Scheidingsfilter technieken

[DIY_Freak]

Dat is meer dan menigeen wilde weten

 

We hadden van tevoren even moeten checken: wil je het korte antwoord of het lange

 

[gerbrand van veen]

Beste zelfbouwers,

 

De stof die in dit topic behandeld word, gaat echt mijn verstand te boven.

En bovendien, wie hoort dit nou?

 

Groeten Gerbrand

[Joboton]

Ik heb wel eens het gevoel dat Spido niet discusieert maar doceert. Zoals hij jullie nu een tentamen lijkt af te nemen.

[DIY_Freak]

Ik heb wel eens het gevoel dat Spido niet discusieert maar doceert. Zoals hij jullie nu een tentamen lijkt af te nemen.

Iedereen kan vragen stellen

[spido]

(...) Toch, als je AKOESTISCH gaat meten, neemt juist bij hogere frequenties de fasedraaiing nog verder toe, meer dan 90 graden zelfs. (...)

Beste Jeroen_D,

 

Is je verwachting aangaande de "mooie blokgolfjes met afgeronde topjes" van jouw akoestisch te meten Seas woofer/middentoners dan niet wat optimistisch, in het licht van deze bewering?

 

( Ik verwacht overigens, net zoals jij, dat het met die blokgolfjes best wel zal meevallen!

Die Seasjes zelf zijn namelijk vast wel in orde, en ze trekken zich van jouw theorie gelukkig weinig aan... Zolang jij ze niet "verfiltert", tenminste.)

[beunky]

Ik heb wel eens het gevoel dat Spido niet discusieert maar doceert. Zoals hij jullie nu een tentamen lijkt af te nemen.

Iedereen kan vragen stellen

Maar het is een kunst om GOEDE vragen te stellen

[DIY_Freak]

Ik heb wel eens het gevoel dat Spido niet discusieert maar doceert. Zoals hij jullie nu een tentamen lijkt af te nemen.

Iedereen kan vragen stellen

Maar het is een kunst om GOEDE vragen te stellen

Was dat hier het geval dan?

 

Overigens ben ik nog aan het wachten op een 'goed' antwoord, althans een verduidelijking van een van de posts van Spido. Je kunt tenslotte niet alleen maar vragen stellen in een discussie...

[jeroen_d]

DIY_Freak, ik vond de simulatieplots erg goed. Zeker gezien het feit dat je alleen de on-axis response van de midwoofers tot je beschikking had en het simulatieprogramma het afstraalgedrag moest voorspellen.

 

Nu we weten dat de simulatieplots behoorlijk goed in de buurt van de werkelijkheid komen, zou ik van je willen vragen om binnenkort, als je wat tijd hebt, alvast eens de plots van BW3 en LR4 op 3000 Hz te posten.

 

Groetjes, Jeroen

[spido]

Beste Jeroen_D,

 

Ja, met je laatste opmerkingen over de PP kom je dicht bij des Pudels Kern.

 

Wat jouw experiment betreft: natuurlijk is het niet mogelijk om met een kleine bas-middentoner volmaakte blokgolven neer te zetten, en vooral niet wanneer die hun grondfrequentie moeten hebben in het middengebied.

Naarmate de frequentie stijgt, neemt de output af - niet zozeer door fasefouten, maar vooral door traagheid en inwendige demping. En de spreiding wordt minder.

Je zult dus zelfs on-axis altijd wat scheefgezakte blokken met een lessenaardak krijgen, en off-axis zet dit effect nog eerder in.

Maar dat is niet eens zo erg!

Amplitudevermindering naar het het hoog toe (het gebied van de boventonen en het geruis) stoort niet eens. Want: "wat je niet hoort, bestaat niet", parafraseer ik op een liedje uit Kinderen voor Kinderen...

Met de tweeter kun je de blokken inderdaad weer aardig rechtbreien, mits die unit in het kritische gebied in gelijke fase werkt met de bas-middentoner.

Mijn ervaring is, dat je dat rechtbreien het beste al voortklooiend met condensatortjes en tweetertjes kunt doen, terwijl beurtelings de scoop de akoestisch gemeten blokgolven vertoont en de spectrumanalyzer hetzelfde doet met de akoestisch gemeten ruis.

Je kunt zo heel aardig een optimum bereiken: zowel voor de luisteras als op, zeg maar, dertig graden.

 

Dit maakt wellicht geen wetenschappelijke indruk op je, maar ik kan je verzekeren dat deze werkwijze enkele stappen verder gaat dan de manier waarop de bekende industri

[spido]

(...) Ik heb dingen beweert over fasedraaiing die al bij 2000 Hz begint toen het ging over de 30 cm Monacor. In dat geval is hetzelfde aan de hand, want als je alleen naar de spreekspoel zou kijken dan zou hij de 2000 Hz niet eens halen. (...)

Beste Jeroen_D,

 

Sta me toe dat ik hier nog even op inhaak. (Ik zal niet te diep haken, want ik wil je echt geen pijn doen, jongen...)

 

Voor zover ik heb kunnen nagaan, blijft de spreekspoel van een woofer gewoon doorwerken boven het operationele bereik van de unit.

Die stomme spreekspoel heeft er zelf, bij wijze van luidspreken, geen flauw idee van of-ie nu in een woofer, in een breedbander, in een middentoner of in een tweeter zit.

Hij krijgt gewoon een wisselstroompje toegediend, en doordat-ie nu eenmaal in een magneetspleet zit, begint-ie te bibberen in het vereiste tempo.

Het zijn, voor zover ik weet en heb kunnen nagaan, vooral de massatraagheid en inwendige demping, die het hoogbereik van de woofer beperken.

Ergo: als je een woofer een heel licht membraan geeft, kun je er flink wat meer hoog mee weergeven. Zie Podzus-G

[DIY_Freak]

Het is toch echt de hoogte van de inductie die in grote mate bepaald hoe ver de bandbreedte reikt. Er is geen relatie tussen massa en de bandbreedte in het hoog. Het verlagen van de massa zorgt echter wel voor een hogere resonantiefrequentie (Fs), waardoor het bereik in het laag wordt beperkt.

 

Ik zal maar niet meer vragen of je de opmerking in je post gericht aan mij nog wilt toelichten.

[jeroen_d]

Niet de massatraagheid, maar wel de inwendige demping. Op basis van de spoel alleen kan niet de 2de orde roll-off worden verklaard. Maar dit begint buiten mijn kennisbereik te geraken. Ik meet units gewoon op zodat ik weet wat ze doen en hoe ik ze moet gebruiken.

 

Wellicht dat er iemand op het forum zit die goed is ingewijd in de fabrikage van luidsprekerunits en dat diegene, met wat natuurkundige onderbouwing, kan uitleggen hoe het nu precies zit, met name in het hoog want het laaggedrag als gevolg van het massaveersysteem dat kennen we wel.

 

Of is er iemand die wat extra leesvoer kan verstrekken? Duck Twacy is vaak erg goed in het verstrekken van interessant leesmateriaal op het internet.

 

Groetjes, Jeroen

[spido]

Beste Jeroen_D,

 

De inwendige demping in de ophanging en in het membraan (en dus de omzetting van de energie in warmte) speelt de hoofdrol. De massatraagheid is ook van belang: vergelijk het met het laveren van een groot schip - het lichaam (membraan-plus) volhardt in zijn beweging en voert bijvoorbeeld nog de heen-beweging uit, terwijl de spreekspoel al het commando "terug" heeft gegeven.

In feite is dus de massatraagheid, in combinatie met de vervormbaarheid van de bewegende lichamen, de oorzaak van het energieverlies dat we op het conto van de inwendige demping schrijven.

 

 

Beste DIY-Freak,

 

Het ging over de vraag of je de fase kunt vaststellen aan de hand van ofwel de frequentie-amplitudekarakteristiek (wat jij beweerde), ofwel aan de hand van de impedantiekarakteristiek (wat ik beweerde)?

Dit moet ik eenvoudig houden, want anders snap ik er zelf helemaal niets meer van...

 

Allereerst stel ik vast dat de frequentie-amplitudekarakteristieken van diverse luidsprekers zeer sterk overeenstemmen, maar dat muziek uit die luidsprekers erg verschillend kan klinken. Voorbeeld: de Quad ESL-63 en de B&W 801F. De curves van die luidsprekers zijn boven 100 Hz vrijwel identiek.

 

Het is moeilijk een andere verklaring voor het verschil in klankkarakter te vinden dan die van de fasecoherentie, d.w.z. de vraag of grondtonen en hun eerste formanten fundamenteel in dezelfde fase worden weergegeven.

We stellen vast dat dit bij de ESL 63 het geval is. Daardoor is deze luidspreker op het gebied van natuurlijkheid veruit superieur aan de B&W. (De B&W biedt echter basweergave en dynamiek: ook niet te versmaden voor de liefhebber!)

Bij de B&W is de fasecoherentie belabberd: de middentoner staat in zijn luidste gebied in volledige tegenfase met de basluidspreker en de tweeter te tetteren, waardoor de golfvorm van muzieksignalen ernstig wordt aangetast.

Dit zien we dus niet terug in de frequentie-amplitudekarakteristiek. In tegenstelling tot wat Jeroen beweerde, wordt die nog steeds overal getrokken met de beruchte sinussweep, dus frequentie-na-frequentie, en de fase speelt hierbij geen rol: alleen de luidheid is van belang.

 

Maar zien we het wel in de impedantiecurve?

Het geoefend oog ziet hiervan veel terug in de impedantiecurve. Maar ik durf niet te beweren dat

[LaMa]

Zoals beloofd een paar plaatjes van de simulatie naast de originele meting

 

Dan het afstraalgedrag, eerst de verticale hoeken van -60, -45, -30, -15 en 0 graden. De dip zit bij -15 graden.

 

Gesimuleerd:

Dan het afstraalgedrag naar boven, van 0 tot 60 graden. Hier zit de dip bij 60 graden omhoog de ruimte in en neemt het amplitude niveau toe met een maximum bij slechts 15 graden omhoog (60 cm boven luisterplek bij 2.40 m afstand tot de box).

 

Gesimuleerd:

 

Niet slecht, die sim progjes

Ja buitengewoon aardige overeenkomst!!!

[LaMa]

Beste Jeroen_D,

 

De inwendige demping in de ophanging en in het membraan (en dus de omzetting van de energie in warmte) speelt de hoofdrol. De massatraagheid is ook van belang: vergelijk het met het laveren van een groot schip - het lichaam (membraan-plus) volhardt in zijn beweging en voert bijvoorbeeld nog de heen-beweging uit, terwijl de spreekspoel al het commando "terug" heeft gegeven.

In feite is dus de massatraagheid, in combinatie met de vervormbaarheid van de bewegende lichamen, de oorzaak van het energieverlies dat we op het conto van de inwendige demping schrijven.

Traagheid in een dynamisch systeem heeft geen ene moer met demping te maken. Waarom zou je het dan toeschrijven aan inwendige demping?

 

Wat jij met massatraagheid beschrijft is het feit dat een voorwerp als het ware eerst moet "voelen" dat het beweegt. Als er een belasting op het voorwerp gezet wordt gaat er een golf lopen (snelheid is de wortel uit de elasticiteitsmodulus gedeeld door de dichtheid) door het voorwerp, de buitenrand van het membraam "weet" nog niet dat het moet bewegen als de golf de rand nog niet heeft bereikt. Dit betreft dus IN het membraam.

 

Dat deze golven uitdempen door de materiaaldemping (de door jouw bedoelde inwendige demping) kan ik begrijpen, maar in de regel (vooral kevlar, alu en keramische drivers) deze demping niet zo heel groot. Om te voorkomen dat er rare resonanties e.d. een eigen leven gaan leiden is de surround erg belangrijk. Het reconen van drivers met een willekeurige surround vind ik dus ook bedenkelijk.

 

Nu ik er zo over nadenk hebben de drivers met polypropyleen en behandeld papier (met name scanspeak) wel een hoge inwendige demping. Dat zie je dan ook terug in de gemoedelijke afval van deze units.

 

In alle gevallen denk ik dat eerder de overige opgelegde randvoorwaarden in de vorm van de surround en tevens de voicecoil met drager en spider daadwerkelijk het regime bepalen en dus de energie aanleveren/dissiperen.

[DIY_Freak]

Beste DIY-Freak,

 

Het ging over de vraag of je de fase kunt vaststellen aan de hand van ofwel de frequentie-amplitudekarakteristiek (wat jij beweerde), ofwel aan de hand van de impedantiekarakteristiek (wat ik beweerde)?

hmm... herhaling: ik had het over speakerunits, niet luidsprekersystemen. Van de amplitude van een luidsprekersysteem kun je de fase niet afleiden. Impedantie kan probleemgebieden blootleggen, maar zegt natuurlijk niets over de akoestische fase. Verder ...

 

Nogmaals het verzoek om je eigen fasedraadje te beginnen anders vervallen we hier weer in herhaling. Je begint deze discussie opnieuw terwijl we momenteel in afwachting zijn van de luistertesten met Erik Klijnsmit en Klaas Feenstra. Laten we alsjeblieft het welles nietes verhaal tussen afstraalgedrag en fasedraaiing hier parkeren. Pleeeeeaaaaase!

... goed idee

[LaMa]

spido, ik blijf erbij dat de massatraagheid er niets mee te maken heeft. En verder loochenstraft die tweeter de bewering van DIY_Freak helemaal niet. De meeste spreekspoelinducties van tweeters komen overeen met ongeveer 0,05 mH. Dat maakt nogal wat uit met die van de H149 die een inductie heeft van 0,55 mH. Dat scheelt maar liefst een factor 10! En de HDS134 heeft een inductie van 1 mH. En loopt ook een factor 2 minder hoog door. De monacor sph 135 kep heeft er een van 0.75 mH. Maar die heeft weer een veel stijver membraan en breekt pas veel later op waardoor hij middels bundeling toch tot 10 kHz kan doorlopen.

 

Nogmaals het verzoek om je eigen fasedraadje te beginnen anders vervallen we hier weer in herhaling. Je begint deze discussie opnieuw terwijl we momenteel in afwachting zijn van de luistertesten met Erik Klijnsmit en Klaas Feenstra. Laten we alsjeblieft het welles nietes verhaal tussen afstraalgedrag en fasedraaiing hier parkeren. Pleeeeeaaaaase!

 

Groetjes, Jeroen

Je hebt gelijk Jeroen_D het is wel degelijk de spreekspoelinductie. Naarmate de inductie hoger wordt heeft de spoel langer nodig om de energie om te zetten van stroom naar een magnetisch veld en vice versa. Dus bij een hoge spreekspoel inductie duurt het als het ware langer voor de driver reageert op de stroompuls. Dus om hoge tonen weer te geven zal de inductie dus voldoende laag moeten zijn om te ageren op het gevoedde signaal.

 

De precieze elektromechanische eigenschappen kan ik me zo niet voor de geest halen.

 

Zo ik heb al weer genoeg bijgedragen aan de R&D van de perfectperformers .

[DIY_Freak]

Zo ik heb al weer genoeg bijgedragen aan de R&D van de perfectperformers .

 

 

Now that was funny

[jeroen_d]

Ik heb een aardige url gevonden over het effect van de spreekspoelinductie op de amplitude en fasekarakteristiek: http://users.ece.gatech.edu/~mleach/papers/vcinduc.pdf

 

Het artikel gaat niet in op de andere effecten van ophanging van de conus en de inwendige demping door al dan niet geleidelijk opbreken.

 

Het artikel geeft DIY_Freak en mij gelijk met de 6dB/oct (20 dB/dec) bijdrage door de spreekspoel aan de laagdoorlaatkarakteristiek, maar alleen op voorwaarde dat de spoel verliesvrij is. Dat is ie in de praktijk niet vanwege de eddy currents die ontstaan in het magneetsysteem en het vervelende is dat deze verliezen niet lineair zijn. Bij de betere drivers worden de eddy currents beperkt met een aluminium of koperen kortsluitring. Maar dit niet lineaire verlies effect verklaart heel goed waarom het nooit lukt de oplopende impedantie te simuleren met een enkele spoel en weerstand.

 

Aardig in het artikel is ook om te zien dat door het eddy current effect de karakteristiek eerder begint af te vallen maar wel naar het hoog toe vlakker wordt en dus relatief breedbandiger wordt.

 

Groetjes, Jeroen

[LaMa]

Ik heb een aardige url gevonden over het effect van de spreekspoelinductie op de amplitude en fasekarakteristiek: http://users.ece.gatech.edu/~mleach/papers/vcinduc.pdf

 

Het artikel gaat niet in op de andere effecten van ophanging van de conus en de inwendige demping door al dan niet geleidelijk opbreken.

 

Het artikel geeft DIY_Freak en mij gelijk met de 6dB/oct (20 dB/dec) bijdrage door de spreekspoel aan de laagdoorlaatkarakteristiek, maar alleen op voorwaarde dat de spoel verliesvrij is. Dat is ie in de praktijk niet vanwege de eddy currents die ontstaan in het magneetsysteem en het vervelende is dat deze verliezen niet lineair zijn. Bij de betere drivers worden de eddy currents beperkt met een aluminium of koperen kortsluitring. Maar dit niet lineaire verlies effect verklaart heel goed waarom het nooit lukt de oplopende impedantie te simuleren met een enkele spoel en weerstand.

 

Aardig in het artikele is ook om te zien dat door het eddy current effect de karakteristiek vlakker wordt en de luidspreker op een hogere frequentie pas begint af te vallen.

 

Groetjes, Jeroen

Bedankt voor de link Jeroen, helaas geen tijd om het allemaal door te nemen. Er liggen nog een aantal papers op me te wachten (studie gerelateerd).

[FrankD]

spido, ik blijf erbij dat de massatraagheid er niets mee te maken heeft. En verder loochenstraft die tweeter de bewering van DIY_Freak helemaal niet. De meeste spreekspoelinducties van tweeters komen overeen met ongeveer 0,05 mH. Dat maakt nogal wat uit met die van de H149 die een inductie heeft van 0,55 mH. Dat scheelt maar liefst een factor 10! En de HDS134 heeft een inductie van 1 mH. En loopt ook een factor 2 minder hoog door. De monacor sph 135 kep heeft er een van 0.75 mH. Maar die heeft weer een veel stijver membraan en breekt pas veel later op waardoor hij middels bundeling toch tot 10 kHz kan doorlopen.

 

Nogmaals het verzoek om je eigen fasedraadje te beginnen anders vervallen we hier weer in herhaling. Je begint deze discussie opnieuw terwijl we momenteel in afwachting zijn van de luistertesten met Erik Klijnsmit en Klaas Feenstra. Laten we alsjeblieft het welles nietes verhaal tussen afstraalgedrag en fasedraaiing hier parkeren. Pleeeeeaaaaase!

 

Groetjes, Jeroen

Je hebt gelijk Jeroen_D het is wel degelijk de spreekspoelinductie. Naarmate de inductie hoger wordt heeft de spoel langer nodig om de energie om te zetten van stroom naar een magnetisch veld en vice versa. Dus bij een hoge spreekspoel inductie duurt het als het ware langer voor de driver reageert op de stroompuls. Dus om hoge tonen weer te geven zal de inductie dus voldoende laag moeten zijn om te ageren op het gevoedde signaal.

 

De precieze elektromechanische eigenschappen kan ik me zo niet voor de geest halen.

 

Zo ik heb al weer genoeg bijgedragen aan de R&D van de perfectperformers .

Nou nee, dat de spoel langer nodig zou hebben om een magnetisch veld te genereren is niet juist.

 

Een van de redenen dat de output afneemt is eigenlijk vrij simpel.

 

Door de oplopende inductie van de spoel neemt bij gelijkblijvende spannings aansturing de stroom af. En daar mee de kracht waarmee de konus word aangedreven.

Immers de hoeveelheid stroom door de spreekspoel is bepalend voor de kracht!

B * I * L * nog iets dat meestel 1 is bij luidspreker spreekspoelen.

 

Omdat bij hogere frequentie er een grotere versnelling van de konus moet plaatsvinden is daar juist een grotere kracht nodig. (Die er niet is door de kleiner wordende stroom door het oplopen van de zelf inductie.)

 

Aangezien we het over een versnelling hebben van een conus spreekt het voor zich dat de massa uiteraard een grote rol speelt. Immers een grotere massa versnellen kost meer kracht.

[LaMa]

spido, ik blijf erbij dat de massatraagheid er niets mee te maken heeft. En verder loochenstraft die tweeter de bewering van DIY_Freak helemaal niet. De meeste spreekspoelinducties van tweeters komen overeen met ongeveer 0,05 mH. Dat maakt nogal wat uit met die van de H149 die een inductie heeft van 0,55 mH. Dat scheelt maar liefst een factor 10! En de HDS134 heeft een inductie van 1 mH. En loopt ook een factor 2 minder hoog door. De monacor sph 135 kep heeft er een van 0.75 mH. Maar die heeft weer een veel stijver membraan en breekt pas veel later op waardoor hij middels bundeling toch tot 10 kHz kan doorlopen.

 

Nogmaals het verzoek om je eigen fasedraadje te beginnen anders vervallen we hier weer in herhaling. Je begint deze discussie opnieuw terwijl we momenteel in afwachting zijn van de luistertesten met Erik Klijnsmit en Klaas Feenstra. Laten we alsjeblieft het welles nietes verhaal tussen afstraalgedrag en fasedraaiing hier parkeren. Pleeeeeaaaaase!

 

Groetjes, Jeroen

Je hebt gelijk Jeroen_D het is wel degelijk de spreekspoelinductie. Naarmate de inductie hoger wordt heeft de spoel langer nodig om de energie om te zetten van stroom naar een magnetisch veld en vice versa. Dus bij een hoge spreekspoel inductie duurt het als het ware langer voor de driver reageert op de stroompuls. Dus om hoge tonen weer te geven zal de inductie dus voldoende laag moeten zijn om te ageren op het gevoedde signaal.

 

De precieze elektromechanische eigenschappen kan ik me zo niet voor de geest halen.

 

Zo ik heb al weer genoeg bijgedragen aan de R&D van de perfectperformers .

Nou nee, dat de spoel langer nodig zou hebben om een magnetisch veld te genereren is niet juist.

 

De reden dat de output afneemt is eigenlijk vrij simpel.

 

Door de oplopende inductie van de spoel neemt bij gelijkblijvende spannings aansturing de stroom af. En daar mee de kracht waarmee de konus word aangedreven.

Immers de hoeveelheid stroom door de spreekspoel is bepalend voor de kracht!

B * I * L * nog iets dat meestel 1 is bij luidspreker spreekspoelen.

 

Omdat bij hogere frequentie er een grotere versnelling van de konus moet plaatsvinden is daar juist een grotere kracht nodig. (Die er niet is door de kleiner wordende stroom door het oplopen van de zelf inductie.)

 

Aangezien we het over een versnelling hebben van een conus spreekt het voor zich dat de massa uiteraard een grote rol speelt. Immers een grotere massa versnellen kost meer kracht.

ja maar de massa verandert niet in de tijd, dat zijn alleen de stroom I en de versnelling a, dus de I bepaalt het gedrag van de a.

[FrankD]

Maakt niet uit voor het mechanisme.

 

Er is op een gegeven moment niet meer voldoende kracht om de versnelling te veroorzaken.

De conus heeft welliswaar minder uitwijking (lees minder versnelling) nodig voor de weergave van hogere tonen echter de hogere frequenties hebben juist weer een grotere versnelling nodig. Het netto effect is mischien een gelijkblijvende maximaal benodigde versnelling of juist een verhoging/verlaging.

 

Vast staat dat de stroom door de spoel afneemt en daarmee de kracht om de boel aan te drijven.

[jeroen_d]

Vast staat dat de stroom door de spoel afneemt en daarmee de kracht om de boel aan te drijven.

Wie heeft ooit wat anders beweert? Ik begrijp het punt niet meer dat je probeert te maken.

[FrankD]

ja maar de massa verandert niet in de tijd, dat zijn alleen de stroom I en de versnelling a, dus de I bepaalt het gedrag van de a.

 

De massa blijft natuurlijk gelijk. Het is de stroom die afneemt met stijgende frequentie.

 

De combinatie van de oplopende inductie en de massa bepaald het kantelpunt van de woofer als laagdoorlaat filter. Andere oorzaken zoals conus breakup en andere niet lineariteiten spelen uiteraard ook nog een rol.

 

Maar voor het mechanisme kun je dat buiten de beschouwing laten.

 

Voor wat betreft de tweeter geld hetzelfde. Echter de lagere inductie en de veel kleinere massa geeft een hoger kantelpunt.