MFB op impulsgecompenseerde woofers

[Pjotr]

Dit onderwerp is uit en te na bediscussieerd op MFBlabs.

Maar ook getest? Tot nu toe zie ik alleen een hoop commentaar en losse flodders van je en geen inhoudelijke concrete adviezen hoe een en ander aan te pakken of verwijzingen daar naar op MFBLabs.

[motoindo]

Ik ga zelf vooralsnog voor individueel gecorrigeerde woofers in aparte compartimenten om de gevolgen van product toleranties te minimaliseren, zeker wanneer er met budget drivers gewerkt wordt. En met de moderne TPA chips kost een extra kanaal bijna nix.

Maar met budget-drivers zou het (kostentechnisch) juist mooi zijn als met 1 opnemer kan worden volstaan. Juist voor zo'n configuratie zou nader onderzoek de moeite waard zijn, lijkt mij.

Ik heb het geprobeerd met een setje Little/One's waar ik een woofertje passief liet meelopen en was niet onder de indruk, het totaal laag klonk beduidend minder strak dan bij individueel gecorrigeerde units. Eerlijkheidshalve moet ik wel vermelden dat ik niets aangepast had in de tegenkoppel lus dus daar kan mogelijk een verbeter puntje zitten.

Ik gebruik bij het uitleggen van MFB vaak het voorbeeld van cruise control (CC), zo van dat de ingestelde snelheid behouden blijft of je nu heuveltje op of af gaat. Analoog daaraan kan je het meelopen van een woofer zien als het verbinden van het CC systeem van twee auto's waarbij de slave geen CC heeft maar meeloopt op de gaspedaal van de auto met CC. Zodra er ook maar een beetje verschil zit in massa, rol/lucht weerstand tussen de 2 zal de passieve voor/achter gaan lopen op die met CC. In een impuls gecompenseerde opstelling ziet de voorste driver ook een andere stralingsweerstand dan de achterste - een muur bijvoorbeeld. Dan is denk ik de winst die MFB biedt al snel minder, maar kan het natuurlijk fout hebben...

Wat betreft current drive, ik gebruik in al mijn scheppingen BTL eindtrappen die zoals Gerhard al aangaf zich niet lekker laten meten omdat je het vaste referentie punt van een single-ended eindtrap mist. Vandaar dat er in mijn spul vooralsnog geen currentdrive zit, ik ben wel zoekende naar een mooie oplossing die ik dacht gevonden te hebben in dit AKM chippie maar daar zegt Rob van dat ie teveel ruist. Ik denk er wel over om dat chippie alsnog toe te voegen aan de nieuwe EVE om ermee te kunnen spelen.

De laatste EVE heb ik trouwens kunnen terugtrekken voordat hij de bakkerij inging, toch nog een voordeel van het virus. Komt mooi uit omdat er nu toch nog wat verbeteringen/opties in kunnen zoals het AKM chippie.

[Pjotr]

Ja, in feite komt het er op neer dat 2 conusmassa's in 1 kast aan elkaar zitten met een veer er tussen, de lucht in de kast. In vergelijk met die 2 auto's zit daar dan geen trekkabel tussen de twee maar een stuk elastiek........... of eigenlijk veer.

[edit]
Vergeet al die magnetische stroomsensors. Ze zijn bedoeld voor motor control en ruisen allemaal te veel voor audio.

[ds23man]

Dit onderwerp is uit en te na bediscussieerd op MFBlabs.

Maar ook getest? Tot nu toe zie ik alleen een hoop commentaar en losse flodders van je en geen inhoudelijke concrete adviezen hoe een en ander aan te pakken of verwijzingen daar naar op MFBLabs.

Peter, zo als ik eerder zei heeft Rob diverse impulscompenseerde subs gemaakt met maar 1 sensor. En het functioneert gewoon zoals de theorie aangeeft of zit Rob zijn TU studenten een mouw op te spelden? En ik ben zelf momenteel met 1 bezig.

[ds23man]

Ik heb het geprobeerd met een setje Little/One's waar ik een woofertje passief liet meelopen en was niet onder de indruk, het totaal laag klonk beduidend minder strak dan bij individueel gecorrigeerde units. Eerlijkheidshalve moet ik wel vermelden dat ik niets aangepast had in de tegenkoppel lus dus daar kan mogelijk een verbeter puntje zitten.

In dezelfde kast?

Ik gebruik bij het uitleggen van MFB vaak het voorbeeld van cruise control (CC), zo van dat de ingestelde snelheid behouden blijft of je nu heuveltje op of af gaat. Analoog daaraan kan je het meelopen van een woofer zien als het verbinden van het CC systeem van twee auto's waarbij de slave geen CC heeft maar meeloopt op de gaspedaal van de auto met CC. Zodra er ook maar een beetje verschil zit in massa, rol/lucht weerstand tussen de 2 zal de passieve voor/achter gaan lopen op die met CC. In een impuls gecompenseerde opstelling ziet de voorste driver ook een andere stralingsweerstand dan de achterste - een muur bijvoorbeeld. Dan is denk ik de winst die MFB biedt al snel minder, maar kan het natuurlijk fout hebben...



Wat betreft current drive, ik gebruik in al mijn scheppingen BTL eindtrappen die zoals Gerhard al aangaf zich niet lekker laten meten omdat je het vaste referentie punt van een single-ended eindtrap mist. Vandaar dat er in mijn spul vooralsnog geen currentdrive zit, ik ben wel zoekende naar een mooie oplossing die ik dacht gevonden te hebben in dit AKM chippie maar daar zegt Rob van dat ie teveel ruist. Ik denk er wel over om dat chippie alsnog toe te voegen aan de nieuwe EVE om ermee te kunnen spelen.

De laatste EVE heb ik trouwens kunnen terugtrekken voordat hij de bakkerij inging, toch nog een voordeel van het virus. Komt mooi uit omdat er nu toch nog wat verbeteringen/opties in kunnen zoals het AKM chippie.

[ds23man]

Ja, in feite komt het er op neer dat 2 conusmassa's in 1 kast aan elkaar zitten met een veer er tussen, de lucht in de kast. In vergelijk met die 2 auto's zit daar dan geen trekkabel tussen de twee maar een stuk elastiek........... of eigenlijk veer.

Maar dan wel een hele stugge veer. Probeer maar eens een woofer in te drukken in een perfect luchtdichte kast. Als je niet al te idioot grote kasten gebruikt ( waarom zou je met mfb), gedragen de woofers als 1 systeem.

[motoindo]

In dezelfde kast?

Nee, twee afzonderlijke kasten als in het woofertje van het slave kastje parallel aan de master. 2 stuks in 2xVb heb ik nog niet getest.

Vergeet al die magnetische stroomsensors. Ze zijn bedoeld voor motor control en ruisen allemaal te veel voor audio.

Zet er ook wel een 0R1 bij, kan er gekozen worden.

[Henkjan]

Dit onderwerp is uit en te na bediscussieerd op MFBlabs.

Maar ook getest? Tot nu toe zie ik alleen een hoop commentaar en losse flodders van je en geen inhoudelijke concrete adviezen hoe een en ander aan te pakken of verwijzingen daar naar op MFBLabs.

Peter, zo als ik eerder zei heeft Rob diverse impulscompenseerde subs gemaakt met maar 1 sensor. En het functioneert gewoon zoals de theorie aangeeft of zit Rob zijn TU studenten een mouw op te spelden? En ik ben zelf momenteel met 1 bezig.

AFAIK is die sub van Jeroen (Daudio) ook met maar 1 sensor

[ds23man]

De oplossing van Rob van dit vraagstuk:

Mooie resultaten, de meeste opmerkingen zijn redelijk tot goed... Kijk zelf maar welke dat zijn en uiteraard hoor ik graag of jullie het met mijn analyse eens zijn.

Vraag 1: 1 of 2 sensoren.
In eerste instantie beschouw ik het systeem als ideaal, opgebouwd volgens het volgende “Lumped Element Model” Hierbij zijn beide drivers samen in een kast gebouwd:

Dualcone.PNG (11.52 KiB) 392 keer bekeken

Hierbij zijn m1 en m2 de beide conussen, die ieder aangedreven worden door een kracht vanuit de spreekspoel. k1 en k2 is de stijfheid van de rolrand en spider van beide conussen, c1 en c2 is de demping van beide drivers (groot bij spanningssturing en klein bij stroomsturing) en kair is de stijfheid van de lucht in de kast.

In het echte systeem zitten beide conussen aan weerszijden van elkaar in de kast

Dit mechanisch dynamische systeem is een vierde orde systeem en dat heeft twee eigenmodes, trilvormen die ieder apart bestudeerd kunnen worden met hun eigenfrequentie (vrije resonantie).

De eerste eigenmode met de laagste eigenfrequentie is die waarbij de conussen samen in de zelfde richting heen en weer bewegen, waarbij de lucht in de kast en dus ook kair niet wordt samengedrukt.
De totale bewegende massa m1+m2 werkt in deze eigenmode dus met de totale veerstijfheid k1+k2 wat een eigenfrequentie geeft van f=1/2π√((k1+k2)(m1+m2)) wat bij gelijke drivers (m1=m2 en k1=k2) het volgende resultaat geeft f=1/2π√(k/m). Dit is niet onverwacht gelijk aan de door de fabrikant in het datablad opgegeven resonantiefrequentie van de driver in de niet-ingebouwde toestand. Deze eigenmode wekt nagenoeg geen geluid op (dipool op ca 20 Hz) en is daarom minder schadelijk al moet je ervoor zorgen hem niet op te wekken.

De tweede eigenmode is de mode waarbij de conussen tegenovergesteld bewegen (bouncing) waarbij de luchtstijfheid kair wel een rol speelt en opgeteld wordt bij k1 en k2 wat een hogere eigenfrequentie geeft. Dit is dezelfde frequentie als wanneer een driver in een kast met het halve volume wordt gemonteerd.
In het geval dat dezelfde identieke drivers met een identieke kracht worden aangedreven, zodanig dat alleen de tweede eigenmode wordt geëxciteerd, dan zullen beide conussen exact de zelfde beweging maken en is een sensor voldoende om het gedrag van beide drivers te bepalen en in tegenkoppeling te corrigeren.

Je kan ook de kast splitsen in twee ruimtes met een tussenschot. Dat geeft exact dezelfde resultaten zolang je dat schot precies op de plek doet waar kair niet beweegt. Bij een volledig symmetrisch systeem is dat in het midden. Echter wanneer een van de massa’s kleiner is dan de andere dan zal die meer bewegen dan de zwaardere (zelfde kracht) en is het stilstaande punt op kair dus niet meer in het midden. Mocht je dan toch (zoals zovelen op het web beweren) besluiten om de drivers ieder in een gelijke kast te zetten terwijl de drivers niet meer identiek zijn (wat zo is, je hebt er immers een versnellingsopnemer ingebouwd wat zowel de massa, de stijfheid (draden) en wellicht de demping (isolatie, lijm) beïnvloedt) dan is je meting niet meer helemaal representatief voor de driver zonder sensor. Het meest ernstig is daarbij dat de resonantiefrequenties niet meer gelijk zijn wat vooral bij stroomsturing een issue is. Als je MFB regelaar dan de resonantiefrequentie van de gemeten driver compenseert dan krijg je bij de niet gedreven driver op die plek een dip met daar vlak naast een piek. En dat rond ca 40-50 Hz. Dat geeft een dramatisch slechte impulsrespons. Bij gedeelde kasten en stroomsturing moet je dus per kast een sensor met een eigen MFB feedbacklus gebruiken. Bij spanningssturing is het probleem een stuk kleiner doordat de resonantiepiek minder hoog is en daarmee kan je wel met aparte kasten werken en hebben de mensen op het internet dus gelijk omdat ze altijd met spanningsversterkers werken.

Bij inbouw in een gezamenlijke kast speelt dit probleem niet omdat ze dan samen één resonantiefrequentie hebben voor de tweede eigenmode, waarbij de gemeten conus hooguit ietsje minder beweegt dan de niet gemeten conus. Het totaalresultaat is echter nog steeds proportioneel met het gemeten signaal dus is één sensor voldoende.

Vraag 2: Spannings of Stroomsturing
Wanneer beide drivers gelijk zijn dan kan je zowel bij spannings als bij stroomsturing de drivers zowel in serie als parallel schakelen. Ze voeren immers dezelfde stroom en hebben dezelfde bewegings-EMK en dus dezelfde spanning (I*R+bewegings-EMK).
Bij afwijkende eigenschappen geeft dat een kleine fout waardoor het optimaal is om bij stroomsturing in serie te werken en bij spanningssturing parallel. Het is echter aanzienlijk minder erg om het anders te doen omdat dit alleen effect heeft op de demping van de resonantie maar niet op de eigenfrequentie. Dat is als volgt in te zien:
Bij spanningssturing krijgen beide drivers dezelfde spanning van de versterker. Als ze parallel staan "zien" ze elkaar niet eens door de 0 ohm impedantie van de versterker en is de demping van elke driver apart bepaald door hun bewegings-EMK (de snelheidsafhankelijke spanning die opgewekt wordt in de spreekspoel) en hun inwendige weerstand omdat de kortsluitstroom de bewegingsenergie in warmte omzet in de inwendige weerstand. Als ze in serie staan dan tellen hun bewegings-EMK waarden op maar ook hun inwendige weerstand. Als de ene conus een beetje meer beweegt en de andere een beetje minder dan is de som van de bewegings-EMK waarden vrijwel onveranderd en dus wordt er vrijwel evenveel energie uit de resonantie gedissipeerd in de beide serieweerstanden als wanneer ze parallel zouden staan.

Bij stroomsturing in serie krijgen beide drivers dezelfde stroom, ideaal dus. Parallel geschakeld wordt het iets ingewikkelder omdat er nu twee spanningsbronnen (bewegings-EMK) tegenover elkaar staan in een circuit en het verschil in spanning tussen beide drivers een stroom laat ontstaan door de som van beide inwendige weerstanden. Dit lijkt contra intuïtief omdat de spoelen parallel staan maar voor de bewegings-EMK staan ze in serie omdat de versterker daarvoor een hoogohmige belasting is en dus weggedacht kan worden. Bij 10% verschil in beweging (wat al veel is) krijg je een dempingskracht die 10% is van de waarde bij een spanningsversterker. Dus als bij spanningssturing de Q=0.7 zou zijn en bij perfecte stroomsturing Q=10 dan zou die door de 10% verschil gelijk aan Q=7 worden. In de praktijk zijn de verschillen kleiner.

Dan tenslotte vraag 3: Wat is beter? Een of twee sensoren
Bij inbouw in aparte kasten moeten bij stroomsturing aparte sensoren gebruikt worden tenzij de drivers perfect identiek zijn.
Dus wat kan er misgaan met één sensor in een gezamenlijke kast?
Bij grote uitslagen worden drivers extreem niet lineair. Als de sensor op de zwaarste conus zit zal de niet gemeten conus meer uitslag maken en dus meer vervormen. Bij 2 sensoren wordt de som van beide sensoren als gezamenlijk meetsignaal gebruikt waardoor de drivers samen door de regelaar worden gedwongen de extra vervorming van de lichtste conus te compenseren. Dat gaat prima omdat de totale geluidsdruk proportioneel is met de som van de beweging van beide conussen.
Het is dus van belang bij het toepassen van een enkele sensor de verschillen in eigenschappen niet te groot te laten zijn (<5%). Lichte sensoren, zoals Murata, zijn dus in het voordeel.

Samenvattend: Bij stroomsturing kan je twee drivers alleen maar bij elkaar in een kast doen. Omdat stroomsturing beter is door de lagere vervorming boven de resonantiefrequentie is dat de voorkeurssituatie bij MFB en twee drivers.

[ds23man]

In dezelfde kast?

Nee, twee afzonderlijke kasten als in het woofertje van het slave kastje parallel aan de master. 2 stuks in 2xVb heb ik nog niet getest.

Dan heb je zitten slapen tijdens het college van Rob.

[motoindo]

Dan heb je zitten slapen tijdens het college van Rob.

Testje was van voor de weekend opdracht, ben er al wat langer mee bezig

[ds23man]

Dan heb je zitten slapen tijdens het college van Rob.

Testje was van voor de weekend opdracht, ben er al wat langer mee bezig

Ja ik ook, in 2002 was ik al aan het rommelen met een piezo gelijmd in de dome samen met de Elektuurschakeling....

[jeroen_d]

In dezelfde kast?

Nee, twee afzonderlijke kasten als in het woofertje van het slave kastje parallel aan de master. 2 stuks in 2xVb heb ik nog niet getest.

Dit zou dan, omdat jij spanningsturing gebruikt, toch geen probleem moeten zijn tenzij de woofers erg afwijken onderling.

[Hans Nootdorp]

Ik heb wel wat aangeslingerd...
Ik zal mij er eens verder in de impementatie gaan verdiepen. Ik ga dan voor 1 woofer met sensor in impulsgecompenseerde set-up.

Is het ook zo dat de winst kwa vervormingsreductie door MFB bij een impulsgecompenseerde set-up kleiner is dan bij een enkele woofer?

[Pjotr]

Je kast gaat er niet minder van schudden maar het zou best wel eens kunnen.

[jeroen_d]

Nee maakt niks uit impulscompensatie vermindert de vervorming niet

[SSassen]

Nee maakt niks uit impulscompensatie vermindert de vervorming niet

Nee, maar als je één woofer fysiek omdraait, dan zou je een reductie in vervorming, veroorzaakt door niet-lineariteiten in de ophanging, moeten zien. Esthetisch gezien is dat natuurlijk niet de fraaiste oplossing, en Hans kennende wordt dat 'm niet, toch Hans?

[motoindo]

Dit zou dan, omdat jij spanningsturing gebruikt, toch geen probleem moeten zijn tenzij de woofers erg afwijken onderling.

Late reactie - zit midden in een verherbouwing dus weinig tijd - ja, is ook iets wat nog op mijn lijstje staat voor nader onderzoek, vooral ook omdat die SDX10 set uit mijn andere topic zich perfect leent voor een mooi testje van een en ander. Lijkt me ook leuk om wanneer het ding helemaal in elkaar zit er met wat meer mensen een oordeel over te vellen tijdens het switchen van master/slave naar master/master en master/slave met de ClingOn's parallel. Rene@labs, ik app je deze week voor een meet date

Nee maakt niks uit impulscompensatie vermindert de vervorming niet

Niet uit de driver nee maar wel qua kasttrillingen toch, als in de overdracht van gedreun van kast naar de vloer ?

reductie in vervorming, veroorzaakt door niet-lineariteiten in de ophanging, moeten zien.

Er vanuit gaande dat beide drivers exact hetzelfde ophang gedrag hebben ?

Esthetisch gezien

Smaak, vind de achterkantjes van die SDX10 wel iets hebben, mooie blauwe ledjes erbij

[ds23man]

Impulscompensatie heeft wel degelijk een effect op de vervorming:

3. Non-linear deformation and reaction forces.
• High forces can distort the diaphragm in a very non-linear way, both
statically, called buckling and dynamically, called breakup.
• Equally high reaction forces on the stationary part of the actuator will
excite audible vibrations of the enclosure and the loudspeaker frame.



En:

4.2 Reaction Forces
Any actuator will exert two opposite forces, following Newton’s laws. One force is
exerted to the mover and the equal but opposite reaction force is exerted to the stator.
In the case of a loudspeaker driver, the mover is the diaphragm and the stator is the
supporting frame, which is rigidly mounted to an enclosure. Fortunately with a low
frequency loudspeaker a large part of the force on the diaphragm is used to overcome
the stiffness of the air and the surround which leads this force towards the enclosure
where it cancels part of the reaction force. The remaining force, which is used for
acceleration of the diaphragm and for generating the sound pressure in the air, will
however also generate a remaining reaction force, which is exerted on the enclosure
and can be transferred unwillingly to other places, like the floor and the neighbours.
The floor will act like an unwanted diaphragm, creating sound with rattle. It will
excite cupboards with glasses and no one will be happy with the tinkling sound
and an angry neighbour. The problem can however be solved completely when two
loudspeaker drivers are combined in the same enclosure mounted opposite to each
other, either outwards, like on both ends of a pipe, or inwards like with the design
shown in Figure 9. For this reason this concept is used in two other white papers.

Bron:

https://rmsacoustics.nl/papers/whitepaperdistortion.pdf

[Hans Nootdorp]

Nou, dat is dan weer duidelijk....Het bevestigt mijn vermoedens / eigen redenatie.
Het antwoord op mijn vraag is dus: nee.

[SSassen]

reductie in vervorming, veroorzaakt door niet-lineariteiten in de ophanging, moeten zien.

Er vanuit gaande dat beide drivers exact hetzelfde ophang gedrag hebben ?

Als je twee dezelfde drivers hebt uit dezelfde batch van een betrouwbare fabrikant mag je daar wel vanuit gaan.

Esthetisch gezien

Smaak, vind de achterkantjes van die SDX10 wel iets hebben, mooie blauwe ledjes erbij

Je bedoelt om dat ‘Made in China with lowest quality parts’ gevoel te geven? ...

[ds23man]

Nou, dat is dan weer duidelijk....Het bevestigt mijn vermoedens / eigen redenatie.
Het antwoord op mijn vraag is dus: nee.

Het lastige is dat het een niet te kwantificerende vervorming is omdat je te maken hebt met de ruimte als variabele.

[Hans Nootdorp]

Nee maakt niks uit impulscompensatie vermindert de vervorming niet

Jeroen: heb ik het goed begrepen dat jij in 1 van jouw speakers 2 woofers hebt, waarvan 1 met MFB--opnemer uitgevoerd (en met goede resultaten) ?

[motoindo]

Je bedoelt om dat ‘Made in China with lowest quality parts’ gevoel te geven? ...

TjeeBL doet het ook:

[SSassen]

Je bedoelt om dat ‘Made in China with lowest quality parts’ gevoel te geven? ...

TjeeBL doet het ook:

tjeebl.png

Afzichtelijk! ...