Stora högtalare=kräva effekt? Eller tvärtom?

Generell diskussion om hifi och områden runt hifi.

Moderator: Redaktörer

Användarvisningsbild
Svante
Audiot!
 
Inlägg: 37552
Blev medlem: 2004-03-03
Ort: oakustisk

Inläggav Svante » 2005-03-23 00:41

W201 skrev:Har alltså den större rörliga massan, högre "back-EMF" osv försumbart inflytande?


Mja, när man ska förstå verkan av mot-EMK från det mekaniska systemets massa är det lätt att gå på minor. Det blir så mycket enklare om man förstår att allt detta och lite därtill beskrivs helt och fullt av högtalarens elektriska impedanskurva. Den är det enda som förstärkaren "ser" och det kommer inte några magiska extraströmmar av att det finns massor som rör sig hit och dit. Massorna syns på den elektriska sidan, men är redan fullständigt beskrivna via systemets impedanskurva.

Vi kan ta ett exempel, en basreflexlåda:

Bild

Den gröna kurvan är impedansen.
Om vi börjar från vänster kan vi först se impedansen öka och ha positiv fas (dvs vara induktiv). Den blir induktiv för att den mekaniska impedansen är fjädringskontrollerad och fjädringen man ser är i grova drag konens upphängning.
Så passerar vi en resonans (mellan konens upphängning och konens massa tillsammans med portens massa) och kommer i en utförsbacke med negativ fas. Impedansen är alltså kapacitiv här, vilket tyder på att den mekaniska impedansen är masskontrollerad. Massan vi ser är i grova drag konens massa tillsammans med portens massa.
Nästa resonans som vi passerar är helmholtzresonansen (dalen i impedanskurvan). Det är resonansen mellan portens massa och lådans fjädring. Sedan blir det uppförsbacke igen, med positiv fas, vilket återigen tyder på att den mekaniska impedansen är fjädringskontrollerad. Fjädringen vi nu ser är från upphängningen och lådan tillsammans.
Ny resonanstopp, denna gång mellan konens massa och lådans och upphängningens fjädringar sammantagna. Efter denna resonans sjunker impedansen och fasen är negativ, dvs lasten är kapacitiv. Detta tyder på att den mekaniska impedansen är masskontrollerad. Här ser vi i grova drag konens massa.
Mot högre frekvenser stiger impedansen återigen, men nu beror det på den elektriska sidans talspoleinduktans.

Så, alla de mekaniska egenskaperna syns i impedanskurvan. Det finns ingen anledning att krångla in sig i tänkande på hur konens rörelser genererar spänningar som kommer baklänges in i förstärkaren. Det räcker helt och fullt att studera impedanskurvan.

Som parentes kan man fö se att portens massa har ungefär lika stor påverkan på impedanskurvan som konens massa, alt lådans fjädring eller konens fjädring. Ändå hakar folk upp sig på just massan. Detta får illustrera hur svårförstått det blir om man tänker mot-EMK.

Ytterligare en parentes kan vara att impedansen vi ser vid tex 80 Hz, i det masskontrollerade området, förmodligen är lättare att driva än vid 35 Hz eller DC, när lasten är rent resistiv. Mot-EMKn gör alltså högtalaren till en lättare last. :wink:
Så länge har jag längat efter att loudness war skulle vara över. Nu börjar jag tro att vi faktiskt är där. Kruxet är att vi förlorade.

Användarvisningsbild
IngOehman
 
Inlägg: 47052
Blev medlem: 2003-09-28
Ort: K-PAX via Tellus

Inläggav IngOehman » 2005-03-23 01:42

Ett litet tillägg till Svantes som vanligt solklara inlägg:

Den nedersta resonanstoppen är helt riktigt ett resultat av resonans mellan elementupphängning och en kombination av membran- och portmassa, men man måste minnas att portmassan måste transformeras.

Den får ju en hastighet som är proportionell mot membranhastigheten multiplicerat med kvoten mellan membranarea och portarea. Å eftersom rörelseenergin te på köpet är proportionell mot hastighten i kvadrutt, är den sammanlagda rörliga massan vid den lägsta resonansen Mm = membranmassa + portmassa*(Sd/Pd)^2.

Från detta fås som vanligt w = sqr(k/Mm)

Skall man vara riktigt nog så tillkommer lite mera massa ytterligare, men det skall vi inte vara. :wink:

Vh, Ing. Öhman
Fd psykoakustikforskare & ordf LTS. Nu akustiker m specialiteten
studiokontrollrum, hemmabiosar & musiklyssnrum. Även Ch. R&D
åt Carlsson och Guru, konsult åt andra + hobbyhögtalartillv (Ino).

Användarvisningsbild
dawen
Inoit
 
Inlägg: 4337
Blev medlem: 2003-11-22
Ort: Linköping

Inläggav dawen » 2005-03-23 06:15

Suck, måste du förstöra den här fina tråden med en mätning Svante? :wink:

Jag måste bara säga att jag verkligen uppskattar att det på det här forumet sprids massa kunskap, på ett sätt som dessutom är väldigt lätt att ta till sig. Keep up the good work!

Vore jag inte så illamående just nu skulle jag läsa allting mycket noggrannare och ha massa frågor :)
Common sense is not that common.

Användarvisningsbild
W201
 
Inlägg: 574
Blev medlem: 2004-09-24
Ort: Lund

Inläggav W201 » 2005-03-23 12:12

Tack för utförliga svar!
Jag blev imponerad av att dessa båda auktoriteter tagit sig an detta (för dem troligen banala) missförstånd/kunskapsbrist vid klockslag som normalt borde kvalificera för tredubbelt OB-tillägg... :D

Alltså är det förstärkarens impedanskompatibilitet/strömkapacitet man (genom större högtalares bättre LF-egenskaper) hör skillnad på...

(Att ingen av er sa emot min slutsats om multipla elements påstådda fördelar tolkar jag som att den är rätt.)

Användarvisningsbild
IngOehman
 
Inlägg: 47052
Blev medlem: 2003-09-28
Ort: K-PAX via Tellus

Inläggav IngOehman » 2005-03-23 15:54

W201 skrev:Då tråden driftat iväg en smula från den ursprungliga frågan kommer detta inlägg kanske lite sent, men dock...

Att man lätt kan höra skillnad på olika slutstegs "baskvaliteter" med stora högtalare beror alltså inte på att dessa högtalare ställer högre krav på förstärkaren?
I stället är det att stora högtalare (med lägre dist osv...) tydligare låter förstärkarens kvaliteter eller brister komma fram?

Svårt att svara säkert och generellt på, men jag tror att det i varje fall ofta är på precis det sätt du beskriver det.

W201 skrev:Hmm. jo, men förstärkaren vet ju inte (och bryr sig inte) om verkningsgraden eller den ytstrålande ytan - den känner bara den återgenererade strömmen från talspolen?

Både sant och osant. Förstärkaren vet inte om verkningsgraden, men den påverkas av verkningsgraden, i varje fall om det är en människa med hörsel som ställt in volymen. :wink:

Annars har du förstås helt rätt i att förstärkaren bara känner impedansen.

En sak som många som funderar runt de här sakerna, virrar bort sig runt, är att man tycker/känner att stor massa och hög kraftfaktor borde ge hög EMK. EMK är ju hastighet gånger magnetisk flödestäthet i spalten gånger längden av tråden i spalten.

Men då missar man en sak vilket ger ett skalfel, nämligen att "insignalen" (om man vill utgå ifrån ett rationellt resonemang) inte är membranets hastighet, utan snarare den signal som givit upphov till membranets hastighet.

Låt oss titta på två exempel:
1. Ett litet element, 6" t ex, som har en membranarea om 130 vm^2,

2. Ett större element med 520 cm^2 membranarea (12" schassiediameter gissningsvis).

För att ge elementen liknande beteende i en given låda (inklusive känslighet) kan vi kanske utgå ifrån att det mindre elementet har följande småsignalparametrar:
Mm = 12 gram
Re = 6 ohm
Bl = 6 N/A (Tm)
Dm = 1 Ns/m
Fs = 30 Hz

Om tolvtumselementet skall bete sig likadant kan vi vara säkra på att småsignalparametrarna måste ändas, nämligen till ungefär dessa (jag har inga beräkningshjälpmedel i närheten, så jag reserverar mig för felhuvudräkningar/tänk.):
Mm = 192 gram
Re = 6 ohm
Bl = 24 N/A (Tm)
Dm = 16 Ns/m
Fs = 30 Hz

Rätt stora skillnader onekligen. Om man inte är alldeles insatt i hur högtalare fungerar så kan man kanske tro att det där 12" stora elementet med den 4 ggr större motorstyrkan och 16 ggr högre rörliga massan måste ge mycket värre och mera svårhanterlig EMK, men så är det inte.

Bygger man dessa elementen är det lätt att undersöka, men faktum är att man kan föstå det utan att ha dem att mäta på. Som alltid inom fysiken är ju sambanden alldeles underbart enkla och logiska.

En enkelversion kommer här:

Om man kör in en musiksignal i det större elementet som ju har 4 ggr så stark motor så blir kraften kanske 4 ggr större (det vet vi ju egenligen säkert först när vi vet att impedansen blir exakt demsamma, kraften skapas ju av strömmen och inte av spänningen, men vi kan ha det som ansats en så länge), och denna kraft kommer att behöva accelerera en 16 ggr större massa än i det mindre elementets membran+talspole...

Då kan man förmoda (om man tror på Newtons fysik som modell för sådana här enkla saker) att hastigheten som uppnås hos det större elementets membran blir 1/4 av vad den blir i det mindre elementets membran, eftersom 24/192 är en fjärdedel av 6/12.

Om resonemanget är rätt så långt kan man även sluta sig till att EMK kommer att vara (24/6)/((6/12)/24/192)) = 1 av vad den blir i det mindre elementet. Samma alltså!

Att sen även dämpningen måste öka, med 16 ggr närmare bestämt, för att nå ekvilibrium mellan elementen är lite överkurs, men det beror enkelt på att EMK-impedanstermerna genom en dubbel passage genom kraftfaktortransformeringen ger kvadratisk indikering ((24/6)^2 = 16).

W201 skrev:Ett stort (sub)baselement behöver ju inte heller per automatik ha hög verkningsgrad. (Även om potentialen är större i ett sådant.)
Stor motor (höjer verkningsgrad) kombinerat med stor massa (sänker verkningsgrad) och lång talspole (dito) ger ju ibland 15" och 18" basar med under 90 dB/Watt.

tja, ungefär. Det var ju en väldig förenkling det där, och sådana har en tendens att inte bli riktigt sanna... :wink:

W201 skrev:Det finns ju många betydligt mindre element som ligger i samma verkningsgrad, men som har kanske 5:e-delen rörlig massa.
Kompenseras det av minskad BL produkt o dyl?

Förenkling: Svar ja!

Men jag gillar inte förenklingar. Så jag svarar ungefär istället för ja. :wink:

W201 skrev:I så fall innebär det även att flera fördelar med multielementsubbasar faller. Personligen ser jag inga fördelar med detta. "Transientsnabbhet" "kontroll" och liknande har ju diskuterats i detta forum ett flertal gånger förut.) :)

Där hänger jag inte riktigt med längre. Jag kanske har missat något tidigare inlägg.

Jag tror jag kanske håller med dig, men multilement kan ju ha flera fördelar, andra än att det i grunden meningslösa attt dela upp ett stort element i flera små. En verklig potentiell fördel är att de olika elementen ju kan placeras på olika ställen i rummet, och det kan vara en väldigt stor fördel när det gäller att exitera ståendevågorna i rummet lite mindre.

Vh, Ing. Öhman
Senast redigerad av IngOehman 2005-03-26 03:04, redigerad totalt 1 gång.
Fd psykoakustikforskare & ordf LTS. Nu akustiker m specialiteten
studiokontrollrum, hemmabiosar & musiklyssnrum. Även Ch. R&D
åt Carlsson och Guru, konsult åt andra + hobbyhögtalartillv (Ino).

Användarvisningsbild
W201
 
Inlägg: 574
Blev medlem: 2004-09-24
Ort: Lund

Inläggav W201 » 2005-03-23 18:51

IngOehman skrev:

W201 skrev:
I så fall innebär det även att flera fördelar med multielementsubbasar faller. Personligen ser jag inga fördelar med detta. "Transientsnabbhet" "kontroll" och liknande har ju diskuterats i detta forum ett flertal gånger förut.)

Där hänger jag inte riktigt med längre. Jag kanske har missat något tidigare inlägg.

Jag tror jag kanske håller med dig, men multilement kan ju ha flera fördelar. En är att de olika elementen kan placeras på olika ställen i rummet, och det kan vara en väldigt stor fördel.



Jag ser att jag får förtydliga mig lite...
Med "multielementsubbas" menar jag flera identiska element i en gemensam kavitet; 4st 10" i en låda alltså.
Att ordet sen blir otydligt i pluralis...hmmm... :)
Flera små element i gemensam låda har ju inga PRINCIPIELLA fördelar över samma låda med ett, såvida Sd/ Vd, effekttålighet, verkningsgrad osv "sums up" till samma resultat.
Att ha FLERA talspolar, magneter, membran osv gör inte per automatik en högtalare bättre - oavsett vissa fabrikats marknadsföring.

Visst är det ett par ganska stora förenklingar jag skrivit, men jag menar att ämnesvalet från början är såpass förenklat, att det passade in... :wink:

Tack förresten för ett utförligt svar! Det verkar snart vara dags att impedansmäta högtalarna därhemma...

Användarvisningsbild
Svante
Audiot!
 
Inlägg: 37552
Blev medlem: 2004-03-03
Ort: oakustisk

Inläggav Svante » 2005-03-23 19:06

IngOehman skrev:Den nedersta resonanstoppen är helt riktigt ett resultat av resonans mellan elementupphängning och en kombination av membran- och portmassa, men man måste minnas att portmassan måste transformeras.


Ja, jag var avsiktligt lite vag där. Men det är alltså så att portens lufmassa, som kan vara någon liter luft, dvs något gram, ofta ger lika mycket påverkan som konens massa, som ju är betydligt större. Det beror på just den där transformationsfaktorn.
Så länge har jag längat efter att loudness war skulle vara över. Nu börjar jag tro att vi faktiskt är där. Kruxet är att vi förlorade.

Användarvisningsbild
paa
Sökaren
 
Inlägg: 32407
Blev medlem: 2005-01-10

Inläggav paa » 2005-03-23 22:29

Impedanskurvan är väl typ en småsignalparameter. Vad händer med impedansgången när högtalarelementet får höga amplituder/hög utstyrning?
Medlem på forumet för hifi; Faktiskt.se, numera Faktiskt.io sedan jan 10, 2005
Numera pensionär, vi har sålt Sonic Design till Winn Scandinavia.

Användarvisningsbild
Svante
Audiot!
 
Inlägg: 37552
Blev medlem: 2004-03-03
Ort: oakustisk

Inläggav Svante » 2005-03-23 23:25

paa skrev:Impedanskurvan är väl typ en småsignalparameter. Vad händer med impedansgången när högtalarelementet får höga amplituder/hög utstyrning?


De reaktiva komponenterna som härsammar från de mekaniska blir olinjära. Re ökar pga uppvärmning. Le blir olinjär eftersom "järnkärnan" i spolen varierar med utslaget.
Så länge har jag längat efter att loudness war skulle vara över. Nu börjar jag tro att vi faktiskt är där. Kruxet är att vi förlorade.

Användarvisningsbild
paa
Sökaren
 
Inlägg: 32407
Blev medlem: 2005-01-10

Inläggav paa » 2005-03-23 23:34

Svante skrev:
paa skrev:Impedanskurvan är väl typ en småsignalparameter. Vad händer med impedansgången när högtalarelementet får höga amplituder/hög utstyrning?


De reaktiva komponenterna som härsammar från de mekaniska blir olinjära. Re ökar pga uppvärmning. Le blir olinjär eftersom "järnkärnan" i spolen varierar med utslaget.

Inget av detta verkar ju heller tala mot stora högtalare till små förstärkare, snarare tvärtom.
Medlem på forumet för hifi; Faktiskt.se, numera Faktiskt.io sedan jan 10, 2005
Numera pensionär, vi har sålt Sonic Design till Winn Scandinavia.

Användarvisningsbild
Svante
Audiot!
 
Inlägg: 37552
Blev medlem: 2004-03-03
Ort: oakustisk

Inläggav Svante » 2005-03-23 23:37

paa skrev:
Svante skrev:
paa skrev:Impedanskurvan är väl typ en småsignalparameter. Vad händer med impedansgången när högtalarelementet får höga amplituder/hög utstyrning?


De reaktiva komponenterna som härsammar från de mekaniska blir olinjära. Re ökar pga uppvärmning. Le blir olinjär eftersom "järnkärnan" i spolen varierar med utslaget.

Inget av detta verkar ju heller tala mot stora högtalare till små förstärkare, snarare tvärtom.


Nä, just det.
Så länge har jag längat efter att loudness war skulle vara över. Nu börjar jag tro att vi faktiskt är där. Kruxet är att vi förlorade.

Varvet
 
Inlägg: 25
Blev medlem: 2005-01-01

Inläggav Varvet » 2005-04-03 15:57

Till paa.
Det sa lite eller ingentig om vilket slutsteg jag bör köpa och varför.

Varvet
 
Inlägg: 25
Blev medlem: 2005-01-01

Inläggav Varvet » 2005-04-03 16:01

Mitt inlägg sulle på ett annat ställe

Föregående

Återgå till Generellt om hifi


Vilka är online

Användare som besöker denna kategori: Inga registrerade användare och 4 gäster