Динамический диапазон динамиков

[sergeich171]

А измерял ли кто-нибудь, насколько линейна характеристика напряжение на динамике/звуковое давление в рабочем диапазоне частот громкоговорителей? Возможно, ТК существует и в самих АС? Можно разработать динамики, имеющие искривление (провал) АЧХ давления на малых сигналах? Или спад чувствительности в нужном месте ЧХ? Возможно, в этом и есть "секрет" хорошо звучащих (дорогих?) АС - одинаковая передаточная характеристика применённых динамиков в конкретной схеме кроссовера + низкие искажения во всём слышимом по частоте и динамическом диапазоне + изменение чувствительности типа "бабочка" АС со снижением громкости. Так сказать, пассивная ТК... Хотя, в принципе, соотв. характеристики динамиков можно снять (сложно, наверно, только с КНИ), и, для трёхполосной или четырёхполосной схемы усиления в УНЧ скомпенсировать имеющиеся нелинейности и сформировать необходимые. Думаю, звучание будет... И ещё. Не в тему. Думаю, пора сотворить процессорную примочку для компенсации недстатков АС и помещения - более продвинутую, чем в ресиверах. Там, насколько я посмотрел их схемы, после изм. микрофона - уилители-детекторы, а потом понятно. Т. е. фазу сигналов, похоже, ресиверы не регулируют.

[Nota Bene]

задача заключается не в получении абстрактных ускорений, а в точном следовании диффузора за формой тока в катушке. И условие пропорциональности начнёт выполняться только после того, как будет преодолена инерция разгоняемого тела.

Мое ИМХО - это ОГРОМНОЕ заблуждение. Ну и выводы отсюда потянулись, ИМХО, некорректные... Точность соответствия ускорения движения диффузора форме тока - не заблуждение, а проверенная практикой истина

Дифузор не является идеально жестким звеном, а потери в нем (его материале) огромны.

И что, степень потерь зависит от уровня сигнала? Напомню тезис, к которому относился вопрос -

На маленьких уровнях излучает звук не вся поверхность, а только её часть.

[olvicgor]

1. Похоже, меня неправильно поняли. Про искажения "а-ля ступенька" я не писал, и в нормальных головках их нет. Речь о другом - использование вязкого демпфирования (которое по определению является нелинейным процессом) приводит к тому, что зависимость уровней искажений от величины сигнала перестает описываться простой полиномиальной зависимостью - при снижении уровня сигнала искажения падают существенно медленнее, чем в "алгебраическом" (полиноминальном) приближении. Факт, кстати, давно известный.

Признаться, я не вполне понял: речь идет о замедлении падения абсолютных величин искажений или относительных? Т.е. коэффициент гармоник с уменьшением полезного сигнала падает, пусть даже с замедлением, но именно падает? Или все же растет?
Если первое, то, очевидно, что линейность головки с уменьшением сигнала все же растет, пусть и не так быстро, как хотелось бы, но главное, никаких проблем с низкоуровневыми сигналами в этом случае не может быть в принципе.
Если же второе, то это уже некое приближение амплитудной характеристики в нуле к ступеньке, пусть даже и не идеальной, а с ненулевым наклоном.
Так какой из этих двух вариантов Вы наблюдали?

2. График зависимости первых 3 гармоник в функции уровня сигнала для пары типичных головок постараюсь найти, я эти измерения проводил еще в 1995-1997 годах.

Очень любопытно. Если не удастся разыскать, то, может, хотя бы вспомните условия эксперимента. Было бы любопытно повторить.

На практике это делают за счет использования ГГ с сильно нелинейным подвесом, жесткость которого при увеличении хода резко растет, и рассчитывая акустическое оформление так, чтобы на малых уровнях получить "горб" АЧХ на НЧ, исчезающий при увеличении подводимой мощности.

А это возможно? При таком кривом подвесе все должно быть как раз наоборот: горб должен появляться на АЧХ при увеличении хода из-за смещения резонанса вверх. Хотя нижний бас конечно будет придавлен.
ИМХО крайне сомнительна реальная эффективность этой идеологии для большинства современных головок, работающих фактически на воздушном подвесе.

мягкие" головки за пределами поршневого режима - это вообще компромиссное решение, которого следует избегать. А на счет мягкости головок мне почему-то представляется обратное - начиная с определенных уровней, когда теряется устойчивость излучателя будут теряться детали. А на малых уровнях ситуация будет относительно неплохая.

На всякий случай уточню, что под мягкими диффузорами обычно понимают диффузоры, изготовленные из материалов с низким модулем упругости (и низкой скоростью звука), что не означает конструктивной мягкости самого диффузора. Понятно, что из бумаги можно сделать конструктивно очень жесткий диффузор, а из слишком тонкого алюминия - мягкий. Никоим образом не хотел "зацепить" Вас этим уточнением, просто, кто-то может понять неверно, о чем речь.
И, признаться, не очень понимаю, почему потеря устойчивости диффузора должна съесть мелкие детали. Скорее они просто будут маскироваться искажениями.

Если можно, приведите конкретный пример набора металлических головок для трехполоски.

У визатона есть такие проекты. В качестве твитера можно взять SEAS Н1212. Отличная головка с низким резонансом, правда имеет спад на АЧХ выше 15кГц.

Только я не знаю, что такое "классическая". Мне нужна оная с полосой 16...20000, снизу аппроксимация не круче, чем по второму порядку и неискаженным SPL в полосе 40...1000 Гц не менее 110 дб.

Ну, тут я сдаюсь К трехполоске нужен тогда нехилый саб Кстати, а Вы еще не реализовали идею с двумя бас-эррэями?

Наверное, всё-же, задача заключается не в получении абстрактных ускорений, а в точном следовании диффузора за формой тока в катушке. И условие пропорциональности начнёт выполняться только после того, как будет преодолена инерция разгоняемого тела.

Надо же, взять вот так и одной фразой перечеркнуть сразу два закона Ньютона
Помните суть первого закона Ньютона про инерциальные системы отсчета? Силы инерции существуют только в НЕИНЕРЦИАЛЬНЫХ системах отсчета, т.е. в системах отсчета, движущихся с ускорением. Поэтому не надо инерцию подвижки сюда втаскивать. Ее нет в системе отсчета, в которой мы решаем задачу. Есть только масса подвижки и сила, действующая на нее со стороны катушки, вызывающая ускорение подвижки согласно второму закону Ньютона. И все. Все предельно просто.

это теоретическая механика.

Увы, это школьный курс элементарной физики.

[Borman]

Мое ИМХО - это ОГРОМНОЕ заблуждение. Ну и выводы отсюда потянулись, ИМХО, некорректные... Точность соответствия ускорения движения диффузора форме тока - не заблуждение, а проверенная практикой истина

Не понял Вас, виноват. Поясните подробнее плз. Как у диффузора, точно следующего за формой тока в катушке, могут оказаться ускорения отличные от таковых на кривой того самого тока???

И что, степень потерь зависит от уровня сигнала?

Ну вообще-то Да, зависит. Потери (в общем случае) зависят от скорости, а стало быть и от уровня сигнала. В этом можно убедиться, нарисовав два графика синусоиды разной амплитуды и одной частоты. Синусоида с бОльшей амлитудой пересечёт ось координат с бОльшей скоростью (под бОльшим углом) - что и требовалось доказать!!!
Но в данном случае, это не главное. Края диффузора (воротник) начнут движение после того, как всеми сечениями диффузора (от катушки к краю) будет выбран запас упругости.

И, в том числе, по этому, делают диффузоры конусными, увеличивая их жесткость и жертвуя эффективной площадью.
А некоторые головки имеют ещё и рёбра с тыльной стороны диффузора - жертвуют весом, увеличивая жесткость.
А некоторые пропитывают центр диффузора специальными составами, увеличивая жесткость и уменьшая потери небольшого участка возле катушки.
и т.д.

Спокойной ночи!!!

[Nota Bene]

Как у диффузора, точно следующего за формой тока в катушке, могут оказаться ускорения отличные от таковых на кривой того самого тока???

А вот тут уже я не понял...
Ускорение - вторая производная по времени от смещения. Или иначе - смещение двойной интеграл по времени от ускорения Есть разница по управлению током?

Края диффузора (воротник) начнут движение после того, как всеми сечениями диффузора (от катушки к краю) будет выбран запас упругости.

Неверно. Край тут же начнет двигаться, когда волна деформации (движущаяся по диффузору со скоростью распространения звука в этом материале) дойдет до него. В поршневом режиме можно считать, что диффузор - единое целое.

Потери (в общем случае) зависят от скорости, а стало быть и от уровня сигнала.

То есть, я так понимаю, эта величина нелинейная?

[ash__]

В диффузоре, чтоб он работал как поршень, усилие от центра (звуковой катушки) передаётся к краю (воротнику диффузора) через сам диффузор

А о каких временах здесь речь? Если считать, что хм... обычно стараются работать в области, где "размеры" диффузора "меньше" длины волны, то вроде надо бы еще разделить на отношение скоростей в воздухе и в материале диффузора.
Т.е. попадаем в область времен/частот, которые головка не будет даже пытаться воспроизвести. Так не наплевать ли на этот эффект?
(Возможно я чего-то не учел, но чесслово страшно не хочется вот так взять и отказаться от линейной модели, для которой все эти
хм... внутренние разборки - абсолютно_жесткий_поршень/нет_он_не_такой - строго говоря пофиг)

[Borman]

Nota Bene

Ускорение - вторая производная по времени от смещения. Или иначе - смещение двойной интеграл по времени от ускорения Есть разница по управлению током?

Электродинамический громкоговоритель, какими бы позорными цифрами не исчислялся его КПД, на данный момент, является самым совершенным преобразователем электрической энергии в акустическую. Исходный сигнал для громкоговорителя получают обратным преобразованием, основанным на тех-же физических процессах. В этой связи, его задачей, как преобразователя, является возбуждение колебаний диффузора в точном соответствии с формой электрического сигнала. Все отклонения от этой формы, независимо от того считаем мы их полезными или нет, называются искажениями преобразования.
В этой связи, не могу понять своего (вообще-то не совсем своего) заблуждения. Для закрытия этого вопроса, предлагаю Вам нарисовать для себя график изменения ускорения под графиком синусоиды. Очевидно, что это будет та-же синусоида - наоборот. Вот именно к этому Вы и призываете - чтоб ускорение стало пропорционально току, нужно подать на головку такой сигнал.

Неверно. Край тут же начнет двигаться, когда волна деформации (движущаяся по диффузору со скоростью распространения звука в этом материале) дойдет до него. В поршневом режиме можно считать, что диффузор - единое целое

Речь идет не об одновременности или разнице по времени, а о разных амплитудах смещения центра и края диффузора из-за потерь и упругих свойств материала диффузора. А стало быть, и разной эффективности излучения.

С уважением.

[Joe.]

Немного по теме последних страниц ветки, fig.5.7 в книге к сожалению отсутствует, т.е. есть, но не в тему.

[olvicgor]

Ну вообще-то Да, зависит. Потери (в общем случае) зависят от скорости, а стало быть и от уровня сигнала.

Абсолютно верно. Но это утверждение верно и для линейной и для нелинейной колебательной системы. Диссипативный член дифура, описывающего колебания в линейной системе с потерями, ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ пропорционален скорости.
Т.е, в линейной системе потери с ростом скорости ДОЛЖНЫ ЛИНЕЙНО расти, и вот только если они растут нелинейно, то, вот ЭТО значит, что система нелинейна.

А об огромных потерях в материале для чего говорили???

Об "огромных потерях" говорили исключительно для головок работающих за пределами поршневого режима.

А о каких временах здесь речь?

Похоже, здесь каждый о своем
Но скорость в воздухе в любом случае здесь не причем.

[Korotkoff]

А вот тут уже я не понял...
Ускорение - вторая производная по времени от смещения. Или иначе - смещение двойной интеграл по времени от ускорения Есть разница по управлению током?

А вот этот вопрос очень интересен. Ускорение диффузора, наверное, будет соответствовать току, а вот будет ли соответствовать колебательная скорость частиц среды в точке прослушивания этому току/ускорению диффузора?
Сдается мне, что нет. Возьмем щит. При наличии АКЗ в точке прослушивания на НЧ давления нет, т.е. нет соответствия колебательной скорости частиц среды ускорению диффузора. Если акустическим оформлением является ЗЯ, то тоже нет. Ускорение диффузора при его движении внутрь ящика преодолевает, вдобавок к жесткости/гибкости подвеса, жесткость/гибкость воздуха. Но энергия сжатого воздуха не переходит в излучение, а накапливается и излучается при движении диффузора вперед.
Для ФИ на частоте настройки ФИ тоже нет. Смещение падает, давление растет.
Для рупора ниже критической частоты тоже нет. Слишком велика реактивная составляющая сопротивления излучения.
В условиях идеальной, сильно упрощенной модели да. Но это не наш случай.

[Korotkoff]

Т.е, в линейной системе потери с ростом скорости ДОЛЖНЫ ЛИНЕЙНО расти, и вот только если они растут нелинейно, то, вот ЭТО значит, что система нелинейна.

Сопротивление излучения зависит от плотности среды. При движении диффузора вперед передним образуется область повышенного давления, при движении назад пониженного.
Таким образом, сопротивление излучения меняется с изменением сигнала, растут искажения, в частности 2-я гармоника, т.е. процесс нелинейный.

[Korotkoff]

А о каких временах здесь речь? Если считать, что хм... обычно стараются работать в области, где "размеры" диффузора "меньше" длины волны, то вроде надо бы еще разделить на отношение скоростей в воздухе и в материале диффузора.
Т.е. попадаем в область времен/частот, которые головка не будет даже пытаться воспроизвести. Так не наплевать ли на этот эффект?
(Возможно я чего-то не учел, но чесслово страшно не хочется вот так взять и отказаться от линейной модели, для которой все эти
хм... внутренние разборки - абсолютно_жесткий_поршень/нет_он_не_такой - строго говоря пофиг)

Конечно не учли, диффузор изгибается под действием силы давящей на него катушки, причем 2 раза за период, т.е. с удвоенной частотой проложенного сигнала. Вновь видим увеличение 2-й гармоники - процесс нелинейный.

[ash__]

Но скорость в воздухе в любом случае здесь не причем

Ну значит я коряво написал. Отношение скоростей выводит *эффект* из рабочей области частот
выше по частоте в область, где головка _в воздух_ практически ничего не излучает.
А потому - "наплевать" (с) мой
(Претензии на копирайт распространяются лишь на последнюю фразу)

процесс нелинейный

Да я говорил не о нелинейных искажениях, а о линейной модели. В частности о том, что трудно отказаться
(IMHO особых оснований и нет) от связи импульсного и частотного отклика. А оставаясь в этих рамках говорить
о механизме возникновения _нелинейных_ искажений как-то вроде противоречиво.
Нел. иск. есть, как же без них... Порядка долей процента - малых процентов, т.е. "малый поправочный" член,
не более.

[gross]

И, признаться, не очень понимаю, почему потеря устойчивости диффузора должна съесть мелкие детали. Скорее они просто будут маскироваться искажениями.

Именно это я имел в виду. "Съедания" деталей не происходит. А происходит то, что Вы написали - маскировка деталей интермодуляционными искажениями.

К трехполоске нужен тогда нехилый саб Кстати, а Вы еще не реализовали идею с двумя бас-эррэями?

При чем, в этой трехполоске СЧи мидбасы придется дублировать. Иначе, ИМХО, нужного ДД не получить.
Сейчас заканчиваю 5-ти полосный активный щит. Бас-эррэи пока не делал.

Добавлено через 17 минут

Точность соответствия ускорения движения диффузора форме тока

Это верное утверждение. Поэтому верно будет сказать, что никакого участка «разгона» у катушки нет. Она все время «разгоняется» током. И если подвес достаточно гибкий, и не препятствует процессу разгона, то «разгон» катушки током и дает нам свободное от искажений соответствие SPL току в катушке. А вот когда (при снижении частоты) мы выходим на участок основного резонанса, тут линейному «разгону» начинает препятствовать нелинейный подвес, внося гистерезис и прочие гадости. Поэтому, для достижения максимального диапазона линейности гибкость подвеса должна быть максимальная, или другими словами – желательно всегда работать выше основного резонанса.

[dekko]

Сейчас заканчиваю 5-ти полосный активный щит

а подробности будут?

[rogozhin]

На практике это делают за счет использования ГГ с сильно нелинейным подвесом, жесткость которого при увеличении хода резко растет, и рассчитывая акустическое оформление так, чтобы на малых уровнях получить "горб" АЧХ на НЧ, исчезающий при увеличении подводимой мощности. Еще в тех же целях используется нелинейность порта фазоинвертора

Не расскажете по-подробнее о практической реализации таких методов?

[Borman]

...верно будет сказать, что никакого участка «разгона» у катушки нет. Она все время «разгоняется» током. И если подвес достаточно гибкий, и не препятствует процессу разгона, то «разгон» катушки током и дает нам свободное от искажений соответствие SPL току в катушке.

То-есть, если на спокойно стоящий в "нейтрали", и имеющий некоторую массу, диффузор подать сигнал, в коем напряжение меняется линейно, например одиночный положительный треугольный импульс, то диффузор, по-Вашему, способен его повторить неискаженным???

Следуя Вашему утверждению об отсутствии "разгона", можно предположить, что в начале координат скорость диффузора равна нулю. За бесконечно малый отрезок времени (ноль), скорость должна возрости до определённой величины. То-есть, в точке начала координат ускорение будет равно бесконечности (деление на ноль)???

Если эта ситуация на Ваш взгляд реальна, или заваливание фронта и потерю информации Вы не считаете искажениями, я готов снять перед Вами шляпу и просить автограф на память.

[rogozhin]

Нет, ну подождите, о каком треугольном импульсе может идти речь, естественно он будет скруген, даже в силу хотя-бы той-же индуктивности катушки, да плюс масса подвижки. Чем ниже у динамика верхняя граничная, тем ближе треугольник будет к синусу. Это даже я знаю, хоть и не математик

Да, и какой-бы распрекрасный и мягкий не был подвес и мощная магнитная система 200 грамм подвижки все равно высокие частоты воспроизводить не будет, согласитесь. А это в первую очередь и охарактеризует передаточную острых углов

[Nota Bene]

можно предположить, что в начале координат скорость диффузора равна нулю. За бесконечно малый отрезок времени (ноль), скорость должна возрости до определённой величины. То-есть, в точке начала координат ускорение будет равно бесконечности (деление на ноль)???

При чем тут скорость? Ускорение будет сразу конечным, определяться I*B*L, а скорость, как интеграл от ускорения будет плавно нарастать от нуля, в соответствии с заданным ускорением

[rogozhin]

По поводу постоянности ускорения - у электродвигателей крутящий момент в отличие от бензиновых представляет собой горизонтальную линию от 0 оборотв до максимума. Вспомните как разгоняется троллейбус или метро

[ash__]

Borman
Обосновывалось следующее
"В установившемся режиме (воспроизведение синусоиды), в нормальной головке никаких
искажений малых уровней не будет.
Воспроизведение синусоиды - это динамическое равновесие системы.
А вот воспроизведение импульсного сигнала, это другое дело!!!"
см. https://forum.vegalab.ru/showthread....&postcount=122

Cначала Вы нам объяснили про два вида головок (оба случая без потерь).
Из контекста я понял, что подразумевались чисто линейные соотношения. Однако вот вывод:
"Разумеется, в первом случае маленькие уровни будут сильнее "съедены" динамиком.
Это вполне объективные, а не мифические искажения амплитудной характеристики головки."

Этого "разумеется" я ну никак не понимаю, извините. Модель линейная (=линейная однородная
во времени система)? Тогда о каких различиях между "воспризведением синусоиды и импульсного
сигнала" может вообще идти речь, если здесь частотный и импульсный отклики - одно и то же
(в разных координатах, если угодно).

Вторым было сказано про "неидеальность диффузора". Эта тема затем перешла в разговор
о скорости распространения возбуждения по диффузору. С потерями или без - не слишком
важно, поскольку прежде всего хотелось бы выяснить - в _реальных_ ситуациях о каких
временах/частотах (в сравнении с рабочим диапазоном) идет речь? И какова _реальная_
энергия, излучаемая в воздух на частотах, характерных для получающейся (черт с ней,
пусть) нелинейности?