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...

[Gajdar]

Ну "директ радиэйтинг" скорее проектировался без учета возможности такой дополнительной нагрузки. Для щита.
А вот тот же Пауль Войт, проектировал свой а позднее Ловтер явно с учетом вот такой нагрузки. Энерговооруженности мотора там хватило на нагрузку диафрагмы и передним и задним рупором. Полная добротность -.25 тому косвенное подтверждение.
Рупор обеспечивает плавный переход от малого размера диффузора громкоговорителя к большой массе воздуха в объеме комнаты. Он предлагает диффузору совершать больше работы – дает более резистивное, «твердое» сопряжение со средой, менее упругое и поглощающее гораздо меньше полезной энергии. В обычных громкоговорителях рост амплитуды перемещения подвижной системы увеличивается в 4 раза при понижении частоты на одну октаву. В рупорной системе, этот показатель в два раза меньше за счет рупорной нагрузки на диафрагму.
Ну... это отдельная тема.

[DECEMBER]

Ваша ошибка в том, что энергия не потерялась, а перешла из одного вида в другой. Она это может делать до бесконечности.

Без всяких потерь? Вечный двигатель сгоношили? К тому же, повторюсь, кинетическая энергия "пружины" как "реактивная составляющая" (Наиль, сэнкс) на некотором моменте времени будет направлена ПРОТИВ движения диффузора. Опять потери...

[Korotkoff]

Полная добротность -.25 тому косвенное подтверждение.

Полная добротность в равной мере зависит от механической и электрической добротности. Снижение общей добротности возможно за счет больших потерь в подвесе или кз витка. В обоих случаях электромеханическая связь не увеличивается. Так что Qts= .25 ничего не подтверждает ни прямо ни косвенно.

Без всяких потерь? Вечный двигатель сгоношили? К тому же, повторюсь, кинетическая энергия "пружины" как "реактивная составляющая" (Наиль, сэнкс) на некотором моменте времени будет направлена ПРОТИВ движения диффузора. Опять потери...

Если без потерь, то вечный двигатель, совершенно верно. Если с потерями, то определяется добротностью.

Wiki:
Добротность обратно пропорциональна скорости затухания собственных колебаний в системе. То есть, чем выше добротность колебательной системы, тем меньше потери энергии в течение каждого периода. Колебания в системе с высокой добротностью затухают медленно.
Я думал что, это очевидно.

Если с Марса наблюдать за землей, то и она иногда останавливается.

"Опять потери..." С колодками понятно, энергия тратится на нагрев. А в случае с горкой на что? И не надо говорить про трение колес о рельсы, вопрос теоретический.

[Nota Bene]

Для тех, кто в танке -
Есть такой метод электроакустических аналогий. Реактивности представляются в виде индуктивностей и конденсаторов (для кинетической и потенциальной энергии, соответственно) и резисторов (безвозвратных, активных потерь энергии). Расставьте упругости, потери etc... по полочкам аналогий - получите более-менее правильное представление И весь Damping уйдет в несколько резисторов на эквивалентной схеме. А потом уж можно и нелинейности вводить в тот или иной элемент. Если вспомнить название топика
Например, на домашней страничке Александра Соколова (а.к.а Ясный-Сокол) есть неплохая толковая статейка - "Моделирование акустики на компьютере"

[DECEMBER]

Добротность обратно пропорциональна скорости затухания собственных колебаний в системе.

Дык я говорю не про добротность, а про АМПЛИТУДУ колебаний. Именно про ДЕМПФИРОВАНИЕ. "Я думал, что это очевидно"

[Gajdar]

Надо разделять работу динамика на две фазы.
Первая фаза - когда сигнал есть. Он пока не интересен.

Вторая фаза - когда сигнал был, но вот его уже нету.
Во второй фазе, пружина подвеса имеет некоторую потенциальную энергию - та самая работа полезного сигнала, которая ушла на сжатие пружины при перемещении ПС. Но подвижная система, обладает некоторой массой и кинетической энергией в этот момент. Направление этих сил противоположное. Кинетическая энергия, запасенная в подвижной системе тратится на дальнейшее сжатие пружины плюс естественно все потери.

Вот этот самый период, когда кинетическая энергия массы подвижки перейдет в энергию сжатой пружины (плюс потери) - и определит будет ли на АЧХ выброс или нет. Часть этой энергии еще в пределах того самого "досжатия" уйдет на потери. Процесс перехода из кинетической энергии в потенциальную энергию пружины с одной стороны - это потеря энергии диафрагмы (диффузора). Торможение диффузора. Вроде "Демпфирование", но не демпфирование а скорее "амортизация".
С точки зрения сохранения энергии - это не потери а переход энергии от подвижки к пружине. Поэтому и не "демпфирование".

Вот теперь начался переходной процесс - пружина разжимаясь опять перегоняет свою энергию в кинетическую подвижке.. и так далее. Не было бы потерь - они бы так и колебались вечно)) Вот тут величина потерь определит характер затухания этой колебательной системы. Вот тут точно демпфирование.

Добавлено через 14 минут
Полная добротность в равной мере зависит от механической и электрической добротности по формуле.
А в реальном динамике, если 0.25 полная - то основную долю все таки играет электрическая. И если особых выворотов в конструкции нету - то это говорит о том, что мотор неслабый.

[DECEMBER]

Торможение диффузора. Вроде "Демпфирование", но не демпфирование а скорее "амортизация".

Виктор, эта "амортизация" будет длиться пока система не остановится. Так что для демпфирования - она есть неотъемлимая часть (если демпфирование ты рассматриваешь как более широкое понятие). По логике - амплитуда колебаний меньше, но весь цикл - длиннее. А за что боримся-то? Я уже и позабыл

[Borman]

Не было бы потерь - они бы так и колебались вечно)) Вот тут величина потерь определит характер затухания этой колебательной системы. Вот тут точно демпфирование

Gajdar Фантазирование - занятие хорошее ИМХО, и положительные результаты даёт!!! Но кругозор наш (мой, если Вы не согласны с обобщением) ограничен нашим невежеством. Не лучше ли познакомиться с трудами людей, неизмеримо более продвинутых в этих вопросах???

Фундаментальная наука СССР всегда была вне конкуренции. Проблемы были только с внедрением разработок. Поэтому труды Фурдуева и других известных авторов (Сапожков, Корольков и т.д.) более чем уместны в этом плане, в отличии от вольного перевода большинства зарубежных работ.

Фурдуев, в частости, говорит о ещё многих и многих нелинейностях подвижной системы, причем речь идёт о идеальных компонентах, которые не содержат технологического брака!!! И нелинейности не 1-2%, а десятки!!!
Если кому будет интересно, вечером выложу одну из глав его книги.


В качестве простительного офтопа
Nota Bene
Если сочтёте возможным, выскажите свои соображения относительно разницы в субъективном восприятии НЧ, в случаях:
1) зв. давление получено большим ходом маленького диффузора
2) зв. давление получено маленьким ходом большого диффузора
Сам, по этому поводу, ничего не встречал в литературе, а для себя, объяснить эту разницу самостоятельно не могу!

С уважением.

[gross]

Если сочтёте возможным, выскажите свои соображения относительно разницы в субъективном восприятии НЧ,

К этому же вопросу - еще очень важно, как расположен излучатель(ли) относительно стен, (куда происходит излучение).

[sia_2]

Если сочтёте возможным, выскажите свои соображения относительно разницы в субъективном восприятии НЧ, в случаях:
1) зв. давление получено большим ходом маленького диффузора
2) зв. давление получено маленьким ходом большого диффузора
Сам, по этому поводу, ничего не встречал в литературе, а для себя, объяснить эту разницу самостоятельно не могу!
С уважением.

На одночастотном сигнале ("синусе") разницы, в общем-то нет. Но на многочастотном и реальном музыкальном сигнале - разница есть, и существенная.
Основной трабл - паразитная фазовая модуляция, вызываемая смещением диффузора. Наиболее явно этот эффект выражен в двухполосках прямого излучения, где он составляет единицы процентов уже при весьма умеренных смещениях диффузора мидбаса (вызываемых низкочастотными сигналами). На частоте 1 кГц паразитную ФМ в 1% даст смещение диффузора всего на 0.77 мм в пике.

[Gajdar]

DECEMBER, боремся по понятиям. С одной стороны есть Советская наука, которая представила море трудов по акустике, переводов и компиляций западных трудов и собственные разработки. Но практически ничего на практике не внедрила. С другой стороны есть очень немногочисленные труды тиля, смолла, вильчура 60х-70х годов, где в основном даются те же математические модели ну клиппель еще сегодня отжигает, но при этом огромное количество всевозможных видов динамиков и акустических систем со своими особенностями. Мы же тут бьемся за "понятия" и идеологию.. опять таки теоретически. Кто-то считает что подвес у динамика линеен, кто то что жесткий подвес лучше компрессионного, кто-то наоборот. Этакое чаепитие с беседой "Есть ли жизнь на марсе в стиле партсобрания". Я называл тот самый процесс, о котором ты говорил "демпфированием", пытаясь обьяснить, что в данном случае это потеря энергии подвижной системой после окончания импульса... меня натыкали носом в Фердуева и "Классиков", что мой базар не по понятиям. Что старшие товарищи уже все перевели давно и без меня и правильно. Мне в принципе все равно как называть этот процесс- демпфированием проще.
В общем, обычное для рунета общение))
http://www.klippel.de/download/Nonli...20symptoms.pdf
Вот кстати, интересный документ на языке загнивающего капитализма.
Тут же есть по поводу нелинейности подвеса. Центрирующая шайба - слабое звено то. Хотя конечно, все это интересно с теоретической точки зрения и практический интерес представляет собой только конкретный динамик с конкретными реальными параметрами искажений и всех этих пружинок и масс. А главное - звучанием. Причем, будет ли он звучать или нет в конечном итоге зависит больше от практических навыков расчетов в программах и конечной настройки нежели от знания терминологии или формул.
Мне лично нравится позиция Сергея Бать. Он тут читает весь наш теоретический треп. и с комментариями и нравоучениями не лезет... видать неинтересно))
Я последнее время редко влажу в подобные дискуссии - они бесплодны в основе своей. В рамках какого то реального проекта - интересно.. а так, лясы поточить уже ломает.

[Nota Bene]

выскажите свои соображения относительно разницы в субъективном восприятии НЧ

Имел возможность сравнить
БОльшая площадь диффузора, ИМХО, предпочтительнее. Как тут было правильно подмечено, НЧ-синус слушать - особо без разницы, а на нестационарном, хорошо артикулированном (музыкальном) сигнале с 3-мя сабами с ЭМОС (две двенашки по каналам от 16Гц + 8" от 25Гц в моносумме) попадаешь в такой НЧ-амбиент , что кажется, что сам воздух сгущается
С одним сабом такой эффект трудно получить... С двумя - уже лучше.
Замечу, что ветер, дующий из фазика (как пример НЧ-поршня малого диаметра) - это еще не звук, звуком он станет уже в дальней зоне, когда преобразуется из потока воздуха в его давление...

ничего не встречал в литературе

Поищите инфу по определению ближней/дальней зоны.

[a_lumnus]

Основной трабл - паразитная фазовая модуляция, вызываемая смещением диффузора.

про механизм возникновения этой модуляции можно поподробнее? Думаю, будет интересно не только мне.

выскажите свои соображения относительно разницы в субъективном восприятии НЧ, в случаях:
1) зв. давление получено большим ходом маленького диффузора
2) зв. давление получено маленьким ходом большого диффузора

Очень правильный вопрос.
Небольшое ИМХО.
Вместо того, что бы по "рабоче -крестьянски", на пальцАх , решать систему нелинейных дифференциальных уравнений (которые и описывают работу громкоговорителя) и объяснять друг -другу, КАК решается переходный процесс с разными начальными условиями, предлагаю конкретизировать обсуждение.
Для этого обычно вырабатывается программа и методика. Программа отвечает на вопрос "что" -это определено Игорем в топике.
Методика отвечает на вопрос "как" -это предложил Борман. Т.е. есть ли смысл заменять шустрый маленький ГГ здоровым длинноходом и в каких границах это разумно делать?
Обсудим -?
Ближе к практике, камрады, ближе...

[Korotkoff]

Для тех, кто в танке -
Есть такой метод электроакустических аналогий. Реактивности представляются в виде индуктивностей и конденсаторов (для кинетической и потенциальной энергии, соответственно) и резисторов (безвозвратных, активных потерь энергии). Расставьте упругости, потери etc... по полочкам аналогий - получите более-менее правильное представление И весь Damping уйдет в несколько резисторов на эквивалентной схеме. А потом уж можно и нелинейности вводить в тот или иной элемент. Если вспомнить название топика
Например, на домашней страничке Александра Соколова (а.к.а Ясный-Сокол) есть неплохая толковая статейка - "Моделирование акустики на компьютере"

Это интересно.
« 3. Модель упругого маятника
Рассмотрим колебания маятника массы m на пружине жесткостью k под действием внешней силы F (Рис.1).»
Диффузор подвешен на пружину, которая совершает цикл колебаний дважды за цикл колебаний диффузора. Что ни на рисунке, ни в расчетах не отражено.
Виной тому классическая эквивалентная электрическая схема динамика.
Так же нет в эквивалентной схеме магнитной системы, без которой динамик просто не работает.

Если внимательно присмотреться к таким акустическим оформлениям как рупор, ФИ, TQWT или TQWP, Transmission Line, то можно заметить, что у них больше общего, нежели различий.
Я полагаю, что в данных расчетах применялась очень упрощенная эквивалентная схема, а потому результаты также похожи на реальные как примененная эквивалентная схема похожа на реальную, увы.
« что- то мешает нам поверить в эту латынь…»

А куда подевался Stasman, как то он самоустранился, а ведь призывал, осилим - не осилим?

про механизм возникновения этой модуляции можно поподробнее? Думаю, будет интересно не только мне.
Ближе к практике, камрады, ближе...

Если на пальцах, то искажения вызваны смещением диффузора. Соответственно если смещение отсутствует, отсутствуют и искажения. Определим из этого куда двигаться. При размерах диффузора стремящихся к бесконечности, его смещение и искажения вызванные смещением стремятся к нулю.

[a_lumnus]

, то искажения вызваны смещением диффузора.

я очень чуть -чуть в курсе...

Offтопик:
поскольку жизнь -это неизлечимое заболевание с неизбежным летальным исходом, передающееся половым путем..... может надо не акустику , а гробик собирать?....
вывод, что диффузор лучше "..не шевелить, во избежании искажений.." ...кгхм...

[Stasman]

А куда подевался Stasman, как то он самоустранился, а ведь призывал, осилим - не осилим?

Offтопик:
Я здесь ! Никуда не ухожу.Просто все так быстро пишут и так далеко отошли от определения ДД конечного динамика , что я не знаю куда вклинится и надо ли.Т.к. с нелинейностью подвеса и МС , лично для меня , всё более-менее ясно и я в стадии проектирования спайдера и сурраунда с мин. нелинейностью в пределах макс. хода.

[DECEMBER]

про механизм возникновения этой модуляции можно поподробнее?

Пошукай по "Эффект Доплера".

Хотя конечно, все это интересно с теоретической точки зрения и практический интерес представляет собой только конкретный динамик с конкретными реальными параметрами искажений и всех этих пружинок и масс. А главное - звучанием.

. То есть практически вопросов два: Как выбрать? И как реализовать?

[sia_2]

про механизм возникновения этой модуляции можно поподробнее? Думаю, будет интересно не только мне.

А там все элементарно.
Длина волны, скажем, 1 кГц в воздухе - ~340 мм. Один период - это 2*Pi радиан. То есть, на один радиан фазового сдвига приходится 54 мм. Для получения фазовой модуляции на эффективных 1% (1.41% пиковых) требуется смещение диффузора на 1.41% от этих 54 мм. Те самые 0.77 мм в пике.
Отсюда очевидно, что эффект пропорционален частоте модулируемого сигнала и ходу диффузора. Ход диффузора от НЧ сигнала при равном звуковом давлении обратно пропорционален квадрату от произведения частоты на эффективный диаметр диффузора.

[a_lumnus]

sia_2, спасибо.
И зонность излучения, характерная для верхнего баса двухполосок, "каши добавляет.."
Но и в многополоске, если я правильно понял, в верхнем диапазоне , например, мида схожие проблемы... А выход какой -? неизбежно -?

Nota Bene, я так понимаю, датчики в каждом сабе индивидуальные?
Проблем с параметрическими возбудами при одновременной работе (и большой мощности) нет?
влиянием комнаты и стояками уже пренебречь нельзя, и диффузор, совместно с датчиком, превращается в "микрофон", воспринимающий НЧ от других сабов.. -? или проблем нет -?

[Nota Bene]

я так понимаю, датчики в каждом сабе индивидуальные?
Проблем с параметрическими возбудами при одновременной работе (и большой мощности) нет?
влиянием комнаты и стояками уже пренебречь нельзя, и диффузор, совместно с датчиком, превращается в "микрофон", воспринимающий НЧ от других сабов.. -? или проблем нет -?

Да, каждый саб - законченное изделие. Никакой параметрики, при большой мощности начинает что-то в комнате уже подзвучивать От стояков КДП можно уйти только при оптимальном расположении излучателей и акустической обработке комнаты Обратного влияния комнаты на ЭМОС-системы нет. Акустического взаимовлияния тоже нет. Это - фантастика