Modulatie van coax-drivers

[Ronkel]

Ik ben nieuwsgierig naar modulatie van coax-drivers. Ik vraag me namelijk af wat de ernst van het probleem bepaalt: is dat hoeveel de woofer uitslaat, of is dat hoeveel dB dat ding produceert?

Als je zo'n ding minder wilt laten uitslaan moet je simpelweg hoger crossen, dat lijkt me geen probleem. Maar ik zou me zo voor kunnen stellen dat 85 dB op 800 Hz net zo hard moduleert als 85 dB op 400 Hz, ondanks dat de uitslag 12 dB minder is.

Er is hier een AES-paper over, maar die kan ik uiteraard niet lezen. Weet iemand hoe het hiermee zit?

[b_force]

Volgens mij krijg je Doppler-vervorming doordat de woofer beweegt.
Die woofer beweegt uiteraard ook als je hoger crossed.

(conus is namelijk in trilling anders hoor je niks )

Hoe "erg" dat is (lees: of het waarneembaar is), weet ik niet.

[Ronkel]

Oke. Maar stel je geeft een 18 cm coax-woofer een LR4 highpass op 800 Hz, is het dan nog een probleem...? M.a.w. is het de uitslag die het probleem is?

Van wat ik uit dit artikel kan opmaken, is dat zo... maar ik ben er niet helemaal zeker van of ik het nou snap. Bovendien is dat niet specifiek bij coaxiale luidsprekers gemeten.

Enneh, Doppler-vervorming is toch iets anders dan intermodulatie? Of veroorzaakt de Doppler-vervorming intermodulatie in een coax?

[b_force]

Uitslag is nog een groter probleem, dan heb je gewoon een pompende zuiger.
Volgens mij blijft het bewegen van de waveguide (wat het in feite gewoon is) altijd voor problemen zorgen.
Boven de 800Hz heb je ook gewoon een conus de in trilling is. (niet als een zuiger overigens)
Ik kan me daarnaast ook wel iets voorstellen in situaties waarbij de woofer op een halve of kwart golflengte zit van wat de tweeter weergeeft.

Maar nogmaals, in hoeverre zoiets hoorbaar is?
Geen idee

Enneh, Doppler-vervorming is toch iets anders dan intermodulatie? Of veroorzaakt de Doppler-vervorming intermodulatie in een coax?

Dat weet ik niet precies, moet je eventjes opzoeken

[Pjotr]

Er is hier een AES-paper over, maar die kan ik uiteraard niet lezen. Weet iemand hoe het hiermee zit?

Er zijn verschillende AES artikelen geweest over Doppler vervorming kan mij herinneren. Het uit zich als FM (frequentie modulatie) vervorming. Uit die artikelen bleek ook dat dat heel erg meeviel en eigenlijk nauwelijks te meten viel.

[Ronkel]

Ik ga dit topic nog maar eens doorlezen straks. Interessante materie. Hier wordt inderdaad ook gesproken over FM vervorming.

[Henkjan]

Er is hier een AES-paper over, maar die kan ik uiteraard niet lezen. Weet iemand hoe het hiermee zit?

wat ik ooit eens gelezen heb ging over het effect van hoe ver de tweet voor de woof zat iirc. ik zal eens in m'n stapel journals gaan graven of ik t nog terug kan vinden, was ergens vorig jaar iirc

btw: AES papers zijn voor een ieder te koop op de website, alleen leden betalen minder (en krijgen het journal op papier)

[Ronkel]

Er is hier een AES-paper over, maar die kan ik uiteraard niet lezen. Weet iemand hoe het hiermee zit?

wat ik ooit eens gelezen heb ging over het effect van hoe ver de tweet voor de woof zat iirc. ik zal eens in m'n stapel journals gaan graven of ik t nog terug kan vinden, was ergens vorig jaar iirc

btw: AES papers zijn voor een ieder te koop op de website, alleen leden betalen minder (en krijgen het journal op papier)

Ja weet ik, maar als ik elke keer uit nieuwsgierigheid een paper van $20 moet kopen ga ik een beetje de boot in financieel gezien.

Misschien toch maar eens kijken naar zo'n student-lidmaatschap.

[Nijn]

Ja weet ik, maar als ik elke keer uit nieuwsgierigheid een paper van $20 moet kopen ga ik een beetje de boot in financieel gezien.

Ik weet niet hoe recent het paper is dat je wilt hebben, maar ze hebben in de UB de jaargangen van 1953-2006, waaruit je ook een kopietje kunt maken.

Martin

[Ronkel]

Ja weet ik, maar als ik elke keer uit nieuwsgierigheid een paper van $20 moet kopen ga ik een beetje de boot in financieel gezien.

Ik weet niet hoe recent het paper is dat je wilt hebben, maar ze hebben in de UB de jaargangen van 1953-2006, waaruit je ook een kopietje kunt maken.

Martin

Waarom wist ik dat niet?... Bedankt voor de melding!

[Nijn]

Waarom wist ik dat niet?... Bedankt voor de melding!

Goede vraag . Het is wel zo dat bijna alle jaargangen — ik dacht alles voor 2006 — in het magazijn staat, dus dat moet je aanvragen.

Have fun ermee!

[Raymond]

Is het ook niet zo dat het afstraalgedrag van de tweeter uiteindelijk zodanig is (vooropgesteld dat de tweeter vóór de conus zit gemonteerd en niet erin), dat de geluidsgolven helemaal niet meer door de baffle worden beïnvloed?

[Pjotr]

Jawel, dat neemt niet weg dat het geluid van de tweeter nog wel versneld en vertraagd wordt door de "wind" van de woofer. Al denk ik zelf dat dat wel heel weinig zal zijn en je op de luisterplek daar niets meer van terug vindt.

[Tom Magchielse]

-Zoals altijd bij Doppler effecten gaat het om de relatieve snelheden. Geluid van de tweeter dat tegen de wooferconus botst, ondervindt een "duw" die de golf a.h.w indrukt (of uitrekt, als de conus de andere kant op gaat) hetgeen de effectieve golflengte kleiner of groter maakt, en daarmee de frequentie hoger of lager. Bepalend is de momentane snelheid van de wooferconus, en die is evenredig met de frequentie en de uitwijking.
-Als de wooferconus een heel kleine uitwijking heeft, zoals in hoorns, dan is het Dopplereffect gering. Als we dan bedenken dat dit hele verhaal afkomstig is van de pionier van de cornerhorn Paul W.Klipsch, dan beginnen we het te begrijpen. In het eerste artikel van Klipsch zijn akelige spectrogrammen te zien van het Doppler effect bij de "acoustic suspension" luidsprekers van de concurrentie, maar hoe hoorbaar dat allemaal is blijft in het onzekere. Behalve Klipsch heeft vrijwel niemand zich er erg druk om gemaakt.
-Het Doppler effect van een woofer met toon Fo produceert FM zijbanden rondom de hoge toon, die op een frequentieafstand +/- Fo, +/- 2.Fo rondom de hoge toon liggen liggen, met amplitudes gegeven door de bekende Besselfuncties die je ook bij FM tegenkomt. Van belang is hier, dat een (hoge) toon een sterk maskerend effect heeft op zijn frequentie-omgeving, over een breedte van ongeveer 25 % van zijn frequentie. De Dopplerzijbanden van Klipsch vallen onder het gemaskeerde niveau en zijn dus onhoorbaar. Vandaar..
groet, Tom
groet, Tom

[Ronkel]

Het begint me aardig duidelijk te worden. De comments op diyaudio en het artikel van Rod Elliot waren behulpzaam, maar de comments hier ook!

Het Dopplereffect is, naar wat ik nu kan opmaken, eigenlijk het enige relevante probleem (als het al een probleem is). In het artikel van Elliot maakt hij ook duidelijk dat zelfs bij flinke uitslagen de maximale snelheid van de conus vrij laag is en dat de Dopplervervorming ook laag is. De hoorbaarheid lijkt mij ook dubieus. Misschien nog eens opzoeken in het boek Psychoacoustics.

[markbakk]

Ik denk dat je je bij coaxdrivers meer zorgen moet maken over de vaak ongelukkige uitvoering waarop een HT in of voor een LT wordt geprutst. Dat levert allerlei troep op in je afstraalgedrag en resonanties door de holten die ontstaan. Tannoy had natuurlijk het oervoorbeeld van hoe het ook kan, maar kijk ook maar eens naar waar KEF met z'n Uni-Q vandaan heeft moeten komen.
M.i. gaat dat Dopplereffect niet echt ergens over. De conussnelheid en de daaruit volgende spectrale verschuiving zijn nogal beperkt. Je zou je ook zorgen kunnen gaan maken om de compressie en de expansie van de lucht vlak voor de conus en de gevolgen daarvan op het passerend geluid (tsja, daar was ook iets mee, de snelheid van geluid en de luchtdruk...). Nu ik er zo over nadenk, lijkt me dat die momentane luchtdrukveranderingen om de HT heen eerder tot gevolg hebben dat er een soort vibrato ontstaat. Dat ding is bij lage luchtdrukken tenslotte ook minder efficiënt.

[Ronkel]

Ik denk dat je je bij coaxdrivers meer zorgen moet maken over de vaak ongelukkige uitvoering waarop een HT in of voor een LT wordt geprutst. Dat levert allerlei troep op in je afstraalgedrag en resonanties door de holten die ontstaan. Tannoy had natuurlijk het oervoorbeeld van hoe het ook kan, maar kijk ook maar eens naar waar KEF met z'n Uni-Q vandaan heeft moeten komen.
M.i. gaat dat Dopplereffect niet echt ergens over. De conussnelheid en de daaruit volgende spectrale verschuiving zijn nogal beperkt. Je zou je ook zorgen kunnen gaan maken om de compressie en de expansie van de lucht vlak voor de conus en de gevolgen daarvan op het passerend geluid (tsja, daar was ook iets mee, de snelheid van geluid en de luchtdruk...). Nu ik er zo over nadenk, lijkt me dat die momentane luchtdrukveranderingen om de HT heen eerder tot gevolg hebben dat er een soort vibrato ontstaat. Dat ding is bij lage luchtdrukken tenslotte ook minder efficiënt.

Mee eens. Een goede coax heeft denk ik weinig onregelmatigheden rondom de tweeter en ik vermoed dat ook een inverse surround beter zal werken dan een conventionele.

Die KEF's hebben tegenwoordig Seas coaxen geloof ik (of in ieder geval gelicenseerde Seas-techniek).

[Tom Magchielse]

Ik heb mij gisteren schuldig gemaakt aan een commentaar "uit het hoofd" en dat loopt niet altijd goed af. Het verhaal van Klipsch , dat uit JAES april 1969 stamt, gaat inderdaad over het Doppler effect, maar hij heeft het over enkelvoudige luidsprekers. Daar moet de conus tegelijk een bastoon of middentoon produceren, en tegelijk een hoge toon afstralen met die in laagfrequent ritme bewegende conus. Dat produceert ook Doppler, en een hoorn is daar natuurlijk in het voordeel.
Het effect waar ik op doelde, en waar de discussie hier over ging, treedt op in 2-weg coaxiale systemen. De intermodulatie producten ontstaan hier doordat de wooferconus a.h.w. een bewegende begrenzing vormt van de ruimte waarin de tweeter straalt. Daarover is recent een artikel verschenen in JAES, en wel in september 2010 (E.Dupont & S.P Lipshitz: Modeling the IM distortion of a coaxial loudspeaker, JAES 58 no 9 september 2010.) Het is door de wiskunde er in redelijk onleesbaar, maar de trend is duidelijk, er treedt een Doppler effect op door de bewegende ruimtelijke begrenzing, dat tot eerste orde intermodulatieprodukten leidt. Dus F- = Fh-Fl, F+ = Fh + Fl
Het artikel geeft ook meetresultaten, en enkele daarvan zijn:
Met een woofer B139 ( de KEF hyperelliptische woofer) en een 25 mm dome op 24 mm afstand in het midden daarvoor:
Fl= 50 Hz Fh= 3kHz, Xw=1mm P-/Ph = -14.8 dB, P+/Ph =-10.4 dB
Met een Uni-Q 20 cm woofer met zijn eigen tweeter:
Fl= 50 Hz Fh= 3kHz, Xw=1mm P-/Ph = -28.6 dB, P+/Ph= -30.7 dB
Het blijkt dat het effect bij grotere wooferconussen erger wordt, als de uitwijking gelijk is. Maar in de praktijk is de uitwijking bij een grotere wooferconus natuurlijk kleiner als we een even grote geluiddruk in het laag willen.
Als we de tweeter naar de rand van de woofer verplaatsen neemt de vervorming snel af. Voor de liefhebbers het hele verhaal op http://hdl.handle.net/10012/4496
groet, Tom

[Ronkel]

Ah, dus toch IM-vervorming door Dopplereffect. Komt eigenlijk ook allemaal ongeveer op hetzelfde neer, extra frequentiecomponenten. Dat artikel bedoelde ik ook inderdaad. Bedankt!

[Wieger61]

Ik neem dit oude draadje weer op met misschien wel interessante metingen aan de SEAS C16N001 16cm Excel coax (met Hypex UcD34 versterker en miniDSP HD 2e orde LR-filter op circa 2500Hz). Eerst heb ik met REW de 2e en 3e harmonische vervorming gemeten. Die blijven ongeveer onder de 0,2% behalve bij twee 3e orde-pieken door de cone-brake-up.

Vervolgens heb ik met SoudcardScope over USB-audio een signaal naar de luidspreker gestuurd met steeds een grondtoon van 100Hz plus een extra sinus met hetzelfde of 12dB lager niveau:
fo IHD
1) 1000 Hz : 0,9%
2) 1000 Hz -12dB : 2,5%
3) 4000 Hz : 1,1%
4) 4000 Hz -12dB : 4%

Bij 1000 Hz meet ik de intermodulatieproducten van de woofer, bij 4000Hz die van de tweeter, steeds met 100Hz op de woofer. Steeds is het totaalSPL gebracht op circa 85dBa op 50cm. Conclusie uit het rijtje: omdat in normale muziek het laag meestal luider is dan het hoog, is de IMD pittig hoog. De modulatie van de tweeter door de woofer zorgt voor meer IMD dan de Doppler-vervorming van alleen de woofer. Ik heb de resultaten niet kunnen vergelijken met die van een gewone tweewegluidspreker.

Overigens is de IHD van je oren nog veel hoger, heb ik een keer gelezen. Afhankelijk van de kwaliteit daarvan kan die belopen van één tot meerder tientallen procenten. Je kunt dat ook horen. Ga maar een keer luisteren naar een klassiek concert dat op bepaalde momenten zeer luid klinkt (tot 100dBA). Op die momenten klinkt de muziek onaangenaam schel. Helaas zijn musici geneigd steeds luider te spelen.

Disclaimer: de metingen zijn onder huiskameromstandigheden met eenvoudige middelen gedaan. De gebruikte meetmethode heb ik uit een wetenschappelijke artikel dat ik echter niet zo snel kan opduiken.

[richard]

De microfoon heeft tijdens de opname ook last van het doppler effect. Een ideale breedbander zou dat in spiegelbeeld moeten compenseren.
Wat betreft de coax; ik denk dat een filter meer roet in het eten gooit.

[Wieger61]

Ik heb nog nergens gelezen dat de IMD van een digitaal filter hoger is dan die van luidsprekers. De op één na grootste bron van IMD in mijn keten is de versterker, weet ik uit metingen: 0,15%

[richard]

De meeste luidsprekers maken van de oorspronkelijke golfvorm een zootje (weergave van blokgolven is zeldzaam). Het is de kunst om van dat zootje nog wat genietbaars te maken.

[Wieger61]

Volgens Linkwitz bepaalt het niveau van intermodulatievervorming de hoogte van het niveau waarop je naar de speaker prettig kunt luisteren. Hoe beter de luidspreker, hoe harder je hem kunt spelen zonder er last van te krijgen. Luider ervaar je dan als dichter bij de muzikanten.

[richard]

Als je muziek luider speelt verandert de hele verhouding tussen laag, midden en hoog. Laag en hoog zul bij luid spelen je relatief luider ervaren t.o.v. het midden.