Моделирование в Hornresp излучателя Хейла (и ленточного ГГ).

[теоретизирующий практик]

Приветствую всех!
Собираюсь собрать излучатель Хейла.
По прикидкам, широкополосный излучатель, например, с полосой 500-20000 Гц собрать конструктивно сложно. Поэтому хочу попробовать на диапазон 500-5000 Гц.
__ Прежде чем собирать железо, попробовал промоделировать ГГ в программе Hornesp. Результаты моделирования как бы воодушевляют . В желаемом диапазоне Hornresp выдаёт чувствительность около 100дБ (1Вт, 1м), при амплитуде смещения "диффузора" на 500Гц - 0,040мм.
Для проверки корректности самой программы моделирования попробовал смоделировать ленточную головку Fountek NeoX30. При заявленной чувствительности Х30 - 95 дБ, моделирование показывает 80 дБ. Получается, что симулятор считает чувствительность уж очень пессимистически, и предполагаемый "хейл" должен иметь реальную чувствительность под 115 дБ. В это мне трудно поверить.

Вопрос к пользователям Hornesp. Имеется ли опыт сравнения результатов моделирования и практически полученных результатов в реальности?

Понятно, что моделирование "акустического трансформатора" в этом симуляторе требует многих "натяжек". И главное упрощение - это принятие объёма и зазора в предрупорной камере. Но ошибка в этих параметрах отражается только на верхнем диапазоне воспроизведения. Внизу диапазона параметры камеры как бы не сильно влияют.

Может посоветуете другой симулятор? Если его освоение не сложнее практического воплощения и обмера образца ГГ .

[anatol0]

Всё же, Хейлы несколько отличаются от ленточных излучателей, которыми является фунтик.

[Flaesh]

А вылаживайте сюды хресповские инпутные скрины ..

[теоретизирующий практик]

Хейлы несколько отличаются от ленточных излучателей

Отличаются, конечно. Но принцип - электродинамический в обеих случаях.

Для "хейла" задавал преобразователь по типу ВЧ драйвера с рупором. Площадь диффузора- сумма площадей всех активных складок, площадь горла рупора принята равной выходному сечению "гармошки" конструкции в сборе. Объём предрупорной камеры - суммарный объём воздуха между складками гармошки со стороны выхлопа.
Рупор - экспоненциальный, достаточно короткий (2см), и с достаточно большим сечением устья (1000см^2). Так что "рупор" -практически плоская отражательная доска.
Игрался с нагрузкой "горла" хейла на экспоненциальный рупор для частоты от 500 Гц. Выигрыш в давлении от применения рупора - практически незаметный на глаз (~ 1 дБ). Как преимущество рупора - амплитуда перемещения диффузора в нижней части диапазона резко снижается, раз в 5.

Для ленточного излучателя в задании симулятору применил горло рупора с сечением в 95% от площади ленточки, и практически плоский "рупор". Наверное, разобравшись подробно с симулятором можно найти варианты и без рупора на выхлопе и не хитрить с "плоскими рупорами", но это по мере освоения симулятора.

P.S. Нашел ошибку в задании симулятору для "хейла". Не учёл, что здесь мембрана нагружена с двух сторон "предрупорными камерами" с сильно мЕньшим сечением горла. Т.е. мембрана хорошо нагружена как вперёд, так и назад. Так что результат симулирования давления надо уменьшить на величину, наверное, около 3 дБ. Может даже на 6 дБ. Соответственно снизится и экскурсия мембраны на НЧ.

---------- Сообщение добавлено 14.23 ---------- Предыдущее сообщение было 14.22 ----------

А вылаживайте сюды хресповские инпутные скрины

Разберусь как делать, и выложу. Я один вечер занимался с симулятором.

[Flaesh]

Разберусь как делать, и выложу.

Разбираться, как скрин активного окна зделать??
Alt+PrntScreen, в каком-нибудь пэйнте вставить, сохранить и выложить.

[anatol0]

Нашел ошибку в задании симулятору для "хейла". Не учёл, что здесь мембрана нагружена с двух сторон "предрупорными камерами" с сильно мЕньшим сечением горла. Т.е. мембрана хорошо нагружена как вперёд, так и назад. Так что результат симулирования давления надо уменьшить на величину, наверное, около 3 дБ. Может даже на 6 дБ. Соответственно снизится и экскурсия мембраны на НЧ.

Насколько я понял, излучатель Хейла недаром называется "акустический трансформатор", поэтому, не совсем корректно просто приравнивать площадь мебраны к эффективной излучаемой поверхности. Для ленточки всё более-менее совпадает :
"...В случае гофрированной мембраны, показанной, механическая сила будет действовать на каждый гофр с противоположных направлений, то есть сжимать и разжимать гофрированную мембрану. При этом происходит всасывание и выталкивание воздуха (на рисунке ниже направления стрелок показывают движение воздуха при работе диафрагмы). Скорость воздуха за счет такого преобразования увеличивается в отношении 5:1 к скорости мембраны, что позволяет увеличить КПД громкоговорителя, так как излучаемая акустическая мощность пропорциональна
сопротивлению среды и колебательной скорости..."

[vladsan75]

По прикидкам, широкополосный излучатель, например, с полосой 500-20000 Гц собрать конструктивно сложно. Поэтому хочу попробовать на диапазон 500-5000 Гц.

Чисто конструктивно мембраны хейлов отличаются не сильно,в основном размерами(ширина и высота,а так же длина складки ну и общий размер мембраны) и количеством плоских проводников.А дальше - толщина и материал мембраны(майлар,каптон и т.д.),толщина алюминия,зазор между магнитопроводом и мембраной(я словил резонанс на 16кГц от отраженного потока воздуха обратно в мембрану).А вот технология нанесения алюминиевой фольги на лавсан у меня получилась не очень простой,да и результат не 100%(бывает брак на разных стадиях),поэтому попробуйте наоборот,сначала маленький ВЧ излучатель,обкатайте технологию,уверяю,это не так просто.
Но,вполне возможно :

[теоретизирующий практик]

излучатель Хейла недаром называется "акустический трансформатор", поэтому, не совсем корректно просто приравнивать площадь мебраны к эффективной излучаемой поверхности

Площадь мембраны - это сумма активных площадей на всех складках. Примерно равно площади алюминированной поверхности, за исключением неактивных - зажатых и не в магнитном поле площадей, например перемычек и вспомогательных дорожек.

По отношению к озвучиваемому пространству эффективная излучающая поверхность значительно меньше площади мембраны (например в 5 раз). Это как раз и является выходной площадью акустического трансформатора. В компрессионных ГГ эта площадь называется площадью горла рупора, или площадью на выходе предрупорной камеры.

Сопоставление излучателя Хейла с компрессионным драйвером без рупора по-моему вполне корректно. Единственное отличие - в двухстороннем выхлопе у "хейла". Рабочий выхлоп "хейла" вполне можно нагрузить на рупор. Другое дело, увеличит ли это отдачу? Но нелинейные искажения, вероятно, уменьшатся.

---------- Сообщение добавлено 17.34 ---------- Предыдущее сообщение было 17.07 ----------

Чисто конструктивно мембраны хейлов отличаются не сильно

В моей задумке конструкция мембраны отличается сильно. Пока не опробовано - трудно утверждать, что отличие пойдёт на пользу. . Именно выбранный конструктив затруднителен в применении на ВЧ, и облегчает применение на СЧ.

[anatol0]

По отношению к озвучиваемому пространству эффективная излучающая поверхность значительно меньше площади мембраны (например в 5 раз). Это как раз и является выходной площадью акустического трансформатора. В компрессионных ГГ эта площадь называется площадью горла рупора, или площадью на выходе предрупорной камеры.

ОК, я понял, что является рупором, а что - излучателем в модели. Теперь интересно получить чувствительность по расчёту .

[теоретизирующий практик]

Alt+RrntScreen

Спасибо!
Выкладываю.
1. Хейл с рупором.
2.Хейл без рупора.
3.NeoX3
В исходных данных для моделей все значения B*L приведены к сопротивлению излучателя 4 Ом.

[теоретизирующий практик]

Немного покрутил разные варианты на симуляторе, и заметил, что скорее всего симулятор не учитывает влияние диаграммы направленности на результаты. Симулятор просто рассчитывает КПД, и равномерно распределяет излучение в пределах заданного телесного угла.

Программа предназначена для НЧ диапазона, и в этом диапазоне всё должно быть нормально. Если на ВЧ основная излучаемая мощность сосредоточена в более узком телесном угле, чем задано в исходных параметрах (4Pi.....0,5Pi), то выдаваемое значение давления будет сильно занижено.

Впрочем, сам не читал подсказку, в английском не силён. Возможно там, в подсказке, эти особенности отражены. Вытащить текст из программы для автоперевода затрудняюсь.

Программа, тем не менее, представляется очень полезной, хотя бы тем, что оценивает КПД, помогает определить амплитуду движения диффузора и многое другое.
_________
P.S. Поправил позже. Есть в симуляторе поправка на диаграмму направленности. Есть расчёт этой диаграммы для круглого выхлопа. Давление сильно зависит и от задания схемы расположения излучателя в пространстве (4Pi....0,5Pi). Для помещения и для некруглого выхлопа реальную диаграмму направленности по видимому смоделировать трудно. Так что пока практические замеры на готовой акустике всё решают. Ну а моделирование помогает оптимизировать некоторые конструктивные особенности даже нестандартного "рупора", коим является "Хейл", и облегчает понимание физики явлений в устройстве.

[теоретизирующий практик]

Так как с набором имеющихся магнитов можно сложить и магнитную систему ленточного ГГ с размером ленты 18х180мм толщина 11мк, смоделировал два варианта: без рупора, и с катеноид-гиперболическим широкогорлым рупором.

Из разглядывания картинок - выводы: рупор на частотах 500 - 2000Гц резко увеличивает акустическое сопротивление излучению, резко снижает амплитуду перемещения мембраны, и умеренно повышает давление. Возможно получится вариант "широкополосного" ленточника? Например 800 - 20000Гц?

Как недостаток рупора: некоторая громоздкость: Выхлоп 18х18см, длина 21см. Ну и запаздывание в рупоре на 20см возможно усложнит сшивку с НЧ?

Если заменить катеноиду рупора на трактрису, длина укорачивается до 14см, но на нижнем диапазоне выигрыш в повышении акустического сопротивления заметно меньше.

При узком горле радикально снижается ход ленты и улучшается отдача и линейность АЧХ , но что получится в конструктиве с ленточным драйвером даже предположить трудно. Потому даже не показываю эти прекрасные скрины.

На приведённых "скринах" жирными линиями показаны результаты моделирования с широкогорлым рупором, тонкими - без рупора.
Завл на ВЧ - предположительно результат применения инструмента (симулятора) не по назначению, симулятор предназначен для рупоров НЧ-СЧ диапазона?

P.S. может не замахиваться на 500Гц, а отрепетировать небольшой рупорок на 1000 достаточно?