Wypłaszczanie charakterystyki impedancji głośnika metodą Tomka Janiszewskiego

Przetworniki elektroakustyczne, obudowy głośnikowe i zagadnienia pokrewne.

Moderatorzy: gsmok, Romekd, tszczesn

Einherjer
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 1042
Rejestracja: pt, 22 stycznia 2010, 18:34
Lokalizacja: Wrocław/Nysa

Wypłaszczanie charakterystyki impedancji głośnika metodą Tomka Janiszewskiego

Post autor: Einherjer » pt, 17 sierpnia 2018, 00:38

Jakiś czas temu sprawiłem sobie przyrząd pomiarowy DATS V2. Więcej można o nim dowiedzieć się z Reduktora Szumu tutaj: https://www.youtube.com/watch?v=0qJufwbJpfI&t=12s W największym skrócie DATS mierzy parametry T-S głośnika i zdejmuje przebieg impedancji w funkcji częstotliwości. Postanowiłem zatem sprawdzić skuteczność opisanej przez Tomka Janiszewskiego metody kompensacji impedancji głośnika tak, żeby uzyskać impedancję możliwie zbliżoną do czysto rezystancyjnej: viewtopic.php?f=14&t=34335&start=345#p349924
Wykorzystałem w tym celu pasywny subwoofer, który kiedyś zbudowałem. Składa się on z głośnika Dayton RSS315HF­4 (karta katalogowa w załączniku) w obudowie zamkniętej. Przy pomocy DATS zdjąłem przebieg impedancji i zmierzyłem paramtery T-S potrzebne do wyznaczenia modelu zastępczego głośnika. Załączam plik tekstowy z wynikami. Zwróćcie tylko uwagę, że nie wyjmowałem głośnika z obudowy, więc to nie są te same parametry T-S co w katalogu. Chcemy model zastępczy dla głośnika w obudowie, więc tak jest nawet lepiej. Nie wyznaczałem też Vas, wziąłem je z karty katalogowej.
Otrzymane wartości impedancji wczytałem do programu Octave (open source'owy odpowiednik MATLABa), konwertując wartości amplitudy i fazy na liczby zespolone. Postanowiłem skorzystać z faktu, że mamy tu do czynienia z dość prostymi obwodami RLC i obliczać impedancję modelu bezpośrednio w Octave, korzystając ze znanych z teorii obwodów zależności. Obliczałem impedancję modelu dla tych samych częstotliwości, dla których miałem zmierzone wartości, w ten sposób uniknąłem konieczności stosowania interpolacji i podobnych sztuczek. Użyłem tylko LTSpice'a do weryfikacji.
No ale nie wyprzedzajmy faktów. Najpierw potrzebujemy wartości do modelu zastępczego. Z ich obliczeniem nie było większego problemu. Jedynie indukcyjność cewki Le sprawiła kłopoty. Jeśli przyjąć 0.96 mH jak w karcie katalogowej, moduł impedancji "odlatuje w kosmos" dla wyższych częstotliwości. DATS zmierzył "L10k 0.3251 [mH]" Przy tej wartości jest lepiej, ale w końcu obniżyłem tę wartość do 0.25 mH. Poniżej wykres pokazujący moduł i kąt zmierzonej impedancji (linie zielone) i modelu (linie niebieskie). Faza w radianach.
model_prosty_imp.png
Jak widać szału nie ma, impedancja głośnika powyżej częstotliwości rezonansowej nie bardzo chce zachowywać się jak jedna, idealna indukcyjność. Czy da się ten model poprawić? Do tego jeszcze wrócimy, ale spróbujmy na razie nałożyć różowe okulary i stwierdzić, że jest wystarczająco dobrze, żeby zacząć zabawę z kompensacją, szczególnie, że w okolicy rezonansu jest faktycznie dobrze. Trochę zabawy z przekształcaniem wzorów, kilka obliczeń w octave'ie i mamy układ kompensacji. Układ zastępczy głośnika faktycznie zostaje skompensowany idealnie, płaski moduł, płaska faza, chyba nie ma sensu wklejać wykresu. Możemy jednak zrobić ciekawszą rzecz: Obliczyć impedancję równoległego połączenia układu kompensacji i zmierzonej impedancji głośnika. Wykres poniżej, faza w stopniach.
model_prosty_korekcja.png
Znów szału nie ma, ale można się było tego spodziewać widząc rozbieżność impedancji modelu i rzeczywistego głośnika. Czy da się poprawić model? Tak, przykładowo program Boxsim od Visatona używa schematu zastępczego jak poniżej, z dwoma dodatkowymi członami RL.
model_boxsim.png
(1.44 KiB) Nie pobierany
Program jest nawet tak fajny, że potrafi wyznaczyć wartości Re2, Re3, Le2 i Le3 ze zmierzonego przebiegu impedancji. Użyłem tych wartości do obliczenia impedancji nowego modelu.
model_boxsim_imp.png
Zgodność jest dużo lepsza, ale jak to teraz skompensować? Tu się namęczyłem i wymęczyłem w LTSpice coś takiego. Lewa część to model głośnika, prawa to układ kompensacji. Zwróćcie uwagę, że ma on 10 elementów RLC, wiele zwrotnic tyle nie ma ;)
schemat.png
Tu nawet modelu nie skompensowałem idealnie.
model_boxsim_korekcja.png
Sprawdźmy jednak jak by wyglądała kompensacja zmierzonej impedancji.
model_boxim_korekcja_pomiar.png
Całkiem nieźle to wygląda, zwłaszcza przesunięcie fazy. Teraz należałoby wykonać układ korekcji z rzeczywistych elementów, podłączyć do głośnika i zmierzyć wypadkową impedancję, ale nie mam już na to siły. Czy gra jest warta świeczki oceńcie sami...
Załączniki
dayton_clio.zip
Wyniki pomiarów głośnika
(3.19 KiB) Pobrany 50 razy
295-464-dayton-audio-rss315hf-4-specifications-46174-1.pdf
Karta katalogowa głośnika
(229.77 KiB) Pobrany 49 razy

Tomek Janiszewski
3125...6249 postów
3125...6249 postów
Posty: 3402
Rejestracja: śr, 19 listopada 2008, 15:18

Re: Wypłaszczanie charakterystyki impedancji głośnika metodą Tomka Janiszewskiego

Post autor: Tomek Janiszewski » pt, 14 września 2018, 20:36

Dzięki za włożony trud. Pytanie końcowe należałoby jednak postawić inaczej: czy kompensacja akceptowalnym nakładem środków nie okaże się przypadkiem wystarczająca. Celem jej nie było wszak uzyskanie głośnika (lub zespołu) o idealnie płaskiej charakterystyce impedancyjnej i zerowej fazowej, lecz takie zmniejszenie nierównomierności, aby uniknąć przedwczesnego zadziałania mostkowego zabezpieczenia pzwar we wzmacniaczu. Robiłeś takie próby, poczynając od sprawdzenia czy nieskompensowany głośnik wywołuje fałszywe alarmy?
I jeszcze jedno: czy sprawdzałeś jak w tym uproszczonym układzie kompensacji ale zastosowanym do rzeczywistego głośnika wpływa na charakterystyki korekta nominałów elementów kompensacyjnych? Konkretnie chodzi o to aby maksymalne przesunięcia fazowe zostały przytępione, nawet za cenę pojawienia się niewielkich przesunięć fazy dla innych częstotliwości. Na wykresie modułu impedancji (drugi zespół charakterystyk) dostrzegam niepokojący spadek modułu impedancji do ok. 3,2 oma przy częstotliwościach 70-80Hz, po czym następuje jego wzrost z racji niedoskonałości modelu dla częstotliwości >100Hz. Takie sąsiedztwo minimum i maksimum przekłada się na zwiększenie przesunięć fazowych. Spróbowałbym pozbyć się tego minimum, zwiększając pojemność lub indukcyjność obwodu kompensującego rezonans, oraz zwiększając nieco w razie potrzeby rezystancję tego obwodu, tak aby moduł impedancji w zakresie 30Hz-120Hz nie spadał poniżej 3,5 oma. Jak wówczas wypadnie charakterystyka fazowa? W dalszej kolejności spróbowałbym jeszcze skorygować pojemność kondensatora kompensującego indukcyjność głośnika.
I jeszcze jedna propozycja (rozwiązania problemu Le w modelu głośnika). A gdyby tak zamodelować ją - po prostu jako równoległe połączenie indukcyjności (większej niż przyjęta) zbocznikowanej pojedynczym rezystorem? Wszystko dobrane tak aby możliwie dokładnie naciągnąć wykres modułu impedancji modelu na charakterystykę rzeczywistego głośnika. Wówczas oczywiście należałoby zastosować inną (większą) pojemność kondensatora kompensacyjnego, a owej rezystancji bocznikującej indukcyjność odpowiadałaby rezystancja włączona w szereg z kondensatorem kompensacyjnym. Rozbudowa układu kompensacyjnego byłaby więc niewielka. Pisałem zresztą o tym już w swoim elaboracie, do którego link podałeś
Tomek Janiszewski pisze:W razie gdyby zastępcza Le wykazywała znaczącą stratność - można rozbudować schemat kompensatora. Stratności cewki Le modelowanej przez równoległe dołączenie do niej rezystancji Rse będzie odpowiadała - oczywiście rezystancja Rkse włączona w szereg z Cke.
Postaram się niebawem przesymulować takie połączenie, opierając się na elementach układu zastępczego przytoczonego na ostatnim schemacie. Ale skąd tam się wzięły dwa szeregowe obwody RLC (L3 C2 R5 oraz C5 L6 R8) w układzie kompensacyjnym? W schemacie zastępczym głośnika jest wszak tylko jeden równoległy obwód rezonansowy (L5 C3 R6) który należało skompensować obwodem szeregowym. Co robi ten drugi? :shock: Wszak jest to zespół zamknięty, nie zaś BR!

Einherjer
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 1042
Rejestracja: pt, 22 stycznia 2010, 18:34
Lokalizacja: Wrocław/Nysa

Re: Wypłaszczanie charakterystyki impedancji głośnika metodą Tomka Janiszewskiego

Post autor: Einherjer » śr, 17 października 2018, 14:48

Nie wykonywałem wtedy więcej eksperymentów, skończył mi się urlop. Zresztą mój warsztat jest ciągle w kartonach. W całej tej dyskusji bliżej mi do stanowiska prezentowanego przez RomkaD, więc całą zabawę z kompensacją impedancji głośnika uważam raczej za niepraktyczną ciekawostkę :P Próbowałem bawić się wartościami elementów, ale do niczego to nie zmierzało, opublikowałem to co uznałem za najlepsze. Drugi układ kompensacji robiłem metodą Macajewa, więc może być przekombinowany. Masz w moim poście wyniki pomiarów i model zastępczy o całkiem dobrej z nimi zgodności, więc możesz zaproponować coś nowego.

Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 4143
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Wypłaszczanie charakterystyki impedancji głośnika metodą Tomka Janiszewskiego

Post autor: Romekd » sob, 15 grudnia 2018, 09:54

Witam.
Tomek Janiszewski pisze:
pt, 14 września 2018, 20:36
Dzięki za włożony trud. Pytanie końcowe należałoby jednak postawić inaczej: czy kompensacja akceptowalnym nakładem środków nie okaże się przypadkiem wystarczająca. Celem jej nie było wszak uzyskanie głośnika (lub zespołu) o idealnie płaskiej charakterystyce impedancyjnej i zerowej fazowej, lecz takie zmniejszenie nierównomierności, aby uniknąć przedwczesnego zadziałania mostkowego zabezpieczenia pzwar we wzmacniaczu. (...)
Postaram się niebawem przesymulować takie połączenie, opierając się na elementach układu zastępczego przytoczonego na ostatnim schemacie. Ale skąd tam się wzięły dwa szeregowe obwody RLC (L3 C2 R5 oraz C5 L6 R8) w układzie kompensacyjnym? W schemacie zastępczym głośnika jest wszak tylko jeden równoległy obwód rezonansowy (L5 C3 R6) który należało skompensować obwodem szeregowym. Co robi ten drugi? :shock: Wszak jest to zespół zamknięty, nie zaś BR!
Od ponad trzech miesięcy z ogromnym zaciekawieniem oczekuję, jak i pewnie wielu innych użytkowników naszego Forum, na przedstawienie przez Tomka wyników swoich symulacji, które "niebawem" obiecał przeprowadzić. Obawiam się jednak, że takich wyników nie doczekamy się nigdy, gdyż być może (to zapewne tylko moje błędne przypuszczenie... :wink: ) mogłyby one zaprzeczyć wielu wygłaszanym wcześniej przez Kolegę Tomka teoriom... Uważam, że po tym jak Kolega zarzucił największym światowym producentom zestawów głośnikowych nieuctwo, ignorancję, brak kadry inżynierskiej na odpowiednim poziomie, a nawet zwykłą nieuczciwość, wynikającą z chciwości i chęci czerpania możliwie najwyższych zysków, takie dowody na poparcie swoich teorii powinno się jednak przedstawić...

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ Ω μ °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^

Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 4143
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Wypłaszczanie charakterystyki impedancji głośnika metodą Tomka Janiszewskiego

Post autor: Romekd » ndz, 16 grudnia 2018, 14:07

Witam.
Einherjer pisze:
pt, 17 sierpnia 2018, 00:38

No ale nie wyprzedzajmy faktów. Najpierw potrzebujemy wartości do modelu zastępczego. Z ich obliczeniem nie było większego problemu. Jedynie indukcyjność cewki Le sprawiła kłopoty. Jeśli przyjąć 0.96 mH jak w karcie katalogowej, moduł impedancji "odlatuje w kosmos" dla wyższych częstotliwości. DATS zmierzył "L10k 0.3251 [mH]" Przy tej wartości jest lepiej, ale w końcu obniżyłem tę wartość do 0.25 mH. Poniżej wykres pokazujący moduł i kąt zmierzonej impedancji (linie zielone) i modelu (linie niebieskie). Faza w radianach.
(...)
Całkiem nieźle to wygląda, zwłaszcza przesunięcie fazy. Teraz należałoby wykonać układ korekcji z rzeczywistych elementów, podłączyć do głośnika i zmierzyć wypadkową impedancję, ale nie mam już na to siły. Czy gra jest warta świeczki oceńcie sami...
Dokładne określenie indukcyjności cewki Le może przysporzyć sporo problemów. Cewka głośnika znajduje się na nabiegunniku wewnętrznym zespołu magnetycznego, wykonanym ze stali magnetycznie miękkiej (namagnesowanej; najczęściej jest to jednolity walec stalowy, choć w lepszych głośnikach kształt nabiegunnika może być inny i może zawierać on dodatkowe elementy, wykonane z innych niż stal metali). To najgorszy z możliwych rdzeni dla cewki i stąd mogą wyniknąć różne problemy z precyzyjnym określeniem jej parametrów. Spróbuję to pokazać, wykonując proste doświadczenie i przedstawiając wyniki przeprowadzonych pomiarów. W doświadczeniu użyję trzech różnych cewek, nałożonych na rdzenie stalowe. Pierwszym będzie rdzeń "toroidalny", wykonany z nakrętki stalowej M8, na którym nawinąłem dwadzieścia zwojów skrętką (2*10 zwojów, połączonych szeregowo) :wink: . Drugą będzie jednowarstwowa cewka powietrzna o 18 zwojach, nawiniętych drutem miedzianym DNE 0,91 mm, którą nasunę na stalowe wiertło o średnicy 9 mm. Trzecią będzie cewka szerokopasmowego głośnika o miękkim zawieszeniu membrany, której parametry zmierzę po wyjęciu jej na zewnątrz i po nałożeniu na nabiegunnik wewnętrzny głośnika (cewka bez membrany i elementów zawieszenia zostanie unieruchomiona na rdzeniu, by wyeliminować składniki "ruchowe", które również wchodzą w skład impedancji, gdy przetwornik działa normalnie. Ciekawe, że próby pomiaru indukcyjności cewki, wykonane metodą techniczną mogą dać błędne wyniki. Przez małą dobroć cewki pomiar częstotliwości rezonansowej będzie bardzo nieprecyzyjny, a określenie indukcyjności na podstawie mierzonej reaktancji dla sygnałów m.cz. również nie da precyzyjnych wyników, gdyż w reaktancji znajdą się składniki, z których istnienia niedoświadczony konstruktor w ogóle nie będzie sobie zdawał sprawy. Cewki, które wykorzystuję w doświadczeniu, oznaczone przeze mnie jako L1 (nawinięta na stalowej nakrętce), L2 (powietrzna i na rdzeniu z wiertła) i L3 (głośnikowa) przedstawia zdjęcie poniżej.
badane cewki.jpg
-
Wartości parametrów, zmierzonych dobrym mostkiem laboratoryjnym RLC (on również może podawać błędne wyniki, szczególnie gdy dobroć cewki Q jest bardzo mała i wynosi 0,0... coś tam...) przedstawia tabela poniżej.
Pomiary2.png
-
W rzeczywistych warunkach pracy głośnika szerokopasmowego z sygnałem m.cz. o znacznej mocy, dochodzą kolejne niekorzystne czynniki, wpływające na parametry przetwornika. Dla niskich częstotliwości amplituda drgań membrany może być znaczna, więc cewka (przeważnie w takich głośnikach dłuższa od głębokości szczeliny magnetycznej w rdzeniu), będzie zmieniała swoje położenie na nabiegunniku wewnętrznym (będzie on obejmował mniej lub więcej zwojów cewki), co będzie ciągle zmieniało jej indukcyjność, istotną bardziej dla wyższych częstotliwości, a to będzie skutkowało modulacją amplitudy wyższych częstotliwości tymi niższymi (modulacja amplitudy). Wystąpi także modulacja częstotliwości tonów wyższych wskutek drgań membrany na częstotliwościach niższych, ale to już taki "urok" głośników szerokopasmowych o małej średnicy, miękkim zawieszeniu i długim skoku membrany.
Głośnik.jpg
O wpływie prądów wirowych w rdzeniu na indukcyjność cewki głośnika można znaleźć informacje (w tym wzory do obliczeń) w literaturze poświęconej przetwornikom elektroakustycznym, choćby w książce autorstwa Andrzeja Dobruckiego (gorąco polecam), której niewielkie fragmenty przedstawiam poniżej.
IND1.jpg
IND2.jpg
IND3.jpg
IND4.jpg
Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ Ω μ °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^


Awatar użytkownika
AZ12
3125...6249 postów
3125...6249 postów
Posty: 4128
Rejestracja: ndz, 6 kwietnia 2008, 15:41
Lokalizacja: 83-130 Pelplin

Re: Wypłaszczanie charakterystyki impedancji głośnika metodą Tomka Janiszewskiego

Post autor: AZ12 » ndz, 16 grudnia 2018, 15:10

Witam

A gdyby tak zastosować nadbieguniki z materiału magnetycznie miękkiego o dużej rezystancji elektrycznej np: blachy transformatorowej przez co można by zmniejszyć prądy wirowe.
Ratujmy stare tranzystory!

Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 4143
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Wypłaszczanie charakterystyki impedancji głośnika metodą Tomka Janiszewskiego

Post autor: Romekd » ndz, 16 grudnia 2018, 15:31

Gdyby nabiegunnik wewnętrzny został wykonany z odpowiednio uformowanych i sklejonych ze sobą blaszek transformatorowych, indukcyjność cewki byłaby jeszcze większa. Prądy wirowe w rdzeniu zmniejszają indukcyjność cewki wraz ze wzrostem częstotliwości i drastycznie zmniejszają jej dobroć elektryczną. By jeszcze bardziej zmniejszyć indukcyjność cewki stosuje się zwarte pierścienie miedziane na rdzeniu, o czym można przeczytać w zamieszczonych przeze mnie fragmentach książki "Przetworniki elektroakustyczne". Nigdy nie spotkałem takich zwartych pętli miedzianych w rozbebeszonych przeze mnie głośnikach TONSILa. Czy ktoś z Kolegów wie czy firma TONSIL w ogóle stosowała tego typu elementy w jakichś swoich starszych lub bardziej współczesnych produktach?

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ Ω μ °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^

Einherjer
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 1042
Rejestracja: pt, 22 stycznia 2010, 18:34
Lokalizacja: Wrocław/Nysa

Re: Wypłaszczanie charakterystyki impedancji głośnika metodą Tomka Janiszewskiego

Post autor: Einherjer » ndz, 16 grudnia 2018, 15:52

Konkluzja jest taka, że model z jedną szeregową indukcyjnością nie oddaje zachowania głośnika, jakby tej indukcyjności nie mierzyć i zgadza się to z fizyką jego działania. Zwróć uwagę, że model z szeregoworównoległym układem RL zastosowany w programie BoxSim bardzo dobrze przybliża impedancję głośnika w całym zakresie częstotliwości akustycznych.
Z tego co wiem, Tonsil nie stosował zwartych zwojów, zwanych przez "głośnikowców" pierścieniami Faradaya. W nowoczesnych konstrukcjach są one całkiem powszechne, choćby naszego rodzimego STXa.
EDIT: Zerknąłem też do karty katalogowej głośnika, który mierzyłem na początku wątku i znalazłem tam: "Triple shorting ring motor for ultra­low distortion"

gustaw353
1250...1874 posty
1250...1874 posty
Posty: 1715
Rejestracja: czw, 2 czerwca 2011, 19:43
Lokalizacja: Wrocław - Krzyki

Re: Wypłaszczanie charakterystyki impedancji głośnika metodą Tomka Janiszewskiego

Post autor: gustaw353 » ndz, 16 grudnia 2018, 17:03

Witam.
Miałem kiedyś okazję instalować głośniki, typu i producenta nie pamiętam, w których pierścień (zwój zwarty) wklejony był w membranę w miejscu gdzie wklejona jest też tulejka z cewką głośnika.
Był to głośnik do "car-audio" jako nisko-średnio-tonowy. Oczywiście przeznaczeniem tego głośnika było konsumować dostarczaną sporą moc elektryczną i pracować ze znacznym wychyleniem membrany. Przewidziane miejsce montażu to odgroda czyli np. w tapicerce drzwi. Oprócz korekcji parametrów elektrycznych ów pierścień dociążał membranę obniżając częstotliwość rezonansu mechanicznego .
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Może by wykonać eksperyment z takim pierścieniem?

Awatar użytkownika
AZ12
3125...6249 postów
3125...6249 postów
Posty: 4128
Rejestracja: ndz, 6 kwietnia 2008, 15:41
Lokalizacja: 83-130 Pelplin

Re: Wypłaszczanie charakterystyki impedancji głośnika metodą Tomka Janiszewskiego

Post autor: AZ12 » ndz, 16 grudnia 2018, 17:24

Witam ponownie

Pierścień powinien być wykonany z aluminium, ma on mniejszą masę przy tej samej rezystywności co miedź.
Ratujmy stare tranzystory!

Awatar użytkownika
kubafant
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 645
Rejestracja: sob, 11 stycznia 2014, 20:11
Lokalizacja: Warszawa

Re: Wypłaszczanie charakterystyki impedancji głośnika metodą Tomka Janiszewskiego

Post autor: kubafant » ndz, 16 grudnia 2018, 17:29

Opór właściwy miedzi jest niemal dwukrotnie mniejszy od glinu. Poza tym funkcja dociążająca też jest chyba istotna?

Pozdrawiam

Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 4143
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Wypłaszczanie charakterystyki impedancji głośnika metodą Tomka Janiszewskiego

Post autor: Romekd » ndz, 16 grudnia 2018, 20:54

Einherjer pisze:
ndz, 16 grudnia 2018, 15:52
Konkluzja jest taka, że model z jedną szeregową indukcyjnością nie oddaje zachowania głośnika, jakby tej indukcyjności nie mierzyć i zgadza się to z fizyką jego działania. Zwróć uwagę, że model z szeregoworównoległym układem RL zastosowany w programie BoxSim bardzo dobrze przybliża impedancję głośnika w całym zakresie częstotliwości akustycznych.
Z wykresów wynika, że rozbudowany model szeregoworównoległy RL faktycznie bliski jest rzeczywistemu. Ciągle jednak nie wiem jak należałoby w prosty sposób (a o takim wspominał Tomek) "wypłaszczyć" przebieg impedancji głośnika :oops:
Szczególnie, że impedancja głośnika zależy też, o czym pisałem już w jednej z wcześniejszych wypowiedzi, od wychylenia membrany. Dodatkowym problemem jest zmienność temperatury cewki głośnika, bo ta mocno zależy od poziomu przetwarzanej przez głośnik mocy. Przy założeniu, że kolumn używamy do łagodnego "plumkania" przy muzyce jazzowej, parametry jeszcze pozostają mniej więcej na równym poziomie, ale jeśli będziemy głośnikami nagłaśniać małą imprezę, to nawet rezystancje cewek w głośnikach po pewnym czasie mocno nam się "rozjadą". Cewka głośnika podczas "ostrego" grania może rozgrzać się do ponad 100°C, a to będzie oznaczało wzrost jej rezystancji o ponad 30%. W skrajnym przypadku, gdy temperatura cewki zbliży się do 180°C (powyżej tego poziomu emalia chroniąca drut cewki ulega zniszczeniu), głośnik o rezystancji cewki 8 Ω będzie miał już 13 Ω! Dlatego dla mnie pomysły Kol. Tomka są nierealne do wykonania (czyste "bajkopisarstwo"...), szczególnie, że zapewniał nas o prostocie swojej metody, oraz o tym, że jest ona dobra dla "wypłaszczenia" charakterystyki impedancji całej trójdrożnej kolumny (posiadającej często bardzo rozbudowane filtry wyższego rzędu przed głośnikami, dla zapewnienia możliwie płaskiej charakterystyki przenoszenia całego zestawu), a nie tylko dla pojedynczego głośnika bez jakiejkolwiek zwrotnicy.
Einherjer pisze:
ndz, 16 grudnia 2018, 15:52
Z tego co wiem, Tonsil nie stosował zwartych zwojów, zwanych przez "głośnikowców" pierścieniami Faradaya. W nowoczesnych konstrukcjach są one całkiem powszechne, choćby naszego rodzimego STXa.
EDIT: Zerknąłem też do karty katalogowej głośnika, który mierzyłem na początku wątku i znalazłem tam: "Triple shorting ring motor for ultra­low distortion"
No właśnie, dlatego uważam, że technologicznie Tonsil pozostał na poziomie wiedzy dostępnej w latach 70. i 80. zeszłego stulecia, a jego zestawy, niezależnie od daty produkcji brzmią niezmiennie od lat. Niestety niezmiennie kiepsko (a sam ich używam :wink: )... W tym czasie na świecie dokonał się ogromny postęp w tej dziedzinie i dobrych zestawów głośnikowych renomowanych firm nie da się obecnie w ogóle przyrównać do wyrobów tej firmy :(

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ Ω μ °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^

Tomek Janiszewski
3125...6249 postów
3125...6249 postów
Posty: 3402
Rejestracja: śr, 19 listopada 2008, 15:18

Re: Wypłaszczanie charakterystyki impedancji głośnika metodą Tomka Janiszewskiego

Post autor: Tomek Janiszewski » pn, 17 grudnia 2018, 08:15

Romekd pisze:
sob, 15 grudnia 2018, 09:54
Od ponad trzech miesięcy z ogromnym zaciekawieniem oczekuję, jak i pewnie wielu innych użytkowników naszego Forum, na przedstawienie przez Tomka wyników swoich symulacji, które "niebawem" obiecał przeprowadzić. Obawiam się jednak, że takich wyników nie doczekamy się nigdy, gdyż być może (to zapewne tylko moje błędne przypuszczenie... :wink: ) mogłyby one zaprzeczyć wielu wygłaszanym wcześniej przez Kolegę Tomka teoriom...

Nie przeprowadziłem ponieważ Autor tematu zadeklarował w poście pisanym w odpowiedzi na mój, że dalszych pomiarów i tak nie będzie. Przynajmniej tak to zrozumiałem że stracił zainteresowanie tego rodzaju eksperymentami. Co do kompensacji strat indukcyjności szeregowej modelowanych poprzez pojedynczy rezystor dołączony równolegle do niej - również pojedynczym rezystorem, włączonym szeregowo z kondensatorem kompensacyjnym - jestem dziwnie spokojny że okaże się w teorii w 100% skuteczna: uzyska się w symulacji idealnie płaską charakterystykę modułu impedancji oraz zerową charakterystykę kąta fazowego. A na ile taki model będzie nadal odbiegał od rzeczywistości - nie jestem w stanie zawyrokować, ponieważ w przeciwieństwie do Autora nie dysponuję odpowiednim sprzętem pomiarowym. W każdym razie spodziewam się że rezultat będzie lepszy niż udało się uzyskać dotąd Autorowi. Po dołożeniu jednego rezystora! Póki co można mieć mocną nadzieję że nawet co udało się dotąd w pomiarach potwierdzić - wystarczy do wyeliminowania błędnego działania elektronicznych zabezpieczeń przeciwzwarciowych, a przypominam że u podstaw tematu leży Twoja apodyktyczna teza jakoby arcykosztowne przekaźniki elektromechaniczne odłączające głośniki od wyjścia wzmacniaczy były nieodzowne. Komu ich obecność poprawia samopoczucie- niech je stosuje, skoro cierpi na nadmiar kasy.
Uważam, że po tym jak Kolega zarzucił największym światowym producentom zestawów głośnikowych nieuctwo, ignorancję, brak kadry inżynierskiej na odpowiednim poziomie, a nawet zwykłą nieuczciwość, wynikającą z chciwości i chęci czerpania możliwie najwyższych zysków, takie dowody na poparcie swoich teorii powinno się jednak przedstawić...
Piłeczka jest po stronie producenta wyrobu KEF-Q4 który nawet zespołem głośnikowym trudno nazwać. Byś może liczysz na to że Forumowicze zapomnieli już, że producent ów wstawił głośnik niskotonowy 4 omy do zespołu o "znamionowej" impedancji 8 omów. To już nie ignorancja, to ordynarny szwindel :evil:

Tomek Janiszewski
3125...6249 postów
3125...6249 postów
Posty: 3402
Rejestracja: śr, 19 listopada 2008, 15:18

Re: Wypłaszczanie charakterystyki impedancji głośnika metodą Tomka Janiszewskiego

Post autor: Tomek Janiszewski » pn, 17 grudnia 2018, 09:28

Romekd pisze:
ndz, 16 grudnia 2018, 20:54
Einherjer pisze:
ndz, 16 grudnia 2018, 15:52
Konkluzja jest taka, że model z jedną szeregową indukcyjnością nie oddaje zachowania głośnika, jakby tej indukcyjności nie mierzyć i zgadza się to z fizyką jego działania. Zwróć uwagę, że model z szeregoworównoległym układem RL zastosowany w programie BoxSim bardzo dobrze przybliża impedancję głośnika w całym zakresie częstotliwości akustycznych.
Z wykresów wynika, że rozbudowany model szeregoworównoległy RL faktycznie bliski jest rzeczywistemu. Ciągle jednak nie wiem jak należałoby w prosty sposób (a o takim wspominał Tomek) "wypłaszczyć" przebieg impedancji głośnika :oops:
Napisałem wyżej, i pisałem też znacznie wcześniej: przez dołożenie jeszcze jednego rezystora. Nie przeczytałeś dokładnie, albo przeczytać nie chciałeś próbując po raz kolejny mnie zdyskredytować.
Szczególnie, że impedancja głośnika zależy też, o czym pisałem już w jednej z wcześniejszych wypowiedzi, od wychylenia membrany. Dodatkowym problemem jest zmienność temperatury cewki głośnika, bo ta mocno zależy od poziomu przetwarzanej przez głośnik mocy. Przy założeniu, że kolumn używamy do łagodnego "plumkania" przy muzyce jazzowej, parametry jeszcze pozostają mniej więcej na równym poziomie, ale jeśli będziemy głośnikami nagłaśniać małą imprezę, to nawet rezystancje cewek w głośnikach po pewnym czasie mocno nam się "rozjadą". Cewka głośnika podczas "ostrego" grania może rozgrzać się do ponad 100°C, a to będzie oznaczało wzrost jej rezystancji o ponad 30%. W skrajnym przypadku, gdy temperatura cewki zbliży się do 180°C (powyżej tego poziomu emalia chroniąca drut cewki ulega zniszczeniu), głośnik o rezystancji cewki 8 Ω będzie miał już 13 Ω! Dlatego dla mnie pomysły Kol. Tomka są nierealne do wykonania (czyste "bajkopisarstwo"...),
Dla mnie w obecnej chwili bajkopisarstwem jest twierdzenie jakoby odchyłki kąta fazowego poprawnie zaprojektowanego zespołu (tj. takiego którego impedancja nie spada poniżej znamionowej ani też nie przewyższa jej kilkakrotnie dla żadnej częstotliwości) były w stanie wywołać błędne działanie zabezpieczenia przeciwzwarciowego.
szczególnie, że zapewniał nas o prostocie swojej metody, oraz o tym, że jest ona dobra dla "wypłaszczenia" charakterystyki impedancji całej trójdrożnej kolumny (posiadającej często bardzo rozbudowane filtry wyższego rzędu przed głośnikami, dla zapewnienia możliwie płaskiej charakterystyki przenoszenia całego zestawu), a nie tylko dla pojedynczego głośnika bez jakiejkolwiek zwrotnicy.
Gdybym jednak usłyszał że w pewnych warunkach takie fałszywe działanie zabezpieczenia ma miejsce, co świadczyłoby o negatywnym wpływie rezonansu GDN (który to pik impedancyjny nie został skompensowany zwrotnicą) - dołożyłbym prosty obwód mający skompensować ten pik, i tylko jego, skoro zwrotnica skompensowała już wzrost impedancji GDN przy większych częstotliwościach wywołany jego indukcyjnością. Obwód byłby szeregowym obwodem RLC przy czym rezystor równy byłby impedancji znamionowej. Elementy L oraz C byłyby tak dobrane aby rezonans wypadłby na częstotliwości rezonansu GDN w obudowie a dobroć była równa dobroci głośnika, również w obudowie, lub nieco od niej większa (aby uniknąć spadku modułu impedancji w pobliżu rezonansu - przy większej dobroci obwodu kompensacyjnego zwęża się pasmo w którym wywiera on wpływ na wypadkową impedancję). Obwód kompensacyjny RLC można by włączyć równolegle z podobnym efektem zarówno do całego zespołu jak i do GDN (ponieważ normalnie rezonans GDN wypada znacznie poniżej pierwszej częstotliwości podziału). Szczątkowe odchyłki charakterystyk od ideału, o czym jestem przekonany - nie byłyby w stanie uruchomić przedwcześnie zabezpieczenia przeciwzwarciowego, podobnie jak drugorzędowe efekty związane z amplitudą wychyleń membrany, nagrzewaniem drutu etc. Na razie owe straszne rzeczy mające jakoby dziać się wskutek wzrostu impedancji kolumny przy rezonansie GDN mają tylko znaczenie teortetyczne: zaobserwował je ktokolwiek, tak jak ja zaobserwowałem faktycznie błędne działanie zabezpieczenia pzwar przy dołączeniu do wzmacniacza gołego głośnika GDS16/15 co jednak ustąpiło po zbocznikowaniu go obwodem Zobla kompensującym wzrost impedancji przy większych częstotliwościach?

Einherjer
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 1042
Rejestracja: pt, 22 stycznia 2010, 18:34
Lokalizacja: Wrocław/Nysa

Re: Wypłaszczanie charakterystyki impedancji głośnika metodą Tomka Janiszewskiego

Post autor: Einherjer » pn, 17 grudnia 2018, 13:39

:arrow: Tomku Janiszewski, chętnie zobaczyłbym układ kompensujący dla bardziej rozbudowanego modelu. Do tego nie potrzebujesz nowych pomiarów. Moje możliwości warsztatowe są obecnie mocno ograniczone, więc nie jestem w stanie przeprowadzić eksperymentów z mostkowym zabezpieczeniem wzmacniacza, nawet nie mam odpowiedniego wzmacniacza pod ręką. Mogę jedynie przeprowadzić eksperyment symulacyjny. LTSpice pozwala wczytać plik wav i użyć go jako pobudzenia w symulacji. Da to pewien obraz sytuacji. Nie wiem na ile istotne są nieliniowe efekty występujące przy dużych amplitudach sygnału podawanego na głośnik (poza grzaniem się cewki). Ma ktoś jakieś informacje na ten temat? Załóżmy, że nie przekraczamy maksymalnego liniowego wychylenia membrany.

ODPOWIEDZ