Отправлено: 25.02.11 13:07. Заголовок: Расчёт эффективности динамика на НЧ

Вот сделал удобную формулу для определения эффективности динамика на низких частотах

Плотность можно найти из графика:

Нашел в свое время у Батя текст следующего содержания:
"Смещаемый объем воздуха является важным предельным показателем низкочастотной гоовки, поскольку он определеяет максимальное значение звукового давления, которое може обеспечить динамическая головка на низких частотах при нормированных искажениях"

Далее Бать пишет:
"Динамическая головка Peerless 830432 имеет линейно смещаемый объем 0,000441 куб.м, что позволяет получить на чаостоте 30 Гц амплитудное значение звукового давления 99,6 дБ на расстоянии 1 м."

К сожалению, у Батя не был приведен расчет. Заинтриговал он меня. Засел я за книжки по акустике. Нашел кучу полезных формул и начал голову ломать, как увязать смещаемый объем и громкость динамика на НЧ? Исписал формулами несколько литов, а не давно нашел практически готовую формулу, надо было только ватты перевести в децибелы.

Проверю себя и Батя. Все данные о динамиках он дал. Давление воздуха я возьму при 750 мм рт. ст. и 25 градусах цельсия - 1,14 кг/куб. м.
считаем по формуле (2)

Разница с данными Батя - 0,4 дБ. Или я написал правильную формулу или Бать указал верные данные или оба события вместе

 Отправлено: 16.04.11 12:14. Заголовок: Здраствуйте! "..

Здраствуйте! "Почитал " даные формулы и возникли некоторые вопросы как у "начинающего"... Перед тем как изложить суть этих вопросов, хочу рассказать об одном " событии"(случае).... Однажды я стал свидетелем как двое молодых парней на рынке "выбирали " для машины низкочастотный динамик. На "витрине" их было два. Один мне был незнакомый ,а другой -75ГДН... И вот перед этими ребятами стоял вопрос -какой выбрать. Разговор с продавцом... .А продавцом была женщина в бушлате (на улице зима,марозец, открытый бутик, поэтому и одежда такая и валеночки.)... Она предложила взать именно ГДН... и чтобы убедить этих ребят решила" продемонстрировать его работу... Я с любопытством наблюдал за ее дейсвиями... Я думал она возьмет какойто ящик и вставит туда динамик.. Но то что она сделала я просто не ожидал.... Она вышла из за прилавка (муж ее тем временем подключил динамик к усилителю и он начал там чтото играть. Но потм она взяла динак и обхватила его правой рукой и прижала его себе вбок (как боченок ) и "появился " звук НЧ. Выходит что женщина сыграла роль экрана(акустического оформления) И это так поразительно изменило звучание!... Ребята согласились взять именно его ... Может быть такое?... А теперь по существу... Из формул следует ,что подводя к динамику низкочастотный сигнал определенной постоянной амплитуды(синусоидальный от генератора) и постепенно увеличивать частоту, громкость будет возрастать... Теперь вопрос.. Как изменяется ход дифузора и его эффективный диаметр с ростом частоты и изменяется вообще?... Дальше... Для широкополосного динамика (легкий дифузор) эффективный диаметр дифузора остается постоянным с ростом частоты?....И как вычислить этот эффективный диаметр для динамика из его технических характеристик?... Спасибо!...

 Отправлено: 16.04.11 17:52. Заголовок: 1.Помоему,громкость ..

1.Помоему,громкость - уровень спл,изменится только после выхода ГГ из АКЗ (исходя из примера в магазине)
2.Эффективная изучающая площадь диффузора постоянна,но в поршневом режиме он будет работать до определенной частоты - критическая частота диффузора-Фкр.=11000:Дэфф.,потом у него начнется зонное излучение.
3.Эффективный диаметр из даташита не вычислишь,его обычно там отдельно прописывают,либо просто замерять по середине подвеса.

 Отправлено: 17.04.11 16:03. Заголовок: ... Спасибо за ответ..

... Спасибо за ответ! Датсун!... Но я хотел бы продолжить... Из формул следует, что чем больше диаметр дифузора тем больший уровень излучения НЧ.(даные формулы как я понимаю для щита...). Для низкочастотных головок (жесткий дифузор) ,диаметер эффективный практически близок к геометрическому и будет постоянным от 30 до 200Гц. Размеры экрана выбираем прямоугольными и размер менший равен половине длины волны на нижней частоте. Размеры такого экрана большие (стена дома). Но вернемся к примеру в магазине. Не думаю что "экран " созданный продавцом , мог значительно поднять излучение НЧ... Здесь вообще возникает мысль нужно ли вообще стремиться к воспроизведению частот ниже 40Гц. Я это к тому, что совсем недавно прочитал в книге по психоакустике что человеческое ухо "вычисляет "наличие НЧ ниже100гц иным способом чем частоты выше 500Гц(приведенные значение чисел может быть неточное- пишу по-памяти.. извените мой "основной комп вышел из строя... а там вся литература и информация.) . В даном случае играет большую роль наличие уровня гармоник и их распределение . присутствующие при воспроизведении Нч(может не то пишу.) из этого следует что" экран созданный в магазине рукой женщины" просто "создал условия более близкого разпределения этих гармоник и их уровня как в реальном сигнале. .. А может это лишь мое мнение... И какбы сказать " у восторга " глаза велики. Но ведь имеются опыты ,например при воспроизведении скажем 50гЦ человек услышит этот звук ,если даже "убрать основную гармонику даного сигнала... Извените за криво изложенные мысли...

 Отправлено: 17.04.11 18:39. Заголовок: XP пишет: Из форму..

XP пишет:

цитата:

Из формул следует, что чем больше диаметр дифузора тем больший уровень излучения НЧ.(даные формулы как я понимаю для щита...)

Из формл следует, что на определенной низкой частоте, при определенной амплитуде колебаний дифузора, чем больше эффективная площадь дифузора или эффективный диаметр, тем громче играет динамик.

XP пишет:

цитата:

Для низкочастотных головок (жесткий дифузор), диаметер эффективный практически близок к геометрическому и будет постоянным от 30 до 200Гц.

Ай-ай-ай не внимательно читаете посты собеседников, Датсун ведь написал, что брать из даташитов или измерять по середине подвеса. Про изменение эффективного диаметра с ростом частоты я лично не слышал. Теоретически такое возможно на ВЧ, если дифузор начнет колебаться не как единое целое. Откуда такие цифры "до 30...200 Гц"? Мне кажется что с изменением эффективного диаметра дифузора с ростом частоты вы чего-то напутали или не разобрались или забыли по памяти.

XP пишет:

цитата:

Не думаю что "экран " созданный продавцом , мог значительно поднять излучение НЧ...

Экран в виде тела продавца (продавщицы) ни чем не хуже любого другого экрана. Дело лишь в размерах, больше экран - ниже воспроизводимая частота. Так что рекомендую вам думать, что экран, созданный продавцом мог поднять излучение на НЧ, а уж значительно или не значительно - конкретные цифры зависят от размеров.

XP пишет:

цитата:

Здесь вообще возникает мысль нужно ли вообще стремиться к воспроизведению частот ниже 40Гц. Я это к тому, что совсем недавно прочитал в книге по психоакустике что человеческое ухо "вычисляет "наличие НЧ ниже100гц иным способом чем частоты выше 500Гц

Именно воспроизведение частот 16-40 герц дает хоть каую-то натуральность звучанию человеческих голосов, инструментов дающих низкие ноты. Человеческий мозг, конечно, "домысливает" недостающие частоты, если мы слушаем на миниатюрном приемничке китайского производства, и мы можем определить, что играет, например, орган. Но воспроизведение высокой верности требует что бы низкие частоты присутствовали в ощутимом виде, а не "домысливались".

XP пишет:

цитата:

Она предложила взать именно ГДН...

Если это тот самый ГДН75, который использовался в S90 то это замечательная головка, практически не имеющая аналогов на рынке. Есть еще Morel двенадцать дюймов, тот возможно еще лучше НЧ воспроизводит, но стоит в разы больше. Остальные головки НЧ, представленные на рынке ориентированы больше на громкость, чем на ровную АЧХ в области 30-50 Гц. Так что продавщица вам правильно предложила.

 Отправлено: 17.04.11 19:29. Заголовок: Evil73 пишет: конкр..

Evil73 пишет:

цитата:

конкретные цифры зависят от размеров.

Продавца
Извините не удержался.
Но это верно.

 Отправлено: 17.04.11 19:30. Заголовок: Evil73 пишет: Если ..

Evil73 пишет:

цитата:

Если это тот самый ГДН75, который использовался в S90 то это замечательная головка, практически не имеющая аналогов на рынке.

Многие китайские сабовые авто динамики не уступят ему.

 Отправлено: 17.04.11 20:48. Заголовок: Сергеев Сергей пишет..

Сергеев Сергей пишет:

цитата:

Многие китайские сабовые авто динамики не уступят ему.

После такой фразы колонкостроителю придется искать "многие китайские сабовые авто динамики". Вот если бы знать хотя бы один китайский динамик из "многих не уступающих 75ГДН"?

 Отправлено: 17.04.11 21:19. Заголовок: Mistery, Herz да и д..

Mistery, Herz да и действительно многие на 10-12"

 Отправлено: 17.04.11 21:27. Заголовок: Качество и ассортиме..

Качество и ассортимент китайских производителей вырос на столько, что многие бренды выпускаются на законных основаниях. Не думаю что к нам в Иркутскую обл. тащат динамики из Франции, Америки, Германии и тд. да ище и по таким ценам.

 Отправлено: 17.04.11 23:23. Заголовок: Evil73 пишет: Про и..

Evil73 пишет:

цитата:

Про изменение эффективного диаметра с ростом частоты я лично не слышал.

Эти картинки еще в 60х годах печатали в книгах по акустике - с повышением частоты,ближние к краевому подвесу диаметральные кольца подвижки выходили из работы,т.е. как бы уменьшался в диаметре диффузор.Некоторые начали отливать диффузоры с дифракционными кольцами.
Evil73 пишет:

цитата:

Экран в виде тела продавца (продавщицы) ни чем не хуже любого другого экрана

Похоже тут чисто глушение задней волны фуфайкой 60го размера.

 Отправлено: 18.04.11 00:47. Заголовок: misa пишет: Не дума..

misa пишет:

цитата:

Не думаю что к нам в Иркутскую обл. тащат динамики из Франции, Америки, Германии и тд. да ище и по таким ценам.

К нам раньше Alpine из Вьетнама таскали, сейчас - из Китая.

 Отправлено: 18.04.11 02:52. Заголовок: Здраствуйте! Моя Ци..

Здраствуйте! Моя Цитата:Для низкочастотных головок (жесткий дифузор), диаметер эффективный практически близок к геометрическому и будет постоянным от 30 до 200Гц. Это" неверные " мысли вслух. Извените!... Просто хотел взять головку ГДН75 и вставить ее в отверствие ,вырезанное в заколоченной двери в соседнюю комнату в старом доме ,где я и занимаюсь своими "самоделками". 30-200Гц- диапазон воспроизведения .который должна была играть даная головка.(потом уточнил бы).

Еvil73 ,ВЫ пишите:Именно воспроизведение частот 16-40 герц дает хоть каую-то натуральность звучанию человеческих голосов, инструментов дающих низкие ноты. Человеческий мозг, конечно, "домысливает" недостающие частоты, если мы слушаем на миниатюрном приемничке китайского производства, и мы можем определить, что играет, например, орган. Но воспроизведение высокой верности требует что бы низкие частоты присутствовали в ощутимом виде, а не "домысливались".

Что значит " в ощутимом виде".? Для человеческого уха или для технического средства(микрофона)... пример с китайским приемником по-моему "не катит " и никакого "домысливания" здесь не происходит... в даном случае это "сравнение " с ранее услышаным звуком.(органом ) Еслибы мы не знали что такое орган и не "рисовали" бы его в своем воображении то и не асоциировали его звук с одним инструментом(это мое мнение и можете меня ругать- я не обидчевый.).... В свое время я выполнил один эксперемент(не подумайте что я все выдумываю!):чтобы "понять" звучание рупоров ,решил сделать "рупорную " установку. Пошел к знакомому музыканту и тот подарил мне две бас-трубы. "Расчленив" их по спайкам и вставив туда динамики 3ГД38 получил "рупорную установку"(без предрупорной камеры). Стал прослушивать все это "дело"- мне не понравилось. Голоса ,ударные инструменты звучали както не так как хотелось бы( я понимаю что многое мной не доделалось...). Но даже такая"акустика" меня удивила одной особенностью: при возпроизведении звуков из фонограммы ,где звучат духовые инструменты все было так "натурально"... Поэтому натуральность и "точность " для меня разные вещи ...

 Отправлено: 18.04.11 12:21. Заголовок: Слух так устроен, чт..

Слух так устроен, что реальная полоса восприятия снизу начинается от 63 герц(так называемая критическая полоса слуха) , а всё что ниже- слух домысливает по каким-то приметам . Поэтому и нормирована ГОСТом полоса 63-12500 Гц для аппаратуры среднего класса. А при условии, что в этой полосе всё будет очень ровно и прорисовано- то такой звук можно и в хаенд записать. Что на практике и подтверждается .Рупорная акустика, например.Винтаж.

 Отправлено: 18.04.11 13:03. Заголовок: Интересно. Я в молод..

Интересно. Я в молодости крутил тест-винил. Там дорога с 20 Гц была. Громкость поменьше, чтобы диффуз по арматуре не колотил и нормально. С тех пор синус не слушал. Только музыку.
С ув., СП.

 Отправлено: 18.04.11 23:34. Заголовок: XP пишет: Что значи..

XP пишет:

цитата:

Что значит " в ощутимом виде".?

Я имел ввиду хотя бы более-менее близко по уровню с заложенным в записи. Слово "ощутимо" я применил по тому, что 16-40 НЧ не только слышится, но чувствуется, ощущается всем телом. В противопоставление большинству реальных АС, где НЧ в диапазоне 16-40 герц присутствуют, но значительно ниже по уровню чем 200-5000 герц. В этом случае мозг "домысливает" звучание баса, мы узнаем инструменты, но мы ясно поимаем, что играет запись.

 Отправлено: 21.04.11 04:48. Заголовок: Добрый день! Уважаем..

Добрый день! Уважаемые учасники форума...

Евил73! хотел бы снова поговорить о "формулах"... Я понимаю это так: чем больше эффективный диаметр дифузора тем больше будет громкость на определенной частоте НЧ... Что я имею в виду: если взять два динамика НЧ и по внешнему виду( один больший по эф. диаметру другой по-менше ) и подвести к ним синусоидальное напряжение определенной амплитуды и добиться регуляторами одинаковой громкости, то это значит ,что менший динамик будет колебаться с большей амплитудой нежели тот что с большим диаметром. Следуя из формулы тенденция увеличения амплитуды колебания дифузора у "меншего" динамика будет больше выражена с понижением частоты.. Настанет такой момент когда понижать частоту сигнала и подводить его к меншему динамику уже нельзя не уменшая амплитуды(чтобы не искажался звуковой сигнал.)
Выходит что для низкочастотного динамика (малого диаметра) увеличение громкости на самой низкой частоте прямо зависит от смещения дифузора. Интересно ! Существует ли какой- нибуть параметр, который выражает зависимость хода от эффективного диаметра,например ....

Илларионовср пишет :Интересно. Я в молодости крутил тест-винил. Там дорога с 20 Гц была. Громкость поменьше, чтобы диффуз по арматуре не колотил и нормально. С тех пор синус не слушал. Только музыку. .......

Интересно знать какая была акустика(НЧ динамик) ,усилитель(параметры) и проигрыватель. Спасибо...

 Отправлено: 21.04.11 07:30. Заголовок: Если это ко мне, то ..

Если это ко мне, то я илларионовсп (illarionovsp). Ригонда моно. Год выпуска 1968. А что тут интересно знать?
С ув., СП.

 Отправлено: 21.04.11 12:16. Заголовок: .... Извените меня..

.... Извените меня illarionovsp! Виноват!!! Буду более внимательно следить за своими постами. Очень неудобно перед Вами....

 Отправлено: 24.04.11 03:25. Заголовок: XP пишет: добиться..

XP пишет:

цитата:

добиться регуляторами одинаковой громкости, то это значит ,что менший динамик будет колебаться с большей амплитудой нежели тот что с большим диаметром.

Ну да, если подрегулировать так что бы громкость была одинакова на одной частоте и замерить смещение, то у меньшего динамика смещение должно быть больше. Особенно это будет заметно на динамиках, отличающихся в разы по размерам.

XP пишет:

цитата:

Настанет такой момент когда понижать частоту сигнала и подводить его к меншему динамику уже нельзя не уменшая амплитуды(чтобы не искажался звуковой сигнал.)

Дык, этот момент настает у любого динамика, хоть большого, хоть маленького. Правда, умные люди, Рутковский, например, предупреждают, что первым начинает вносить искажения не динамик, а акустическое оформление - появляются призвуки, дребезг и т.п. Кроме того производители маленьких НЧ-динамиков не дураки, они предпринимают меры к тому, что бы звучание было неискаженным даже при больших смещениях дифузора - 10 мм, а у некоторых и более. Так что тут надо сравнивать конкретные модели.

XP пишет:

цитата:

Существует ли какой- нибуть параметр, который выражает зависимость хода от эффективного диаметра,например ....

Если говорить о причинно-следственных связях, то ход ни как не зависит от диаметра и наоборот (ход зависит от подводимого напряжения, а диаметр от изготовителя, от конструкции). Можно лишь по формуле (кстати я ее почему-то уже не вижу) подбрать величины хода и диаметра, дающих равную громкость.

 Отправлено: 14.05.11 18:46. Заголовок: Ув. господа теоретик..

Ув. господа теоретики :beer: Помогите, пожалуйста осознать процессы
Пытаюсь понять, как ГД излучает, для этого мне не хватает некоторых данных, в частности,
1. не смог найти данные по скорости звука в целюлозе (знаю. что разная целюлоза-разная скорость но в порядках-то можно?)
2. Нашел справочник В.К.Иофе, А.А.Янпольский "Расчетные графики и таблицы по электроакустике" в нем много интересного, в частности, плотности, удельные прочности, ... всяких в-в. также даны формулы, но как-то в них не разобрался (кому надо - пишите)
3. если где-то есть, хочу формулу , связывающую частоту, подводимую мощность и звуковое давление идеального беск. жесткого круга.
4. Какая масса "присоединенного" воздуха? Как она рассчитывается? И сколько прим.

Я предполагаю, что д.б. примерно следующее (пытаюсь построить умозрительную модель)
В умных книжках всё приводится к сопротивлениям и из их соотношения, определяют отдачу. Я предлагаю отделить мух от котлет и рассмотреть излучение подвижки отдельно, колебания подвижки отдельно (под действием возбуждающих сил) и эти силы от мощности/напряжения - отдельно.
По силам возбуждения - понятно, что
а) они пропорциональны току
б) в том случае если поле катушки незначительно изменяет поле в зазоре
в) если катушка беск. легкая, она просто будет двигаться в зазоре, если беск. тяжелая (прибита гвоздями и не двигается), она будет вести себя как индуктивность.
1. КПД излучения меньше 1% (видимо, так-же должны соотноситься массы диффузора и прис. воздуха)
2. исходя из (1) излучение определяется формой изл. пов-ти и ее колебаниями :-) (т.е. можно рассматривать отдельно колебания подвижки и ее излучение)
3. исходя из п.1 колебания подвижки зависят от ее строения и подводимого сигнала. Если не рассматривать переотражения, можно свести к рассмотрению колебаний некой приведенной массы (которая будет зависеть от частоты).
4. Что-то говорит мне, что влияние воздуха на подвижку существенно, по крайней мере это ощущается в закрытых оформлениях. Что-то говорит, что это из-за давления, зоздаваемого в ящике, что-то о том, что масса и давление связаны (как?)
5. Что-то говорит мне, что в динамиках происходит частотно-компенсирующий процесс, иначе с квадратичной зависимостью от частоты не возможно было-бы получить +-плоские АЧХ динамиков - т.е. с повышением частоты падает амплитуда колебаний. Этот механизм очень хочется понять.
6. Интересно, как зависит отдача от диаметра пластины при ее диаметре больше / меньше длины/пол/четверти/... волны - происходят-ли какие-то качественные изменения и как они выражаются в формулах? Задаю вопрос потомучто понимаю, что при диаметре больше нескольких длин, получим направленность излучения, а что будет с общей отдачей? (направленность-то можно ликвидировать "телом рассеяния")
7. какой диапазон длин волн (частот) применим к указаным в посте 1 формулам?
8. Из поста 1 понятно, что сохранить ровную отдачу в НЧ можно квадратично увеличивая амплитуду. АС имеют более-менее ровную АЧХ, Хотелось бы понять за счет чего (кроме резонанса - это понятно) растет амплитуда колебаний?
9. Если я правильно понял, для сохранения линейности АЧХ, оформлением добиваются, чтобы добротность стала 0.6-0.7. Правильно понял? Почему именно столько?

Короче, в голове сумбур с мыслями "вот-вот что-то пойму", очень похоже на кастрюльку, в которую всего набросали и варят, но супа еще нет. Облачные вычисления, короче :-) - кусочки-кусочки, но целого не собрать пока.

 Отправлено: 14.05.11 21:22. Заголовок: Bobby пишет: Я пре..

Bobby пишет:

цитата:

Я предлагаю отделить мух от котлет

"Смешались в кучу люди,мухи.."
Я извиняюсь,но все ответы потянут,как минимум,на доктора наук,
Хотя бы по скорости звука в бумаге - скорость звука в стали=5000 м/сек,если не забыл,и чем ниже плотность материала,тем ниже скорость,т.е. в бумаге скорость звука ниже чем в дереве,и будет на уровне пробки=460 м/сек.Да и то её невозможно точно определить как для однородного материала.
Bobby пишет:

цитата:

9. Если я правильно понял, для сохранения линейности АЧХ, оформлением добиваются, чтобы добротность стала 0.6-0.7. Правильно понял? Почему именно столько?

Потому,что при добротности системы = 0.707 получается максимально линейная АЧХ,

 Отправлено: 15.05.11 06:06. Заголовок: доктора наук, Тогда..

доктора наук, Тогда за ответы на всё - Нобелевку!!!!
Q=0.707 Если можно, ссылку на перво/второ/..-источник - почитать, почему так.
Скорость приопорциональна модулю упругости и обр. пропорциональна плотности (если не ошибаюсь - больше упругость/меньше масса - больше скорость)
Т.е. скорость в бумаге д.б побольше чем в пробке (шибко мягкая) и оценочно будет 500-1000м/с
В указанной мной брошюрке есть табличка с скоростями, так там написано: сталь - 5.05 * 10**3 см/сек = 50м/сек, что в моей голове не укладывается. Значит, очепятка и 5.05*10**5=5050м/сек !!! Это как-то ближе моим представлениям о жизни :-). Спасибо.
Теперь могу переписать некоторые скорости (с поправкой на порядки):
Титанат бария - 4570м/с
Пробка - 500м/с
сосна - 1450м/с
дуб - 1520м/с
Что в общем-то соответствует и независимым напрямую данным и представлениям о жизни.

Будем считать, со скоростью звука в диффузоре разобрались в порядках, конкретно - надо мерять (нет желающих? опыт прост и дешев - 2 звукоснимателя (иголки) от пр-ля, лучше - пьезики - которые можно сразу на лин. вход и звуковуха желательно */192кГц, запись в стерео - ставим рядом, потом через расстояние, любое импульсное возбуждение, скорость - по разности времени фронтов. Если карта 192кГц, получаем 5*10-6 сек/отсчет, т.е. ести ск-ть 1000м/с=10**6мм/сек, получаем 5мм/отсчет, т.е. для какой-то точности надо 5-10см между иголками.)