И така, след като се запознах с това изследване:
https://www.klippel.de/fileadmin/klippel/Bilder/Know-How/Literature/Papers/Measurement_and_Visualization_Cone_vibration_06.pdf което ще се опитам и да прикача, ми изникнаха сериозни въпроси относно хартиените мембрани и въобще всички еластични мембрани. Без значение зали са ексцентрични, петоъгълни, с приложен Enable и т.н. ако четете внимателно ще видите, че по-точно и по-неточно следване на сигнала се редуват с качване на честотата.
Повечето мерки прилагани върху хартиените мембрани евентуално действат срещу стоящи вълни в самия материал, но са очевидно безполезни срещу инерцията, масата и твърдостта или липсата на последното свойство.
По линия на международния обмен наскоро един мой кореспондент ми спомена, че по такива причини изобщо не разглежда сериозно НЧ говорители с мембрани различни от метални.
Отбележете си, че в примера говорителя дори не е в акустично оформление, което би натоварило мембраната още повече.
Моите наблюдения показват, че колкото по-съвършено е озвучителното тяло, толкова по-безинтересни са някои записи и толкова по-странно и необичайно клинично звучат. Много повече от това, което наричаме звучене и звук идва от самите ОТ, отколкото си даваме сметка.
вж. прикачения пдф документ
Под нов приоритет в дизайна имам предвид универсалния еталон на всеки за звук и музика, който се формира в хората от детска възраст до към края на юношеството.
Приоритетие, които поставяме при нов дизайн на колони са следните:
- равна ачх до възможно най-ниски и най-високи честоти;
- диаграма на излъчването;
- сфазиране на отделните ленти помежду им, а също и възможно най-линейна ФЧХ;
- ниски изкривявания;
- висока разделителна способност.
И стига толкова. На прима виста почти никой няма да Ви каже повече цели и приоритети в дизайна на озвучително тяло.Особено за набори около 80-ти и преди това.
Музиката е миксирана и възпроизведена на говорители и озвучителни тела направени да звучат от що-годе до много добре.
После пускаме музика на не много високи нива на големи 4 лентови тела с относително модерни говоритери през модерна електроника. Или на скъпа хай-енд система с твърди говорители. Или на нещо с композитни НЧ и голям компресионен драйвер и т.н. и т.н. Всичките споменати системи са с равна АЧХ, ФЧХ и прилична диаграма.
Такива системи на мен ми звучат странно. Имат тишина, черно, обем, 3D, записите са бързи и сухи, детайлни, ясни, разни звукчета висят в пространството.
Доста пъти в записа просто няма достатъчно звук, когато се възпроизвежда от не кълчещи се говорители. Особено баса. Това е обяснимо предвид техниките за запис на барабани.
Защо записите на Пинк Флойд и Дайър Стрейтс са универсални? Понеже са сухи и стегнати и всяка система ги доукрасява по предвиден при записа начин.
Обаче ако искаме да направим нещо наистина добро, то кълченето на мембраните не може да се пренебрегне и трябва да бъде елиминирано.
Апропо, колкото се кълчат НЧ, няколко пъти по толкова се кълчат СЧ, защото скоростите са много високи. А кълчене с интермодулации на къси вълни върху кълчеща се мембрана правеща по-голяма амплитуда вече е върха на сладоледа.
Първоначалната закачка на темата относно пречупването и резонирането на мембраните, е че има някакъв предел, който не може да бъде надскочен с конвенционални говорители.Цялата индустрия е настроена по тези ограничения.
Очевидно идеалната система има ниско отрязан бас с метална мембрана, неговата работа поне е най-проста.
Твърди високочестотни има диамантени, берилиеви, както и безрезонансни - ленти, амт.
Какво свързва баса с високочестотните?
Има ли изобщо такъв директен излъчвател?
Има ли "твърд" говорител над 100 херца?
И едно подсещане за оформленията, които са леки като натоварване и симетрични до колкото е възможно.
Според изследването в първото мнение теста е направен с между 0.1mV (една десета от миливолта) и 10V rms, съответно с ход, цитирам: "(about 0.5 µm)". Така са тествали всички честоти с еднаква амплитуда. Явно са на принципа, че първична изследователска информация за широката общественост се предоставя много интересна и напълно безполезна.
Въпреки това, при въпросния ход от 0.5 µm, което са 0.0005мм, предполагам в посока, мембраната се гърчи още преди 400 херца.
Скоростта при да кажем 200 херца е порядъчно ниска - 200х0.002мм е 0.4мм/сек, дълга история накратко, това кълчене се случва при ускорения от порядъка на 0.0326g за 200 херца и съответно -0.0652g за 400 херца. Звуковото налягане на 5 инчова мембрана при този ход е 45.155 децибела. И вече се наблюдават инерционни феномени в мембраната.
Тоест, към досегашния главен и незаобиколим проблем - не концентричните отделни ленти, които не са точков източник, прибавяме и новия проблем: мембраните се кълчат...
Има някакъв конвенционален максимум, който може да бъде достигнат или доближен по много начини. За да се твърди и претендира за нещо повече, трябва да има доказателства за успехи и напредък в поне една от двете посоки - точков източник или мембрани работещи в бутален режим, ама истински. Изследваната мембрана показва точка на пречупване при някаква по-висока честота, където частите й излъчват синфазно и прави пик, а след това пада. - не може да се каже, че до тази честота режима е бил бутален обаче.
Беседата, която развивам тук по темата е съвсем практично насочена.
Ето изследване по същия въпрос, просто не е акцентирано на чисто физичното поведение на мембраните (макар, че е споменато), тоест не е акцентирано на явлението, а то е прието за даденост и са изследвани артефактите:
https://www.linkwitzlab.com/mid_dist.htmОт тогава обаче са минали доста години и вече се намират метални куполни средночестотни говорители, а също и не малко конусни говорители с метални мембрани, като Визатон 10см с мембрана от титан, който например до 4 килохерца излъчва много не насочено. - пример за отклонение от правилото, че буталния режим се губи, когато диаметъра стане по-голям от 1/2 от дължината на вълната. 4.000 е вълна 8.6 см, а 1/2-ра е 4.3 см.
По темата често споменават Ямаха NS-1000 от 1974 г., които имат берилиев куполен СЧ.
Така че в крайна сметка тук задаваме практическия въпрос: "Ако приоритизираме в заданието всички говорители да работят в бутален режим, с какво ще покрием обхвата между металния бас и лентовия, АМТ, диамантен, берилиев и т.н. ВЧ?".
И колелото направи пълно завъртане:
https://www.diyaudio.com/community/threads/cone-breakup-why-doesnt-it.294560/Стигнахме обратно при акустичното окачване.
Радфорд след проучвания и измервания прави категорично заключение, че СЧ с малък обем е най-лошо, със затворено шаси е по-добре (до честотата при която са възможни отражения и над резонанса разбира се) и в голям обем с много вата е най-добре.
Неизследваните въпроси обаче са следните:
- а на ОБ?
- какъв е приноса на гънката към "кълченето" на мембраната?
- големия обем за СЧ дали не е еквивалентен на затворена ТЛ или ОБ с пълно поглъщане?
- един и същи говорител мерен свободно, на ОБ и в обем има ли различни изкривявания над резонанса си и в каква посока?
- а говорител без гънка?
При точен отговор на всички тези въпроси, например пълен набор от измервания, включително диаграма на излъчването, може ли да се намери говорител с относително твърда мембрана, който покрива да речем декадата 80-800, 100-1.000 или 200-2.000?
Това е изключително важен въпрос, защото около такава лента почти с вързани очи и с едно мини DSP може да се изгради, така да се изразя, 99%-ова система... Като при задание "бутален режим на всички говорители" няма да има значение в какво ще се окаже, че дадения говорител работи най-добре, ОБ или кутия.
Не случайно хората правят еднометрови ленти и АМТ-та.
Обратно по темата, в мнение 7 от линка има изследване отново на Клипел, според което говорителите се клатят наляво-надясно, а също и как кевлара прави квадратни резонанси засягащи диаграмата на излъчване.
Темата е кратка и съдържателна.
За композитните мембрани, които по стечение на обстоятелствата са тъкани, (плетивото е за обличане и обуване) и аз си помислих, че трябва да са от поне два слоя, които да са подходящо разминати, завъртяни и застъпени. Бих казал, че не би било лошо и да бъдат финно изтъкани, а не от стандартни платове за композити. В крайна сметка по детските магазини има станчета, т.е. не е особено сложна работа.
Там можем да направим и още един извод, че ускорението и масата не прощават и че явно не е трудно да се преодолее здравината на смолата и да се опре до свойствата на арматурата - втория елемент от композита.
Да ги питаш защо не са направили мембрана от нетъкан кевлар, а защо не и карбон или карбон-кевлар. - технология подобна на дълговлакнестите мембрани от хартия с банани и други подобни.
Апропо, факта, че кевлара или да кажем арамида се късат трудно по никакъв начин не означава, че трябва да ги използваме в говорители.
И всичко това е една безмислица при положение, че наистина има метални куполи и вече изброените безрезонансни видове говорители.
B&W традиционно изпълняват СЧ говорителя си без гънка. Само че най-добрата им система Наутилус използва куполен СЧ в бутален режим...
- големия обем за СЧ дали не е еквивалентен на затворена ТЛ или ОБ с пълно поглъщане?
Да, ама те по един особен и спорен начин прекъсват мембраната в една пяна. Говорителя има доста малък ход - има-няма 1мм.
Обаче пък същия говорител има доста високотехнологична мембрана, също изтъкана от някакъв си техен материал, но още по-интересно трептилката му е като хай-енд от 20-те години на 20-ти век, т.е. практически няма и трептилка. Магнита и бобината е ясно, че са му много хубави. И въпреки всичко, големия СЧ на B&W не работи в бутален режим.
И какво излиза?
Развиваме хай-фи, някой хай-енд, трети алхимия, а няма какво да изсвири 100-500 херца като хората...
Темата се обсъжда малко и над нея не се разсъждава достатъчно.
Самият Линквиц го казва: ако бъдат добавени два или повече 50 мм драйвера мидбаса ще бъде покрит с говоритери с чисто бутален режим, но не това е била неговата цел. А и той прилага правилото за диаметъра и 1/2 вълна, докато Клипел доказват, че мембраната може да се кълчи и с в пъти по-дълга вълна.
B&W правят СЧ лента 400-4.000 и системата им има <0.3% изкривявания между 100 и над 20.000 Херца. И това не е в бутален ружим, а в много добре контролирано постепенно стеснявяне на излъчващия диаметър. - за 801D4 - забележете пасивна колона.
Nautilus са 4 лентови разделени на 220, 880 и 3.500 херца, всички говорители имат идеално бутално действие и изкривяванията са по-малки от на 801.
Ако ние разполагахме с това, което е от 220 до 880, нагоре има опции.
И същественият за аудиото въпрос тук е защо се мъчим.
Та ти разправях, че за някой занимавал се дори бегло с композити и влакна през 90-те,вида на 99% от т.н. "плетени" мембрани е просто скандален по простата причина, че това са готови тъкани платове, които се продават свободно и служат за съвсем други неща. Даже имам няколко метра и смола в килера.
И също така като някой занимаващ се и сега със спорове за разни изделия армирани с влакна и какво ли не друго, пак това са ерзац изделия от направи си сам материали. - в смисъл произволен член на форума ще докара такава мембрана в прилична работилница с под 10 итерации в рамките на дни ако леко го мързи.
Но както и да е.
Нарочно пускам въпрос, а не статия. Например, защото не съм най-осведомения за текущия пазар и не искам сам да откривам топлата вода. Явлението е от ясно по-ясно.
Заданието също е ясно.
Ако това задание има отговор, а аз мисля, че има, това спестява сумати мъки и дава много голяма и неочаквана награда.
Има решение на проблема озвучително тяло с безрезонансни мембрани и изцяло бутално действие.
Дадените размери са междуцентрово разстояние по вертикал и хоризонтал - 240мм за мидбаса и 82мм за СЧ, съответно диагонал между най-отдалечените по диагонал - 340мм за мидбаса и 116мм за СЧ.
Посредата има за сега имагинерно АМТ работещо от 1.150 херца.
3.5 инчови ШЛ с метална мембрана и резонанс под 100 Хз. има достатъчно.
Около 1.2КХз. има локален пад в кривите на Флетчър, там ухото е по-нечувствително.
Разделителни честоти: 100, 400 и 1.150 херца.
И така, какво е озвучително тяло с приоритет безрезонансно възпроизвеждане.
Давам пример:
- Приоритет диаграма на излъчване, правим ОБ икона 30х45 см, барбарон или LX 571.
В случая приоритета е да чуем какво е това възпроизвеждане без пречупване на мембраната.
Преди 30+ години това беше невъзможно освен ако не си купим B&W Nautilus с неговите буквално космически технологии, берилиеви и диамантени мембрани.Днес има AMT, което може да поеме от ниско - около килохерц, а под него има карбонови и метални мембрани. Освен това има 3-4 инчови говорители от Hi-Fi клас, които да послужат за мидбас и ниска среда.
Бих допълнил, че за някои 3.5 инчови ШЛ има съмнения, че вървят в бутален режим до 3кХз, а след това стесняват диаграмата на излъчване също като хартиени. Тоест, при лек компромис с излъчването около разделителната честота избора на ВЧ става много по-широк. - както и подозирам, че ще стане в крайна сметка.Тоест, сега е почти първия момент в който това може да се направи. Значи трябва!
Всичко останало е преливане от пусто в празно.
НЧ вече дал Господ, това е една помпа.
Каква би била разликата?
Нормални хубави ОТ 0.5-1% и повече като се поусили.
Безрезонансните мембрани могат да слязат под 0.3%
На всичко отгоре могат да се подредят концентрично.
Няма идеален говорител, както няма нещо абсолютно идеално, освен Господ, който притежава всички качества в най-висша степен.
Обаче има идеална имплементация в рамките на човешките възможности за осмисляне и хоризонт на знанията.
И ето, станало е възможно за обикновен любител със статут на ловец - събирач да прозре една идеална имплементация.3-4 инчови ШЛ/СЧ подредени концентрично в две ленти покриват безрезонансно и без пречупване една декада при това най-важната 120-1.200. Че и с много площ 12х30=360 см2, че и с приличен ход от до към 2мм, хем достатъчно, хем малко в хубавия смисъл.
Хартията се пречупва плавно в идеалния случай, а такивя примери има достатъчно. Това води до абсолютно неизбежни особености и артефакти. 1.000 колони за направиш с хартия, едно и също ще чуеш.
Металните или композитни мембрани с твърда смола се пречупват само веднъж и изведнъж. Тоест, имаме използваема лента без никакво пречупване. А както установихме, има метални говорители, които се пречупват като хартиени.
Наутилус е ОТ възпроизвеждащо без каквото и да било пречупване и безрезонансно. И струва 80.000 лева. Обаче е с 4 дискретни ленти и бих казал слабичко. - ето два кусура.
Сега гледам, че има 34мм берилиеви куполи с първо пречупване над 30кХз, че са и по 700 евро чифта. Обаче тръгват линейно от над 2 кХз, нищо, че резонанса им е под килохерц. Освен това по някаква причина са с голям диаметър на шасито. При констатираното по-нагоре, че стеснена диаграма около разделителната честота е допустим компромис, то доста АМТ и ленти с диполно излъчване стават подходящи кандидати.
Тоест, така както констатираме застой (аз поне го констатирам от 15 години), нещата хич не са застояли. За 30 години Наутилус без двата си основни дефекта ни е дошъл вкъщи на крака.
Точкови концентрични и безрезонансни излъчватели почти могат да бъдат пипнати/докоснати от простосмъртни доморасли "майстори". При това с голям обем за един цикъл.
Застоя за който говоря води до това, че само на начинаещите им е интересно и то само докато са начинаещи. Няколко прилично свирещи проекта (разбирайте много хубаво свирещи) и разумният би следвало да осъзнае, че няма какво повече да направи. Накрая всички колони звучат еднакво добре, макар и малко различно една от друга. Аз поне не мога да бъда лицемер и да възхвалявам с все по-високопарни фрази новите си стари идеи и реализации, все едно старите въобще не са свирили и всеки път ми се отпушват ушите на ново. - а истината за много хоби и професионални дизайнери и журналисти е именно такава.
Това за което говоря в настоящата статия е качествена разлика оправдаваща проучване и разсъждения, че и реализация. Нещо с размер на една 12-ка на малък бафъл да възпроизведе безрезонансно и с малък ход изпънати АЧХ и ФЧХ от точка между 120 и 30.000. Че и с висока чувствителност.
Проучването на Клипел е на НЧ, но то е и до доста по-високи честоти. Повечето СЧ и ШЛ са с конструкция 95% като на НЧ.
Съвременните метални ШЛ, които гледам са линейни с поведение по-скоро на приличен хартиен говорител. Ако не знаеш, че са метални си личи само по широката диаграма на излъчване. Повечето излъчват на 180° до над килохерц и са линейни.
Старото схващане, че докато говорителя излъчва относително ненасочено или до неравномерност в импеданса, то това е бутален режим е опровергано. Хартията се кълчи винаги.
Че хартиената се кълчи винаги.
Когато е дълбока отделните й части се виждат една друга по-хубаво, а по-късите вълни даже виждат безразборно кълчещ се вълновод.
В едно изречение, старото бабешко правило възпроизведено дори от Линквиц, е че когато диаметъра на мембраната е равен на или > от 1/2 дължината на вълната, т.е. 6 инча на около килохерц, настъпва кълченето.
Кълчене на мембраните - Саутхемптънски университетА се приема, че говорителите започват да излъчват насочено на честоти с дължина на вълната равна на диаметъра на мембраната.
Чисто емпирични разсъждения от Троелс:
http://www.troelsgravesen.dk/Beaming.htmСамо че, както е демонстрирано от Клипел, мембраните се гърчат от най-ниските честоти, при честотата с дължина на вълната 2х диаметъра някои зони започват да се кълчат в отявлен дисонанс, а при честота с дължина на вълната равна на диаметъра, това вече води до съществено влошаване на диаграмата на излъчване.
Това, което до скоро не знаехме, е че кълченето влошава звука, вняса изкривявания, влошава всички характеристики.
Внимание: различните говорители с еднакъв диаметър имат различна диаграма на излъчване. Защото?
- Точно така, кълчат се различно!
Линквиц обаче ползва 8 инча до 1 кХз, а нагоре около 3.5-4 инча до 7 кХз... При това високата среда му е с плетена/тъкана мембрана, не е твърда, но пак е нещо.
8 инча има точно диаметър 1/2-ра от дължината на вълната на 1 кХз. И пак се кълчи.
И ето това е примамката, да чуем какво се чува, когато няма кълчене.
Преди време си играх да изчисля ускорението при различни честоти и ход. Там е ключа.
Метала е по-лек, по-твърд и по-здрав.
Хартията е непригодна за тази работа в случай, че приоретизираме поведението като бутало.Плюс, както вече казах, 12х30см2 са 360 см2 или прилична 10-ка, при х-макс +/- 2мм между 100 и 400 херца, това е еквивалент на да кажем 10МБ Обертон... Напълно линейни АЧХ и ФЧХ и никакъв доплер. 400 Хз са 86 см вълна, 2 или 4 мм няма да се отразят по никакъв начин и това ще бъде при 115 дб. При 87-90, което са 90-93 от чифта x-max е 0.25-0.35.
Или по-точно при пълночестотен сигнал за ленната 0.35+0.08+0.03+0.02мм или общо 0.48 за бял шум 100-400 херца.
След това имаме 4х30см2 или 5 инча мембрана/6инча говорител, който на 400Хз на 90 дб започва от х-макс 0.06мм и общо с всички честоти прави нещо от сорта на 0.15мм х-макс...
Тоест, само по този показател ще ни останат само абсолютния екзистенц минимум характерно-присъщи изкривявания.
Припомням картинката:
Това са 12+4 3.5 инчови ШЛ с метални мембрани работещи в чист бутален режим линейно. Да речем Дейтън, но има още поне 5 вида, които стават.
Проблема, е че ако посредата измъчим някой 34мм куполен от 1.200Хз, той ще тръгне от 0.15мм ход, което при над 10кХз се усеща. Сумарно сигурно ще направи 0.25мм и то при ниски нива, а за да изравни 115дб ще му трябват 2+мм, затова трябва да бъде АМТ.
При резонанс около 100 херца, втори ред HP на същата честота е 12дб/окт намаляване на хода.
И отново при резонанс около 100 херца, втори ред на да речем 400 запазва максималния ход константен надолу до резонансната честота.
При такива минимални ходове може да се използва и първи ред с пресечна точка - 6дб.
12 дб/окт електрически запазва хода на мембраната константен надолу до резонансната честота, а след това хода пада съответно на филтъра.
Следователно, говорител със 100 херца резонанс отрязан някъде там с HP 12 дб/окт ще започне да си намалява хода към ниските веднага.
Същия говорител отрязан HP на 400, ще запази константен ход надолу до резонанса си и тогава ще започне да го намалява.
Гост