Parameters PR achterhalen

[rho]

Ik zou een WinISD simulatie willen doen met een Seas L26ROY en bijhorende PR (SL26R), maar Qms ontbreekt in de parameter-set uit de datasheet van Seas.
Kan ik die zelf berekenen aan de hand van de beschikbare gegevens of zijn er andere omwegen om daar achter te komen? (zonder de PR in mijn bezit te hebben uiteraard)

[Pjotr]

Nee, helaas kun je dat niet. Die hangt van de mechanische verliezen af. Ik zou in WinISD een aantal waarden proberen van tussen de 3 en 10. Zul je zien dat het bij hogere waarden niet zo veel meer uitmaakt.

[Edit]
Hier geeft Madisound een Qms van 14: http://www.madisoundspeakerstore.com/ap ... to-l26roy/ Hij hangt ook af van Mms, dus een vaste waarde is moeilijkl te geven voor een PR als je nog met de massa gaat spelen.

[rho]

Ik heb ondertussen gevonden dat ze bij Madisound een waarde van 14 adverteren.

Bij Seas zelf zeggen ze dat de PR ontworpen is om een afstemming 26Hz opleveren in een kastje van 40Hz.
Dat krijg je in WinISd niet als resultaat als je de gegevens uit de datasheet invoert en een Qms van 14 gebruikt.

In de HobbyHifi geven ze een kastje van 43 liter en een afstemming van 25Hz op. Dat zou een -3dB punt rond 23Hz opleveren.
Ik probeer dat eens te evenaren met een PR. (vanwege die ultra lange BR-poort die nodig zou zijn in zulke applicatie)
Dat lukt dus niet als je WinISd gebruikt als simulator.

[Tom Magchielse]

Het is altijd lastig iets uit te rekenen met zo weinig gegevens. Je gaat er kennelijk van uit dat we de Seas L26ROY zelf opzoeken? De gepubliceerde gegevens zijn niet helemaal consistent.
Hoe dan ook, als we uitgaan van:
Cms = 044 mm/N en Cmp=0.792 mm/N,
Mms=107 g en Mmp = 50 g,
Sd = Sp = 363 cm2
Qms= 4.2 en Qmp=2
Rms= 3.7 en Rmp=3.9
fms=23.2 Hz en fp=25.7 Hz, dan krijgen we met de formules van Nomura en Kitamura een keurig vlakke karakteristiek tot 25 Hz (-3dB) . De kastverliezen (lekken) dienen zeer gering te zijn. Ongetwijfeld zullen er ook andere mogelijke afstemmingen zijn, maar dit komt in de buurt van wat je opgeeft.
groeten,
Tom
litt. IEEE Transactions on audio and electroacoustics vol AU-21 N0.5 october 1973 Y.Nomura & Z.Kitamura:
"An analysis of design conditions for a phase-inverter speaker system with a drone cone"

[Pjotr]

Hallo Tom,

Opmerkelijk dat je de artikelen van Richard Small niet noemt die hij in zijn inmiddels befaamde reeks schreef:

"Passive-Radiator Loudspeaker Systems Part 1: Analysis" by Richard H. Small
Publication: Vol. 22, No. 8 of Journal of the Audio Engineering Society
New York: Audio Engineering Society, 1974

"Passive-Radiator Loudspeaker Systems Part 2: Synthesis" by Richard H. Small
Publication: Vol. 22, No. 9 of Journal of the Audio Engineering Society
New York: Audio Engineering Society, 1974

Kun je zo in je MathCadje gooien

Overigens is de Qm van de PR vrij hoog en heeft die niet veel invloed meer op de afstemming.

[rho]

Ik heb geprobeerd met de gegevens uit de datasheet van de Seas L26ROY
En de data die HobbyHifi zelf gemeten heeft:
Re = 3,0 ohm
Le = 0,26mH
Fs = 26 Hz
Qms = 4,6
Qes = 0,38
Qts = 0,35
Sd = 346 cm²
Vas = 61 l
Cms = 0,36 mm/N
Mms = 107 g
Rms = 3,7 kg/s
BL = 11,6 N/A
Hg = 10 mm
Xmax = 14 mm

Beide gecombineerd met de gegevens van de PR.

Tom, mijn bedoeling was niet om te vragen of jullie even voor mij een geschikte afstemming zouden gaan simuleren. Zou zou gewoon willen weten waar om die verschillen optreden.
Maar ik waardeer het wel dat je het even hebt nagerekend.
Ik neem aan dat je de 40 liter die Seas opgeeft hebt aangehouden?

Ik heb eigenlijk nooit echt veel gesimuleerd, behalve de dingen die je met WinISD kan doen. Maar ik merk dat die simulaties verder van de werkelijkheid liggen dan wat meer gesofisticeerde simulatie pakketten van tegenwoordig.

Pjotr, Tom, ik zal die publicaties eens moeten lezen. (voor zover ik ze zal begrijpen, maar dat zal wel meevallen )
Bedankt alvast om me in de juiste richting te wijzen.

edit: Ik kan blijkbaar geen van die 3 publicaties lezen. Tot de laatste 2 heb ik geen toegang. De eerste pdf wil niet openen.

[Pjotr]

Pjotr, Tom, ik zal die publicaties eens moeten lezen. (voor zover ik ze zal begrijpen, maar dat zal wel meevallen )
Bedankt alvast om me in de juiste richting te wijzen.

edit: Ik kan blijkbaar geen van die 3 publicaties lezen. Tot de laatste 2 heb ik geen toegang. De eerste pdf wil niet openen.

Doe maar niet Rho, ze zijn net zo abstract als de BR artikelen Een PR is in feite overeenkomstig (maar niet hetzelfde) als een BR. Het is eigenlijk een kleine uitbreiding daarop mathematisch gezien.

Volgens mij hanteert WinISD wel de berekeningen volgens Small zoals in die artikelen. Als Small er toen naast gezeten zou hebben was in hij de afgelopen 40 jaar teruggefloten. Vreemd dat je er met WinISD wat anders uit krijgt. Nou moet ik wel zeggen dat wat fabrikanten opgeven aan afstemmingen veelal een te kleine kast is met een "boem-boem" afstemming.

[rho]

Waar resulteren die "grote" verschillen dan uit als je WinISD vergelijkt met b.v. AJHorn?
Er moet dan toch een redelijk verschil zijn in de modellen die gebruikt worden bij de berekeningen. Ik weet dat WinISD bepaalde zaken niet of minder in rekening neemt. Zou je daarvoor kunnen compenseren door de parameters een beetje aan te passen als je ze ingeeft?

Het is mijn bedoeling om met een 10" + PR zo dicht mogelijk bij een -3dB van 20Hz te geraken. (zodat ik later zo weinig mogelijk moet compenseren als ik ze werkelijk ga bouwen en redelijk grote zekerheid heb dat mijn doel ook bereikt kan worden)
Volgens wat men voorschrijft in HH zou dat o.a. met de Seas L26ROY in een BR kastje moeten lukken. Dus zou dat ook met een PR moeten mogelijk zijn. (en dan nog binnen de maximale afmetingen die ik mezelf opleg)
Als ik dan met WinISD wil verifiëren blijk ik nooit echt te geraken waar ik wil zijn.

Misschien gewoon maar afgaan of wat Seas beloofd en de metingen en simulaties van HH en dan met b.v. REW later de uiteindelijke afstemmingen perfectioneren?

Ahja, best even vermelden dat de sub voornamelijk voor films gebruikt gaat worden, de woonkamer niet uitermate groot is en we niet op erg hoge geluidsniveaus kijken/luisteren. Dan moet een 10" met een degelijke X-max en één PR wel volstaan.
Ik ben van plan om het ding aan te vuren met een Inuke1000DSP van Behringer. Aan vermogen zal ik dus geen gebrek hebben en de ingebouwde DSP zal de nodige compensaties wel voor zich kunnen nemen.

[b_force]

Er zitten sowieso al verschillen in hoe de programma's omgaan met de Q van de kast, dempingsmateriaal etc.
(voornamelijk welke waarde ze daarvoor gebruiken)
Daarnaast gaan de programma's iets anders om met de Le.
Dure pakken zijn echt niet veel meer "gesofisticeerd" dan WinISD.
(helaas proberen ze dat, mede door/met de prijs, wel doen geloven)

Voor een subwoofer voor films zou ik trouwens absoluut geen PR adviseren.
De xmax van de PR is in veel gevallen de limiterende factor, sowieso zonder dergelijk highpass/subsonic filter.
Mijn voorkeur zou dan een BR zijn met een goed ingesteld highpass filter om de uitwijking onder de afstem freq nog enigszins in de kiem te smoren.

[rho]

Bij de Seas blijkt de X-max van de PR dubbel zo groot te zijn dan die van de driver. (gelijk aan de Xlim van de driver, wat logisch is)
Als ik afga op wat WinISD als resultaat geeft met de Seas combinatie in een 40 l kastje dan is de Xmax van de driver limiterend.
Seas raad ook 2 PR's aan, enkel als je graag erg luid speelt. Dat komt hier eigenlijk nooit voor.

Denk je dat de verliezen die optreden in een erg lang BR kanaal de prestaties niet in de weg zullen staan in dit geval?
HH raad het af. (maar die verkondigen natuurlijk ook geen absolute waarheid)

[Pjotr]

Hallo Bart,

Kopt, normaliter neem je voor de Sd van een PR ook 2x de Sd van de speaker om het meeste profijt van een PR te hebben. Maar er zijn gevallen waar een BR poort niet meer fatsoenlijk past in de kast en dan kan een PR een goed alternatief zijn.

[Tom Magchielse]

Hallo Tom,

Opmerkelijk dat je de artikelen van Richard Small niet noemt die hij in zijn inmiddels befaamde reeks schreef:

"Passive-Radiator Loudspeaker Systems Part 1: Analysis" by Richard H. Small
Publication: Vol. 22, No. 8 of Journal of the Audio Engineering Society
New York: Audio Engineering Society, 1974

"Passive-Radiator Loudspeaker Systems Part 2: Synthesis" by Richard H. Small
Publication: Vol. 22, No. 9 of Journal of the Audio Engineering Society
New York: Audio Engineering Society, 1974

Kun je zo in je MathCadje gooien

Overigens is de Qm van de PR vrij hoog en heeft die niet veel invloed meer op de afstemming.

Helemaal waar, dat heb ik ook gedaan. De berekening van Small bevatten een aantal vereenvoudigingen die leiden tot een nogal gesimplificeerd resultaat, de formules van de Japanners zijn volgens mij betrouwbaarder.
groeten,
Tom

[Pjotr]

Hoe bedoel je dat Tom? Enige verschil met een BR is, is dat een PR een veerconstante heeft en een BR poort heeft dat niet. Dat heeft Small toch netjes gedaan? Heb die artikelen nu niet bij de hand maar volgens mij is er niets mis met Small zijn model. Dan zou zijn model voor een BR ook geen juiste resultaten op leveren.

Overigens zijn die modellen sowieso ideale simplificaties en m.i. goed genoeg.

[Tom Magchielse]

Small presenteert een compleet vervangingsschema van een ABR systeem, laat daaruit vervolgens alle weerstanden die verliezen representeren ( kastlek, kastabsorptie, wrijvingsverliezen in de PR) weg, en geeft de formules die je dan krijgt. Nomura en Kitamara hebben het zichzelf veel moeilijker gemaakt door alle verliezen (behalve lek in de kast) wel mee te nemen. Als je van beide versies de karakteristiek plot, zie je dat het vooral aan de rand van de doorlaatband aardig wat ( ettelijke dB's ) kan uitmaken, als je Q-factoren tusssen 5 en 10 invoert. Vergelijk het met de gewone BR, waar je bij extreme Chebyshev-afstemmingen zult zien dat de Q van de poortresonantie een flinke invloed krijgt op de karakteristiek aan de rand van de doorlaatband. (Die Qp laat Small ook nog wel eens weg.) De Japanners geven bovendien curves om de parameters van het systeem optimaal te kiezen voor Butterworth en Chebyshev gedrag in de doorlaatband, ongeveer zoals de ontwerpcurves die Small ook geeft voor basreflexkasten.
Dat maakt hun artikel het lezen waard.
En over weglaten gesproken: in de formule voor de karakteristiek van de BR komt in de teller een derde-orde term voor, die zowel Thiele als Small altijd weglaten. Dit heeft vrijwel geen effect op de amplitudekarakteristiek, maar een vrij sterk effect op de voorspelde groeplooptijd in het diepe laag. Weglaten is oppassen geblazen..
groet,
Tom

[Pjotr]

Ok duidelijk Tom. Als ik eens tijd heb zal ik het er eens op na slaan. Zelf heb ik het idee dat het in de praktijk niet zoveel uit zal maken omdat al die verliezen toch moeilijk van te voren in te schatten zijn en het uiteindelijk op nameten en bijstellen aan komt.

Heb zelf 15 jaar geleden een elektro-mechanisch model gemaakt (dus geen elektrisch equivalent) ervoor omdat er eigenlijk niets voorhanden was en waar wel al die verliezen inzitten incl. kastlek. Maar het blijft dan toch ook schatten.

Belangrijkste is toch of het allemaal een beetje in verhouding is en de notch ver genoeg weg blijft. Die notch maakt toch een puinhoop van de GD

[Tom Magchielse]

De xmax van de PR is in veel gevallen de limiterende factor, sowieso zonder dergelijk highpass/subsonic filter.
Mijn voorkeur zou dan een BR zijn met een goed ingesteld highpass filter om de uitwijking onder de afstem freq nog enigszins in de kiem te smoren.

De volume-snelheid in het diepe laag ver onder de afsnijfrequentie is voor de conus en de PR gelijk. De uitwijking van de PR volgt een low-pass functie, die van de conus ook, maar de conus vertoont daarbij een dip op de resonantiefrequentie die bepaald wordt door de massa van de PR en de veerkracht van de lucht in de kast plus de ophangingstijfheid van de PR. Hebben beide (conus en PR) hetzelfde oppervlak, dan zijn de uitwijkingen ook gelijk, behalve in de buurt van die resonantie, waar de conusuitwijking een dip vertoont. De diepte van die dip wordt mede bepaald door de kastverliezen.
Is het oppervlak van de PR groter dan dat van de conus, dan is zijn uitwijking zeker lager.
Een prettige bijkomstigheid is dat de uitwijking van de conus in het subsonische gebied bij een ABR-kast lager is dan hij bij een even grote basreflexkast zou zijn, omdat de PR hier een tegenkracht kan leveren die een reflexpoort niet heeft. De basreflexkast is "open", de ABR is maar "half open".
Waar die angst voor te grote uitwijkingen van de PR vandaan komt, blijft onduidelijk.
groet,
Tom

[Pjotr]

Waar die angst voor te grote uitwijkingen van de PR vandaan komt, blijft onduidelijk.
groet,
Tom

Niet-lineariteit van de ophanging misschien --> vervorming? Die bereikt bij grote uitslagen snel zijn grenzen.

De compliantie van de PR zorgt ook voor een dip in de totale overdracht (elliptische responsie) en als die dip te dicht bij de doorlaatband komt zorgt dat voor een erg steile afval en erg nare GD. Dat heeft een BR niet. Die compliantie moet daarom eigenlijk zo groot mogelijk zijn. Het verbaast mij dat bij veel commerciële PR's die compliantie helemaal niet zo groot is. Kennelijk maakt het in dat gebied niet veel uit als het maar druk oplevert

[rho]

Bij de Seas ligt de Cms voor PR en driver gelijk. Dat hebben ze dus heel netjes gedaan dan.
Is het niet zodat op de afstemfrequentie van het systeem nu net de slag het grootste is bij de PR en minimaal is bij de driver?

[b_force]

Waar die angst voor te grote uitwijkingen van de PR vandaan komt, blijft onduidelijk.
groet,Tom

Dat is een kwestie van veel systemen bekijken, simuleren en mensen die komen vragen of er een oplossing is omdat hun PR subwoofer iedere keer tegen de xmax aanloopt.
Je ziet dat de uitwijking van de PR beneden een bepaalde frequentie ineens omhoog schiet.
Dan heb ik het trouwens over een subwoofer (met een lowpass rond de 50-80Hz ofzo)

Bij een Seas L26ROY zal het denk ik wel meevallen, aangezien de problemen dan in het subsonische deel komen (20Hz of lager).
Met een Dayton SD215PR is dat een ander verhaal.
Dat komt waarschijnlijk ook omdat deze een Q heeft van maar 2.
De dip die je dus krijgt is veel minder diep dan een BR.
De PR begint dan rond de 25-30Hz tegen zijn maximale aan te lopen.
Voor muziek niet echt een issue, maar voor films kan dat een ander verhaal zijn.
Dat geldt voor een combinatie met bijvoorbeeld een Mivoc AW2000 en Dayton 215PR helemaal.
Het hangt er een beetje vanaf hoe je hem afstelt, maar limiet ligt al snel bij 30Hz zonder enige bescherming met bv een correct highpass filter.

MaxSPL ligt in een PR kast met die drivers rond de 98dB.
Zou je kiezen voor een BR oplossing, dan ligt je maxSPL zo rond de 102dB
Dat verschil noem ik niet niks.

[Pjotr]

Kun je dat eens laten zien aan de hand van simulaties Bart? Misschien wordt het wat duidelijker. Ik kan nu niet goed volgen wat je bedoelt.

[Marp]

mensen die komen vragen of er een oplossing is omdat hun PR subwoofer iedere keer tegen de xmax aanloopt.

Met het stellen van die vraag valt het toch wel mee? Althans, op dit forum.

Dat geldt voor een combinatie met bijvoorbeeld een Mivoc AW2000 en Dayton 215PR helemaal.

Een woofer die om een hogere afstemming vraagt dan het aangeboden signaal, vereist inderdaad eerder bescherming en/of inleveren van wat SPL. Dat is dan eigenlijk meer een gevolg van de gekozen woofer. Doordat je daarmee al snel in het ongecontroleerde gebied beland denk ik dat dan de niet-lineariteit van de PR opspeelt, zoals Pjotr al noemde. Door de PR in deze situatie meer oppervlak te geven voorkom je dus dat deze de limiterende factor wordt, zodat meer de Xmax van de woofer bepalend blijft voor het bereiken van grenzen.

Is het dan echter nog steeds zo dat de een systeem met PR een lagere MaxSPL oplevert dan BR? Ik kan me dat moeilijk voorstellen.

[Pjotr]

Zie het zo Marp (Tom geeft het al duidelijk aan) voor een bepaalde SPL bij een bepaalde frequentie heb je een hoeveelheid verplaatste lucht nodig: k x Sd x Xd.

Xd is bij een PR begrensd door zijn X_max en wordt op een geven moment ook niet-lineair. Bij een BR is die Xd niet of nauwelijks begrensd, al spelen daar weer factoren als maximale luchtsnelheid in de poort. In principe staat op de PR/BR resonantie de conus van de speaker stil en zou je theoretisch in het ideale geval die Xd onbeperkt groot kunnen laten worden op die frequentie.

[Marp]

Dat verklaart ook wel waarom in uiterste situaties een wat grotere PR gewenst kan zijn. De vraag aan Bart was ook meer om te kunnen uitsluiten dat een PR geen SPL-beperkende hoeft te zijn, mits wordt gekozen voor de juiste afstemming en driver/PR-combinatie, danwel een grotere PR wordt toegepast.

Dit ter voorkoming dat iemand al te stellig de conclusie zou trekken dat BR een hogere SPL toelaat dan een PR.

[Pjotr]

Ja dat klopt. Die X_max wordt ook in toom gehouden door de verliezen en dus de totale Q. En zowel bij een PR als een BR zijn dat hoofdzakelijk de verliezen in de speaker zelf op de BR/PR resonantie.

[Pjotr]

Bij de Seas ligt de Cms voor PR en driver gelijk. Dat hebben ze dus heel netjes gedaan dan.
Is het niet zodat op de afstemfrequentie van het systeem nu net de slag het grootste is bij de PR en minimaal is bij de driver?

Grappig, het lijkt er op dat ze bij Seas voor een serie L26ROY magneten te kort kwamen er toen maar PR's van gemaakt hebben

Ze zijn verder volstrekt identiek, zelfde conus, zelfde ophanging en zelfde korf. Alleen bij die PR hebben ze wat massa aan de conus toegevoegd. Eigenlijk haal je zo geen winst uit een PR als je Sd en X_max hetzelfde laat zijn. Enige is dat je meer rendement haalt t.o.v. een CB en wat lager kunt komen. Maar niet met de bijbehorende SPL.

Overrigens kloppen de opgegeven parameters van de PR niet goed. Met een VAS van 93L en en Fs van 16 Hz kom ik op een Mms van 200 gr.