Strömdrivning är så mycket bättre!

[Kraniet]

Eller är det? Läste senaste HiFi&Musik idag där de har en artikel om Eisa Meriläinen och hans bok "Current-driving of Loudspeakers". Eisa förordar strömdrivning av högtalare och menar att det ger bättre kontroll av högtalaren och mindre distorsion. Dessutom kan han bygga klass-a förstärkare som inte dras med den höga tomgångsströmmen. Han går faktiskt så långt att han beskyller nuvarande sätt (volt-drivning) för att vara felaktig.

Efter en snabb titt på hans hemsida så ser det ju bra ut men..

http://www.current-drive.info/



Är det verkligen en så bra metod?
Varför används den inte mer?
Vad är fördelarna och nackdelarna?

[Svante]

Det där är gammalt och utrett redan på 60- och 70-talen. Det är sant att en av distorsionsmekanismerna i högtalare mår bra av hög utimpedans, en olinjär talspoleinduktans tillåts inte påverka utsignalen. En olinjär fjädring å andra sidan tillåts maximalt påverka utsignalen.

Till detta kommer de svårigheter som uppstår med tonkurvan. Vi är vana att dimensionera lådorna baserat på Qts, med strömdrivning får man i stället använda Qms. Försök hitta ett element med Qms=0,38...

[Kraniet]

jo det är klart. snarare så ser man ju hur vissa förespråkar så högt qms som möjligt.

men att man inte har element med lågt qms är det ett tekniskt problem eller konvention?

[skrutten]

Det stör lite att högtalarprojekten som visas är så pass medelmåttiga...

[Svante]

jo det är klart. snarare så ser man ju hur vissa förespråkar så högt qms som möjligt.

men att man inte har element med lågt qms är det ett tekniskt problem eller konvention?

Du missar poängen.

En rekommendation för högt Qms är sannolikt given i ett "normalt" sammanhang, dvs med spänningsdrivning. Om man strömdriver ett element blir Qes oändligt och Qts=Qms. Man har alltså helt annorlunda förutsättningar. Om man förut ville att Qts skulle vara 0,38 så måste Qms vara 0,38.

Enda sättet som jag känner till (tror jag) som man kan åstadkomma det är med strömningsmotstånd, dvs en korg full med fluff som man sätter på elementets baksida. Jag tror att det lätt blir olinjärt/distbenäget.

[MiaM]

Det där är gammalt och utrett redan på 60- och 70-talen.

Det känns rätt skönt att det åtminstone är en grej som ingen far illa av att det dras upp igen, till skillnad från allt möjligt som har med helt andra saker att göra än hifi och som dessutom är riktigt dumt...

Att bygga "klass A" utan stora tomgångsförluster verkar lite "hokus pokus"-mässigt. Månne en "klass D-nätdel" som matar varje matningsspänningshalva på klass A-slutsteget, så att det blir lägre (och konstantare) spänningsfall över utgångstransistorerna, kanske? Frågan är hur det låter? Det har väl tillverkats hur många varianter på "ny klass A" som helst genom åren, men ingen har riktigt nått äkta klass A. Om man vill spara effekt och ändå få rätt bra ljud så verkar det väl bättre att ha aktiva delningsfilter och driva framförallt diskanter men även mellanregister med klass A-slutsteg och driva basen med klassisk klass AB...

Det är sant att en av distorsionsmekanismerna i högtalare mår bra av hög utimpedans, en olinjär talspoleinduktans tillåts inte påverka utsignalen. En olinjär fjädring å andra sidan tillåts maximalt påverka utsignalen.

Den olinjära talspoleinduktansen är väl, med övriga parametrar invägt, bättre att kompensera med omvänd oljär negativ utgångsimpedans på förstärkaren? (Vi är ju redan inne på kombinationer av högtalare+slutsteg som i praktiken är låsta till varandra. Sannolikheten att strömdrivning plötsligt slår igenom så att man kan blanda förstärkare+högtalare bäst man vill är väl inte så stor)...

[Svante]

Det är sant att en av distorsionsmekanismerna i högtalare mår bra av hög utimpedans, en olinjär talspoleinduktans tillåts inte påverka utsignalen. En olinjär fjädring å andra sidan tillåts maximalt påverka utsignalen.

Den olinjära talspoleinduktansen är väl, med övriga parametrar invägt, bättre att kompensera med omvänd oljär negativ utgångsimpedans på förstärkaren?

Nej, en negativ utimpedans förvärrar det problemet. I teorin kan man förstås tänka sig att göra den olinjär så att den precis tar ut olinjäriteterna i talspoleinduktansen, men i praktiken blir det för känsligt.

En stor positiv utimpedans (=strömdrivning) gör däremot att talspoleinduktansens impedans blir försumbart liten i sammanhangent och då blir också påverkan av dess ev. olinjäriteter försumbar.

Ett alternativt synsätt är att konsekvensen av strömdrivning (om enda olinjäriteten i högtalaren är pga olinjäriteter i talspoleinduktansen) blir att man i snittet mellan högtalare och förstärkare ser en distorsion i spänningssignalen, och denna tar precis ut distorsionen som kommer från talspoleinduktansen. Och det systemet är självreglerande.

Det var fö därför som KES vände ett element bakockfram i Audio Pros första subbar (B2-50 tex). ACE, som bitvis bygger på negativ utimpedans, hanterar inte olinjäriteter i talspoleinduktansen särskilt bra, och monteringen gjorde att talspoleinduktansen blev linjärare.

[Andr82]

Finns det några artiklar jag kan läsa om det här? Som även förklarar hur ett högtalarelement behöver vara konstruerat för att fungera med strömdrift. Vad skulle hända om man koppla in en vanlig högtalare till en sådan förstärkare?

[JM]

Lite nya artiklar från Meriläinen.

http://www.edn.com/design/consumer/4423 ... tage-drive

http://www.edn.com/design/consumer/4427 ... e--Part-2-

http://hiend-audio.com/2013/11/17/shaki ... -industry/

Conclusions
Considering frequencies above the fundamental resonance region, there are no such things as control or damping of cone motion (unless we employ a motional feedback system). Not on voltage nor on current drive. On voltage drive actually the reverse happens: the phase-delayed "damping" force slightly augments any unwanted force moving the cone.

Considering frequencies in the resonance region, voltage drive does not provide any damping effects that current drive would not provide as well, if we have free hands to determine the mechanical resistance and hence the effective Q to match the voltage-driven case. A mixed-mode drive by means of an RCL network across the driver is a feasible solution where dedicated drivers are not available.

In subwoofers, there is not a pressing need to migrate to current drive, as the principal flaws of voltage drive are forceful above the bass frequencies.

Aside from subwoofers, there is nothing that really supports the use of voltage drive, while there is instead a multitude of reasons to flee from it, which makes the established practice an outright foolishness and counter to the interests of listeners everywhere.

Both the motional EMF and the EMF of self-inductance form a considerable portion of the driver's terminal voltage throughout the central operation area. On voltage drive, these parasitic uncontrolled voltage components seriously corrupt the critical V/I conversion taking place in the voice coil and form the dominant source of nonlinear distortions in electrodynamic drivers at frequencies where diaphragm displacement is not yet large.

In comparisons using properly matched signal levels, midrange modulation distortion (which is agreed to be more annoying than low-order harmonics) in a typical mid-woofer is reduced to a fraction when switching to current drive. Improvement factors of the order of five are common here; but much greater differences can be found in drivers that have non-conductive voice coil formers.

Reducing the effective voice coil inductance by shorting rings or other means is not a solution to the EMF-related problems described. While the inductance-derived distortion currents get somewhat reduced in the lower midrange, the motional-EMF-derived distortions are correspondingly increased at higher frequencies due to the lowered impedance.

Meriläinen menar på att strömdrivna högtalare kommer bäst till sin rätt utom när det gäller subbasar.
Audio Pros första subbasar B2-50 mfl utnyttjade strömdrivning, om jag för står det rätt, tvärtemot Meriläinens slutsatser.

Finns det exempel på aktivahögtalare där stömdrivning används i högre frekvenser?
Finns det exempel förstärkare som primärt är strömdrivna.

JM

[IngOehman]

Gammal skåpmat alltsammans.

Hur det fungerar är välkänt. Och en neutral och balanserad rapport säger snarare att det finns för-
OCH det finns nackdelar med strömdrivning (om man gör det frekvensberoende). I en aktiv högtalare
så kan det faktiskt vara sunt att blanda - olika impedans för olika register. Och vill man göra en mera
avancerad konstruktion så är det även möjligt att skapa mera nyanserade frekvensberoenden än så.

Tittar man på alla enskilda element som jag analyserat så finns det för varje frekvens en impedans
som är optimal, och det är inte så att den är noll ohm vid alla frekvenser, men heller inte oändligt
många ohm vid alla frekvenser. Vid de flesta frekvenser så hittar man optimum någonstans däremel-
lan, men vid vissa frekvenser med vissa element, så ligger faktiskt optimum utanför, läs negativ driv-
impedans.

Sen kan man ju skapa olinjära drivningar också, men de tenderar att glida snett när insignalerna är
för komplexa och bredbandiga.


Vh, iö

[rikkitikkitavi]

Var det inte det lilltrolö försåkte med?

[Svante]

Lite nya artiklar från Meriläinen.

http://www.edn.com/design/consumer/4423 ... tage-drive

http://www.edn.com/design/consumer/4427 ... e--Part-2-

De där artiklarna verkar helt bortse från att den mekaniska impedansen hos konen inte enbart består av dess massa. De verkar tro att bara för att F=ma och F=BL*I så får man rak tonkurva automagiskt, med strömdrivning. Sanningen är snarare att F=ma+R*v+x/Ctot. Detta ger ett frekvensberoende som hanteras bättre med spänningsdrivning, typiskt. Med strömdrivning får man en präktig topp vid systemresonansen, typiskt.

[JM]

Lite nya artiklar från Meriläinen.

Finns det exempel på aktiva högtalare där stömdrivning används i högre frekvenser?

Finns det exempel förstärkare som primärt är strömdrivna?

JM

Är min slutsats - att strömdrivna förstärkare har symbiotisk relation till de högtalare de är byggda att driva - korrekt?
Så strömdrivna förstärkare byggs svårligen till vanliga högtalare och det finns inga strömdrivna förstärkare att köpa?

JM

[JM]

Var det inte det lilltrolö försåkte med?

Vad tänker du på? Har du ngn länk?

JM

[Svante]

Lite nya artiklar från Meriläinen.

Finns det exempel på aktiva högtalare där stömdrivning används i högre frekvenser?

Finns det exempel förstärkare som primärt är strömdrivna?

JM

Är min slutsats - att strömdrivna förstärkare har symbiotisk relation till de högtalare de är byggda att driva - korrekt?
Så strömdrivna förstärkare byggs svårligen till vanliga högtalare och det finns inga strömdrivna förstärkare att köpa?

JM

Förstärkare har inte relationer...

...men visst, det finns en de facto-standard som säger att förstärkare ska ha nästan nollohmig utimpedans (=hög "dämpfaktor") som nästan alla följer. Och låg utimpedans är synonymt med spänningsdrivning. Både högtalar- och förstärkartillverkare. Gör man något speciellt där så konstruerar man förstärkare och högtalare ihop.

[Svante]

Var det inte det lilltrolö försåkte med?

Jo. Lilltroll alltså. Man borde kunna söka på "lilltroll ACE".

[MiaM]

...men visst, det finns en de facto-standard som säger att förstärkare ska ha nästan nollohmig utimpedans (=hög "dämpfaktor") som nästan alla följer. Och låg utimpedans är synonymt med spänningsdrivning. Både högtalar- och förstärkartillverkare. Gör man något speciellt där så konstruerar man förstärkare och högtalare ihop.

... och gör man något speciellt så är det snarast fråga om negativ utimpedans. (Strömdrivning innebär i princip att en oändlig spänning matas i serie med en oändlig utimpedans)

[Svante]

...men visst, det finns en de facto-standard som säger att förstärkare ska ha nästan nollohmig utimpedans (=hög "dämpfaktor") som nästan alla följer. Och låg utimpedans är synonymt med spänningsdrivning. Både högtalar- och förstärkartillverkare. Gör man något speciellt där så konstruerar man förstärkare och högtalare ihop.

... och gör man något speciellt så är det snarast fråga om negativ utimpedans. (Strömdrivning innebär i princip att en oändlig spänning matas i serie med en oändlig utimpedans)

Nja, inte nödvändigtvis. Högtalare som är specialanpassade till rörförstärkare är ett exempel på motsatsen (positiv utimpedans). ACE innehöll inte bara negativa komponeter i utimpedansen även om många verkar tro det. Men rena strömdrivande förstärkare är inte vanliga, medges.

[rikkitikkitavi]

Var det inte det lilltrolö försåkte med?

Jo. Lilltroll alltså. Man borde kunna söka på "lilltroll ACE".

Ja, såklart.

Ursäkta Lilltroll, slant på feletonen.

Det är nog rätt att en förstärkare inte kan ha relationer, men man kan ha en relation till sin förstärkare kanske?

[Svante]

Det är nog rätt att en förstärkare inte kan ha relationer, men man kan ha en relation till sin förstärkare kanske?

Det blir nog lite stalkingvarning på det, eftersom förstärkaren knappast har känslor för dig .