Ηχείο O.B.1 (Ανοιχτής Μπάφλας)

[PeterMeni]

Για να αναπτυχθεί κάποιο σοβαρότερο θέμα από τις μπόρνες του ηχείου, και μιας και μου αρέσουν οι μετρήσεις, ας δούμε τι συμβαίνει με την εμπέδηση του 15 inch woofer.

Δυο γενικές παρατηρήσεις για να μπούμε στο πνεύμα...
Στα μεγάφωνα η κλίση της καμπύλης αντίστασης αυξάνει όσο μεγαλώνει η συχνότητα που τα τροφοδοτούμε.
Αυτό συμβαίνει διότι το πηνίο φωνής τους από κάποια συχνότητα και επάνω, αναλόγως της τιμής του Le, συμπεριφέρεται καθαρά σαν επαγωγικό στοιχείο.
Αυτή η ιδιότητα του μεγαφώνου δυσχεραίνει την λειτουργία του φίλτρου διαχωρισμού σε κάποιες περιπτώσεις, καθώς και την όλη συμπεριφορά του ηχείου μας.
Προσπαθούμε τότε να επιτύχουμε μια όσον το δυνατόν σταθερή καμπύλη αντίστασης, κάνοντας χρήση ενός κυκλώματος RC γνωστού ως Zobel.

Στο παρακάτω διάγραμμα φαίνεται η αρχική καμπύλη αντίστασης του μεγαφώνου (πορτοκαλί χρώμα) καθώς και πως αυτή διαμορφώθηκε μετά την προσθήκη του Κυκλώματος Αντιστάθμισης (πράσινο χρώμα).

Οι μετρήσεις στην απόκριση συχνότητας συνολικά του ηχείου αλλά και στην εμπέδηση του, μου έδειξαν πως ευνοείται η κατασκευή με την χρήση <<Αντιστάθμισης Αντίστασης>> στο woofer, γιαυτό και το RC ενσωματώθηκε στο κύκλωμα διαχωρισμού.

Δυο λόγια για τα υλικά που δίνουν το παραπάνω αποτέλεσμα...
Στο διαδίκτυο υπάρχουν διάφορα προγράμματα υπολογισμού <<Κυκλώματος Αντιστάθμισης>>.
Βάζοντας τα χαρακτηριστικά του μεγαφώνου παίρνουμε αποτέλεσμα για 7,35 Ωμ αντίσταση και 15,5 μF πυκνωτή.
Μετά από δοκιμές που έκανα κατέληξα στην τιμή αντίστασης των 7,35 Ωμ, χρησιμοποιώντας παράλληλα τρεις αντιστάσεις των 22 Ωμ, ενώ για την τιμή του πυκνωτή βρήκα καταλληλότερα τα 24 μF.
Ενδέχεται να το παιδεύσω λιγάκι ακόμα με τις τιμές...

 

[PeterMeni]

Και ενώ λοιπόν με τη χρήση του κυκλώματος zobel έγινε εύκολη η ζωή του φίλτρου διαχωρισμού, τα παράπονα έρχονται πλέον από τον ενισχυτή!
<<Καλά, στο φίλτρο έκανες εύκολη τη ζωή>> λέει, <<εμένα έτσι θα με αφήσεις με τον συντονισμό του μεγαφώνου να μου δυσκολεύει τη ζωή;>>.
Ένα δίκιο το έχει εδώ που τα λέμε...

Οι ενισχυτές, γενικά, είναι σταθεροί τύποι και δεν αρέσκονται σε μεταβολές. Οι μεταβολές της αντίστασης, αλλά περισσότερο της φάσης, τους ζορίζουν και κάνουν δύσκολη την ζωή τους.

Βλέπουμε στο παραπάνω διάγραμμα ότι η τιμή της αντίστασης από κατασκευής του μεγαφώνου είναι τα 30 Ωμ και κάτι λιγότερο μετά την προσθήκη του Zobel.
Η δε φάση στο αρνητικό της πρόσημο (χωρητικά) πλησιάζει επικίνδυνα τις 45°, όπου είναι το γενικά αποδεκτό όριο φάσης.

Εκεί, στις 45 μοίρες δηλαδή, το μεγάφωνο μας δέχεται την μισή ενέργεια που παράγει ο ενισχυτής μας, ενώ η άλλη μισή καταναλώνεται στο στάδιο εξόδου της βαθμίδας ισχύος, ταλαιπωρώντας την.
Σε μια ακραία τιμή φάσης ας πούμε τυχαία τις 68°, μόλις το 12% της ισχύος θα φτάσει στο μεγάφωνο μας, ενώ το υπόλοιπο 88% θα καταναλωθεί στην έξοδο του ενισχυτή!!

Για την περίπτωση λοιπόν που ένας ασθενικός ενισχυτής, αμάθητος στην ταλαιπωρία, κλιθεί να οδηγήσει το ηχείο, προστέθηκε παράλληλα στο woofer ένα συντονισμένο κύκλωμα, που επεμβαίνει στην συχνότητα συντονισμού του.
Η τελική μορφή εμπέδησης του μεγάλου woofer της Eminence, μετά από τις διορθώσεις, έχει την παρακάτω μορφή:
(πράσινη η τελική καμπύλη, πορτοκαλί η αρχική του 15ιντσου)

Παρατηρούμε ότι υπάρχει μια μικρή περιοχή που η αντίσταση πέφτει μεν ελαφρώς κάτω από τα 5 Ωμ, αλλά τα κύρια οφέλη έρχονται από την φάση, που πλέον στην χειρότερη της απόκλιση είναι μόλις 16,7 μοίρες!

 

[SOCO]

Μου φαινεται οτι χρειαζομαι και εγω κατι τετοιο στο σαμπ που εφτιαξα ..αλλα ειχα κολλησει στη μετρηση της αντιστασης και το αφησα...εαν ειναι θα γραψω εκει καποια στιγμη για διευκρινησεις...
Ερωτηση το qts του μεγαφωνου επηρεαζεται απο το κυκλωμα?

 

[SOCO]

Οι δε τιμες των υλικων(δεν αναφερομαι σε ευρω ..μονο ) θα πρεπει να ειναι μεγαλες, π.χ. πηνιο 20-30 mh, πυκνωτες 300-500mf?
και φυσικα δεν ειναι μονο αυτο γιατι εδω απο τη στιγμη που μετρας και δεν ακολουθεις πιστα calculators θα πρεπει να εχεις καβα υλικα να αλλαζεις,προσθετεις,αφαιρεις ...εδω η εμπειρια αλλα και το καταλληλο calculator σε βοηθα να μην εχεις αποκλισεις ,και στο κυνηγι του απολυτου να προσθεσεις μικρες αξιες(νουμερα) υλικων ...
A , κατι αλλο χρειαζοταν το ζομπελ απο τη στιγμη που θα κοπει στα 200hz?

 

[PeterMeni]

Μου φαινεται οτι χρειαζομαι και εγω κατι τετοιο στο σαμπ που εφτιαξα ..αλλα ειχα κολλησει στη μετρηση της αντιστασης και το αφησα...εαν ειναι θα γραψω εκει καποια στιγμη για διευκρινησεις...
Ερωτηση το qts του μεγαφωνου επηρεαζεται απο το κυκλωμα?

Με το Qts του μεγαφώνου ασχολήθηκα μόνο όταν ήρθε στα χέρια μου πέρυσι το καλοκαίρι και η τιμή που μέτρησα ήταν ελαφρώς μικρότερη της αναφερόμενης από την εταιρία, αν θυμάμαι καλά 1,07.

 

[PeterMeni]

Τα συμπεράσματα από τα φίλτρα που περιγράφω στις απαντήσεις 21 και 22 είναι τα εξής :

Το <<Κύκλωμα Αντιστάθμισης>> (απάντηση 21) είχε θετική επίδραση σε κάθε περίπτωση.
Και βελτίωσε την καμπύλη απόκρισης στο σημείο διαχωρισμού σε επιθυμητά επίπεδα και βοήθησε την εμπέδηση.
Αυτό, γιατί ουσιαστικά επεμβαίνει στην περιοχή άνω των 350 κύκλων, έξω δηλαδή από το φάσμα του woofer και μόλις προλαβαίνει να επέμβει στο σημείο διαχωρισμού με το 8ιντσο.
Για τον λόγο αυτό και ενσωματώθηκε, όπως αναφέρω στο κροσόβερ.

Αντίθετα, το φίλτρο Notch (απάντηση 22) εξομάλυνε μεν τον συντονισμό του μεγαφώνου σαν αντίσταση και σαν φάση, αλλά εμφάνιζε μια ελαφριά μεν, ευδιάκριτη δε, μείωση της ενέργειας στην γύρω περιοχή συχνοτήτων.
Αυτό διότι επεμβαίνει στο πολύ κρίσιμο σημείο βύθισης της απόκρισης του woofer στις χαμηλές συχνότητες στην συγκεκριμένη σχεδίαση. αφού παραλληλίζεται με την μονάδα σε σημείο που αυτή έχει σχεδόν πλήρη απόδοση ενέργειας και τραβάει ρεύμα σαν επιπλέον φορτίο.
Για τον λόγο αυτό δεν ενσωματώθηκε στο κύκλωμα διαχωρισμού.
Αυτό που σκέφτομαι είναι η επιλογή της εμπλοκή του ή όχι στο κύκλωμα, μέσω διακόπτη ή γεφύρωσης σημείων. όταν αυτό καταδεικνύεται από την ακρόαση ή τον ασθενικό ενισχυτή που θα το οδηγήσει.

Για την περίπτωση που βρεθεί στις μπόρνες του ενισχυτής με τσαγανό δεν κρίνω αναγκαία την ύπαρξη του.

 

[costas EAR]

Βάλτο.
Ας κάνουν ισοσταθμιση, που έτσι κι αλλιώς χρειάζεται..

 

[SOCO]

Mου ακουγεται αντιφατικο κατι τετοιο, οτι αντικρυζει ενας αδυνατος ηλεκτρικα το ιδιο συμβαινει και στον δυνατοτερο.
Απο τη στιγμη που διορθωνεται κατι ηλεκτρικα θα ειναι σωστο και για τους δυο ,αρα και βελτιωμενη αποδοση αντιστοιχα...
Το ρευμα που τραβαει οπως λες η αντισταση δε θα επιστρεφοταν πισω στον ενισχυτη λογω φασικης αποκλισης ζοριζοντας τον?
Χαμενο δε θα πηγαινε ουτως η αλλως? γιατι ομως δε συμβαινει ακουστικα κατι τετοιο ?
Μηπως τελικα παιζει ρολο και η φυση του ηχειου λογω της οπισθιας ακτινοβολιας και της φασικης διαφορας που προκυπτει απο την εμπροσθια?

 

[PeterMeni]

Διάβασε καλύτερα τι έγραψα ποιο πάνω...
Καμία σχέση με την σχεδίαση τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά.
Διορθώνεται συνολικά η κατάσταση για αυτό που βλέπει ο ενισχυτής.
Το παράλληλο με το μεγάφωνο φορτίο τραβάει το ρεύμα του, μειώνοντας έτσι την ενέργεια που φτάνει στο πηνίο φωνής.
Είναι σαν να έχεις δυο παράλληλες αντιστάσεις, με την διαφορά ότι η μία επενεργεί σε πολύ συγκεκριμένο φάσμα.

Δοκιμάζω με τελικό 100 watts ψηφιακό, με μεγάλο τροφοδοτικό, πόσο μάλλον όταν δουλεύει το ένα κανάλι.
[DOUBLEPOST=1540186747][/DOUBLEPOST]

Βάλτο.
Ας κάνουν ισοσταθμιση, που έτσι κι αλλιώς χρειάζεται..

Τι το πέρασες ωρέ... σαν κάτι ηχεία που διαβάζεις εδώ και εκεί, μια στο βουνό και μια στο κάμπο!
Η απόκριση του στέκει άψογα για ποιοτικό τρίδρομο ηχείο και χωρίς να γίνω αυστηρός ιδιαίτερα.

Αφού σκέφτομαι αν θα το πουλάω 18000 ή 23000 ευρώ!

 

[SOCO]

Εκεί, στις 45 μοίρες δηλαδή, το μεγάφωνο μας δέχεται την μισή ενέργεια που παράγει ο ενισχυτής μας, ενώ η άλλη μισή καταναλώνεται στο στάδιο εξόδου της βαθμίδας ισχύος, ταλαιπωρώντας την.
Σε μια ακραία τιμή φάσης ας πούμε τυχαία τις 68°, μόλις το 12% της ισχύος θα φτάσει στο μεγάφωνο μας, ενώ το υπόλοιπο 88% θα καταναλωθεί στην έξοδο του ενισχυτή!!

Το παράλληλο με το μεγάφωνο φορτίο τραβάει το ρεύμα του, μειώνοντας έτσι την ενέργεια που φτάνει στο πηνίο φωνής

Για να καταλαβω ποση ενεργεια φτανει τελικα στο μεγαφωνο στη μια ή στην αλλη περιπτωση και εαν ολο αυτο γινεται για προστασια ενισχυτη και μονο..

 

[PeterMeni]

Για την καλύτερη λειτουργία του ενισχυτή και μόνο γίνεται.
Είναι η πρώτη πρόταση του μηνύματος 22, όπου αναφέρω τα σχετικά.

 

[PeterMeni]

Οι δε τιμες των υλικων(δεν αναφερομαι σε ευρω ..μονο ) θα πρεπει να ειναι μεγαλες, π.χ. πηνιο 20-30 mh, πυκνωτες 300-500mf?
και φυσικα δεν ειναι μονο αυτο γιατι εδω απο τη στιγμη που μετρας και δεν ακολουθεις πιστα calculators θα πρεπει να εχεις καβα υλικα να αλλαζεις,προσθετεις,αφαιρεις ...εδω η εμπειρια αλλα και το καταλληλο calculator σε βοηθα να μην εχεις αποκλισεις ,και στο κυνηγι του απολυτου να προσθεσεις μικρες αξιες(νουμερα) υλικων ...

Κάπου εκεί κοντά είναι οι τιμές των L και C. Προσοχή θέλει και η αντίσταση του κυκλώματος, μιας και η εσωτερική του πηνίου μετράει και αυτή.

Είναι γεγονός πως διαθέτω μερικά πηνία για τον σχεδιασμό των κατασκευών μου.
Επίσης έχω στην διάθεση μου μια σειρά από πυρήνες με διαφορετικούς συντελεστές αύξησης, έτσι ώστε να μπορώ να έχω πολλές ενδιάμεσες τιμές πηνίων.
Συν βέβαια συνδυασμούς εν σειρά ή παραλληλία αυτών.

Επίσης μια αντίστοιχη συλλογή πυκνωτών από 0,1 εως 300 μF κατάλληλων για κροσόβερ συν πολλές βατικές αντιστάσεις και δύο μεταβλητές 25 Ωμ 10 watts.
Αυτά τα λίγα...

 

[SOCO]

Εκεί, στις 45 μοίρες δηλαδή, το μεγάφωνο μας δέχεται την μισή ενέργεια που παράγει ο ενισχυτής μας, ενώ η άλλη μισή καταναλώνεται στο στάδιο εξόδου της βαθμίδας ισχύος, ταλαιπωρώντας την.

Eπιμενω για να το κατανοησω πληρως και συγκεκριμενα εδω,
στις 45ο δεχεται την μιση ενεργεια το 50% το μεγαφωνο στις 17ο που ηρθε με την επεμβαση του κυκλωματος δεχεται το 83% το συνολο ομως μεγαφωνο+κυκλωμα, ομως το 50% αυτης καταναλωνεται στο κυκλωμα μας που σημαινει οτι παει το 41,5% τελικα στο μεγαφωνο εαν καταλαβα σωστα ...
μπορει ετσι ο ενισχυτης να δουλευει σωστοτερα αλλα η τελικη απολαβη ειναι μικροτερη ετσι εξηγειται και η μειωμενη σταθμη στο συγκεκριμενο ευρος που επεμβαινει ...
[DOUBLEPOST=1540201855][/DOUBLEPOST]Ομως γιατι δε μου καθεται σωστο αυτο? ενα κυκλωμα με παραλληλη αντισταση σημαινει μικροτερη συνολικη αρα και αναλογως τροφοδοτικου περισσοτερο ρευμα σε σχεση με πριν... ενας δυνατοτερος ενισχυτης θα εχει ακομη μεγαλυτερα ωφελη....

 

[PeterMeni]

Σε γενικές γραμμές ο συλλογισμός σου είναι σωστός.
Εξαιρείται μόνο ότι τελικά στο μεγάφωνο φτάνει το μισό από το 83% της ισχύος του ενισχυτή.
Είναι κάτι παραπάνω, διότι το φορτίο του notch με το πηνίο φωνής δεν έχουν ίδιες τιμές.

 

[SOCO]

Αυτο το φορτιο του 50% το ειπα υποθετικα αφου εχει βγει αναλογως των χαραχτηριστικων του μεγαφωνου re,le οποτε ως φορτιο ειναι κοντα ετσι το εβαλα κατα προσεγγιση ...μεγαλυτερο βγαινει προφανως...
αν θες το αλλαζεις ομως αυτο(η οχι?) εχει και αναλογες επιπτωσεις ως απολαβη ισχυος και προφανως και οχι τοσο μεγαλη φασικη βελτιωση οποτε αλλαζουν ολα τα νουμερα .
Προσπαθω να καταλαβω γιατι να ελαττωνεται το χαμηλο εκει ...αφου...

Ομως γιατι δε μου καθεται σωστο αυτο? ενα κυκλωμα με παραλληλη αντισταση σημαινει μικροτερη συνολικη αρα και αναλογως τροφοδοτικου περισσοτερο ρευμα σε σχεση με πριν... ενας δυνατοτερος ενισχυτης θα εχει ακομη μεγαλυτερα ωφελη....

Επισης για την κατασκευη ενος τετοιου κυκλωματος RLC και μιας και συνδεσμολογικα ισχυει το ιδιο με αντιστασεις και πηνια γιατι να δαπανησει καποιος μεγαλο ποσο σε πηνια χαμηλης αντιστασης και να μην χρησιμοποιησει υψηλης και προσθετωντας στο τελος την μικροτερη δυνατη τιμη αντιστασης για να πετυχει το νουμερο που επιθυμει, κατεβαζοντας ετσι το κοστος ?
Υπαρχει θεμα με θερμοκρασιες και απαγωγη αυτων , αλλιως μια αντισταση καθαροαιμη και αλλιως η εσωτερικη αντισταση ενος πηνιου?

 

[PeterMeni]

Ισχύει αυτό για τον συνδυασμό πηνίου και αντίστασης, γιαυτό και το ανέφερα παραπάνω (32).
Η διάμετρος του σύρματος θα πρέπει να υπολογιστεί για κάθε ενισχυτή που τυχών βρεθεί στις μπόρνες του.
Σαφώς και τα πηνία καταναλώνουν ισχύ και μπορεί να καταστραφούν ή να αλλοιωθούν.

Αυξάνοντας την τιμή της αντίστασης σε ένα τέτοιο Notch μεγαλώνει μεν η τιμή της εμπέδησης στο σημείο αλλά παράλληλα αυξάνεται και η ολίσθηση της φάσης.
Για να έρθει η αντίσταση πάνω από τα 5,2 Ωμ η φάση έφευγε 25 μοίρες.
Αυτό που επέλεξα έχει καλή σχέση φάσης αντίστασης και διακύμανσης της.

Υπάρχει επίσης κύκλωμα που εκτός του βασικού Notch, που επεμβαίνει ακριβώς στον συντονισμό, λαμβάνει υπόψιν και το εύρος αυτού.
Είναι μεν πολυπλοκότερο και στον σχεδιασμό και στην υλοποίηση, αλλά ιδιαίτερα αποδοτικό, επιτυγχάνοντας ευθεία αντίστασης και ελάχιστη απόκλιση φάσης.

 

[SOCO]

Ο.k. κανε και τις δοκιμες με τους ενισχυτες για να δω και εγω τι θα κανω με το δικο μου
Κρατω μια επιφυλαξη εαν το σουιπ των μετρησεων μπορει να αποτυπωσει σε πραγματικες συνθηκες τις πιθανες αλλαγες του πηνιου του μεγαφωνου κατα την απολαβη ρευματων ,ποσο και εαν αλλαζει δηλαδη φορτιο με την θερμοκρασια ...

 

[PeterMeni]

Η μέτρηση αντίστασης γίνεται βηματικά και δεν έχεις σάρωση συχνότητας. Αυτή η μέθοδος έχει πολύ καλή ακρίβεια.
Σε κάθε περίπτωση η μέτρηση είναι ενδεικτική της συμπεριφοράς ενός μεγαφώνου ή ενός ηχείου και δεν μπορούν να προβλεφθούν-αποτυπωθούν όλες οι συνθήκες λειτουργίας του.

 

[PeterMeni]

Μετρήσεων συνέχεια λοιπόν, και στο επίκεντρο πάλι το woofer, λόγο της ιδιαίτερης <<συμπεριφοράς>> του σε μια τέτοια σχεδίαση.
Βλέπουμε παρακάτω την μέτρηση απόκρισης συχνότητας <<εγγύς πεδίου>> (near field), δηλαδή σε απόσταση λίγων εκατοστών από τον κώνο του μεγαφώνου.

Η πορτοκαλί καμπύλη είναι η πλήρης μέτρηση του 15 ιντσου. Είναι φανερή η πολύ καλή συμπεριφορά του μεγαφώνου μέχρι και τους 1700 κύκλους περίπου.
Η πράσινη καμπύλη είναι η απόκριση του μεγαφώνου μετά την προσθήκη του φίλτρου (crossover).
Διαπιστώνεται η εξαιρετική συμπεριφορά του φίλτρου 2ης τάξης, σε συνδυαζόμενο με το μεγάφωνο και την διόρθωση της εμπέδησης του.

 

[PeterMeni]

Μέτρηση σαν την παρακάτω δεν θα βρείτε πουθενά στο διαδίκτυο και εξηγούμαι...
Σε όλες τις ομάδες μετρήσεων, όταν μετράμε την απόκριση συχνότητας, θα έχετε παρατηρήσει ότι το κάτω άκρο τελειώνει στους 400-500 κύκλους (Hz).
Αυτό συμβαίνει γιατί ο χώρος είναι <<κυρίαρχος>> στις χαμηλές συχνότητες και οποιαδήποτε μέτρηση δεν θα ήταν αντιπροσωπευτική των δυνατοτήτων του ηχείου.
Αντίθετα θα είχε πολύ μεγάλες διακυμάνσεις της στάθμης, ανάλογες του χώρου και των αντηχήσεων αυτού.
Για να βγει η συνολική απόκριση συχνότητας γίνεται ένα πάντρεμα μετρήσεων εγγύς πεδίου, για τις χαμηλές συχνότητες, και κανονικής μέτρησης στο 1 ή 1,2 μέτρα, για τις άνω των 500 hz συχνοτήτων.
Μετά, με μια σειρά πολύπλοκων υπολογισμών, εξάγεται η συνολική απόκριση.

Η παρακάτω είναι η μέτρηση της απόκρισης του woofer εντός οικιακού χώρου και μάλιστα ιδιαίτερα <<προβληματικού>> για την περιοχή από 100-220 hz, γιαυτό και έχει ιδιαίτερη σημασία.
Έγινε στο ακουστικό ύψος του 8ιντσου μεγαφώνου και σε απόσταση 1,2 μέτρων από το ηχείο.
Η συγκεκριμένη συμπεριφορά είναι μακράν η καλύτερη που έχω μετρήσει με τις δεδομένες συνθήκες. Θεωρώ πως είναι αδύνατον να την προσεγγίσει οποιαδήποτε συμβατικό ηχείο, ανεξαρτήτου τιμής.
Επιβεβαιώνει δε ένα δυνατό χαρτί των δίπολων σχεδιάσεων, που είναι η απεξάρτηση τους από τις παραξενιές του χώρου.