Magnetisk modulering i drivere

[Snickers-is]

Dette innlegget beskriver en ekstrem kilde til forvrengning som kan finnes i drivere folk tror er svært velkonstruerte. Det finnes beskrivelser av dette der ute, men det er svært få som har gjort noe med det. Av ren nysgjerrighet ønsket jeg å dykke dypere inn i dette emnet og oppdaget noe jeg tror de aller fleste driverkonstruktører ikke en gang kjenner til; hvor stor denne effekten faktisk er!

Jeg har i det siste forsøkt å fordype meg en god del lenger inn i materien i FEMM. For dem som ikke kjenner til FEMM er dette et fantastisk verktøy for å simulere funksjonen til en magnetisk, elektromagnetisk, termisk eller elektrostatisk krets. I forbindelse med høyttalerelementer snakker vi selvsagt om elektromagnetiske kretser.

I den forbindelse har jeg testet hva metning betyr i praksis. Jeg husker en gang at en ingeniør hos en leverandør sa til meg noe sånn som "nei, det må vi ikke gjøre, da kan polstykket gå i metning". I ettertid slo det meg at det kunne da ikke være en dårlig ting. Det burde vel være nesten som når en strømforsyning kan levere mer strøm enn vi bruker?

Vel, her er svaret:

Jeg tegnet to magnetkretser. Felles for begge er at polstykket er 25mm, magnetgapet er 10mm høyt, og spolen er en 2-lags 4mm lang spole. Dette er altså en underhengt motor med DC-motstand på 9 ohm.

Den ene har en diger ferrittring på over 20cm, og en ganske kraftig neodymbrikke på polstykket. I tillegg er topplata dreid ned til 4mm, og den har bare en liten 6mm høy kant inn mot gapet som gjør at man oppnår en høyde på gapet på 10mm. Jeg har også fjernet materiale på innsiden av polstykket ved gapet. Alt for å oppnå maksimal metning i et par smale flaskehalser så nær gapet som mulig. Dette motorsystemet er dermed kraftig mettet, og både utenfor og innenfor gapet har man bortimot 2,4 Tesla (jern går i metning på ca 2,15 Tesla) så det er med andre ord skikkelig overmettet.

Den andre varianten har en veldig liten ferritt på bare ca 6cm, og en bitteliten neodymknapp på polstykket. Polstykket er massivt og hele topplata er 10mm tykk. Det er knapt noen del av kretsen som er over 1,4 Tesla. I enkeltes øyne, en vakkert designet motor med mye å gå på, og langt i fra metning i absolutt alle deler.

Jeg kjørte så 1A gjennom spolen og beregnet kraftfaktoren. Så inverterte jeg strømretningen og beregnet kraftfaktoren på nytt. Så økte jeg til 20A og beregnet kraftfaktoren i begge retninger en gang til. Jeg får et avvik i kraftfaktoren når jeg endrer strømretningen. Den ene veien jobber strømmen med magneten, den andre veien jobber den mot magneten.

Her er avvikene. Ideelt er 0%

Den mettede kretsen ga meg et avvik på 0,24% ved 1A og 4,3% ved 20A
Den umettede kretsen ga meg et avvik på 4,1% ved 1A og 135% ved 20A

Ja, du leste riktig, HUNDREOGTRETTIFEM PROSENT!!!!!

Noen har kanskje falt litt av lasset her, men dette betyr en helt hinsides kraftig forvrengningskomponent.

Man kan gjøre en beregning til på disse tingene. Man kan finne ut hvor linjær kraftfaktoren er ved ulike strømmer. I utgangspunktet skulle kraftfaktoren ved 20A være eksakt 20 ganger større enn ved 1A. Med det som utgangspunkt kan man beregne det prosentvise avviket sammenliknet med hva man burde hatt om 1A er referanseverdien. Avviket burde ideelt sett vært 0%:

Den mettede kretsen har et avvik på hhv 3,4% for positiv og 7,3% for negativ.
Den umettede kretsen har et avvik på hhv 39,4% for positiv og 37,0% for negativ.

Med andre ord, et enormt avvik. Her er det enormt å hente for konstruktører som gidder å anstrenge seg!

 

[Snickers-is]

For å utelukke effekten av at feltstyrken i det ene eksempelet er betydelig høyere enn i det andre eksempelet lagde jeg en tredje variant som er kraftig mettet, men som har samme feltstyrke som den umettede varianten. Dette er oppnådd ved å lage spor i polstykket, over og under gapet, og på over og undersiden av topplata. De har da begge en kraftfaktor på 3,3 N/A.

Denne varianten har et symmetriavvik ved 1A på 0,004%, og ved 20A på 8,2%. Linjæriteten avviker med hhv 0,76% (positiv) og 8,9% (negativ).

Dette bekrefter at metning har ekstremt mye for seg i praksis. Det bekrefter også min mistanke om at DC-komponenter spiller en viss rolle, og at den positive effekten er lite avhengig av den absolutte feltstyrken.

Jeg gjorde også en test der jeg erstattet magnetene med stål, og ved 20A forsøker spolen å trekke seg innover polstykket med en kraft på over 80N, og strømstyrken er høy nok til at deler av polstykket går i metning.

Jeg vil understreke at alle disse beregningene er gjort ved DC.

 

[Snickers-is]

Jeg fikk et spørsmål om hva dette betyr for praktisk hørbarhet. Det enkle svaret er at denne typen forvrengning dreper dynamikk. Det er naturlig å tenke at dette vil gi store utslag på 2. og 3.-harmonisk forvrengning. Jeg føler meg imidlertid ganske sikker på at det også vil slå ut på høyere harmoniske, og at det vil være betydelig treghet involvert som gjør at driverne vil ha et slags "minne" og gi fra seg energi over tid. Alt dette er ting som typisk bidrar til mindre ro, mer rot osv i lydbildet.

Det burde være en relativt smal sak å lage en temmelig lang liste over drivere som koster mye penger, og som har veldig mye forvrengning på grunn av nettopp dette.

 

[8x12_TOM]

Fin forskning dette, selv om jeg detter litt av lasset, og noe du vil få bruk for når du skal lage nye mellomtoner til meg

Kom med listen, ikke vær så feig

 

[Snickers-is]

Hvilken liste?

 

[8x12_TOM]

Hehe, mest ment som en spøk, men du med din kløkt har vel allerede dannet deg en formening om hvilken elementer det kan være lurt å unngå iht det du skriver over her.
Har en følelse av at jeg også har elementer som ikke tilfredsstiller helt i forhold til de fakta du kommer med.

 

[Asbjørn]

Hmm, et raskt søk finner ikke så mye som er skrevet om dette tidligere. Stort sett er det en linje eller to i forbifarten om viktigheten av å "unngå metning". Dette kan jeg ikke så mye om, men kan det være slik at en magnetisk krets som såvidt er i metning får en nokså ulineær fluksmodulasjon, mens en som er ettertrykkelig i metning knapt moduleres av strømmen i spolen? Er det et potensielt AES paper her?

Edit: Dette eksemplet ser ut til å vise en magnetkrets i metning:
https://www.klippel.de/fileadmin/klippel/Files/Know_How/Application_Notes/AN_11_Flux_Modulation.pdf

 

[Tytte71]

Snickers-is: Jeg vil tro at det mest hørbare faktoren ift. å kjøre polstykket langt inn i metning er reduksjonen i intermodulasjonsforvrengning ved pådrag. Vil ikke det du simulerer her gi direkte utslag på BL(x) og Le(i,x) målinger?
Videre så antar jeg at du har simulert med jern i polstykket og gapet. Ser vi på permendur så har materialet en flatere BH kurve over knepunktet og har også langt mindre hysterese enn jern. Det har i tillegg et høyere metningspunkt, men jeg antar det har liten/ingen betydning i så måte. Hva ville resultatet bli om du byttet til permendur i regnestykket og kjører polstykket i tilsvarende overmetning?

 

[Sluket]

Snickers, det ER konstruktører som gidder å anstrenge seg, problemet er at produktene det resulterer i også har en anstrengt pris. MEN, det er heldigvis ikke p.g.a. hensyntagen til metning og de andre ting som nevnes, så dermed er det fullt mulig å\ lage gode elementer som ikke er helt på\ trynet prismessig. En del dyrere - ja - men ikke i Ubetalbarland (c) Sluket.

 

[Snickers-is]

Asbjørn, jeg fant ikke noe om metning der i farten, hva skrev de om det?

 

[Snickers-is]

Hehe, mest ment som en spøk, men du med din kløkt har vel allerede dannet deg en formening om hvilken elementer det kan være lurt å unngå iht det du skriver over her.
Har en følelse av at jeg også har elementer som ikke tilfredsstiller helt i forhold til de fakta du kommer med.

Ah, glemte helt at jeg skrev det

Det aller meste ville funnet veien til den lista, og omtrent alt som ikke hadde funnet veien dit ville vært fordi de ikke oppfylte kriteriene for høy pris.

 

[Snickers-is]

Tytte, jeg skal gjøre simuleringer med permendur og se om jeg også kan få ut induktansen.

Sluket, jeg er usikker på om bruk av permendur og store magneter er nok i seg selv. Jeg skal forsøke å finne ut av det.

 

[Asbjørn]

Asbjørn, jeg fant ikke noe om metning der i farten, hva skrev de om det?

Veldig lite.

Men se på formen på kurven for B vs H i figur 1 og hvor på kurven driftspunktet befinner seg. Se også den forklarende teksten under figuren. Viser ikke dette en høyttalermotor som opererer et stykke inn i metning?

Litt om materialets betydning her: https://en.wikipedia.org/wiki/Saturation_(magnetic)

 

[Snickers-is]

Jo, delvis, men for det første ville jo hysteresen i B vært lavere med høyere metning. For det andre er det ikke likegyldig hvor i kretsen man har metning. Dette viser jo egentlig metningen i for eksempel stål, mens det jeg har simulert er metningen i selve gapet.

 

[Asbjørn]

Mulig jeg misforstår totalt, men jeg forsto det første innlegget slik at du hadde simulert metning i jernkjernene frem mot gapet, eksempelvis ved å redusere metalltykkelsen i topplaten og pøse på med magneter slik at jernet i topplaten gikk i metning. Selve gapet er vel luft og magnetisk lineært uansett hvor mange feltlinjer man klemmer inn i det?

Edit: Jeg har tidligere forsøkt å finne ut mer om magnetisk fluksmodulasjon i høyttalermotorer, men det er ikke skrevet spesielt mye om det. Vil følge det du kommer frem til med stor interesse.

 

[Sluket]

Tytte, jeg skal gjøre simuleringer med permendur og se om jeg også kan få ut induktansen.

Sluket, jeg er usikker på om bruk av permendur og store magneter er nok i seg selv. Jeg skal forsøke å finne ut av det.

Nei, det er nok ikke nok, spolens plassering i gapet, selve spolens utforming og alt dette andre vi har diskutert må sikkert også med.
Men uten motor flytter ikke bilen på seg... Jeg har hørt drivere med like måledata (opp mot 2,5T med RIKTIG måling) men med forskjell i lyd selv med identiske fysiske mål oppbygging, kun enda mer magnetmasse. Det jeg ike kune si var om det var bedre. Det var i hvertfall ikke noe i nærheten av value for Money, den fire ganger dyrere varianten.

 

[Hedde]

Modulering av magnetfeltet. Er det ikke bare det Ragnar Lian skrev om som bl.a. the Alnico sound vs ferrit?? En forvrenging som han mente kunne komme opp mot 50%.

 

[Asbjørn]

Litt om fluksmodulasjon og alnico vs ferritt her: 1500AL

 

[Sluket]

Morsomt at de benevner en Alnico klump på 5 lbs. ( 2,2 kg. ++) som massiv.

 

[Hedde]

Lian om magnetfelt og JBL

The ferrite magnet's operating point is at about 2500 gauss, and has an incline such that it can easily be shifted 2-300 gauss, that's quite a few per cent! Both the alnico magnet and the neodymium magnet have operating points up around 10-11000 gauss, and an incline which makes them somewhat "stiffer", meaning that they can't be moved much. Both neodymium and alnico have the property of having a permeability close to 1, in other words the same as air, and they do not affect the inductivity of the voice coil! Then we can go back to the early 70's, when JBL spoke of "The Alnico Sound" - that was no lie!

 

[W.Sand]

En side-topic:
Styrken på magnetfeltet avtar logaritmisk med avstanden til magneten.
På magnestatiske høyttalere som kun har magneter på den ene side av av folien (single push-pull) vil altså kraften avta under ut-sving og akselerere under inn-sving, dvs positiv og negativ fase. (Eks Magnepan, Apogee og La Folia). Hvor mye varierende kraft i fasene har å si for forvrengning ved "normale" volum vet jeg ikke, mulig at feltet er "tett nok" ved ca 4mm (?). Har opplevd at folien klasker seg fast i magnetene under kraftige på drag med strømsterk forsterker (klasse D).

 

[Kabeldragern]

Er ikke dette problemet forsøkt løst med magnetiske "kortslutningsringer" og at Seas har drevet med dette i årevis...? Eller blir det noe annet...? Husker i allefall broderen nevnte dette problemet en gang på 70 tallet da han gikk på teknikeren i Trondheim. Han skrotet fra da av magnetiske ht og kjøpte seg Quad 57.

 

[Tytte71]

Snickers-is har sett på hva som skjer når polstykket og gapet kjøres langt inn i metning, ikke egenskapene ved bruk av forskjellig magnetmateriale

 

[Snickers-is]

Mulig jeg misforstår totalt, men jeg forsto det første innlegget slik at du hadde simulert metning i jernkjernene frem mot gapet, eksempelvis ved å redusere metalltykkelsen i topplaten og pøse på med magneter slik at jernet i topplaten gikk i metning. Selve gapet er vel luft og magnetisk lineært uansett hvor mange feltlinjer man klemmer inn i det?

Edit: Jeg har tidligere forsøkt å finne ut mer om magnetisk fluksmodulasjon i høyttalermotorer, men det er ikke skrevet spesielt mye om det. Vil følge det du kommer frem til med stor interesse.

Vel, du har rett i at jeg har simulert metningen i en jernkjerne, men jeg har ikke brukt selve magnetfeltet i jernet som måleparameter. Jeg har brukt kraftfaktoren til en faktisk spole det går strøm gjennom som referanse. Ideelt sett kan man si at en perfekt motor har en permeabilitet i magnetgapet lik µ0, som er permeabiliteten til luft. Man kan jo tenke seg en verden der man lager en motor der selve gapet har et kraftig felt, og oppfører seg diamagnetisk, men jeg klarer ikke helt å se for meg hvordan det skulle være mulig å få til.

 

[Snickers-is]

Er ikke dette problemet forsøkt løst med magnetiske "kortslutningsringer" og at Seas har drevet med dette i årevis...? Eller blir det noe annet...? Husker i allefall broderen nevnte dette problemet en gang på 70 tallet da han gikk på teknikeren i Trondheim. Han skrotet fra da av magnetiske ht og kjøpte seg Quad 57.

Du har delvis rett. Man har forsøkt å rette dette med kortslutningsringer, men lik en transformator vil dette ikke fungere i DC. En høyttaler har jo heller ikke noe for seg i DC, men man vil naturligvis få en overgang fra DC til høye frekvenser der forholdet ikke er linjært. Dessuten er det ikke mulig å koble kortslutningsringene uendelig tett til den paramagnetiske kretsen, og det er vanskelig å få lav nok impedans i kortslutningsringene i selve gapet.

Med andre ord, dette har mer og mer for seg jo lavere i frekvens man kommer.

 

[Snickers-is]

Da er simuleringer gjort på følgende kretser:

1: Den justerte kretsen har fått Vanadium Permendur som paramagnetisk materiale.
Symmetrisk avvik 1A: 0,15%
Symmetrisk avvik 20A: 8,9%
Tap ved 20A pos: 1,5%
Tap ved 20A neg: 11,6%

2: Ovennevnte krets har fått Alnico 5-magneter, og er justert for å få samme kraftfaktor ved 1A som ovennevnte krets.
Symmetrisk avvik 1A: 0,14%
Symmetrisk avvik 20A: 14,8%
Tap ved 20A pos: 1,5%
Tap ved 20A neg: 16,2%

3: Kretsen har fått overdimensjonerte Alnico 5-magneter.
Symmetrisk avvik 1A: 0,08%
Symmetrisk avvik 20A: 8,7%
Tap ved 20A pos: 0,49%
Tap ved 20A neg: 9,2%

4: Kretsen har fått overdimensjonerte neodym-magneter.
Symmetrisk avvik 1A: 0,092%
Symmetrisk avvik 20A: 3,9%
Tap ved 20A pos: 3,0%
Tap ved 20A neg: 0,88%

5: Kretsen er lik som nr 4, men har fått vanadium permendur skiftet ut med stål.
Symmetrisk avvik 1A: 0,18%
Symmetrisk avvik 20A: 4,75%
Tap ved 20A pos: 4,4%
Tap ved 20A neg: 0,40%

Man skal være forsiktig med å trekke universelle konklusjoner, spesielt fordi det er mange forhold i magnetkretser som spiller inn på hvordan et magnetmateriale oppfører seg osv. Men jeg føler at vi kan trekke noen konklusjoner som er gyldige for eksperimentoppsettet som følger:

- Permendur gir en liten fordel når det er ekstremt overmettet, men fordelen sammenliknet med tilsvarende overmettet stål er marginal.
- Overmettet permendur gir 7,5% mer kraftfaktor enn stål i denne kretsen.
- Overmettede kretser er en kjempefordel.
- Utformingen av stålet har mye å si for symmetrien selv om symmetrien kan variere ved ulike signalnivåer.
- Når magnetkretsen er optimalt konstruert er det ikke en systematisk fordel av verken Permendur eller Alnico over Stål og Neodym.

 

[Sluket]

AMEN!

 

[Hedde]

Altså. Brukes metning som ett virkemiddel mot modulering av magnetfeltetes B-verdi som ble nevnt tidligere i tråden. Vil det ha eventuelle negative effekter pga økte virvelstrømmer etc?

 

[Kvålsvoll]

Dette er ikke noe nytt eller ukjent - for de som designer og utformer drivere og magnetsystemer.

En driver vil være ulineær som funksjon av membranutsving - veldig kjent i diy-miljøet, xmax og linearitet for Bl-kurven som funksjon av utsving er ofte viktigste kriterie for valg av driver.
Ulinearitet som funksjon av påtrykt strøm er det mindre fokus på, slike effekter er det mindre vanlig å ta hensyn til, det er også uvanlig å finne gode data på dette i vanlige datablader.

Max spl for en driver bestemmes av hvor mye den tåler før det blir for varmt, max utsving - og så har vi ulineære effekter som følge av utforming av motorsystemet - svingspole, gap, polstykker, materialvalg.

Detaljene rundt dette har praktisk interesse for de som designer drivere.

Den samlede effekten av disse ulinearitetene er heldigvis forholdsvis lett å måle - en ser på forvrengningen.
Når forvrengningen går i taket, da har en nådd grensen for hvor mye lyd driveren kan levere.

For valg av driver er det interessant å vite noe om hvilke applikasjoner som kan medføre at dette kan bli relevant.
Og hva slags drivere som er best.

Dette problemet er verst i et basshorn.
Der er utsvinget lite, og det er da mere sannsynlig at ulinearitet som funksjon av strøm blir betydelig, før en når xmax.
Så her må en velge driver med omhu, og xmax er kanskje ikke det en bør vektlegge mest.

I et lukket kabinett blir det annerledes, da har en gjerne nådd xmax lenge før det blir så stor strøm at denne effekten blir betydelig.

For mellomtone og hf drivere kan det også ha betydning.
Motorsystemet på mid/hf-drivere er mindre i fysisk størrelse, og det gir et motorsystem som tåler mindre strøm før det blir skikkelig trasig.

Generelt så er større svingspoler og større motorsystemer bedre.
Slik sett så er spec for max påtrykt effekt en indikasjon på hvordan det ligger an - større spole tåler mer effekt.
Drivere som er beregnet på høyere lydtrykk vil generelt være bedre, nettopp fordi de er designet slik at effekten av ulinearitet i motorsystemet ikke begrenser det maksimalt brukelige lydtrykket.

Høyttalere med høy effektivitet vil være bedre - lett å skjønne, for da går det jo mindre strøm for samme lydtrykk.

For mange typiske hifi-høyttalere så kan nok disse effektene være i hverfall en medvirkende årsak til at det ikke låter spesielt bra når en drar opp volumet.
Men det skyldes ikke at dette er noe konstruktørene ikke vet noe om, det skyldes valg av kravspesifikasjoner - de er rett og slett ikke designet for høyt nok lydtrykk til å klare transienter når lydvolumet dras opp til realistiske nivåer.

Dette er også nevnt et sted i tråden min, i sammenheng med valg av drivere for basshorn.
Vær trygg på de som laget bassdriverene jeg bruker i mine horn har kontroll på dette.

 

[Sluket]

Kr. og øre Kvåle. Som det ofte dreier seg om.

 

[Snickers-is]

Kvålsvoll, fint om du holder ting som ikke har noe med fluxmodulasjon å gjøre utenfor denne tråden.

Hvilke drivere sikter du til som har kontroll på fluxmodulasjonen?

 

[Snickers-is]

Her er et forsøk på en litt folkelig forklaring:

Altså. Brukes metning som ett virkemiddel mot modulering av magnetfeltetes B-verdi som ble nevnt tidligere i tråden.

Ja, det som skjer er at magnetfeltet i gapet avhenger av magnetfeltet i stålet omkring gapet. Stålet fungerer slik at magnetfeltet øker jo sterkere felt som trykkes på. Imidlertid er ikke dette et linjært forhold.

Her er et eksempel på det vi kaller en B-H-kurve:

Om vi ser på fluxtettheten i materialet (B) og det påtrykte magnetfeltet (H) så vil påtrykket av magnetisme fra permanentmagneten, og fra talespolen i sum utgjøre feltet H. Dersom magnetfeltet i stålet ligger mellom +/- 1,5T i denne kurven så vil endringen i magnetfeltet B bli veldig stort om man endrer påtrykket H, fordi kurven i dette området er så bratt.

Dersom man øker påtrykket slik at man ligger godt over 1,5T eller under -1,5T (i dette tilfellet) vil kurven være langt flatere, og endringen i magnetisk metning B vil endre seg langt mindre med variasjoner i påtrykket. Vi har da et mettet magnetsystem.

Dersom stålet ligger omkring 1,8T eller lavere vil et motsatt felt som trykkes på utenfra endre metningspunktet i stålet veldig mye. Kurven er bratt i dette området. Stålet har et metningspunkt rundt 2,15T, men begynner å runde ganske kraftig allerede fra rundt 1,8T (dette varierer fra stålkvalitet til stålvalitet). Klarer vi å etablere et felt i stålet på over 2,2T er det godt mettet. Hvor mye over 2,2T man behøver avhenger av hvor kraftig motsatt felt man får fra spolen.

Vil det ha eventuelle negative effekter pga økte virvelstrømmer etc?

Jeg er litt usikker på hva dette "dette" er for noe, men jeg tolker det som at spørsmålet er enten om et mettet eller et umettet magnetsystem vil ha kraftigere endringer i flux.

Da kan jeg jo si litt om hva dette innebærer i praksis. Når lyden dannes er denne et forhold mellom flere faktorer der de mest sentrale er membranens areal, hvor raskt den beveger seg og hvor mye den beveger seg. Hvor raskt og hvor mye den beveger seg er et forhold først og fremst mellom masse og motorkraft. Dersom motorkraften endres vil bevegelsen endres tilsvarende. Et avvik i motorkraften vil med andre ord si et tilsvarende stort avvik i lyden som gjengis.

Vi kan se for oss at et musikksignal bestående av en tone. Både spenning og strøm svinger i takt med signalet, og det samme gjør magnetfeltet i spolen. Vi kan så se for oss at magnetfeltet i selve stålet og til slutt i permanentmagneten øker og stiger i takt med signalet. Dersom vi legger på en tone til vil gjengivelsen av denne tonen påvirkes i betydelig grad av gjengivelsen av den første tonen.

Mange av metodene for å komme dette problemet til livs er allerede utbredte. For eksempel bruker man magnetmaterialer med gunstigere B-H-kurve. Man bruker også kortslutningsringer. Disse endringene i fluxtetthet induserer strømmer i kortslutningsringene, og siden disse er kortsluttet setter de opp et magnetfelt som motsetter seg endringen.

Bruk av metningspunkter er det ikke mange produsenter som har beskrevet. JBL har vært inne på det, men de har ikke vist oss en skikkelig gjennomført løsning på dette. RCF og Celestion har noe, men dokumentasjon er det fint lite av som jeg har kunnet finne.

Formålet med tråden er å forsøke å vise hvor mye slike metningspunkter kan ha for seg i praksis.

Hvis noen vet om produsenter som virkelig har gjort noe, og som er villige til å vise oss hva de faktisk har gjort, så post gjerne dette i tråden!

 

[Snickers-is]

En side-topic:
Styrken på magnetfeltet avtar logaritmisk med avstanden til magneten.
På magnestatiske høyttalere som kun har magneter på den ene side av av folien (single push-pull) vil altså kraften avta under ut-sving og akselerere under inn-sving, dvs positiv og negativ fase. (Eks Magnepan, Apogee og La Folia). Hvor mye varierende kraft i fasene har å si for forvrengning ved "normale" volum vet jeg ikke, mulig at feltet er "tett nok" ved ca 4mm (?). Har opplevd at folien klasker seg fast i magnetene under kraftige på drag med strømsterk forsterker (klasse D).

Her lukter det trillebårlass med 2. harmonisk forvrengning, og relativt hyppig utskiftning av bånd. Husk forøvrig på at magnetene ikke ligger rett foran/bak strømlederne, men heller midt mellom.

 

[Kabeldragern]

Du etterlyser produsenter som har tenkt på dette. Det vil forundre meg stort om ikke Lowther er kjent med dette og jeg tror at et Lowtherelement i et bakladet horn har lite slik forvregning. Kanskje derfor de låter så musikalsk....?

 

[Asbjørn]

De som har publisert papers om dette er snarere italienske PA-produsenter, f eks 18sound:

http://www.eighteensound.com/Portals/0/Img/Img_tech/doc_tech/18_Sound_AIC.pdf

Referanse [5] er nettopp til Ragnar Lian i 1988.

 

[Asbjørn]

Her er noe Ragnar Lian visstnok skrev om dette i 1998:

2: Modulation of the magnetic field. This is a neglected area. In the 50's they philosophized a great deal over why the voice coil was displaced in the magnetic field under conditions of strong drive, among other things Cunningham defined the "solenoid effect". If one takes the trouble to measure the force from the voice coil inwards and outwards respectively, at say an applied coil current of five amps, one will realize that there is a large difference. The coil pushes harder outwards than it pulls inwards. Somewhat dependent on the design, this difference will be on the order of 5-50% (!), causing both offset and compression. I have, just to tease, done calculations on three different magnet systems; my old Scanspeak system with 18 mm coil, 100 windings and a 120 mm ferrite magnet, but without SD (Symmetric Drive). Then an imagined system with a 40mmx40mm alnico magnet, and one system with a 40x10 neodymium magnet. These three systems have roughly the same magnetic field, statically speaking. The ferrite system has an asymmetry of 25%, the alnico system has 4% and the neodymium system at about 2% ! Mysterious? Not at all! If we picture the voice coil, 18 mm long, 100 turns, at 5 amps, this produces 500 amp-turns, or a field strength of 28000 A/m, this is a magnet "let loose" around the air gap. It is directed with or in opposition to the main field, depending on the direction of the current, and acts directly upon the field in the air gap, and also shifts the operating point of the magnet. The ferrite magnet's operating point is at about 2500 gauss, and has an incline such that it can easily be shifted 2-300 gauss, that's quite a few per cent! Both the alnico magnet and the neodymium magnet have operating points up around 10-11000 gauss, and an incline which makes them somewhat "stiffer", meaning that they can't be moved much. Both neodymium and alnico have the property of having a permeability close to 1, in other words the same as air, and they do not affect the inductivity of the voice coil! Then we can go back to the early 70's, when JBL spoke of "The Alnico Sound" - that was no lie!

Ragnar Lian's articles

Det ser ut til å være nokså parallelt med hva Snickers har simulert.

Edit:
Biografi: http://www.cfuttrup.com/history/ragnar_lian.html
AES-artikkel: http://www.aes.org/e-lib/browse.cfm?elib=2573
Patent: https://www.google.com/patents/US3935399

 

[Snickers-is]

Du etterlyser produsenter som har tenkt på dette. Det vil forundre meg stort om ikke Lowther er kjent med dette og jeg tror at et Lowtherelement i et bakladet horn har lite slik forvregning. Kanskje derfor de låter så musikalsk....?

Har vi noe som helst som underbygger dette?

Husk at det jeg snakker om er ikke bruk av "magnetisk stive" materialer. Heller ikke bruk av overdimensjonerte magneter slik at kretsen i noen deler går i metning, men heller å kontrollere hvor i kretsen dette skjer, samt å sørge for at det skjer med et betydelig overskudd.

 

[Snickers-is]

Lian er interessant Asbjørn, men var ikke hans store kjepphester først og fremst current drive, DC-komponent (solenoid-effekten) og induktans? Mitt inntrykk er at selv på denne tiden (Etter cobalt-krisen i 78-79) hadde JBL sånn smått begynt å se litt på disse tingene, men at verken Seas eller Scan Speak, eller B&O for den saks skyld, egentlig noen sinne har laget drivere som virkelig bruker metning til noe fornuftig.

Jeg tror det er viktig å understreke at det jeg har undersøkt ikke er metning som ofte oppstår i nedre del av polstykket, men voldsomt overmetning i kontrollerte punkter så nær magnetgapet som mulig uten at det ødelegger fluxdistribusjonen i magnetgapet.

 

[Asbjørn]

Jo, men utgangspunktet var tydeligvis omtrent samme observasjon som du har gjort. 18Sound refererer også til ham som opphavsmann for en tilnærming basert på å drive magnetsystemet i metning for å linearisere det, men jeg har ikke funnet noen detaljer utover linkene over.

 

[Sluket]

Våre japanske venner har gjort dette i årevis men publisere ingen ting - har ikke behov for å gjøre, gidder ikke osv.