ALLA HÖGTALARE ÄR CYKELPUMPAR ! Men .... ?

av JM » 2013-03-08 22:03

Den ideala högtalaren omvandlar elektrisk energi via mekanisk omvandling till tryckförändringar i luften.
Antag att omvandlingen från elektrisk energi till mekanisk energi är förlustfri.
Låt oss nu bara fokusera på omvandlingen mekanisk energi till tryckförändringar i luften.
Enlig Beranek i Acoustics från 1954:
pV=nRT ger att tryckförändringen är omvänt proportionell mot volyms förändringen i ideal fallet vid mycket små tryckförändringar.
Nu är tyvärr hastiga tryckförändringar, som i högtalare, förenade med temperatur höjningar i luften pga ökat antal luftmolekyl krockar.
1 m3 luft väger ca 1.1 kg!
Dvs en olinjär distorsion.
Detta är tydligt hörbart i vissa “kompressions drivers”.

100 dB vid 20 Hz kräver +- 4mm konutslag hos en 40 cm högtalare på golvet och +- 400 mm hos en 4 cm högtalare. Enligt http://www.mh-audio.nl/CalcSPL.asp.

Om dessa högtalare fanns hur låter då 4 cm högtalaren relativt 40 cm högtalaren vid 20 Hz?

Vid vilken konarea relativt ljudtrycket börjar bashögtalaren, som är en värmekälla likt en cykelpump, att subjektivt låta illa?

Komihåg i verkligheten är det högtalarelementets egenskaper som ger dominerande distorsion. Men här har vi nu ett idealt distorsionsfritt högtalarelement.

Går det att räkna på detta? Mina drygt 30 år gamla en- o flervariabel mm kunskaper från KTH är inne i dimman. .

av **Max_Headroom** » 2013-03-08 23:07

Det klart det går att räkna på.
Men jag brukar ju bjäbba om att stora memran och kortare slaglängd är bra. Men, enligt somliga så är det itne membran area och slaglängden i sig det beror på, utan andra faktorer som gärna uppträder samtidigt med dessa.

Om dom 20 Hz är fyrkantvåg så måste ditt lilla membran hålla 32m/s för att hinna slå sträckan. Är det sinusvåg så blir farten högre mitt på slgen och i princip 0 i ändarna. Maxfarten blir väl 32*roten ur 2 eller nåt.

Hur mycket komprimeras luft framför en vägg som rör sig med 32m/s?
Någon här som kan räkna ut sådant? Jag har nog kunnat en gång i tiden, men inte nu.

av JM » 2013-03-09 00:02

Max_Headroom skrev:Det klart det går att räkna på.
Men jag brukar ju bjäbba om att stora memran och kortare slaglängd är bra. Men, enligt somliga så är det itne membran area och slaglängden i sig det beror på, utan andra faktorer som gärna uppträder samtidigt med dessa.

.

Vilka variabler tänker du på?

För drygt 20 sedan i mitt tidigare live byggde jag en dipol med 5 Altec 604E med Altec 511B över 700 Hz. Bredvid hade jag då ett par JBL L300 med LE15B 15" basar (basreflex).
Basljudet från dipolen var gudomlig. L300 hgt gick djupare men betydligt mer färgade. Om det var dipolen större area eller problem i L300 vet jag inte. Hade en känsla av att arean spelade roll. Hade ytterligare Altec 604E i en SR-låda som inte lät ngt vidare.
JM

av **Max_Headroom** » 2013-03-09 00:11

Det står om detta i tråden om membranarea och dynamik.

Jag kommer att fortsätta att hävda att stora membran och kort slaglängd är att föredra jämfört med små membran och lång slaglängd även o påståeendet saknar teknisk grund.

När det gäller dipolsbasarna måste man även ta hänsyn till hur en dipol samspelar med rummet (riktverkan) jämför med en rundstrålare som en vanliga baslåda beter sig som vid låga frekvenser.

av **Zzombie** » 2013-03-09 01:38

...och vi lyssnar på alla fyra... :lol:

av **Adhoc** » 2013-03-09 06:26

JMs tidigare dipolbygge hade just stora membran med liten slaglängd. Ca 4 mm med 15" membran. Jag blir lite fundersam dock. Altecs 604 E var ju en Duplex (coaxial) med integrerat multicellhorn för mellanregister / diskant. Använde du bara basdelen och körde högre frekvenser "bredvid" med det separata 511-honet?

av JM » 2013-03-09 11:59

Adhoc skrev:JMs tidigare dipolbygge hade just stora membran med liten slaglängd. Ca 4 mm med 15" membran. Jag blir lite fundersam dock. Altecs 604 E var ju en Duplex (coaxial) med integrerat multicellhorn för mellanregister / diskant. Använde du bara basdelen och körde högre frekvenser "bredvid" med det separata 511-honet?

Multicellhornen i mitten var inte inkopplade. Använde Nakamichis EC-100 aktiva delningsfilter med steglöst variabela delningsfrekvenser.
Lekte med tanken på att koppla in ett av multicellhornen men skillnaden i frekvensgång var för liten jfr med Altec 511B hornen och punktkälleeffekten fanns inte längre.
X-max för 604E är ca 3.8 mm.
Arean motsvarade ca 18 st 8" om jag minns rätt. Nu var dipolen "speglad" i golvet så praktiska arean torde motsvarat 36 st 8".
Med en verkningsgrad på 101 dB/element så gav mina ombyggda Dynaco Mk III ett mer än ok ljud.

Den stora arean 11859 cm2 ger att elementen bara behöver röra sig 0.8 mm för att ge 100 dB vid 20 hz. Enligt http://www.mh-audio.nl/CalcSPL.asp.

På samma tema men mer kopplat till interaktioner i luften utan påverkan av reflexer visade ett gäng från Cervin Vega...

"Ickelinjär o intermodulations distorsion genererad av ljudutbredning i luft mättes vid olika ljudtryck, frekvenser o avstånd relativt 2 identiska hornarrays. Mätningarna visar att nivån av luftgenererad distorsion kan överstiga signifikant distorsionen genererad i en enskild kompressionsdriver o horn. Experimenteten verifierar att luft-utbrednings relaterad distorsion (både harmonic o intermodulation) i stora ljudsystem kan överstiga 10-15 %. "
"
Air-Related Harmonic and Intermodulation Distortion in Large Sound Systems: Authors: Czerwinski, Eugene; Voishvillo, Alexander; Alexandrov, Sergei; Terekhov, Alexander
Affiliation: Cerwin Vega Inc., Simi Valley, CA.. JAES Volume 47 Issue 6 pp. 427-446; June 1999

Vidare gjordes mätningar på 4 storbandstromboner med samma distorsionsresultat.
Distorsionen kunde minskas genom att sprida ut högtalarna o trombonerna.

Av resultaten framgår att vid låga frekvenser är distorsion störst närmast hgt.

Således ger linjehögtalare luftgenererad ej obetydlig distorsion.

Stämmer detta med verkligheten?
JM