tvett skrev:Nu vill jag veta mer om vad som vore lämpliga ersättningar till SD-materialet.
För att du skall kunna få svar på den frågan tror jag en sak behöver
redas ut först - vad det ersättande materialet skall ha för egenskaper.
1. Är målet att hitta något som är mycket billigare?
2. kvarstår kravet på långtidsstabilitet?
3. Behöver slutresultatet det bli lika bra som en SD-fot eller räcker det
att det sorterar som "mjukt"?
Utan att veta detta så är det ju svårt att svara på frågan. Men det är
ett mycket speciellt material som ger en dynamiskt mycket mjukare
fjädring än vad normala linjära material mäktar erbjuda. Så om både
punkt 2 och 3 behöver innehållas är det inte lätt, och om punkt 1 skall
uppfyllas också är det nog nästan omöjligt, men om man får skippa 1
så finns det lika kul grejjor man kan göra.
Men för att hitta alternativa lösningar kanske det är bäst att börja med
att beskriva vilka egenskaper en SD-fot har.
Grejjen med SD-foten är alltså att det är ett materials som blir mjukare
och mjukare ju mera man trycker ihop det för att sen vid mycket stor
kompression sen börja bli styvare igen. Det hela uppstår genom en
kontrollerad inre kollaps av cellerna i materialet.
Vid nominell belastning är det avsevärt mycket mjukare än den initiala
fjädringskonstanten indikerar, och högtalaren blir därför plötsligt påtag-
ligt friflytande!
Nominell belastning för en SD-fot är om man skall vara noga något
lägre än den där frikopplingen når sitt maximum, för om man lägger sig
vid komplians-maximum så kostar det lite i långtidsstabilitet.
Liknande egenskaper går dock att åstadkomma även på alternativa och
mindre exotiska sätt (se nedan).
Men det knepiga är faktiskt att de flesta material som bäst är alldeles
för linjära och som sämst är det åt fel håll.
Men detta kan man ju göra något åt...
Förklaring följer nedan!
- - -
Vad man vill åstadkomma är alltså en fjäder som trots att den kan bära
en viss vikt (generera en viss kraft) när den har en viss längd, ändå är
dynamiskt mjuk - alltså ökar sin kraft bara lite när den trycks ihop lite
till.
SPIRALFJÄDERN
En kort spiral fjäder - säg 2,5 cm lång - som när den trycks ihop till 2 cm
(=har komprimerats 5 mm) och då bär 5 kg, trycker uppåt motsvarande
1 kg/mm, vilket betyder en fjädringskonstant om 10 000 N/m (10 N/mm)
om man skall uttrycka sig SI-korrekt.
Denna fjädringskonstant säger att man för en rörelse om 2 mm p-p får
en kraft som är på 0,7071 N RMS. (Det var bara kuriosa.)
Resonansfrekvensen (den värsta) blir som alltid F=sqr(k/M)/2pi, det vill
säga sqr(10 000/5)/2pi = 7,12 Hz. Horisontalresonansen blir för de allra
flesta geometrier mycket lägre, men den vertikala blir alltså sådan.
Leker man lite med siffrorna eller blundar hårt och "känner in ekvation-
erna", eller "känner in det fysiska varat" (om man har den intuitiva för-
mågan) så blir man varse att detta är en nominell resonansfrekvens,
alltså en som är sann för ALLA fjädrar som trycks ihop 20%!

(eller
för dem som väntat sig något annat.)
Så - bättre än så blir det inte om man använder linjära material.
- - -
Men å andra sidan är det inte så dåligt heller även om det är sämre än
vad en SD-fot fixar. .
Och om man tittar noggrannare på saken så finner man dock att de
flesta material inte är linjära, utan de är olinjära - men åt fel håll!
Det vill säga det blir inte bara mer kraft för varje % de blir ihoptryckta,
utan det blir mera k också!
Man hamnar lätt på en resonansfrekvens om 10, 15 eller till och med
20 Hz... Och då börjar det kanske bli för dåligt (alltså om målet är att
fötterna inte skall kunna ge någon hörbar påverkan - under några
tänkbara förutsättningar).
Och observera nu att vi nu fortfarande bara talar om påtagligt "mjuka
material" - så mjuka att de trycks ihop 20% när man ställer högtalaren
på dem.
- - -
Okej, vad gör man då om man vill närma sig den isolation som en SD-
fot erbjuder, men med andra material eller med annan teknologi?
Man kan göra en fot enligt följande recept:
Tänk först tillbaka på den där spiralfjädern jag nämnde, och nu gör vi
en ny fjäder. Den här är inte 2,5 cm lång, utan 10 cm lång! Och vi gör
den av en tråd av ~30% mindre diameter mot den förra, men med fler
varv.
Då kommer den att få en styvhet/fjädringskonstant (k) som är 4*4
gånger mindre, alltså 16 gånger mindre = 0,625 N/mm istället för 10
N/mm. Det ger en resonansfrekvens om 1,78 Hz, och det börjar ju likna
något!
Men fjädern är ju hopplöst lång och risken för att välta högtalaren blir
påtaglig.
Men - då klampar man ihop fjädern så den får en längd av bara 2,5 cm!
Även helt obelastad kan den bara fjädra ut till 2,5 cm, men när den är
ihoptryckt till 2 cm så ligger inte klamporna i angrepp och fjädern beter
sig precis som om den var 10 cm lång utfjädrad - supermjuk!
- - - - -
Nu är foten kanske ändå inte riktigt lika bra som en SD-fot eftersom
den helt saknar dämpning, och dämpningen skulle ju vara "lagom" och
inte noll tror jag vi kom överens om (även om det inte är självklart hur
mycket lagom är...).
Men - dämpningen kan man ju addera med ett separat dämpelement
som tar hand om just den uppgiften.

En liten stötdämpare, man gör
ett mackpärsonben!
- - -
Så vad har denna alternativa fot då för nackdelar? Jo:
1. Ja det är väl inte direkt troligt att den kommer att bli billigare...
2. Dimensioneringen blir kolossalt kritisk då den olinjäritet som foten
har, har så dramatiska diskontinuiteter när klampen tar i. Om man bara
ställer på en högtalare som är drygt 300 gram för lätt på fot så kommer
den att vara helt stum och inte fjädra alls. Högtalarens vikt räcker ju
inte för att trycka loss foten från klampläget.
3. För att de 5 mm skall kunna fjädras +/- 5 mm runt, så behöver det
finnas en uppbyggnad om 10 mm så att inte högtalaren tar i klamp-
konstruktionen. Det betyder att man förlorar en massa mjukhet per
höjd när höjden stiger till 3,5 cm. Men det kan man kanske kosta på
sig, det är ju trots allt en så mjuk fot.
Det går att räkna upp ett antal potentiella nackdelar ytterligare, men
några av dem går i andra sidan att trimma ned lite.
Exempelvis kan ju punkt 2 hanteras genom att dimensionera mindre
extremt. Man kan ha en 4 cm hög fot som klampas till 1,5 cm (så den
blir 2,5 cm praktisk höjd), men det är en balansgång. Varje steg i den
riktningen gör den mindre mjuk dynamiskt.
Allt som allt är det fullt görligt, och man kan även göra än mera avan-
cerade konstruktioner med en vagga för högtalaren och med fjäder-
elementen på högtalarens utsidor (alltså inte behöva få plats med allt
under högtalaren) - vilket ju gör att det väsentligt enklare att få in
väldigt långa fjädrar.
Kul som tankeexperiment, men frågan är om man så resultat får något
som har något företräde framför en SD-fot? Jo, kanske att det blir en
mojäng som attraherar dem som tycker att en teknisk look har ett stort
värde?
En annan fördel kan anses vara att dämpningen kan ställa med en liten
kran och anpassas godtyckligt för olika golv.
- - -
Men så länge som de flesta människors medvetande inkluderar en "fel-
programmering" som får dem att uppfatta mjuka fötter kontraintuitivt,
så är det nog kommersiellt bättre att satsa på att göra spikfötter för
dem som köper med ögonen.
Vh, iö
Fd psykoakustikforskare & ordf LTS. Nu akustiker m specialiteten
studiokontrollrum, hemmabiosar & musiklyssnrum. Även Ch. R&D
åt Carlsson och Guru, konsult åt andra + hobbyhögtalartillv (Ino).