Зарисовки на тему Le

[Ламер со стажем]

Господа, хочу всех предостеречь от прямого сравнения Le между различными головками и уж тем более между различными производителями...и поделиться с общественностью своими наблюдениями по этому поводу
Сегодня рылся в умных книжках, попутно заглядывая в спецификации производителей на головки...пытался выяснить, как же производители меряют и приводят этот злосчастный параметр индуктивности звуковой катушки, особенно интересовал Peerless, у которого этот параметр был всегда значительно больше чем у конкурентов, хотя графики импеданса явных аномалий не имели и походили на таковые у конкурентов. Сразу же закрались мысли о различных методиках измерения, которые, в итоге и подтвердились.

Сначал было предположение о том, что производители придерживаются более-менее единого стандарта и меряют, скажем, на 1kHz (и многие, надо сказать на ней и меряют) или 10kHz, но...это оказалось не совсем и не для всех так. После некоторых прикидок, выяснилось, что частоту следует брать ту, которую производитель указывает как, "max рекомендуемую" (если, конечно, такая рекомендация есть), тогда, совпадание с заявкой, довольно близкое.
Отобрал несколько 6.5" головок с приведенным графиком импеданса и параметрами ТС, начал считать и сравнивать. Вычисления Le производятся по следующей приблизительной (есть еще другая, но я по ней не считал) ф-ле:

Le = 1/(2*pi*fLe)*sqrt(Z^2 - Re^2)*1000 [mH]

где:
fLe - частота, для которой определяем
Z - сопротивление на частоте fLe


Vifa P17WJ-00-08 (в спеках 0,55mH)
1,2mH@1kHz <> 0,39mH@10kHz <> на max рекомендуемых 5kHz - 0,52mH

Seas H602 (в спеках 0,6mH)
0,82mH@1kHz <> 0,38mH@10kHz <> на max рекомендуемых 3kHz - 0,63mH

Scan-Speak 8542-00 (в спеках 0,2mH)
0,92mH@1kHz <> 0,15mH@10kHz <> на max рекомендуемых 3kHz - 0,4mH

Adire Audio Extremis 6.8 (в спеках 0,13mH)
1,35mH@1kHz <> 0,31mH@10kHz <> на max рекомендуемых 5kHz - 0,42mH

Peerless 850439 (в спеках 1,3mH)
1,15mH@1kHz <> 0,39mH@10kHz

Peerless 830883 (в спеках 1,3mH)
0,88mH@1kHz <> 0,19mH@10kHz

Для полноценного анализа, головок, конечно маловато, но кое-что сказать уже можно. Вообщем, похоже что Vifa, Scan-Speak и Seas приводят параметр Le именно с оглядкой на max рекомендуемую частоту, т.е. на частоту предпологаемого раздела, что, вообщем, логично.
Scan-Speak 8542-00, несколько выбился из этого предположения, однако это простительно т.к. даже на частоте 10kHz Re еще не удваивается - великолепный результат.
Adire Audio Extremis 6.8 - крайне интересный аппарат, но вот заявленных 0,13mH я что-то не узрел.

Отдельная история с Peerless. Обратите внимание, головка из HDS Exlusive серии 830883 - вторая, после S-S 8542 по медленности возрастания импеданса. На 10kHz Re возрастает всего в 2,3 раза и это при заявленной индуктивности 1,3mH!!! Явно что-то не так.
И вот что именно - Peerless приводит индуктивность для частоты Zmin (и чувствительность, кстати тоже) - будьте бдительны используя это значение Le в расчетах и моделях. Определяется она по следующей ф-ле:

Le = 1 / ((2*pi*fmin)^2*Ces)
где Ces = Mms / Bxl^2

Надеюсь, это информация для кого-то окажется полезной

[Makcum Владимирович]

внесу небольшую лепту на счет влияния Le:
по словам Adire индуктивность - мера инерции в эл.-маг. полях, следовательно логично руководствоваться не значением Le, а отношением BL/Le, то бишь аналогично с массой в механике.

[Malinovsky D]

Вот-вот! Я долго лажался с моделированием фильтров в Микрокапе, изпользуя паспортное значение индуктивности, а потом удивлялся, почему это измеряемая АЧХ фильтра сильно отличается от моделируемой. Теперь отталкиваюсь от кривой импеданса. По ней индуктивность в районе частоты раздела получается в ДВА раза меньше.

[ан юр]

предостеречь от прямого сравнения Le

Я бы, даже, рекомендовал отказаться от использования в расчетах их номинальных паспортных значений, а получать параметры эквивалентной схемы из измеренной зависимости сопротивления от частоты конкретной головки.
Но в расчетах фильтров необходимо учитывать и поведение диффузора в области раздела полос ( его реальную зависимость чувствительности от частоты), чтобы откорректировать ее элементами фильтра в области раздела.
Михаил, а почему для саба Вы выбрали головы с достаточно высокой резонансной частотой – 40 Гц?

[Костя Мусатов]

Михаил, очень интересные данные. А вот еще вопрос, не пробовал ты измерить зависимость индуктивности от мгновенного смещения? Изменение индуктивности от частоты - это линейные искажения, они порождают амплитудные и фазовые. А зависимость от смещения - это уже нелинейные, а учтя, что максимум колебаний на НЧ, то НЧ интермодуляция с СЧ компонентами может быть очень большой. Опять только решение с ИТУН.

[Ламер со стажем]

Malinovsky D, ан юр,

Именно так!

Offтопик:

Михаил, а почему для саба Вы выбрали головы с достаточно высокой резонансной частотой – 40 Гц?

Почему 40Гц? В спецификации проивзодителя заявка на 30Гц , в реальности получилось даже несколько ниже, да и с учетом того, что использоваться они будут с коррекцией, это не самый принципиальный момент.

Anli

Андрей, ты спрашивал по пищалкам Похоже, что там ситуация аналогичная, т.е. производители приводят индуктивность для верхней частоты. Так, для Vifa 25TG30-04 заявлена частота 40кГц, для неё получается значение индуктинвости 0,02mH. Для S-S D2905/970000 заявлена Le=0.01 и граничная частота 30кГц, по расчетам выходит 0,03mH

[MaxMan]

А вот еще вопрос, не пробовал ты измерить зависимость индуктивности от мгновенного смещения?

http://www.klippel.de/pubs/linparaestimation.pdf

[Ламер со стажем]

Костя Мусатов,

Костя, измерять не пробовал, но механизм такой действительно имеется, наряду с Bl и Cms он являются основным источником нелинейности в головках. Эти эффекты довольно неплохо разобраны в работах Klippel-я.

Решений мне тут видится несколько:

- улучшение (удорожание) самой магнитной цепи, т.е. оптимальный расчет её геометрии (underhung топология или многозазорная МС, как у XBL^2) и обязательный ввод КЗ колец, стабилизирующих велечину индуктивности от смещения и снижающие её абсолютное значение.
- многополосность (узкополосность)
- ИТУН

[Костя Мусатов]

Макс и Михаил, спасибо.

[Fenyx]

Я от себя добавлю, что меряю этот параметр (как и все остальные) не путем рассчета, относительно какой-либо частоты, а программой, которая на основании рассчетов, строит график импеданса (и т.к. он совпадает с исходным измеренным, то можно считать, что величины рассчитаны правильно). А во вторых, производители приводят один параметр индуктивности, а в эквивалентной схеме НЧ ГД этих индуктивностей две - вторая как раз определяет работу динамика в нч области! И CAD-ы (LspCAD и LEAP используют для рассчетов как раз оба эти значения!).
И в третьих, все параметры, написанные в спецификациях динамиков я считаю чисто ориентировочными, т.к. они далеко неполные, приукрашенные, и отличные от действительных в каждой конкретной партии, так что порядок величин смотреть можно, а абсолютным значениям- только чквозь пальцы!

[Mosfet]

А можно пару перьев в вашу лужу ? Кого вообще волнует эта Le, применительно к практическому построению акустики?

[Makcum Владимирович]

Кого вообще волнует эта Le, применительно к практическому построению акустики?

[Yauhen]

Вопрос:

Почему вообще значение индуктивности ЗК меняется с частотой? По идее, меняется индуктивная составляющая импеданса, а сама индуктивность должна быть постоянной, если диффузор работает на линейном участке?

Возможно, измерители (программы или приборы) не учитывают активную составляющую импеданса, а рассчитывают индуктивность, полагая, что весь импеданс и есть индуктивная составляющая?

Тогда, ИМХО, чтобы получить верное значение индуктивности, надо замерить импеданс на любой приемлемой частоте, вычесть активную составляющую и затем рассчитать L. Это в теории, а как на практике, кто что думает? Это ли значение нужно для участия в дальнейшем проектировании фильтров?

[Гоша]

Вообще-то индуктивность не должна изменяться в зависимости от частоты. По крайней мере, в первом и втором приближениях. Это-же просто математический коэффициент между напряжением и производной тока по времени. Ну, типа массы во втором законе Ньютона .
А измерение Lе по импедансу считаю некорректным. В этом случае необходимо производить измерения вдали от собственных механических резонансов динамика. Кто сказал, что резонанс там один? По аналогии с Re, это должна быть индуктивность на "постоянном" токе, или на очень низкой частоте, а это технически сложно реализовать.
Значительно корректнее производить измерение Le резонансным методом.

Кого вообще волнует эта Le, применительно к практическому построению акустики?

К акустике - не волнует, а к фильтрам - очень даже...

[Malinovsky D]

А измерение Lе по импедансу считаю некорректным

Поскольку импеданс определяет настройку фильтра, по отталкиваться стоит все-таки от него. Другой вопрос, что кривая импеданса мало совпадает с кривой импеданса цепочки RLe. Вопрос больше упирается в то, какое значение индуктивности принимать при расчете фильтров. И в данном случае наименее болезненным вариантом будет подставление индуктивности, приблизительно высчитанной по кривой импеданса реального динамика. Хотя это и не достаточно корректно, но это наиболее работоспособная модель. Именно модель, поскольку отражает лишь часть реальности.

[Гоша]

Malinovsky D,
С этим можно было-бы согласиться, если-бы импедансная характеристика имела отношение к расчету фильтров. Я, например, не знаю, как это сделать. Пример: мы рассчитываем параметры фильтра по формулам, учитывающим только ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ взаимодействие RLC. А индуктивность измерили, так получилось, вблизи одного из множества МЕХАНИЧЕСКИХ резонансов. Как определить тот функционал, который отобразит измеренный импеданс в параметры реальной RCL цепи?

[Mosfet]

К акустике - не волнует, а к фильтрам - очень даже...

Вот в чём дело, оказывается . Слушать акустику не модно уже, что ли, надо фильтры слушать ?
Зачем считать фильтры до пятого знака после запятой, если на практике динамики друг от друга отличаются значительно сильнее? Когда речь идёт о конкретных лично измеренных головках, то это тоже не нужно, т.к. подгонка фильтра "по месту" всё одно необходима, если хочется сделать действительно качественную акустику. Кроме того, применение цобеля вообще ставит крест на собственной индуктивности ЗК. Тогда к чему все эти измышления? Чаще всего это происходит с людьми, попавшими в плен легкодоступного специального софта. Гораздо легче нажать пару клавиш и поразиться изменению линии на мониторе, чем намотать сотню витков на ш-железе и послушать, что получилось.

Спросите любого человека, строившего качественную акустику, удалось ли хоть раз посчитать фильтр и оформление на компе и получить адекватный ответ в материале. Честный ответ будет: "практически да, но кое-что пришлось изменить". Причём, это "кое-что" будет совсем не мелочь в виде коррекции индуктивности фильтра на две единицы в третьем знаке. Отсюда вывод - это обсуждение лишь вид приятного времяпровождения с умными собеседниками, не имеющий отношения к построению акустики . Что тоже неплохо само по себе.
А про Le надо думать производителям динамиков, да и то не сильно напрягаясь, чтобы не упустить более важные вещи .

[Yaroslaw]

Когда речь идёт о конкретных лично измеренных головках, то это тоже не нужно, т.к. подгонка фильтра "по месту" всё одно необходима, если хочется сделать действительно качественную акустику.

Спросите любого человека, строившего качественную акустику, удалось ли хоть раз посчитать фильтр и оформление на компе и получить адекватный ответ в материале. Честный ответ будет: "практически да, но кое-что пришлось изменить".

Оно то так, но хочется стремиться к Достоверному Моделированию...
Хотя пока получается Как Всегда

[Гоша]

Зачем считать фильтры до пятого знака после запятой

Я, конечно, дико извиняюсь, но есть фильтры и есть фильтры. Если резать на 200/500/1000 Гц, то и впрямь, не важно. А я режу на 7000. И 0,1 мГн индуктивности уже не в пятом знаке, а в самом что ни на есть первом. Про трудности измерений и коррекции на этих частотах промолчу .
Тогда уж зачем нам Fs? Все равно в ящик засунем, она повысится. Про разные там Q и не упоминаю. Кто их слышал?
Так до абсурда дойдем - вообще ничего измерять не будем.

[Mosfet]

Так до абсурда дойдем - вообще ничего измерять не будем.

Ашипка. Не измерять никто не предлагает. Как раз вовсе даже наоборот . Речь, в общем-то, о том, что незачем упражняться с симулятором, если при 7000 Гц раздела на фильтр даже чихнуть нельзя. Никогда оно не получится так, как посчитано. А приборы - это гут. Уши тоже понадобятся - не из худших приборы .