Нелинейность подвеса

[AudioKiller]

С. Бать в одной из книг писал, что при измерении Fs при различных амплитудах сигнала получается разной. Это означает, что при разных амплитудах сигнала жесткость подвеса разная (т.к. Fs зависит только от массы подвижки и жесткости подвеса). Вот измерение резонансной частоты головки Визатон W130S8 при разных амплитудах подаваемой переменки:


Действительно, частота падает при росте напряжения - на больших амплитудах подвес гибче, как будто он растягивается.

Я попробовал сделать по другому. Подавал переменку небольшой величины, а вместе в ней - постоянку. Вот зависимость резонансной частоты от величины постояного напряжения на динамике.


Частота меняется гораздо сильнее, с ростом постоянки частота увеличивается, т.к. подвес натягивается и его жесткость растет. Я думаю, что таким способом можно определять нелинейность подвеса - у разных динамиков она разная - и выбирать более линейные динамики.

Кстати, это должно вызывать очень нехилые интермодуляции...

[Nikolav]

Offтопик:
George Krilov, ой да ладно. При всём моём уважении, Бать сделал точно такую же компиляцию. Про нелинейность подвеса писал Диденко лет пять назад, про накачку - Костя Мусатов года три/четыре назад, про фильтры тоже открытий не было. Но книги очень хорошие получились. Сам некоторые главы раза по три перечитывал.

[George Krilov]

Offтопик:
У Батя оригинальные материалы всегда. Про нелинейность подвеса написано во второй книжке, которая Вышла в 2003 году. Про накачку в в последней книжке, но делалалсь все тоже давно. Так что, если вы думаете, что Бать подсмотрел у Мусатова или Диденко (кто это?), то вы ошибаетесь. Вот я всегда готов содрать хорошую идею или научиться нахаляву у того же Батя. Креатифф (подачи авторских и пр.) закончился давно.

[Nikolav]

Offтопик:
George Krilov, прошу понять меня правилно, я не говорю что кто-то у кого-то что-то содрал. С компиляцией может я и погорячился, но никаких тайных знаний открыто не было, только аналитики добавлено побольше, да разрозненный материал объединен. Когда Макс написал про нелинейность я не знаю, но читал уже 2005

Диденко- https://forum.vegalab.ru/member.php?u=274

[Aquarius]

Offтопик:

Про нелинейность подвеса писал Диденко лет пять назад, про накачку - Костя Мусатов года три/четыре назад, про фильтры тоже открытий не было

Мусатова знаю, а кто таков Диленко - ссылку можно, чтобы чего еще подсмотреть ?...
Зная реакцию Кости - если бы чего-то было не так - он бы уже опубликовал это, но пока ответа нет...

[Nikolav]

Offтопик:
О взаимодействии катушки фильтра с НЧ динамиком Костя определил как явление, когда делал свою трёх полоску с низкой частотой раздела. Только он не придумал такого определения как «накачка».
О нелинейности подвеса Макс писАл (с картинками замеров), когда глумился над MVV Клячина.

[Aquarius]

Offтопик:

О нелинейности подвеса Макс писАл (с картинками замеров), когда глумился над MVV Клячина.

Давайте только без мистификаций... Упоминал - да, но не более того... И на своем сайте (кторый уже закрыт. но в Инете рукописи не горят) в статье Доработка полочников Александра Клячина (MVV). Цитаты из архива не ранее 01-10-2007 г.:

Настройка ФИ.
Для измерения многих важных параметров низкочастотного акустического оформления необходимы сложные и дорогостоящие комплексы, что не всегда экономически оправданно, поэтому использование компьютера как инструмента для эффективной разработки абсолютно необходимо. Существующая математическая модель поведения подвижной системы динамика в большинстве случаев даёт вполне адекватные результаты, но как я уже описывал выше, очень часто коррективы вносят нелинейность материалов используемых при изготовлении упругих элементов динамика, к сожалению, программ учитывающих подобные нелинейности полностью я не встречал. Небольшой набор подобных функций встроен в LSPCad.

и

При увеличении мощности до 10 ватт картина становиться знакомой, -3 дБ по 64 Гц, это результат влияния нелинейности подвеса и магнитного поля динамика.

И на ВегаЛабе, как реакцию на реплику Гоша:
https://forum.vegalab.ru/showpost.ph...3&postcount=24
https://forum.vegalab.ru/showpost.ph...1&postcount=28

Упоминал, но не исследовал и не раскрывал суть. И, наконец, аттач. А преоритет сами определяйте.
Всем удачи !

[Walter]

Для тех кто узнал про нелинейность подвеса из этой ветки и принял к сведению, выхлоп ветки не равен нулю.

Угу, если бы динов было океан+чайная ложка.
Всегда АС является компромисом, или хвост завяз, или как всегда.

Горгий, что для мидбаса важнее, нормальная середина или адекватный ФИ, высокая отдача или компенсация бафла, фаза или простота крепления...

Них здесь ни сделаешь, поскольку производители пошли по своему пути. Нормальными технологическими решениями и НИОКР проблема стабильности ТС на разных уровнях решаема, только выхлоп будет как вседа, кто-то будет хаять СЧ, комуто ниугодил низ, комуто просто гениталии мешают.

[Borman]

Что спорить-то??? Нелинейности существуют столько же, сколько и динамики. Вряд ли об этом никто не знал около ста лет. Просто ИМХО больше серьёзных книг нужно читать, а не лопатить интернет в поисках чужих заблуждений....

Walter

Не в обиду будет сказанно, обергруппенфюрер, но вы сказанули.
Это все одно и тоже, отличается только исходными вводными- а вот зафиксируем тот параметр и будем менять этот. Математически все идентично.

Вообще-то Мартин Борман был рейхсляйтер. Так что попрошу без фамильярности!!!

Да, должно быть идентично, но Вы же видите, что получается на самом деле у Aquarius-а???

[Nikolav]

Offтопик:

Упоминал - да, но не более того...

Aquarius, а ты бы что хотел? Научную дисертацию?
На мой взгляд было вполне достаточно написано и наглядно проиллюстрировано картинками, что Fs способна меняться из-за нелинейности подвеса.

Будь здоров!

Добавлено через 8 минут

Offтопик:

но не исследовал и не раскрывал суть.

Изменение Fs из-за нелинейности подвеса было определено на основе измерений, а не просто как голословное утверждение, и результаты измерений выкладывались.

Aquarius, не понимаю, чего ещё надо-то? Какую суть раскрыть?

[Audiomaniac]

На самом деле на вопрос линейности подвижной системы обращено внимание еще в самых первых публикациях Тиля и Смолла, посвященным измерениям одноименных параметров.
А именно - эти параметры определены как МАЛОСИГНАЛЬНЫЕ, т.е. тестовый сигнал должен быть достаточно сильным, чтобы мы имели достаточное отношение сигнал/шум, но при этом достаточно слабым, чтобы не вызвать нелинейности.

[George Krilov]

Естественно, что для нелинейных систем мы можем применить метод линеаризации в точке. Они выбрали точку вблизи начала координат. А мы выберем чуть дальше, чтобы с помощью той же модели (а она и в этой точке действует) посчитать правильно ФИ. Или сказать, что этот динамик не очень годится для ФИ.
Вот достаточно давно Сканспик для своих динамиков давал рекомендации по объемам оформления. и для 18W/8545 было что-то 10-15 литров ЗЯ и ФИ. А народ пытался ФИ побольше заделать. Но сермяга в этом была. Динамик имеет нелинейный подвес и ходы ему большие противопоказаны, хотя он имел бОльший линейный ход, чем 8535, например. Не скажу, что это я сам придумал, это С.Бать обратил внимание, когда исследовал динамики на разных мощностях.

[Aquarius]

Offтопик:

Aquarius, не понимаю, чего ещё надо-то? Какую суть раскрыть?

Aquarius, а ты бы что хотел?

Я. как раз ничего не хочу... Мне просто не понравилось то, где ты не утверждал, что кто-то у кого-то взаимствовал. Во всяком, случае твой пост в контексте ветки читался немного наоборот...

Ладно, давай остановимся...

[Nikolav]

Offтопик:
Aquarius, да я наоборот считаю, что если один и тот же результат подтверждается различными, не связанными между собой, источниками то это замечательно!
Про компиляцию извинился выше.

Offтопик:

Вот я всегда готов содрать хорошую идею или научиться нахаляву у того же Батя.

так и я учусь, и большинство здесь собрались для этого. На нашем форуме полно полезной информации, которую остается впитать, отфильтровать, усвоить и применять полученные знания .

Слово "содрать" мне не нравиться, "я учусь" - звучит гораздо лучше

[Gajdar]

Aquarius, я никогда не читаю комментарии Korotkoff. Если мои посты вредны для мозга, то его вреднее в 4 раза .

Динамическая головка - сложная колебательная система, имеющая несколько частот резонанса (механический резонанс подвижной системы, внутренние резонансы подвеса и диффузора и т.д.). При воспроизведении импульсного сигнала возникают колебания на резонансных частотах системы.
Возможны три способа демпфирования головки:
1. механическое демпфирование, определяемое потерями на внутреннее трение в подвесе
2. акустическое демпфирование, определяемое особенностями акустического оформления
3.электрическое демпфирование, определяемое выходным сопротивлением усилителя

Первая составляющая - это как раз пружинка подвеса. Её форма, материал и упругость в лучае открытой системы будет частотно независима и количество затраченной энергии на её растяжение будет зависеть от амплитуды перемещения ПС. Вот мы и говорим, что форма и материал определяют собственный характер резонансов, форму, амплитуду и нелинейность данного вида пружин.

Вторая составляющая - акустическое демпфирование. Заключая одну сторону диффузора в закрытый обьём - мы изменяем упругость акустической среды. Увеличивая жесткость. Добавляя этот самый "обьем" мы увеличиваем акустическую составляющую в этой троице. Увеличивается жесткость пружинки, которая препятствует перемещению ПС, на её растяжение тратится некоторая энергия - это и есть акустическое демпфирование компрессионного подвеса.

Третья составляющая - электрическая. Это как раз электрическая пружина - взяимодействие катушки, перемещаемой в магнитном поле МС. Тоже нелинейна. И на резонансной частоте, влияние этой составляющей практически минимально. Форма импеданса динамика в оформлении и говорит нам косвенно, какова будет величина демпфирования ПС на конкретной частоте, так как сила этого вида демпфирования зависит от величины тока в катушке, если магнитное поле при этом неизменно. Скорректировать эту нелинейность на СЧ-ВЧ можно медным колпачком за счет отбора мощности от усилителя в этой области. На резонансной частоте - все сложнее.

Масса подвижной системы, получая определенную энергию от катушки обладает некоторой инерцией, которая должна быть очень быстро погашена в троице (на резонансной частоте двоице) после прекращения импульсного сигнала. И подвижная система после погашения, этой же пружиной возвращает МС назад. Если "упругости" будет недостаточно - на АЧХ будет выброс, если чрезмерно - низы будут срезаны. Чем больше масса - тем ниже резонансная частота... вот по этому пути и идут современные автоаудиопроизводители. Но тем больше инерции нужно загасить после окончания сигнала - тем сильнее должна быть демпфирующая пужинка.

При создании компрессионного подвеса, в первых АС АР доля компрессионного подвеса составляла 90 процентов в общей сумме механической и акустической упругости. Воздух в ящике - самая линейная пружина. В настоящее время -от 20 до 60 процентов максимум. Почему - другой вопрос, касающийся мощностей, громкостей, диаметров излучателей и музыкальных предпочтений.

Потери на трение в подвесе - отдельная тема.

[Aquarius]

Offтопик:

Aquarius, я никогда не читаю

Я уже и не рад, что взял цитату с АП. Еще раз, сорри, что невольно втянул Вас в разборки...

[Korotkoff]

Aquarius, я никогда не читаю комментарии Korotkoff. Если мои посты вредны для мозга, то его вреднее в 4 раза .

А теперь очередная порция маразма от Гайдара.

Динамическая головка - сложная колебательная система, имеющая несколько частот резонанса (механический резонанс подвижной системы, внутренние резонансы подвеса и диффузора и т.д.). При воспроизведении импульсного сигнала возникают колебания на резонансных частотах системы.
Возможны три способа демпфирования головки:
1. механическое демпфирование, определяемое потерями на внутреннее трение в подвесе
2. акустическое демпфирование, определяемое особенностями акустического оформления
3.электрическое демпфирование, определяемое выходным сопротивлением усилителя

Первая составляющая - это как раз пружинка подвеса. Её форма, материал и упругость в лучае открытой системы будет частотно независима и количество затраченной энергии на её растяжение будет зависеть от амплитуды перемещения ПС. Вот мы и говорим, что форма и материал определяют собственный характер резонансов, форму, амплитуду и нелинейность данного вида пружин.

Именно материал подвеса и центрирующей шайбы определяет механическую добротность колебательной системы конкретного динамика. А добротность, как известно, параметр частотнозависимый. А акустическое оформление, это уже другая история.
Что-то не понятно из сказанного, почему на резонансе энергии на перемещение затрачивается в Q-раз меньше.

Вторая составляющая - акустическое демпфирование. Заключая одну сторону диффузора в закрытый обьём - мы изменяем упругость акустической среды. Увеличивая жесткость. Добавляя этот самый "обьем" мы увеличиваем акустическую составляющую в этой троице. Увеличивается жесткость пружинки, которая препятствует перемещению ПС, на её растяжение тратится некоторая энергия - это и есть акустическое демпфирование компрессионного подвеса.

Надо же, опять пружины демпфируют? Может нужно школьный курс физики повторить?
При сжатии пружины кинетическая энергия переходит в потенциальную энергию сжатой пружины. Чем ближе пружина к идеальной, тем меньше потерь, тем выше механическая добротность.
Кстати, как объяснить, что при помещении динамика в ЗЯ добротность системы растет? Ведь если объем демпфирует, увеличивает потери энергии в системе, добротность должна упасть.

Третья составляющая - электрическая. Это как раз электрическая пружина - взяимодействие катушки, перемещаемой в магнитном поле МС. Тоже нелинейна. И на резонансной частоте, влияние этой составляющей практически минимально. Форма импеданса динамика в оформлении и говорит нам косвенно, какова будет величина демпфирования ПС на конкретной частоте, так как сила этого вида демпфирования зависит от величины тока в катушке, если магнитное поле при этом неизменно. Скорректировать эту нелинейность на СЧ-ВЧ можно медным колпачком за счет отбора мощности от усилителя в этой области. На резонансной частоте - все сложнее.

Медный колпак, как же он отбирает энергию? Его активное сопротивление близко к нулю. На лицо реактивный элемент, который не поглощает энергию, а преобразует из одного вида в другой. Оказывается все просто, получаается трансформатор с КЗ витком. Растут потери в стали. Эти потери частотнозависимы. Сильный рост потерь начинается после ограничения сердечника трансформатора. Отсюда и подъем ВЧ в динамике с магнитной системой имеющей КЗ виток.
Фактически рост тока в катушке ограничен насыщением сердечника, и происходит это на много раньше, чем в системе без КЗ витка. Т.е. динамик без КЗ витка более линеен.

Масса подвижной системы, получая определенную энергию от катушки обладает некоторой инерцией, которая должна быть очень быстро погашена в троице (на резонансной частоте двоице) после прекращения импульсного сигнала. И подвижная система после погашения, этой же пружиной возвращает МС назад. Если "упругости" будет недостаточно - на АЧХ будет выброс, если чрезмерно - низы будут срезаны. Чем больше масса - тем ниже резонансная частота... вот по этому пути и идут современные автоаудиопроизводители. Но тем больше инерции нужно загасить после окончания сигнала - тем сильнее должна быть демпфирующая пужинка.

Опять демпфирующая пружинка. Это уже паранойя какая-то.
Увеличение массы подвижной системы снижает эквивалентный объем динамика, для него требуется более компактное акустическое оформление. Именно по этому пути идут «автоаудиопроизводители».
Что значит "упругости будет недостаточно», и для чего ее должно быть достаточно, и как определить меру достаточности?

Потери на трение в подвесе - отдельная тема.

Отдельная от чего? От понимания принципов работы динамика по Гайдару?

P.S. Спасибо Гайдару, узнал много для себя нового, особенно в области физики!!!
Демпфирующая пружинка и демпфирующий замкнутый объем, поражают воображение и разум!!!
Еще раз огромное спасибо!!!

[MaxMan]

Мужики, из ваших опусов, понятно только то, что род вашей профессиональной деятельности особого удовлетворения увы,но не приносит, а все остальное, уж извините но бред, по причине оторванности от практики, так что серьёзно ссорится и кидаться какашками причины нет.

[Gajdar]

Тиль и Смолл тоже походу маразматики.. все маразматики кроме д*артаньяна.

What Damping Does
The main effect of damping in a loudspeaker is to reduce the SPL produced by the loudspeaker’s diaphragm moving because of its own inertia after the signal stops. The frequency of the sound it produces with this movement will be at the resonant frequency of the moving system. A common term for this is “overhang”. In severe cases this can translate into “one note bass”.

Types Of Loudspeaker Damping
There are two types of loudspeaker damping: mechanical and electrical. The loudspeaker’s suspension and the air load on the diaphragm determines the amount of mechanical damping. Electrical damping is determined by the resistance load on the loudspeaker, which is the sum of the loudspeaker cable resistance and the amplifier output impedance.

Само понятие "демпфирование" определяется в понятии "громкоговоритель" а не "динамик" как торможение, а не тупо как потери на трение или еще чего. Чем ниже добротность, то есть чем мощнее внутренние тормоза динамика (в большей степени электрическая составляющая) на резонансной частоте, тем ниже и более плавно спадая, пройдёт вблизи резонанса кривая, характеризующая создаваемое динамиком звуковое давление. Минимальная неравномерность в этой полосе частот будет при Qts, равной 0,707, к чему и принято так сказать стремится. При высоких значениях добротности (малом демпфировании) кривая звукового давления начнёт «горбиться» вблизи резонанса, понятно почему: тормоза слабые и происходит "оверханг" - тот самый выброс за счет движения подвижки после остановки сигнала. При низких - будет срезаться бас.

Внутри теории Электродинамического громкоговорителя с подвижной катушкой в постоянном магнитном поле тоже есть термин демпфирование. Rms - показатель потерь на трение (демпфирования пружины) подвеса - вот тут можно говорить о потерях в понимании "демпфирвание именно пружины подвеса", Эти потери вынужденно вносятся для уменьшения амплитуды переходных процессов. И нужен он только на стадии возврата ПС в состояние покоя через те самые переходные процессы после окончания сигнала.

Звуковая катушка динамика — его мотор. В ней течёт переменный ток от усилителя, и катушка, находящаяся в магнитном поле, начинает двигаться с частотой подведенного сигнала, двигая, понятно, и всю подвижную систему, затем она и здесь. Но ведь катушка, двигающаяся в магнитном поле — это генератор. Который будет вырабатывать тем больше электричества, чем сильнее движется катушка. И когда частота станет приближаться к резонансной, на которой диффузор «хочет» колебаться, амплитуда колебаний возрастёт, и напряжение, производимое звуковой катушкой, будет расти. Достигнув максимума точно на резонансной частоте. Какое это отношение имеет к торможению? Выводы катушки замкнули между собой. Теперь уже по ней потечёт ток и возникнет сила, которая по школьному правилу Ленца будет препятствовать движению, его породившему. А ведь звуковая катушка в реальной жизни замкнута на выходное сопротивление усилителя, близкое к нулю. Получается как бы электрический тормоз, приспосабливающийся к обстановке: чем с большим размахом пытается ходить туда-сюда диффузор, тем больше этому препятствует встречный ток в звуковой катушке. Большой пик импеанса - бОльший тормоз. Проблема только в том, что при заветных 0.2 баса то не будет в принципе. Вот и снижаем до скажем 0.35, а дополнительно нагружая массой ФИ или импедансом рупора - выводим СИСТЕМУ динамик-оформление на уровень 0.5-0.7 будет меньше- система передемпфирована и баса не будет. Будет больше - оверханг в виде пузыря.

[Borman]

Gajdar

Само понятие "демпфирование" определяется в понятии "громкоговоритель" а не "динамик" как торможение, а не тупо как потери на трение или еще чего.

Вы не поверите, но демпфируют (Damping) ещё и салоны авто (интересно что именно там "тормозят"), и амортизация многих устройств называется, по-Англицки, Damping. Демпфирование это именно внесение потерь, и чаще всего, именно потерь на трение!!! И не нужно для этого искать английские тексты - это вещи основополагающие, а чужой язык может только запутать Вас.
И на Аудиопортале, и эдесь Вам неоднократно говорили и ласково и грубо, что дополнительной пружиной НЕЛЬЗЯ задемпфировать подвижную систему головки. Добротность от этого только возрастёт!!! Путаясь в этом, как можно говорить о работе устройств, тем более, о их более или менее удачных вариантах???...Извините

[Gajdar]

Второй вопрос - закрытый ящик.
Если мы поместили динамик в ЗЯ, то мы изменяем жесткость подвеса - т.е. ограничиваем степень свободы перемещения подвижной системы на частоте основного резонанса. Увеличивается электрическая добротность. В результате - изменяется и резонансная частота и снижается пик импеданса - т.е. величина электрического тормоза уменьшается.
Механическое демпфирование увеличивается, электрическое уменьшается.
Может оказаться, что суммы будет мало, полная добротность выскочит за 0.707, а на АЧХ вылезет пузырь за счет оверханга.


Добавлено через 4 минуты
Borman, Тиль и Смол использовали именно эту терминологию.... Эдгар Вильчур тоже при разработке компрессионного подвеса. У нас же кроме фразы у Фердуева про Rms такую терминологию можно встретить только в переводных текстах. Ну и понятия Мотор в нашей литературе тоже не встречается.
http://www.talkaudio.co.uk/index.php...d=29&Itemid=97
Qts = A unitless measurement, characterizing the combined electric and mechanical damping of the driver.