Странные зубцы на Z-характеристике преобразователя

[Папа Карло]

Всем добра!
При исследовании поведения импедансных кривых изодинамических преобразователей в магнитных полях разной силы столкнулся со странными зубцами.
Амплитуда их может быть значительно больше роста сопротивления на резонансной частоте. Вот так они выглядят для медной и алюминиевой мембран:



На картинках самый красивый и низкочастотный бугорок и есть на самом деле основной электро-механический резонанс.
При попытке "задавить" эти зубцы уменьшением объема воздуха спереди и сзади мембраны получается вот такая интересная картинка:



Видно, что на зубцы это никак не повлияло. И хоть амплитуда их незначительно уменьшилась , за то стал шире спектр.

В процессе работы мне удалось найти способ избавиться от этих зубцов. Но до сих пор мне не ясна причина и природа их возникновения. Прошу высказаться по данному поводу всех желающих.


P.S.Напоследок еще одно интересное замечание ( к сожалению скрин остался на другом компьютере и придется мое описание принять на веру )... Проводились измерения двухслойной мембраны. Дорожки с двух сторон со связью (последовательно)... Так самым интересным оказалось, что первые два зубца после плавного резонанса были практически одинаковой амплитуды и различались по частоте буквально на 50-100 герц.

[Orion33]

А что за динамики, самодельные? Внешний вид покажете?

[sia_2]

Напоминает эффект, аналогичный образованию изгибных волн в мембране из-за множественности дорожек с током.

[Orion33]

Может, для этого дорожки елочкой делают?

[Папа Карло]

А что за динамики, самодельные? Внешний вид покажете?

Покажу конечно, но чуть позже.

---------- Сообщение добавлено 17:49 ---------- Предыдущее сообщение было 17:44 ----------

Напоминает эффект, аналогичный образованию изгибных волн в мембране из-за множественности дорожек с током.

Я так пробовал, но ничего не получилось ( коэффициенты какие то из чисел Фибоначчи получаются ).

Может у Вас или еще кого то что то выйдет?
Дополнительные данные: основа мембран каптон ( или по нашему полиимид), материал дорожек в первом случае медь, во втором алюминий, диаметр мембран по подвесу 60 мм, длина дорожек около 1000 мм, начало дорожек на диаметре 32 мм, конец 15 мм.

---------- Сообщение добавлено 17:54 ---------- Предыдущее сообщение было 17:49 ----------

Может, для этого дорожки елочкой делают?

В моем случае это невозможно так как преобразователь круглый. Но оптимизация ширины, расстояний между дорожками, усилений, диаметров начала и конца проводились не один раз. На Z и зубцах это все вообще никак не сказывается, несколько влияет на АЧХ и чувствительность ( но это как раз понятно и предсказуемо ).

У меня есть преобразователи прямоугольной формы - там та же история с зубцами на Z. Кстати, зубцы начинают допекать при индукциях в зазоре свыше 0,6 Т. При меньших значениях индукции зубцы намного меньшей амплитуды.

[Ka4aN]

зубцы начинают допекать при индукциях в зазоре свыше 0,6 Т. При меньших значениях индукции зубцы намного меньшей амплитуды.

Это однозначно свидетельствует о каких-то паразитных колебаниях мембраны. Больше индукция - больше ЭДС - сильней горбы импедансе. и эти паразитные колебания имеют очень высокую механическую добротность, судя по форме Z.

[Папа Карло]

Это однозначно свидетельствует о каких-то паразитных колебаниях мембраны. Больше индукция - больше ЭДС - сильней горбы импедансе. и эти паразитные колебания имеют очень высокую механическую добротность, судя по форме Z.

На АФЧХ это должно было по Вашему как то отразиться или на искажениях, на чем то еще?

[Ka4aN]

На АФЧХ это должно было по Вашему как то отразиться или на искажениях, на чем то еще?

Если как выше написал Агеев, это изгибные искажения "а-ля" как рябь на воде, то какие-то артефакты на АЧХ можно заметить, но они будут мелкие. Возможно, в ближнем поле виднее будет, или по внеосевым, но тут надо четко систематизировать, а это большой труд. По искажениям не могу предсказать, но какой-то негативный эфект должен быть.

[Orion33]

Это однозначно свидетельствует о каких-то паразитных колебаниях мембраны. Больше индукция - больше ЭДС - сильней горбы импедансе. и эти паразитные колебания имеют очень высокую механическую добротность, судя по форме Z.

И при применении более тяжелой меди картинка сдвигается ниже по частоте, если я правильно понял.
Читал, что в классических магнитных системах с этим борются короткозамкнутым витком вокруг керна. Покажите картинку, может, в Вашей системе можно сделать подобное.

[Папа Карло]

Если как выше написал Агеев, это изгибные искажения "а-ля" как рябь на воде, то какие-то артефакты на АЧХ можно заметить, но они будут мелкие. Возможно, в ближнем поле виднее будет, или по внеосевым, но тут надо четко систематизировать, а это большой труд. По искажениям не могу предсказать, но какой-то негативный эфект должен быть.

Спасибо за мнение. Как раз именно так и происходило.

---------- Сообщение добавлено 19:18 ---------- Предыдущее сообщение было 19:16 ----------

И при применении более тяжелой меди картинка сдвигается ниже по частоте, если я правильно понял.

Механика однозначно смещается, а пики не сказал бы. 1300 герц на меди и 1600 на алюминии. Замечено тем не менее, что чем тяжелее мембрана - тем быстрее спадают пики. На алюминии зубцов больше скорее всего именно поэтому. Но странно, что на двух слойной мембране первые два пика как рога диавола... Разница между ними по частоте может быть в пределах 50-150 герц. В то же самое время если толщина фольги начинает превышать определенную величину, то двойной пик у двух слойной мембраны пропадает совсем,становясь одинарным как у однослойной мембраны, эти пики становятся меньше по амплитуде для одно и двух слойной мембран...

---------- Сообщение добавлено 31.07.2018 в 14:26 ---------- Предыдущее сообщение было 30.07.2018 в 19:18 ----------

Читал, что в классических магнитных системах с этим борются короткозамкнутым витком вокруг керна. Покажите картинку, может, в Вашей системе можно сделать подобное.

Вы слышали про майора Пронина? Так вот: что я только не делал... В том числе каких только витков и прочего... Вам и не снилось...
НЕ ПОМОГЛО и точно знаю, что не поможет. Нужно выяснять причину...

[anatol0]

Возможно ли использовать скоростную стробоскопическую или видеосъёмку ?

[ViktKors]

Поверхностные волны (имхо). Те, которые от _момента_ _инерции_ участков поверхности.

У них друге свойства, нежели у привычных колебаний вроде струны. Причем колебания струны тоже не идеальны, например частоты гармоник у них соотносяться не совсем как целые числа. А у поверхностных волн дисперсия (зависисмость фазовой скорости волны от частоты) емнип вообще нелинейная - там какие угодно пики могут оказаться на импедансе.

[Orion33]

Возможно ли использовать скоростную стробоскопическую или видеосъёмку ?

Стробоскоп можно на светодиодах сделать.

[pyos]

Offтопик:

Причем колебания струны тоже не идеальны, например частоты гармоник у них соотносяться не совсем как целые числа.

Оное соотношение ещё и от гибкости струны, и от её натяжения зависит, причём чем она толще - тем сильнее...
Но для тонких струн и пластин в первом приближении можно принять гармоники, как соотносящиеся по натуральным числам.

[ViktKors]

Стробоскоп...
Песка (муки) насыпать (гугл - "фигуры хладни")

[Gudronov]

Возможно ли использовать скоростную стробоскопическую или видеосъёмку ?

Стробоскоп можно на светодиодах сделать.

Песка (муки) насыпать (гугл - "фигуры хладни")

Тады уж конденсаторный датчик или датчики. Минимум один электрод есть, дорожка. Подвижный.

Offтопик:
Делали же на коленке конденсаторные звукосниматели для винила.

Нужно выяснять причину...

Янизнаю . Эффект может вызывать еще и то, что усилие, как я понимаю, является примерно перпендикулярным плоскости мембраны не по всей длине дорожки. Векторная картина магнитных линий ведь довольно замысловата. Если считать это за научный факт, можно предположить существование чередующихся кольцеобразных зон, подвергающихся чередующимся сжатиям и растяжениям в плоскости мембраны. Тогда, в принципе, может возникать даже что-то вроде коробления.

[Папа Карло]

Возможно ли использовать скоростную стробоскопическую или видеосъёмку ?

Проблемно. У меня не совсем изо... У меня орты... Магниты с двух сторон, поэтому втиснуться в просвет между магнитами и поближе к мембране весьма сложно. А если разобрать орт до изо - картинка немного отличная получается. Даже частота резонанса становится другой.

Если считать это за научный факт, можно предположить существование чередующихся кольцеобразных зон, подвергающихся чередующимся сжатиям и растяжениям в плоскости мембраны. Тогда, в принципе, может возникать даже что-то вроде коробления.

Тут до коробления еще далеко, но в одном Вы правы - именно коробление есть причина призвуков всей ленточной акустики. Избавишься от коробления - избавишься от призвуков.

[Orion33]

именно коробление есть причина призвуков всей ленточной акустики

Как будто у других нет типов нет ни коробления, ни призвуков.

[Папа Карло]

Как будто у других нет типов нет ни коробления, ни призвуков.

У других? В классическом динамике витки обмотки навиты вплотную и скреплены клеем, в любом случае образуя весьма крепкий свод.
В связи с чем любые эффекты электро и магнито стрикции автоматически снижены до минимума. Любой диффузор в классическом динамике все таки не пленка, начиная от жесткости и заканчивая относительным весом и тем более толщиной. Гонять воздух фанерой и простыней...
Общее с пленочной акустикой можно весьма отдаленно найти в купольниках, но опять же и там провода на катушке скреплены, а не равномерно распределены по кумполу.
Поэтому призвуки у классики и ленточной акустики все таки имеют различную природу возникновения. И слышны они по разному, и ведут они себя по разному, и на Z таких зубцов все таки не видно.
Хорошим сравнением классики и ленты может послужить уборка снега лопатой или половой тряпкой.

[Orion33]

Но у производителей изодинамиков такой проблемы не видно же. Кстати, Техникс под ленту какую-то желтую вату с очень тонким ворсом подкладывал.

---------- Сообщение добавлено 12:54 ---------- Предыдущее сообщение было 12:51 ----------

Гонять воздух фанерой и простыней...

Разница в том, куда силу прикладывать. В классическом случае сила прикладывается к катушке, поэтому мембрана должна быть жесткой. В случае ленты сила распределена по поверхности более-менее равномерно, что толкает каждую точку синхронно (думаю, отсюда и название "изо").