett slutet lyssningsrum har högtalarelement med kaviteter på bägge sidor av membranet. Ena kaviteten är liten, andra kaviteten är förhållandevis stor. Är det rak frekvensgång i den större kaviteten, så ökar amplituden mot lägre frekvens i den mindre. Är det rak frekvensgång i den mindre kaviteten så faller tonkurvan mot lägre frekvens i den yttre, ända tills den yttre stora kaviteten/lyssningsrummet kommer in i området för tryckfält.

[jansch]

Peter, det är väl ok att du kallar ett rum, lyssningsum, för kavitet.
Kanske är det så också att det är lite fel av mej att kalla ett slutet hålrum för kavitet, borde nog heta sluten kavitet i så fall.
Jag använder nog ordet lite slarvigt för just mindre slutna hålrum där akustiska förutsättningarna förändras jämfört med frifält eller diffusfält, alltså tryckfält uppstår.
Antagligen använder jag begreppet så av slentrian och påverkan av diverse literatur genom åren.

Dock, om vi håller oss till normala lyssningsrum där längsta vägg är åtminstone är sådär 4 meter behöver man inte ta hänsyn till att tryckfält uppstår. Det kräver ju också att rummet är akustiskt tätt vid aktuella frekvenser vilket sällan är fallet.

Jag kanske missuppfattar dej?
För mej är det alltså helt ok att kalla ett lyssningsrum för kavitet så länge man inte likställer det med tryckfält inom det hörbara området.

[Strmbrg]

Med en skokartong istället för MDF förvandlas den konventionella högtalaren till en dipol eller kardioid i lågfrekvensområdet eftersom ljudgenereringen på baksidan av konen transmitteras nästan obehindrat. Dessutom kan man säkerligen mosa kartongen om man drar på lite med ett kapabelt element.

Anledningen till att man i undantagsfall faktiskt kan detektera strukturljud från en normal låda är att avklingningen vid lådans resonansfrekvenser är långsammare än från konbidraget, så att man kan höra en liten "svans" i tidsförloppet ibland. Detsamma gäller för övrigt även kraftiga pipresonanser från portar.

Okay, så, hur skiljer sig en skokartong från ett högtalarmembran? Bortsett från det primärt avsedda användningsområdet och formen.

[jansch]

Om ska komplettera Iors svar kan man dela upp "ljudet" i 3 frekvensområden.

- Ett frekvensområde där tryckfält gäller, då är ljudtrycket i lådan homogent och det beror på att våglängden då är så lång att ljudhastigheten hinner hela tiden jämna ut trycket i lådan, d v s överallt inne i lådan är trycket lika vid varje enskild tidpunkt. . . .
Det enda som sker då är att högtalaren får svårare att pumpa luft, luftens "fjädertryck" håller emot och högtalaren får allt svårare att ge konutslag, d v s frekvensgången sjunker (i frifält,där du lyssnar) med lägre frekvens då allt större konutslag krävs vid lägre frekvenser.

I princip är detta vad jag vid tidigare tillfälle skrivit, som du inte gillade. Jag använde ordet kavitet. Ett lyssningsrum ser jag som en kavitet. Har man en hörlur, typ InEar, på sig som sluter tätt, så får man också en kavitet, dock lite mindre d v s mellan membran och trumhinna. Samma ekvationer gäller. Det är bara att sätta in måtten så kan man räkna på frekvensområden för det ena eller andra. Det är samma fysik och matematik. Strmbrg har ju i princip liknande frågeställning på hörlurar.
Då kan man ju passa på att nämna att en InEarlur inte skall jobba i det masskontrollerade området. InEarluren skall jobba under resonansfrekvensen. Ibland kallar man det för det hastighetskontrollerade området.

T.ex krävs det 4ggr så stort konutslag vid 20Hz som vid 40Hz. (Alltså inversen av frekvensen i kvadrat).*
. . .

Man brukar räkna med att rent tryckfält uppstår när lådan största dimension är en 10-del av våglängden. T.ex en 50cm hög låda arbetar i rent tryckfält vid alla frekvenser under ca 70Hz. Övergång till tryckfält är ju "mjuk" och praktiskt kan man nog säga att tryckfält gäller upp till sådär 150Hz i en sådan låda. Därför behövs inget dämpmaterial i en subwoofer låda - det finns inga akustiska refektioner att dämpa.
. . .

* Högtalaren arbetar då i sitt fjänderkontrollerande (luftens fjädring + högtalarelementets fjädring). Vad vi vill är att högtalaren skall arbeta i sitt massakontollerade område, d v s över resonnsfrekvensen.

. . .
När tryckfält bildas inne i en sluten låda har vi inte längre likadant beteende som i frifält d v s att membranamplituden ökar med inversen av frekvensen i kvadrat för samma ljudtryck.
Istället får vi ett förhållande mellan lådans volym och vilken volym membranet pumpar :
Alltså: deltaP = 20 log (V dividerat med V+delta V) dB. Eller enkelt uttryckt, ljudtrycket är konstant vid oförändrad membranamplitud oavsett frekvens.

Jag kan tänka mig att en del på forumet har svårt att lägga ihop dessa båda fenomen som jag blåmarkerat.

En sluten högtalarlåda i basen som står i ett slutet lyssningsrum har högtalarelement med kaviteter på bägge sidor av membranet. Ena kaviteten är liten, andra kaviteten är förhållandevis stor. Är det rak frekvensgång i den större kaviteten, så ökar amplituden mot lägre frekvens i den mindre. Är det rak frekvensgång i den mindre kaviteten så faller tonkurvan mot lägre frekvens i den yttre, ända tills den yttre stora kaviteten/lyssningsrummet kommer in i området för tryckfält.

Ok, då får jag försöka vara lite tydligare.... refererande till det grönmarkerade.
Det blir några självklarheter för många på faktiskt.io men dom behövs för att få ett sammanhang.

Först och främst ljudtryck är just ljudtryck. Det krävs väldigt stora konutslag för en 20Hz ton jämfört med en 10kHz ton I FRI LUFT = det vi kallar för frifält för att uppnå lika stort ljudtryck. Den styrande parametern är molekylacceleration. D v s för att uppnå ett tillfälligt tryck (övertryck eller undertryck) måste luftmolekylerna accelereras.
Då kan molelylerna tillfälligt pressas ihop innan de finner sitt viloläge igen = vanliga lufttrycket.
Förflyttar vi ett högtalarmembran långsamt uppstår nästan inget tillfälligt tryck, det sker en kedjereaktion och molekylerna förflyttar sig lite "slött" till sitt nya viloläge igen genom kedjereaktion.
Resultatet blir att konamplituden måste förhålla sig till inversen av frekvensen i kvadrat för att ACCELERATIONEN skall bli lika för olika frekvensen (matematiskt: 2:a derivatan).
DETTA GÄLLER I FRI LUFT = frifält!

I en sluten kavitet som har avgränsningsytor som har väsentligt mindre längd än aktuell våglängd och där konutslaget påverkar kavitetens luftvolym, alltså luftvolymen minskar när högtalarmembranet går inåt och luftvolymen ökar mätbart när membranet slår utåt får vi ett ljudtryck av luftens volymförändring i kaviteten.
Då gäller Allmänna Gaslagen hur än långsamt högtalarmembranet rör sig. Allmänna gaslagen säger att trycket förändrar sig proportionellt mot förändringen av den luftvolym som är innesluten i kaviteten. T.ex halveras kavitetens volym fördubblas trycket. (Detta gäller inom rimliga tryckförändringar t.ex ljudtryck under sådär 150dB(SPL), gaser har ju en tendens att övergå i t.ex vätska vid riktigt höga tryck.)
Alltså, ljudtrycket blir = tryckförändringen som beror på att den innesluta luften har mer/mindre volym. Därmed är tryckförändringen INTE FREKVENSBEROENDE UTAN BARA BEROENDE PÅ VOLYMÖRÄNDRING.

Summering:
I fri luft (frifält) byggs ljudtrycket upp av luftmolekylacceleration som skapar ljudtryck då närliggande luftmolekyler inte hinner att flytta på sig tillräckligt fort. Ju lägre frekvens ljudet har desto större måste rörelsen vara (amplitud) för att uppnå LIKA STOR ACCELERATION.
I tryckfält ändras trycket enligt Allmänna Gaslagen och endast volymförändring av kaviteten skapar ljudryck oavsett frekvens = lika amplitud = lika Ljudtryck.

Detta nyttjas, alltså tryckfält, i bl.a pistonfoner för att skapa "exakt" ljudtryck för att kalibrera mätmikrooner.
2 små kolvar rör sig in i en liten (väldigt liten!) kavitet och förändrar alltså kavitetens volym. Att man har 2 kolvar beror på att man då kan utjämna vibrationer. Kaviteten sluts genom att man låter mätobjektet (mätmikrofonens membran) täpper till hålet i kaviteten. 2 kolvar som är ca 3,5mm i diameter och har en laglängd på drygt 1mm skapar då 124dB(SPL) vid ca 250Hz (nominellt 251,2Hz).
Det intressanta är att man kan ändra frekvens på pistonfonen och mäta 124dB(SPL) vid frekvenser mellan ca 20Hz till 320Hz. Lägre frekvenser än 20-25 Hz funkar inte då ev. luftläkage (kolvarna och runt mikrofonen) påverkar kaviteten, högre frekvenser p g a att kolvarna inte hinner med. Alltså frekvensoberoende ljudtryck.

[I-or]

Okay, så, hur skiljer sig en skokartong från ett högtalarmembran? Bortsett från det primärt avsedda användningsområdet och formen.

Skokartongen har via sin förhållandevis låga E-modul och stora dimensioner resonansfrekvenser från något hundratal Hz och uppåt. För högtalarkonen handlar det om i runda slängar 10 gånger högre resonansfrekvenser. Detta medför att högtalarkonen i nästan hela passbandet uppträder som en stelkropp, vilken är oerhört mycket svårare att flytta på för från bakkaviteten infallande ljudvågor.

[Strmbrg]

Okay, så, hur skiljer sig en skokartong från ett högtalarmembran? Bortsett från det primärt avsedda användningsområdet och formen.

Skokartongen har via sin förhållandevis låga E-modul och stora dimensioner resonansfrekvenser från något hundratal Hz och uppåt. För högtalarkonen handlar det om i runda slängar 10 gånger högre resonansfrekvenser. Detta medför att högtalarkonen i nästan hela passbandet uppträder som en stelkropp, vilken är oerhört mycket svårare att flytta på för från bakkaviteten infallande ljudvågor.

Så, om man skulle "hojta" igenom ett högtalarmembran så skulle inte alls mycket höras från andra sidan?

[I-or]

Inte mycket, nej. Vissa av övertonerna skulle inte reduceras så mycket, men har förstås relativt låg nivå redan från början.

[petersteindl]

En helt odämpad resonans i en sluten kavitet bakom ett mellanregisterelement kan ge upphov till en ganska ful frekvensgång vid resonansen och då syns det även i impedanskurvan. Men det behövs inte mycket för att dämpa bort resonansen.

[Strmbrg]

Hm, är det då så väsentligt att använda rigida låddor?
Jag får inte ihop detta. Vilket skall tolkas som att jag inte hajar, snarare än att jag inte tror på det ni skriver.