Как учесть нелинейность жесткости воздуха при моделировании ЗЯ

[Odmin]

Заинтересовался этим вопросом после прочтения обзора на один из динамиков на сайте аудиоэкспресс.
Там приведена АЧХ для разных напряжений и как следствие разной амплитуды смещения диффузора.

Хорошо видно что на большой мощности в ЗЯ формируется характерный горб который очевидно связан с увеличением жесткости воздуха при значительном перемещении диффузора.
Хотелось бы понять, как можно учитывать данный эффект при моделировании акустического оформления?
VituixCAD имеет некий коэффициент связанный с Xmax и жесткостью воздуха, но как им пользоваться я честно говоря не понимаю. Возможно подскажете

[mAxSpace]

горб который очевидно связан с увеличением жесткости воздуха при значительном перемещении диффузора.

Не очевидно...
Очевидно что с изменением Bl при больших смещениях.

[Odmin]

mAxSpace, допустим это связано с BL, но ведь и воздушная пружина внутри ящика будет увеличивать влияние по мере увеличения амплитуды. И вот хотелось бы понять как это можно учесть и подобрать такой объем который вносит наименьшее влияние

[mAxSpace]

Я не замечал такой разницы АЧХ при измерениях на разных уровнях давления.
Вероятно сабжевая проблема актуальна только для авто-насосов, где динамик уставлновлен в неприлично малом объёме по сравнению с объёмом воздуха, которое ему приходится смещать.
Вот измерения на разных уровнях начиная с 1 ватт до +12dBu для АС с 6" весьма простым нч динамком.

Если совместить уровни 0дб и +12 то разницы я особо не вижу:


---------- Сообщение добавлено 11:48 ---------- Предыдущее сообщение было 11:42 ----------

...аналогично и в другой АС уже с 8" басовиком


---------- Сообщение добавлено 11:50 ---------- Предыдущее сообщение было 11:48 ----------

с 12" более серьезном вуфером


---------- Сообщение добавлено 11:52 ---------- Предыдущее сообщение было 11:50 ----------

Еще одна АС с 6" НЧ динамиком

[Odmin]

Вероятно сабжевая проблема актуальна только для авто-насосов, где динамик уставлновлен в неприлично малом объёме по сравнению с объёмом воздуха, которое ему приходится смещать.

Возможно. Но по прежнему нету понимания какой объем будет считаться чрезмерно маленьким в зависимости от смещаемого диффузором объема. Ведь большой и маленький это все относительно
P.S некоторые картинки не отображаются

[mAxSpace]

нету понимания какой объем будет считаться чрезмерно маленьким в зависимости от смещаемого диффузором объема.

Если динамик больше диаметром чем в глубину, вряд ли можно думать о проблеме.
И сама проблема ИМХО надумана. Я не разу с ней не сталкивался, не очень понимаю почему она вам доставляет головную боль )

[Merstan]

Не АЧХ нужно сравнивать, а линейность прироста 2й гармоники.

[Gudronov]

сама проблема ИМХО надумана. Я не разу с ней не сталкивался, не очень понимаю почему она вам доставляет головную боль )

Дык красныe буквы. Дангер, по нашему. Усё...

[Openreel]

И вот хотелось бы понять как это можно учесть и подобрать такой объем который вносит наименьшее влияние

Есть нелинейность воздуха связанная с давлением. Увеличение и уменьшение давления - процессы несколько разные. С ростом давления растет и нелинейность воздушной среды. При домашних давлениях, например 90дБ, эта нелинейность сильно ниже одного процента.
Динамик создает полезное давление в точке прослушивания. Динамик создает бесполезное давление в закрытом ящике. Прикол в том, что давление в ЗЯ может быть и в 100+ раз больше, чем в точке прослушивания. И чем меньше объём ЗЯ, тем больше будет внутри давление, при заданном внешнем SPL.


Выходит интересный момент, в какой-то момент ЗЯ может стать менее линеен чем фазоинвертор?

[Ka4aN]

И термокомпрессия

[Openreel]

Вопрос не в нелинейности динамика, а в нелинейности ящика. Типичная комната 15 квадратов и потолки 2.8, получаем объем примерно 40к литров. Вносим туда типичный ЗЯ на 40 литров. Разница в объемах тысяча раз, насколько отличаются давления внутри и снаружи ЗЯ?

[Gudronov]

Очень грубо, имеем ящик с давлением 120дб с метра, это 20па. При этом внутри при вменяемом массогабарите 4кПа.

[Openreel]

При этом внутри при вменяемом массогабарите 4кПа

Или 166дБ. Воздух уже существенно нелинеен, гармоники 10..20%

[Gudronov]

И, что характерно, при этом все живы.
Ну, были до сих пор, по крайней мере.

[olegmotov]

Интересно, на каком основании утверждается, что жесткость воздуха нелинейна? Наверное, лучше говорить об упругости воздуха.
Если представить, что динамик это поршень в закрытом объеме, который сжимает воздух. С какой силой воздух будет давить на поршень при сжатии (уменьшении объема)?

[Openreel]

Если рассматривать диффузор как насос, то при колебании диффузора будет изменяться давление. Но прикол в том, что при линейном перемещении поршня давление будет изменятся нелинейно, чистая физика.
На домашних звуковых давлениях, например динамик в ОЯ и давлении 90дБ эта нелинейность крайне мала. На давлениях порядка 140дБ уже можно словить 1% искажения. От ~180дБ простые статические модели не работают, там динамические процессы.

[Odmin]

Интересно, на каком основании утверждается, что жесткость воздуха нелинейна? Наверное, лучше говорить об упругости воздуха.

Речь идет о том что для сжатия объема воздуха нужно прикладывать разную силу в зависимости от объемного смещения поршня/динамика. Простейший пример - шприц с запаянным носиком. Первые миллиметры даются почти без усилий, а вот при движении поршня на 30 мм создает уже значительно сопротивление. Я это имел ввиду

[Ka4aN]

Речь идет о том что для сжатия объема воздуха нужно прикладывать разную силу в зависимости от объемного смещения поршня/динамика. Простейший пример - шприц с запаянным носиком. Первые миллиметры даются почти без усилий, а вот при движении поршня на 30 мм создает уже значительно сопротивление. Я это имел ввиду

Неверно. Если рассмативать воздух как пружину, то в первом приближении выполняется закон гука f = kx

Вы же хотите найти не увеличение f от х, а увеличение k от х

[Alex]

Простейший пример - шприц с запаянным носиком. Первые миллиметры даются почти без усилий, а вот при движении поршня на 30 мм создает уже значительно сопротивление. Я это имел ввиду

Если не учить физику в школе, то вся жизнь будет наполнена чудесами и волшебством...(с)?

[_Summit_]

Есть нелинейность воздуха связанная с давлением. Увеличение и уменьшение давления - процессы несколько разные. С ростом давления растет и нелинейность воздушной среды.

Тоже хотел это написать, но вопрос был поставлен по другому. От куда горб?

Интересно, на каком основании утверждается, что жесткость воздуха нелинейна?

Термодинамику не учил в школе? Изотермические, адиабатические процессы...

Если рассмативать воздух как пружину, то в первом приближении выполняется закон гука f = kx

Это только в первом. Изотерма и адиабата не очень кривые. Можно найти небольшой ровный участок.

хотите найти не увеличение f от х, а увеличение k от х

А в чем проблема?