Самодельные ленточные громкоговорители СЧ-ВЧ - статья в РАДИО

[ankus]

В новом номере журнала "Радио" (N1, 2012 г.) опубликована статья "Самодельные ленточные динамические головки", в магнитной системе которых использованы магниты от приводов винчестеров. Меня приятно удивили частотная и фазовая характеристики САМОДЕЛЬНЫХ головок в сравнении с характеристиками динамических головок с купольным излучателем. Это позволяет надеяться, что самому можно сделать неплохой излучатель. Магнитная система, естественно, может модифицирована, акустическое оформление также можно изменять. Однако, предложенное автором оформление достаточно оригинально. Вложение: на первом рис. - АЧХ и ФЧХ (красным) головки 6ГДВ-7, на втором рис. - то же ленточной головки.

[Proffi]

Насколько помню, от 0,35 до 0,2 Тл. Хотя могу ошибаться. Недели три назад моделировал. Понял, что текущие магниты ни к черту и отложил вопрос до прихода других магнитов, которые сегодня и получил.

[Папа Карло]

Насколько помню, от 0,35 до 0,2 Тл.

Это на какой зазор?

[Proffi]

А вот это уже ф файле посмотрю.

[ky3ne4ik]

---------- Сообщение добавлено 20.07 ---------- Предыдущее сообщение было 20.03 ----------


У меня вопрос по физике... Вы слышали про нормализацию металла? Иногда это называют "отпуск металла". Если не очень понятно, то это антоним закаленному металлу... В этом свете почему все таки помогает гофрировка не увеличивающая конечную жесткость мембраны, а наоборот ее, уменьшающая? Не проще тогда вообще не натягивать мембрану?!

Я слышал про "отжиг меди"-наверное этот эффект имеется ввиду.
Гофрирование имеет свойство, аналогичное подвесу обычного диффузора. Почему "воротник" динамика_обыкнновенуса имеет волну? -ну и делали бы прямым до самой приклейке к корзине )) А что, бумага тоже может тянутся, еще лучше чем алюминиевая лента. Я подозреваю, что такой дин на басах давал бы те самые 4,7 % Кг на 4 В и 4 Омах (наверняка очень музыкально так похрюкивая).
Хейлы в этом плане имеют врожденную гибкость-гармошку. Правда, некоторые умельцы (не будем показывать пальцем)) немного портят картину маслом - вернее мастикой. что по краям держит эту саму гармошку, не давая ей разойтись. А ведь эта штука-источник доп. искажений там. Вот дойдут до изготовления прототипа наушников и услышат на низах (там заметнее).

[Flaesh]

Я слышал про "отжиг меди"-наверное этот эффект имеется ввиду..

Offтопик:
мдя, отжиг жести (в смысле жесть. жжоте) .. вы не различаете отжиг и отпуск (металлов)??

[Папа Карло]

Хейлы в этом плане имеют врожденную гибкость-гармошку

Кхе-кхе... Врожденную гибкость говорите? А толк от нее точно есть? По крайней мере в таких размерах и такая резонансная частота?
У меня лежат сейчас наушники - аналоги OPPO PM-1... Диаметр мембраны по подвесу около 60 мм. А потом посмотрим сколько данная частота у Хейлов поболее размерами?
Можно посмотреть что да как у наушников - ортодинамиков (справа на фото T-S)...



Есть еще такое чудо - юдо, тоже орт с диаметром по подвесовой части 80 мм... Хочу из него ШП замутить...

[ky3ne4ik]

Папа Карло, Я и говорю-толку от того что врожденная гибкость имеется. Года четыре назад пробовал собрать вот такую штуку (стоимостью в 200 штук рублями! на данный момент). Фигня "шубуршащяя". Ниже 10 к лучше не слушать. КПД очень низкий. В районе 82 Дб. Я даже не знаю каким образом оригинал исхитряется на феррит-бариевых магнитах получать отдачу в 92 Дб. Я так понимаю, тотальное вранье правит миром и этот колосс на глиняных ногах обязательно рухнет в ближайшее время)

[Папа Карло]

У Хейлов есть врожденная проблема. Там мембрана на самом деле работает в двух плоскостях. Почему то большинство смотрят на плоскость теоретическую - шевеление мехов гармошки. Но при этом забывают, что выдуваемый этой гармошкой воздух прекрасно колбасит мембрану вверх-вниз... При этом все ищут супер материал, который не шелестит, а основную проблему то ли не видят, то ли не слышат и потому не лечат, уповая на красоту идеи впихнуть невпихуемое в столь малый объем... Кстати, разговоры о лучшем магнитном контроле в Хейлах из за возможности сделать меньший зазор, чем в изодинамике, а иногда и ленте, на самом деле малопродуктивны.

Вот вы, ky3ne4ik, видели импедансную кривую на BG RD50 в посте 329? А почему вас не удивили кривульки из поста 346???
Что поменялось??? Можем сравнить их с Хейлами, но думаю, что лучше не надо...

[теоретизирующий практик]

КПД очень низкий. В районе 82 Дб.

В круговом излучателе угол "распыления" звуковой энергии существенно больше, чем в традиционном. Отсюда и снижение давления. Давление зависит от КПД и телесного угла эффективного излучения.

тотальное вранье

Феномен имеется...

---------- Сообщение добавлено 09.30 ---------- Предыдущее сообщение было 09.22 ----------

Кстати, разговоры о лучшем магнитном контроле в Хейлах из за возможности сделать меньший зазор, чем в изодинамике, а иногда и ленте, на самом деле малопродуктивны.

Утверждение спорное. Здесь надо сопоставлять проверенные параметры лучших образцов того и другого.
А так, по идее, при одинаковых по энергии магнитах АМТ превосходит. Другой вопрос конструктив, обеспечивающий это превосходство...

[Папа Карло]

Утверждение спорное. Здесь надо сопоставлять проверенные параметры лучших образцов того и другого.
А так, по идее, при одинаковых по энергии магнитах АМТ превосходит. Другой вопрос конструктив, обеспечивающий это превосходство...

Ну так в чем проблема произвести эти замеры? Или их мало в даташитах? А потом сравнить.
Тут ведь вот еще какая беда. Сколько можно впихнуть дорожек в изодинамику или ленту между полюсами , и сколько реально впихнуть в Хейл? Я имею в виду приведенное значение штук/на миллиметр к примеру... Ну или посмотреть в сторону действительных значений BL ?
Ведь в Хейлах есть еще одна не очень технически разрешаемая проблема - невозможность адекватно завести полюса наконечников. Из за этого локальное поле может быть и большое, а учитывая, что нужны просветы - по сути уже и не такое уж большое, а потому еще и неравномерное по длине дорожки...

[теоретизирующий практик]

Сколько можно впихнуть дорожек в изодинамику или ленту между полюсами , и сколько реально впихнуть в Хейл? Я имею в виду приведенное значение штук/на миллиметр к примеру... Ну или посмотреть в сторону действительных значений BL ?

Теория и практика очень часто далеки по результатам. Но если кого интересуют результаты моделирования, могу показать попытки моделирования ленточного "фунтика" и АМТ (абстрактного АМТ с имеющимися магнитами) в ХорнРесп. Понятно, что моделирование на инструменте не совсем подходящем (предназначен для НЧ-СЧ диапазона), даст результаты прикидочные, но тенденции можно нащупать. Можно сравнить:
Расчётную (на промокашке) : величину BL, площадь мембраны, массу мембраны, объём предрупорной камеры, физическую площадь выхлопа (площадь горла рупора). Ну там бафл ещё сильно влияет.
Расчётные по симулятору:
Примерную АЧХ по звуковой мощности.
Величину акустического сопротивления на мембрану.
АЧХ звукового давления по оси, и (или) например, в 10град. от оси. Или карту давлений в координатах частота - осевое отклонение - давление.
Величину смещения диафрагмы от частоты. Тоже важный показатель, на мой взгляд.

Кстати, hornresp в открытом доступе http://www.hornresp.net/
Легко скачивается, ставится, легко осваивается. Любой может воспользоваться.

[Папа Карло]

величину BL

Мы уже тут в какой то ветке с прибалтийским физиком, любителем кроссвордов уже этот пункт пообсуждали. Дальше моделей и ссылок на мудрые теории дело не пошло. Вот как реально на гибкой мембране измерить этот BL??? Где увидеть этот стенд для практического измерения, а не гадания на симуляторах?
Если с обычным динамиком можно хотя бы измерить силу, то с лентой у меня только догадки по поводу применения чего то наподобие жидкостного манометра...

площадь мембраны, массу мембраны

На самом деле эти цифры очень практические. Материалов для мембран и проводников весьма ограниченное количество.

объём предрупорной камеры

И плакало все на свете... К тому же лента - не поршень ни в каком теоретическом приближении - она всегда в модальном режиме, и скорее всего ближе к абсолютно мягкому, чем жесткому... Теория компрессионных узкогорлых рупоров не подходит априори...

Ну там бафл ещё сильно влияет.

Бафл влияет на любой динамик.

Величину смещения диафрагмы от частоты

У мембраны как бы нет чистого смещения, у нее стрела прогиба, причем сильно зависящая от ориентации проводников, магнитных линий и внутренних характеристик материала вместе с проводниками, и это еще может быть осложнено гофрировкой (тут уже никакой пружинный симулятор не поможет просчитать что да как)...

[теоретизирующий практик]

Вот как реально на гибкой мембране измерить этот BL??? Где увидеть этот стенд для практического измерения, а не гадания на симуляторах?

BL не надо мерить. Надо померить B, померить L, элементарно перемножить. Если сопротивление проводника нестандартное, то для упрощения анализа результатов привести полученное значение ВL например к значению 8 Ом.

Материалов для мембран и проводников весьма ограниченное количество.

Тем проще подсчитать, параметры плотности не засекречены, или тупо взвесить.

Сообщение от теоретизирующий практик


объём предрупорной камеры



И плакало все на свете... К тому же лента - не поршень ни в каком теоретическом приближении - она всегда в модальном режиме, и скорее всего ближе к абсолютно мягкому, чем жесткому... Теория компрессионных узкогорлых рупоров не подходит априори...

Ну что здесь сказать... Пока нет другой теории приходится пользоваться наиболее подходящей. Или к примеру вместо новой теории выдвинуть не доказанный, но и не опровергнутый постулат о подобии абсолютно мягкой и абсолютно твёрдой мембран, при условии что движущая сила, и силы сопротивления передвижению мембраны равномерно распределены по плоскости.

У мембраны как бы нет чистого смещения

Дык в первом приближении, особенно для АМТ можно предположить обратное.

Да я не настаиваю на обязательном предварительном симулировании. Просто использование этого, пусть несовершенного инструмента хорошо отображает тенденции в изменении свойств изделия в зависимости от конструктивных решений. Симуляция ленточника "фунтика" оказалась довольно близкой к техническим данным изготовителя. То же и с ленточным от Малиновского.

[Папа Карло]

Надо померить B

И как его мерить, если он не постоянен в зазоре по трем измерениям, а при малых значениях еще и модулируем полем мембраны?
Из всего этого можно более менее померить L и силу...

Дык в первом приближении, особенно для АМТ можно предположить обратное.

Как же? А длина? Если объект изменяет линейные размеры, то это уже не поверхность первого порядка...

[теоретизирующий практик]

И как его мерить, если он не постоянен в зазоре по трем измерениям

Разбить объём на ряд элементарных объёмов, (или элементарных плоскостей, если мембрана плоская, а не гармошка),померить В в каждом элементе и вычислить среднее арифметическое.

По плоскости (например для ленточника) можно из "свободного от магнетизм" положения ввести измерительную рамку (катушку) с контуром витка, охватывающего площадь мембраны в рабочий зазор МС. Естественно катушка подключена к интегрирующему магнитомеру, или как там называется магнитометр с измерительной катушкой? Получим сразу интегральную среднюю величину В для всей площади мембраны.

Да не надо зацикливаться на точном определении В. Важнее определить зависимость АЧХ и КПД от толщины ленточки, например. А размер чувствительности примерно пропорционален В.

В АМТ посложнее будет. Там на АЧХ и КПД влияет сечение алюминия в складке, площадь излучения отдельной складки, расстояние между складками (а значит и количество складок). Немного на АЧХ влияет и В. Но В значительно больше влияет на общий КПД. Чем больше тем лучше.

(И чего я уговариваю, если Вы не приемлете? Извините наверное это никому не интересно).

[Proffi]

Не нашел пока модели ленты, а на изо вот прикидки по бывшим на тот момент магнитам:
Расстояние между магнитами 5 мм.


---------- Сообщение добавлено 20.10 ---------- Предыдущее сообщение было 20.10 ----------

Расстояние 2,5 мм


---------- Сообщение добавлено 20.11 ---------- Предыдущее сообщение было 20.10 ----------

Те же фаберже с железом


---------- Сообщение добавлено 20.12 ---------- Предыдущее сообщение было 20.11 ----------

Достаточно веселая гармошка поля.

---------- Сообщение добавлено 20.19 ---------- Предыдущее сообщение было 20.12 ----------

Папа Карло,
Не очень понял откуда в хейлах возьмутся продольные силы. За счет изгиба? Неравномерность дорожек не должна оказывать существенного влияния на звук. Наверное эффект есть, но в 5-6 знаке.
Насчет сколько дорожек положить на мм - пока одну кладу, но технологически можно печатать дорожки шириной в две толщины фольги - от 30-50 мкр.

---------- Сообщение добавлено 20.26 ---------- Предыдущее сообщение было 20.19 ----------

Кстати, огромное спасибо Asmodei за наводку на femm и ценный совет.

[Папа Карло]

Разбить объём на ряд элементарных объёмов, (или элементарных плоскостей, если мембрана плоская, а не гармошка),померить В в каждом элементе и вычислить среднее арифметическое.

Еще один... Все ясно, спасибо всем за содержательную беседу.

Папа Карло,
Не очень понял откуда в хейлах возьмутся продольные силы. За счет изгиба? Неравномерность дорожек не должна оказывать существенного влияния на звук. Наверное эффект есть, но в 5-6 знаке.

Эффекты в 5-6 знаке на практике порождают страшенные хвосты призвуков... Значит не такие они в 5-6 знаке
Вы спрашиваете каким образом происходит продольный изгиб хейловской гармошки? Так ведь она одной стороной воздух сосет, а другой выталкивает, меняясь местами на каждой полуволне. Соответственно эта реактивная тяга не может никак не сказаться на продольном изгибе мембраны. Далее, если еще присмотреться, то выяснится, что помимо раздувания и сжатия мехов гармошки наблюдается поперечная составляющая силы. Ведь ток гуляет не только вдоль дорожек, он с одной стороны "заходит", а с другой "выходит". Тем самым порождая неравные промежутки работы гармошки (она будет всегда с одной, либо другой стороны сходиться или расходиться больше в зависимости от направления того же тока в ней), этот факт порождает крутильную деформацию. Вот и получается, что Хейл только в чистой теории работает как гармошка, а на самом деле гнется и колбасится как мембрана в обычной изодинамике. Из за того, что по сути жесткость хейловской мембраны определяется ребрами, получившимися при формовке, а прямые участки жесткими не являются - появляются призвуки. Лечить, которые можно подбором материала мембраны (а этих материалов не так уж и много), либо усилением индукции. Усиление индукции возможно только уменьшением зазора и просветов между магнитами или полюсными наконечниками - отсюда снова уменьшение КПД и увеличение неравномерности АЧХ... И так до бесконечности!

Как то так...

[теоретизирующий практик]

Вы спрашиваете каким образом происходит продольный изгиб хейловской гармошки? Так ведь она одной стороной воздух сосет, а другой выталкивает...

Наиболее наглядно представить гармошку на пике выходного давления. В этот момент с фронта гармошки создаётся положительная волна звукового давления, а с тыла - отрицательная. Величина давления на поверхности гармошки не очень большая, скажем 100Па, сумма с двух сторон 200Па. При площади гармошки 30см^2(0,003м^2) получим силу
F = 0,003 х 200 = 0,6Н ~ 60г
По понятиям, без принятия специальных мер по стабилизации положения гармошки в осевом направлении могут возникнуть проблемы. Наиболее вероятно в нижней части воспроизводимых частот, например 3000Гц, и ниже. Выше - даже небольшая масса гармошки в 1-2г заметно сопротивляется, ускорение снижается, и эффект ослабевает. (по симуляции в ХорнРеспе)

---------- Сообщение добавлено 16.25 ---------- Предыдущее сообщение было 16.18 ----------

Вот и получается, что Хейл только в чистой теории работает как гармошка

Если теория чистая, то не получается.

---------- Сообщение добавлено 16.28 ---------- Предыдущее сообщение было 16.25 ----------

Лечить, которые можно подбором материала мембраны (а этих материалов не так уж и много)

Либо конструктивно. Несколько вариантов в соседней ветке в сообщении от Проффи:http://www.google.com/patents/US8208678

[Proffi]

Папа Карло,
Моя неточность.
Повторяю мембраны ферроприбора. Отличительная особенность у них - наличие рамки, удерживающей вершины гофры. За счет такой конструкции "лишние" степени свободы сильно ограничены. Конечно, о конкретике можно будет говорить после стендового прогона, который по плану на следующие выходные стоит.

[Папа Карло]

ибо конструктивно. Несколько вариантов в соседней ветке в сообщении от Проффи:http://www.google.com/patents/US8208678

Бывают разные патенты, некоторые так и остаются на бумаге... Данные ухищрения еще больше усложняют и без того ручную сборку, а следовательно удорожат стоимость изделия. На сколько мне известно дешевых хейлов не бывает. Остается надеяться, что данный патент будет звучать как небо и земля.
Посмотрим что получится у Proffi ​. Ему и судить стоит ли эта овчинка выделки.