Onderdelen in luidspreker die de TSP's beinvloeden

[arjank]

In mijn huidige project heb ik mooi kunnen aantonen dat een dichte stofkap (en geen gat in de poolkern of membraanhals) een lage Qms geeft, dus een hoge mechanische weerstand.
Bij de oude Philips luidspreker is de Qms meer dan verdubbeld door het vervangen van de stofkap die luchtdoorlatend is.
Als je nu bijv. 20hz afspeelt hoor je praktisch geen bijgeluiden (ruis, etc). Het werkt dus prima zo'n luchtdoorlatende stofkap. Het is ook beter dan bijvoorbeeld een gat in de poolkern, als deze niet groot genoeg is krijg je nog steeds bijgeluiden.

In de plaatjes zie je mooi het verschil.

[b_force]

Dit kunnen we bijna bij mijn draadje trekken
Je moet eens de artikelen van R Small downloaden, dan kun je zien wat er echt veranderd
Qms is namelijk geen fundamentele fysische grootheid van een luidspreker.
Waarschijnlijk zal de Mms zijn veranderd of de Rms.

T/S parameters kun je vrij gemakkelijk controleren met "added mass" methode.

[Helmuth]

Dit doet me denken aan een artikel op diy-audio. Daar werd al eens een draadje gestart met de vraag of mensen ook de ervaring hebben dat speakers met een hoge QMS een betere klank hebben.

[arjank]

Qms is namelijk geen fundamentele fysische grootheid van een luidspreker.
Waarschijnlijk zal de Mms zijn veranderd of de Rms.

Qms hangt nauw samen met de Rms, dwz als de een groter wordt verkleint de ander.
De Mms verandert (verwaarloosbaar) niet.

2*pi*fs*Mms/Qms = Rms

en

2*pi*fs*Mms/Rms = Qms

In mijn geval is de Rms verlaagt van 3,8kg/s naar 1,68kg/s.

zie ook http://www.hifi-selbstbau.de/index.php? ... iew&id=199

[Chris_T]

Ik vind Rms zo'n rare eenheid hebben en kan me ook echt geen voorstelling van maken, ook al wordt kg uitgedrukt in N.

[arjank]

Is inderdaad een "vage" eenheid
Maar goed, het is wel duidelijk dat een klein luchtcompartiment achter de stofkap de mechnische weerstand omhoog laat gaan.

Ik kan mij er in dit geval ook wel iets bij voorstellen dat een lagere mechanische weerstand beter klinkt. De speaker ondervindt nu namelijk geen weerstand meer van een luchtcompartiment wat natuurlijk minder "moeite" kost om zo zijn beweging te maken. Met als gevolg dat het signaal beter/nauwkeuriger verwerkt kan worden.

[Pjotr]

Het is ook de hele ratio achter een phase plug.

Rms kun je zien als een mechanische dempingsfactor, althans je kunt hem daarin vertalen.

[arjank]

Rms kun je zien als een mechanische dempingsfactor

Juist ja, zoals in het voorbeeld al duidelijk werd.

[Pjotr]

Rms kun je zien als een mechanische dempingsfactor

Juist ja, zoals in het voorbeeld al duidelijk werd.

Ware het niet dat dempingsfactor de inverse van Q is bij een 2e orde resonator (massa-veersysteem).

Elektrotechneuten hebben het altijd over de Q factor (komst eigenlijk uit het oude radio tijdperk) en mechanici over dempingsfactor. Eigenlijk gebruikt een mechanicus nooit Q factor en is het ook wat raar om dat op een mechanisch ding als een speaker los te laten. Komt gewoon omdat T&S elektrotechneuten waren die alles naar elektrisch equivalenten willen vertalen

Vanuit mechanisch oogpunt is Rms een zotte grootheid.

[b_force]

Hoezo Peter?
In mechanische wereld wordt zeker wel demping gebruikt, echter meer als bèta (1/2Q), maar iets als een dempingsfactor bestaat wel degelijk. (echte vorm zou ik weer even moeten opzoeken)
Zoiets volgt ook direct uit de regeltechniek en regeltechniek is (zoals jij ook weet) noch elektrotechniek, noch natuurkunde, maar louter een wiskunde taal om dergelijke systemen te kunnen beschrijven.

Eenheden worden vaak versimpelt tot de meest eenvoudige vorm, moet je even dimensie analyse doen met kg/s (is hier niet zo moeilijk)

Wat ik veel lastiger vind, is Cms en Rms los van elkaar zien.
Als ik namelijk praktisch ga nadenken dan zijn deze twee eigenlijk ook altijd met elkaar min of meer verbonden. (de stijfheid en de weerstand van een materiaal)

[Pjotr]

Dat schreef ik toch ook? Lees het nog eens na.

En waarom is Cms en Rms moeilijk uit elkaar te houden. Cms vertegenwoordigt de eigenschappen van een veer en die heeft op zich geen verliezen. Rms vertegenwoordigt mechanisch verlies, afremming of wrijving zo je wilt. Zijn toch twee heel verschillende dingen die los van elkaar kunnen bestaan? Al komen ze wel altijd allebei in een speaker voor.

Eigenlijk is Rms een overbodig gegeven als Qms bekend is. Het bestaat eigenlijk alleen bij de gratie van het elektrisch equivalent modelletje van T&S.

[b_force]

Dat schreef ik toch ook? Lees het nog eens na.

En waarom is Cms en Rms moeilijk uit elkaar te houden. Cms vertegenwoordigt de eigenschappen van een veer en die heeft op zich geen verliezen. Rms vertegenwoordigt mechanisch verlies, afremming of wrijving zo je wilt. Zijn toch twee heel verschillende dingen die los van elkaar kunnen bestaan? Al komen ze wel altijd allebei in een speaker voor.

Eigenlijk is Rms een overbodig gegeven als Qms bekend is. Het bestaat eigenlijk alleen bij de gratie van het elektrisch equivalent modelletje van T&S.

Hoe het in een massa-veer systeem eruit ziet, snap ik wel (dus wat je zegt). Dat is enkel de rekenhulp waar je mee bezig bent, maar nog niet de verklaring.
Ik probeer dus praktisch voor te stellen hoe je een bepaald materiaal kunt voorstellen met deze parameters als uitersten. Dus in feite stijfheid vs weerstand in een bepaald materiaal. Kun je dus een behoorlijk elastisch materiaal met veel wrijving? (daar komt het in feite op neer volgens mij)

Rms lijkt idd overbodig, maar eigenlijk is je formulering niet goed.
Je kunt beter zeggen dat de Qms een gevolg is van de Rms en Mms en eigenlijk ook de Cms. (nogal logisch als je kijkt naar de fundamentele formules van een massa-veersysteem). Het is niks anders dan de dempingsfactor/kwaliteitsfactor van een mechanisch massa-veersysteem tgv de eigenschappen van dat materiaal.
Een eigenschap is namelijk, min of meer, een vast gegeven (niet helemaal waar). Dan moeten we echter verder gaan naar elasticiteit, atoomstructuren enzo (krijg nu al hoofdpijn )





Dit omdat Cms, Mms, Rms fundamentele eigenschappen zijn van de driver zelf (net als Re, en Sd), en dus Qms, Qes gevolg zijn daarvan.

[arjank]

Dit omdat Cms, Mms, Rms fundamentele eigenschappen zijn van de driver zelf (net als Re, en Sd), en dus Qms, Qes gevolg zijn daarvan.

Zoiets is het wel ja, Qms en Qes zijn samengesteld uit de fundamentele eigenschappen van de driver.
Over Cms (N/mm)is toch geen verwarring? Dit wordt uitgedrukt in de kracht die nodig is om het membraan 1mm in te drukken. Rms is moeilijker voor te stellen met kg/s, maar je kunt het meer omschrijven als de "remmende" werking op het massa/veersysteem. Wat eigenlijk ook weer bevestigd dat de bevindingen van sommige mensen, dat luidsprekers met een lage Rms (lees hoge Qms) nauwkeuriger/gedetaileerder of minder "lui" klinken, juist zijn.

[Pjotr]

Wat eigenlijk ook weer bevestigd dat de bevindingen van sommige mensen, dat luidsprekers met een lage Rms (lees hoge Qms) nauwkeuriger/gedetaileerder of minder "lui" klinken, juist zijn.

Je kunt niet zomaar zeggen dat hoe lager Rms, en dus hoe hoger Qms, hoe beter. Qt van het hele systeem moet de correcte waarde hebben. Dat een lage Rms beter klinkt komt eigenlijk alleen maar omdat Rms nogal niet-lineair is en vervorming oplevert.

Rms is eigenlijk vergelijkbaar (of afgeleide daarvan) met een snelheid afhankelijke kracht, dus w.d.b. is de dimensie niet zo raar.

Rms lijkt idd overbodig, maar eigenlijk is je formulering niet goed.
Je kunt beter zeggen dat de Qms een gevolg is van de Rms en Mms en eigenlijk ook de Cms.

??? Hoe ga je Rms meten dan? Met een Rms meter? Die ligt hier wel op tafel maar die meet heel wat anders

Rms kun niet meten en kun je alleen afleiden uit Qms. Dus kun je niet zeggen dat Qms een gevolg is van Rms. Dat zou de wereld achterstevoren zijn. Nogmaals Rms is slechts een model component in het T&S modelletje.

[arjank]

Je kunt niet zomaar zeggen dat hoe lager Rms, en dus hoe hoger Qms, hoe beter.

Mee eens, want als je bijvoorbeeld een speaker hebt met een lage Rms (dus lage mechanische demping) en een hoge Qes (waardoor de Qts ook hoger wordt) dan krijg je een systeem wat om zijn resonantie frequentie zeer slecht gedempt is en dat is ook weer niet wenselijk. Dus, het geheel moet wel in balans zijn. De philips heeft bijvoorbeeld ook een erg lage Qes waardoor het geheel wel goed functioneert. In ieder geval, het lijkt erop dat de oude philips zich nu beter gedraagt dan voorheen. Eigenlijk had ik dus ook nog even de impulsresponse voor en na modificatie moeten meten.

Maar waar we naar op zoek zijn is een driver met kleine mechanische verliezen en eentje die zich daarbij ook nog eens netjes gedraagt (dus geen ongewenste bewegingen maakt)

[b_force]

@arjank
De eigenschappen waardoor een speaker zo zou klinken liggen volledig ergens ander uit. (denk aan frequentie responsie, afstraal gedrag, constante directiviteit etc)
Mocht overigens Rms zoveel van invloed zijn, dan zie je dat onmiddellijk terug in bv lineaire- en niet-lineairevervorming.

De eenheid Rms is al duidelijke als jet hem als Rms = F/v neerschrijft (waar natuurlijk kracht, F in Newton en snelheid, v in m/s). Dan staat er namelijk precies hetzelfde.
De F snap ik nog wel, een hogere "weerstand" zorgt er namelijk voor dat je meer kracht nodig hebt (aangezien er een "negatieve kracht" door de weerstand wordt neergezet) om een bepaald systeem in beweging te brengen.
Het betekent echter ook dat wanneer de snelheid toeneemt de "weerstand" lager wordt. Hier verwacht ik eigenlijk eerder een term als versnelling.

Overigens zie je onmiddellijk dat dit gelijk is aan kg/s, Rms =F/v -> [N]/[m/s] -> [kg]*[m/s²]/[m/s] = kg/s
Laatste is de meeste korte vorm, maar niet de meeste duidelijke vorm.

@Peter
Hoe precies de "weerstand" van een materiaal gemeten wordt, weet ik niet. Dat een fundamentele eigenschap is, moge duidelijk zijn.
Feit is wel dat de Qms een indirecte meting is (van hogere orde zelfs) en het liefst vermijd je die. (aangezien je altijd te maken hebt van andere variabelen die ook van invloed zijn).
Ik ben nog aan het zoeken en kom dan veel artikelen tegen over polymeren (rubber bv).
Naar mijn idee moet zoiets terug te vinden zijn in de elasticiteit (E-modulus of Young's modulus) en in feite dan ook in de stress die een object kan verdragen en de spanning/uitrekking die een object kan hebben. In feite kom je dan uit op de wet van Hooke.
In die formules mis ik alleen een variabele weerstand, maar in feite zit dit volgens mij verstopt in constante die je nodig hebt.

Elasticiteit zegt overigens iets over de rekbaarheid zonder dat een object blijvende "schade" heeft. Een object dat dus weinig stijf is (en dus elastisch) en dus goed rekbaar (zonder dat het blijvend vervormt) maar waarbij het lastig is om het bv uit te rekken.
Maar dat klinkt dan toch direct als een stijf object?

Ook als ik mijn boek citeer (Understanding materials science van Rolf E. Hummel):

The modulus of elasticity is a parameter that reveals how "stiff" a material is, that is, it expresses the resistance of a material to elastic bending or elastic elongation

@ arjank 2
Als je de fase + frequentie responsie hebt opgeslagen, kun je daaruit altijd weer de impuls responsie terug rekenen.

[arjank]

De eigenschappen waardoor een speaker zo zou klinken liggen volledig ergens ander uit. (denk aan frequentie responsie, afstraal gedrag, constante directiviteit etc)
Mocht overigens Rms zoveel van invloed zijn, dan zie je dat onmiddellijk terug in bv lineaire- en niet-lineairevervorming.

Die laatste (vooral niet linearevervorming) is denk ik wel eentje waarin je het zou kunnen terug zien, daar kan ik mij in ieder geval iets bij voorstellen.
Ik weet wat frequentieresponse, afstraalgedrag etc doet aan de klank, maar wat ik omschreef als een "lui" klinkende speaker heeft daar niets mee te maken. Misschien moet ik er een andere definitie aan geven. Want wat jij misschien bedoelt is dat als je bijvoorbeeld een afstraalgedrag hebt waarbij je weinig invloeden hebt mbt reflekties dat het dan "strakker" (minder "lui") klinkt, maar dat bedoel ik hier dus niet. Waar ik probeer achter te komen is waarom bijvoorbeeld ook zo'n B. Timmermans "denkt" dat een speaker met lage Rms beter/gedetailleerder/minder lui klinkt en dan met name op zachter luisterniveau. Volgens mij is hier nog geen eenduidige mening over. Wat ik bij mijn modificatie heb geconstateerd is dat de Qms een stuk hoger is geworden en dat je dus ook minder bijgeluiden hoort. Als ik nu bijvoorbeeld 20hz afspeel dan hoor je praktisch niets, voorheen kon je duidelijker horen dat er boventonen werden gecreerd (niet-lineare vervorming?)

De eenheid Rms is al duidelijke als jet hem als Rms = F/v neerschrijft

Duidelijk ja.

[b_force]

Je had van je originele driver vervorming, frequentie en impuls metingen moeten doen.
Minder boventonen duiden direct op vervorming, maar is SPL niveau nog wel hetzelfde?

Waarom mensen als B. Timmermans zulke beweringen doen?
Mijn mening is dat het zulk soort dingen enkel worden gemaakt omdat het voor de hand lijkt te liggen. (sorry, ik kan het niet anders noemen dan onwetendheid)
Het slaat echter totaal nergens op als je kijkt wat van belang is voor het "geluid" van een luidspreker.


Klang + Ton en hobby Hifi plaatsen wel vaker opmerkingen waar mijn wenkbrauwen van gaan fronsen.

[arjank]

Je had van je originele driver vervorming, frequentie en impuls metingen moeten doen.

Daar was ik ook al achter gekomen
Dan was het tenminste een sluitend onderzoekje geweest, maar, misschien kan ik dit alsnog uitvoeren

Minder boventonen duiden direct op vervorming, maar is SPL niveau nog wel hetzelfde?

Ik heb dit op verschillende niveau's beluisterd, maar goed, ik had het moeten meten. Je oren kunnen je voor de gek houden zeg maar.

[b_force]

Je oren kunnen je voor de gek houden zeg maar.

Heel erg waar!
(of beter gezegd, je hersenen)

[arjank]

Yup, dat wilde eigenlijk ook zeggen.

[Chris_T]

@Peter
Hoe precies de "weerstand" van een materiaal gemeten wordt, weet ik niet. Dat een fundamentele eigenschap is, moge duidelijk zijn.
Feit is wel dat de Qms een indirecte meting is (van hogere orde zelfs) en het liefst vermijd je die. (aangezien je altijd te maken hebt van andere variabelen die ook van invloed zijn).
Ik ben nog aan het zoeken en kom dan veel artikelen tegen over polymeren (rubber bv).
Naar mijn idee moet zoiets terug te vinden zijn in de elasticiteit (E-modulus of Young's modulus) en in feite dan ook in de stress die een object kan verdragen en de spanning/uitrekking die een object kan hebben. In feite kom je dan uit op de wet van Hooke.
In die formules mis ik alleen een variabele weerstand, maar in feite zit dit volgens mij verstopt in constante die je nodig hebt.

Ware het niet dat er hier geen sprake is van een materiaal, maar een systeem (groot verschil!)
In de mechanica is er eigenlijk geen sprake van weerstand van een materiaal, maar stijfheid van een materiaal welke beschreven wordt met de E-modulus.

Wel kan je spreken over bijvoorbeeld 'weerstand tegen rek', ook wel de rekstijfheid genoemd.
Deze wordt uitgedrukt in newton en is simpelweg de elasticiteitsmodulus van een materiaal, vermenigvuldigd met het oppervlak waarop de (rek)kracht werkt.

Elasticiteit zegt overigens iets over de rekbaarheid zonder dat een object blijvende "schade" heeft. Een object dat dus weinig stijf is (en dus elastisch) en dus goed rekbaar (zonder dat het blijvend vervormt) maar waarbij het lastig is om het bv uit te rekken.
Maar dat klinkt dan toch direct als een stijf object?

Ik neit begreib wat jij bedoel .
Met elasticiteit wordt gewoon de maat aangeven waarbij een materiaal (niet blijvend) vervormd bij een bepaalde aangelegde spanning.
Denk maar bijvoorbeeld aan de veerconstante.

Waarom ik Rms zo'n rare grootheid vind, is omdat ik altijd een massaveersysteem van een driver vanuit mechanisch oogpunt bekijk.
Als men dan spreekt over mechanische verliezen, doet de me dat gelijk denken aan wrijvingsweerstand wat gewoon in Newtons wordt uitgedrukt.
Maar dan staat er opeens Rms = Newton/seconde en krijg ik een moment van bewustzijnsdaling ^^.

[arjank]

Voor degene die een beetje duits kunnen lezen.

Während der mechanische Teil des Lautsprechers bei jeder Anregung am liebsten "stundenlang" mit seiner Resonanzfrequenz ausschwingen möchte versucht der elektrische Teil dem mechanischen Teil unabhängig davon seinen Willen aufzuzwingen und genau dem Eingangssignal zu folgen. Je länger der mechanische Teil ausschwingen würde, desto geringere mechanische Verluste Rms weist das System auf und desto höher ist die mechanische Güte Qms. Je besser Spule und Magnet den Lautsprecher bei der Resonanzfrequenz trotzdem im Griff haben, desto höher ist der Kraftfaktor und desto niedriger ist Qes.

Dus, zoals al eerder werd aangehaald heb je met hoge Qms graag een lage Qes, anders blijft het membraan maar op zijn Fs op en neer flubberen

Niedriger Rms: Der Verstärker und sein Dämpfungfaktor ist für schnelle Ruhigstellung nach dem Impuls verantwortlich

Bovenstaande komt uit dit draadje http://www.hifi-forum.de/viewthread-104-2186.html

Der AUDAX Tieftonlautsprecher HM210C0 ist mit einem sehr stabilen Gußkorb, steifer CARBON-Fiber Membran und extrem hochwertiger, reiner Gummisicke bestückt. Die Flachdraht-Schwingspule ist auf einem nichtleitenden KAPTON-Träger gewickelt. Zur Verbesserung der Stabilität werden alle KAPTON-Träger bei AUDAX zusätzlich mit Fiberglas verstärkt! Das verhindert eine Verformung des relativ weichen Kaptons. Der Polkern des Magneten ist ventiliert. Zusätzlich ist der Korb unterhalb der Zentrierspinne mit einer großzügigen Ventilierung versehen. All diese Maßnahmen führen zu extrem geringen mechanischen Verlusten - daraus resultiert die spritzige „schnelle" Spielweise.

Bovenstaande komt van Proraum http://www.audax-speaker.de/index.php?m ... es_id%5D=9 en Rainer Krönke is niet de minste op het gebied van audio. Ook hij wijd een niet luie klank aan lage mechanische verliezen.

[Pjotr]

Waarom ik Rms zo'n rare grootheid vind, is omdat ik altijd een massaveersysteem van een driver vanuit mechanisch oogpunt bekijk.
Als men dan spreekt over mechanische verliezen, doet de me dat gelijk denken aan wrijvingsweerstand wat gewoon in Newtons wordt uitgedrukt.
Maar dan staat er opeens Rms = Newton/seconde en krijg ik een moment van bewustzijnsdaling ^^.

Die weerstand Rms is een elektrische analogie van demping in de mechanica. That's all. De dimensie hangt af van op welke plek je het in een model stopt.

Dat er een factor tijd in zit komt omdat het een dynamische demping is: Een snelheid afhankelijke kracht, vergelijkbaar met olie b.v. Het is het gevolg van de interne wrijving in een elastisch materiaal. Met elasticiteit zelf heeft het niets te maken. Elasticiteit is idd heel wat ander en vergelijkbaar met een veerconstante.

[Chris_T]

duidelijke info.

De vraag is alleen wat kan beschouwd worden als een lage Rms? cq. goede Qms?
Lijkt me ook dat het dan belangrijker wordt dat de versterker voldoende stroom kan leveren om de driver in bedwang te houden.