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 2794 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.