Veien til bassen

[Snickers-is]

Jeg synes ideen din er strålende Arild, men jeg er redd du ikke kan utnytte kapasiteten i 10-tommeren med bare de to slavene. Man bør helst ha minst dobbelt så mye slavekapasitet som kapasiteten i den aktive driveren. En 8" har ca 40% mindre membranareal og disse har dessuten bare omkring halvparten så mye slaglengde. Om du ikke har planer om å utnytte slaglengden på 10-tommeren blir det selvsagt en helt annen sak.

 

[ArildD]

Ingen bekymring for db mangel. Tv anlegget mitt, der melder front htt pass før bass. Baffel er forøvrig bred nok for 10" slaver om man skulle få indre emosjonell uro Driver forøvrig bass med Hypex ucd 400 hxr.
Spennende å følge utviklingen i denne tråden!
( skal lure O BB til å hjelpe meg med ny bass til hoved anlegg ila sommeren)
/A

 

[trosse1]

Noen som husker PolkAudio SDA versonene, en rekke 6,5" og en større slave i lukket kabinett, makan til dynamisk bass, glemmer ikke de kreasjonene.

 

[vidarje]

Kan slavebasser henge eller vil vekten av membranen bli for stor, slik at mye av den potensielle vandringen blir spist opp av gravitasjonen?

Følger med i spenning på resten

 

[FredrikC]

Uten å ta hensyn til andre parametre du har nevnt, så kan Seas L26ROY klare seg med 35-36 liter pr driver i bassrefleks.

Johan-Kr

Ser ikke så hakkende galt ut det nei. Kanskje ikke "optimal" avrulling i alle rom, men det bør taes med DSP mener nå jeg.

Under er 2stk L26roy i 70L kasse avstemt til 26hz.

 

[Snickers-is]

Kan slavebasser henge eller vil vekten av membranen bli for stor, slik at mye av den potensielle vandringen blir spist opp av gravitasjonen?

Følger med i spenning på resten

Jeg skrev litt om dette tidligere i tråden, men jeg kan jo ta det i litt mer detalj her:

La oss si vi har en Seas 8" slave. Den har relativt mykt oppheng (1,87mm/N). Så har du 300g bevegelig masse. Den skal da i teorien gi seg ca 5,6mm i en retning av gravitasjonen om den peker oppover eller nedover.

Imidlertid sier ikke slike datablader noe om hva som skjer over tid når en slave blir stående med den samme belastningen 365 dager i året.

 

[Fenalaar]

Du mister jo like mengden utsving som mengden sig, så i tilfellet over får du -5,6mm på maks utsving. Det påvirker jo kapasiteten ganske mye. Det vil jo dog ha mindre å si på en slave, enn på et vanlig element, siden det ikke er noen spole som dras ut av magnetgapet.

Johan-Kr

 

[vidarje]

Takk for svar. Jeg leste dette og lurte bare på om jeg hadde skjønt hvorfor Fra datablatet til en Seas slave:
"For optimum performance, the passive radiator should be mounted vertically (with
horizontal cone axis) This is especially important when a significant additional mass
is used."

 

[Snickers-is]

På tide å riste litt liv i denne igjen. Jeg begynner med å oppsummere hva man behøver å fokusere på. Det er flere områder som behøver kapasitet, der det ikke alltid er så lett å finne løsninger som gir god kapasitet blant de tilgjengelige produktene på markedet. Det er selvsagt helt avgjørende at det har noe for seg. Man skal ikke gi konstruksjonen kapasitet på et område uten at det er nødvendig. Men her er det jeg tenker på:

1: BL(x) (linjæritet innenfor den tiltenkte slaglengden)
Jeg vil ha en driver som yter veldig godt innenfor det tiltenkte arbeidsområdet. Jeg vil ikke ha -30% eller -18% i arbeidsområdet til driveren. Skulle gjerne hatt 1% om det var mulig. I såfall må man over på rimelig eksotiske motorer. Jeg har gjort noen simuleringer som tilsier at man bør kunne klare det med en ekstrem konstruksjon som for eksempel er bygget for 15mm når man bare utnytter 10mm.

2: BL(i) (linjæritet innenfor den tiltenkte effekten)
Jeg vil at driveren, selv i helt ekstreme ytterpunkter, skal ha fluxmodulasjon som holder endringen i kraftfaktor innenfor ca 1%. Dette skal kunne la seg gjøre med en ekstremt mettet motor, men det går med brutalt mye magneter.

3: Termisk effekttålighet.
Jeg vil at driveren skal tåle en del effekt, men samtidig ikke ha så altfor dårlig følsomhet. Dette kan gjøres med spolediameter, viklehøyde, kobberringer, spoleform og tvungen kjøling. Spoleformen vil jeg ikke kompromittere på. Aluminium er populært til bass, men gir ikke samme presisjon som for eksempel titanium, men titanium leder også tilsvarende dårlig varme. Da ser jeg heller for meg både utvendig og innvendig kobberring. En av konfigurasjonene jeg har sett på er 3-3,5" spole med 16mm viklehøyde, noe som er svært anstendig på en 8". Jeg ser heller ingen fornuftig grunn til å bruke åpen faseplugg, så man kan godt legge inn plenty med ventilering i bunnen av motoren.

4: Oppheng og slaglengde.
For å kunne utnytte god slaglengde i motoren må også opphenget tillate denne bevegelsen uten å bli ulinjært. Jo stivere opphenget er, jo større faktor vil det være i regnestykket. Man kan i prinsippet bare bruke et veldig mykt oppheng. Problemet som oppstår da er at DC-komponenter i motoren (spolens tilbøyelighet til å dra i en bestemt retning) vil dominere og opphenget klarer ikke å sentrere spolen rundt null. Den eneste medisinen mot dette er redusere DC-komponentene. Dette er ikke enkelt, men det finnes noen metoder som kan fungere.

Her er et eksempel på en tilnærmet DC-fri motor:

Og her er en annen:

Vel, så da handler det altså om å ikke plukke én av disse egenskapene, men å finne den beste måten å kombinere disse på.

 

[The Shy]

Når jeg leser dette, å ser at det er så vanskelig å lage et element som oppfører seg tilnærmet perfekt, uten å gå på kompromisser, er jeg glad jeg var så lur å ta snarveien med å pøse på med billig areal. En annen fordel med mange (mindre gode) drivere er jo at en får spredd de litt ut i rommet, som også er en fordel.

Innenfor det jeg vil kalle normal musikklytting(er bilt gammel)bruker jeg kanskje 1/20 del av påstått lineær slaglengde i bassen. Om jeg er innafor 1% tap av BL er jeg ikke sikker på, men mye over kan det ikke være.

Edit: Så i første innlegg at det handler om å lage en god bass til en mer normal kommersiell høyttaler.
Venter i spenning på hva du kommer opp med

 

[thomand]

Super tråd, selv om det meste her går over hodet på meg rent teknisk. Følger med så godt jeg kan

 

[Snickers-is]

Et viktig grunnprinsipp innen audio er det vi kaller overføringsfunksjon. Dette kan enkelt forklares som følger:

[Signal inn] x [forsterkning] = [signal ut]

Det som får en forsterker til å forvrenge er at forsterkningen ikke er konstant ved alle signaler, effekter, belastninger osv. For en høyttaler ser det omtrent sånn ut:

[Signalspenning inn] x [motorkraft som funksjon av spenning] = [kraften som virker på membranen]

Det vi er interessert i i et høyttalerelement er med andre ord at signalet inn skal konverteres så presist som mulig til akselerasjon i membranen. Det er derfor vi hele veien er så interessert i hva som kan få kraftfaktoren til å endre seg.

 

[MusicBear]

Et viktig grunnprinsipp innen audio er det vi kaller overføringsfunksjon. Dette kan enkelt forklares som følger:

[Signal inn] x [forsterkning] = [signal ut]

Det som får en forsterker til å forvrenge er at forsterkningen ikke er konstant ved alle signaler, effekter, belastninger osv. For en høyttaler ser det omtrent sånn ut:

[Signalspenning inn] x [motorkraft som funksjon av spenning] = [kraften som virker på membranen]

Det vi er interessert i i et høyttalerelement er med andre ord at signalet inn skal konverteres så presist som mulig til akselerasjon i membranen. Det er derfor vi hele veien er så interessert i hva som kan få kraftfaktoren til å endre seg.

Du sier "akselerasjonen i membranen" - er de det "aks-tallene" som AudioTechnology (Skaaning) oppgir i sine tekniske data?

Tekniske data & måleparametere, forresten, her bokstavelig talt gruser de beste produsentene av PA, hi-fi produsentene.

 

[Snickers-is]

Nei, akselerasjonsfaktor er et forholdstall mellom kraftfaktor og masse. Denne faktoren brukes gjerne totalt uavhengig av impedans og membranareal, og da sier den i realiteten ingen ting av verdi. Man kunne i prinsippet laget en variant der impedans og membranareal tas i betraktning, men det ville egentlig ikke fortelle oss noe annet enn det vi kan lese ut av virkningsgraden.

 

[Snickers-is]

Det er på tide å bryte dette ned til en jakt på det nær perfekte. Jeg har for lengst konkludert med at tilbudet der ute gir rom for et stort løft, men for å kunne gjøre et stort løft må man ha kontroll på hvilke faktorer som påvirker ytelsen og hva som kan gjøres. Jeg tenkte derfor å ta parametrene en for en:

En av parametrene jeg er spesielt interessert i å få has på er det vi kaller DC-komponenter i motorsystemet.

Slik ser en vanlig motor ut:

Dersom man ikke magnetiserer magneten vil allikevel spolen påvirkes av en kraft når det går strøm gjennom den. Spolen vil trekke seg inn på polstykket, altså innover. Dette er uavhengig av polariteten, eller om det er vekselstrøm eller likestrøm. Med andre ord, denne kraften virker alltid i samme retning. Når man magnetiserer magneten vil ikke denne effekten bli borte, men summeres med effekten av magneten.

Denne effekten gjør at jo mer strøm det går i spolen, jo mer vil nullpunktet til spolen forsøke å trekke seg innover. Dette spiser av den tilgjengelige slaglengde, og det forskyver symmetrien i opphenget og i selve motoren. Dette tilfører forvrengning. Man må også ha et noe strammere oppheng for å holde membranen nær null.

Effekten kalles solenoideffekten, og den kommer av forholdet mellom spolen og det paramagnetiske materialet (stålet). Det finnes to måter å unngå denne effekten på. Den ene er å fjerne stålet, den andre er å sørge for at stålet allerede er sentrert i spolen.

Å fjerne stålet innebærer at man må plassere kraftige radialmagneter nær spolen. Kharma har noen slike drivere.
Slik ser en radialmotor ut:

Det er ikke store forskjellen ift en vanlig motor, men magnetene sitter i gapet, og stålet brukes til å "slutte kretsen". Om man fjerner ståldelene vil denne fortsatt virke, men kraftfaktoren blir lavere. Imidlertid blir da DC-komponentene borte.

Alternativet er som sagt å bruke stål i motoren, men å sørge for at dette er symmetrisk plassert slik som her:

Når man setter strøm på denne, uten at magnetene er magnetiserte, vil den bare ønske å fortsatt være "i null".


Med andre ord, det finnes minst to grunnleggende måter å løse dette på. Det kan være det finnes andre også, noen som kjenner noen annen metode?

 

[vidarje]

Kom over denne siden med noen artikler av Robert-H Munnig Schmidt som kanskje kan være av interesse (sikkert kjent for Snickers-is):

https://www.grimmaudio.com/info/whitepapers-publications/

 

[Snickers-is]

Jeg må tilstå at etter å ha lest "Why Bassreflex is not Suitable for a Subwoofer" ble jeg veldig skeptisk. Skal man først lage en fagartikkel bør den være uttømmende, og ikke åpenbart farget av en oppfatning der man benytter seg av retorikk og utvelgelser blant eksisterende fagstoff for å gi seg selv rett. Jeg har ikke lest de øvrige artiklene, så et STORT forbehold der.

 

[oks81]

Interressant dette med hvordan unngå DC komponenter!

Men dette fratar en gjerne ikke for å benytte tiltak som kortslutningsringer?
Kan du kanskje forklare litt rundt det?
Kanskje noe om det er nødvendig med kortslutningsringer selv om en har andre magnetmateriale enn ferritt?

Mvh
oks

 

[vidarje]

Jeg har ikke sett så nøye på den, men den første virket bra. Jeg tror ikke det er noe nytt i den, bare grunnleggende kunnskap. De to siste handler og servobass.

 

[Kalle Klovn]

Et rimelig alternativ som bør gi bra valuta for pengene er 2 stk seas ln22rx4/p i 70 liter kasse med 7,5cm diameter port og lengde på ca 18 cm. Det er langt fra det ypperste verden har å by på, men til knappe 1000kr/stk så bør det være meget bra. Alternativt kan man øke portdiameter til 10cm og doble lengden på den.

 

[Snickers-is]

Interressant dette med hvordan unngå DC komponenter!

Men dette fratar en gjerne ikke for å benytte tiltak som kortslutningsringer?
Kan du kanskje forklare litt rundt det?
Kanskje noe om det er nødvendig med kortslutningsringer selv om en har andre magnetmateriale enn ferritt?

Mvh
oks

DC-komponenter og kortslutningsringer er på en måte litt i hver sin ende av skalaen. Kortslutningsringene påvirker først og fremst AC-komponenter i selve stålet.

Om du bruker ferritt eller neodym, eller for den saks skyld alnico, har ikke egentlig så mye å si. Effekten av materialene forsvinner i stor grad bak stålet. Neodym er noe mer stabilt enn ferritt, men effekten av at den kommer tettere på magnetgapet er kanskje viktigere. Imidlertid skjer en stor del av avvikene i stålet såpass tett på spolegapet at også den effekten er begrenset.

En litt interessant effekt man kan merke seg er at når man for eksempel har en spole med jernkjerne i et filter som belastes så mye at kjernen går i metning, så faller induktansen dramatisk. Samme effekt vil man få i en høyttalerdriver. Hvis man klarer å fullstendig mette stålet med magnetkraft vil man faktisk knapt ha noen effekt av kobberringer.

Jeg har simulert litt på motorer uten stål. Foreløpig vet jeg ikke sikkert, men jeg tror effekten av kobberringer her også vil bli kraftig redusert siden induktansen blir så lav. Imidlertid forventer jeg at den ikke uteblir siden magnetene også har sine belastningskurver.

 

[Snickers-is]

Siden jeg nå har tatt for meg DC-komponenter tenker jeg tiden er moden for å kikke på en annen, og temmelig misforstått parameter, nemlig induktans.

For de som ikke allerede vet det er induktansen et mål på en spoles "treghet". Analogien til en spole, innen mekanikk, er en masse. Det kreves energi for å sette massen i bevegelse, og når massen er i bevegelse har den energi som gjør at bevegelsen fortsetter inntil energien for eksempel konverteres til varme via friksjon. I elektrisk sammenheng utnytter man gjerne denne tregheten til å lage filtre som slipper gjennom lave frekvenser. Effekten er også opphav til utfordringer med de høye switchefrekvensene og strømstyrkene i klasse D-forsterkere.

Men hva er induktans i høyttalere?

Mange snakker om at høyttalere med høy induktans ikke kan gjengi høye frekvenser. Det er en misforståelse som vi like gjerne kan legge død med en gang. Det er omtrent det eneste induktansen IKKE gjør i høyttaleren. Men la oss aller først se hva den kommer av.

Logisk sett så har vi jo en spole i høyttaleren. En spole har alltid en induktans, av samme grunn som at en kabel har en induktans. Men når tråden vikles som en spole vil induktansen bli betydelig høyere enn i kabelen alene om det er et såkalt paramagnetisk materiale tilstede, for eksempel stål. Og stål har vi i høyttalermotorer, i store mengder til og med. Fjerner vi stålet i en høyttalermotor går induktansen dramatisk ned. Imidlertid forsvinner da stort sett også hele kraftfaktoren og høyttaleren slutter å fungere. Med andre ord er det en sammenheng mellom hvor mye kraft en høyttaler kan produsere og hvor mye induktans den har.

Men la oss se på et lite eksempel. Vi kan se for oss at vi lager en høyttalermotor med en gitt magnet, spole osv, og dette har i sum en kraftfaktor på 8N/A og en induktans på 1mH. Spolen i eksempelet er viklet med 2 lag. Men så ønsker vi å øke motorkraften, og vi tester to metoder:

1: Vi dytter på en langt større magnet og oppnår en kraftfaktor på 11,5N/A. Induktansen er fortsatt 1mH.

2: Vi vikler en ny spole med 4 lag. Spolen har nå fått lengre tråd, og for å opprettholde samme impedans har vi dermed også gitt den noe tykkere tråd. Med tykkere tråd blir det færre viklinger pr lag fordi tråden tar større plass. Vi får med andre ord flere viklinger, men ikke dobbelt så mange. Vi ender også her opp med kraftfaktor på 11,5N/A, uten å øke magnetkraften, og ender kanskje da også opp med en induktans på 2,8mH.

Disse to eksemplene produserer altså samme motorkraft, men på to ulike måter. Motorkraften er et resultat av forholdet mellom det magnetfeltet permanentmagneten setter opp, og det magnetfeltet spolen setter opp. I det første eksempelet har vi forsterket magnetfeltet fra permanentmagneten, mens i det ande eksempelet er det uendret, vi har med andre ord forsterket feltet fra magnetspolen.

Det finnes en del ting man kan gjøre for å påvirke induktansen, som for eksempel å plassere kobberringer i eller rundt magnetgapet. En slik øvelse reduserer induktansen i seg selv, men påvirker ikke verken magnetfeltet fra permanentmagneten eller magnetfeltet fra magnetspolen betydelig. Man kan med andre ord si at endringen til 4-lags spole øker induktansen og magnetfeltet spolen setter opp, men at vi ikke kan lese direkte ut fra induktansen hvor mye kraft en driver produserer.

Forståelsen av induktans i en driver innebærer at induktansen kan kalles et slags tall på koblingsgraden mellom strømmen i spolen og stålet i motoren. Dette høres kanskje ikke så interessant ut, men dette er noe jeg kommer tilbake til når jeg skal beskrive temaet fluxmodulasjon.