[Teoretycznie] Róźnice między przetwornikami akustycznymi - z czego wynikają?

[morozaw]

Witajcie, zawsze mnie to nurtowało od kiedy zacząłem się interesować sprzętem audio.
Mam do Was teoretyczne pytanie, niestety nigdzie chyba nikt wcześniej tego tematu w sieci nie poruszał.
Skąd się biorą tak porażające różnice między głośnikami?
Większość głośników wygląda praktycznie identycznie, z podobnych tworzyw robi się membrany, cewki, magnesy, a mimo to grają inaczej.
Czy jest tu ktoś, kto jest w stanie powiedzieć w czym tkwi ta trudność w stworzeniu dobrego głośnika?
Skąd się bierze taka różnica w brzmieniu? Czy to jest na prawdę technologia kosmiczna? Przecież w mniemaniu zwykłego śmiertelnika do operowania jest tylko "kilka" zmiennych.
Czy można wyszczególnić które części głośnika odwzorowują na jakie parametry?

Domyślam się, że by projektować przetworniki akustyczne trzeba mieć pewnie doktorat z fizyki, ale może kogoś kiedyś podobnie jak mnie interesował temat i może coś powiedzieć na ten temat?
Proszę Was, tylko mnie nie zjedzcie, w moim mniemaniu temat może być bardzo ciekawy :)

[ir0nhide]

Proszę Was, tylko mnie nie zjedzcie, w moim mniemaniu temat może być bardzo ciekawy

Owszem ciekawy (ale nie wiem ile razy już poruszany na tym forum...)
Pogadać można
Na początek, ode mnie kwestia harmonicznych, aczkolwiek co Cie nurtuję, dokładniej, jakie to porażające różnice miedzy danymi głośnikami?

[grzechupk]

Dużo czynników gra tutaj rolę, sztywność membrany (niejednolita na całej powierzchni), impedancja w funkcji od czasu...

Ja polecam zacząć od tego tematu: http://diyaudio.pl/showthread.php/20...e-fakty-i-mity
Jest wprawdzie o nie wszędzie stosowanych pierścieniach Faradaya, ale poruszane są też tematy pokrewne (czyli ogółem wpływ elementów głośnika na jego parametry, co za tym idzie - na brzmienie). Warto przeczytać, autor tematu zna się na rzeczy ponieważ pracuje przy produkcji przetworników, wypowiadają się też obeznane osoby.

[Pogromca mitow]

Im mniejszy glosnik tym dokladniejszy i bardziej zaawansowany musi on byc, jesli ma dokladnie odtwarzac pasmo, do jakiego jest przeznaczony. Dla niskich czestotliwosci bardziej liczy sie wielkosc membrany niz super materialy. To dlatego tani glosnik z papieru, wielkosci 18 cali, bez trudu zjada na sniadanie bardzo zaawansowane glosniki 8 calowe, daja bardziej realistyczny bas niz male glosniki niskotonowe.

Dodac mozna jeszcze, ze znieksztalcenia nie wplywaja bezposrednio na podwyzszenie realizmu dzwieku. Dla aparatury pomiarowej roznice moga byc ogromne, ale nasze uszy beda to inaczej odbierac. I tak np sa przypadki, w ktorych prostej konstrukcji glosnik szerokopasmowy z wysokimi znieksztalceniami i pasmem dalekim od idealnego, potrafi bez problemu przekazac wiekszy realizm brzmienia niz, skomplikowane konstrukcje wielodrozne, ktore z technicznego punktu widzenia beda niemal w kazdym aspekcie lepsze.

Suma sumarum glosnikow trzeba sluchac, kazdych i na podstawie wlasnych doswiadczen szukac swojego dzwieku.

[morozaw]

ir0nhide, nie znalazłem podobnego tematu niestety nigdzie :)
grzechupk, dzięki za linka, niebawem go przeczytam całego :)

Chodzi mi głównie w jaki sposób kreuje się jakość dźwięku, z podanego linka wychodzi, że praktycznie najważniejszy jest napęd magnetyczny.
Ciekawi mnie skąd się biorą takie różnice w jakości dźwięku jaki głośnik produkuje. Jakimi parametrami wpływa się na jakość dźwięku (liniowość, zniekształcenia) oraz w czym tkwi ta trudność w zaprojektowaniu dobrego przetwornika?
Mam na myśli głównie parametry mechaniczne i fizyczne, które wpływają na jakość dźwięku.

Przykładowo, mamy jakiś midwoofer STX, Tonsil, TVM, a po drugiej stronie również midwoofer tej samej średnicy Ushera, Vify, Wavecora czy inne droższe modele.
To głośnik i to głośnik, ale jednak są różnice w cenie i w brzmieniu.

Czy ktoś mógłby opisać proces w skrócie projektowania takiego głośnika?
Jak to wygląda? Najpierw projektuje się napęd magnetyczny i później dobiera resztę?
Wiem, że temat jest bardzo ogólnikowy, ale może jednak... :)

[Racjonalny]

Jednym z głównych parametrów decydujących o brzmieniu głośnika jest to, jak zachowuje się membrana (bo to w końcu ona wytwarza drgania cząstek powietrza), co jest bezpośrednią pochodną rodzaju materiału, z którego została wykonana i jego sztywności. Wiadomo, że membrana powinna pracować jako sztywny tłok i się nie odkształcać, więc i materiał musi być jak najsztywniejszy. Do tego powinno dojść niskie tłumienie wewnętrzne, które negatywnie wpływa na mikrodetale. Potwierdza to praktyka. Na przykład miękkie i o dużym tłumieniu wewnętrznym membrany polipropylenowe brzmią z charakterystycznym zaokrągleniem, rozmyciem konturów i maskowaniem szczegółów. Sztywne i o niskim tłumieniu wewnętrznym natomiast, na przykład magnezowe, jak żyleta. Pierwszy z brzegu przykład głośników Aurum Cantus i Seas:

1) AC-130F1. Membrana na bazie polipropylenu, ale i tak z włóknem węglowym, celem zwiększenia sztywności: http://www.loudspeakershop.eu/glosni...f1-p-1072.html
2) AC-130MK2. Membrana bez polipropylenu, z mieszanki węglowo-kewlarowej: http://www.loudspeakershop.eu/glosni...mk2-p-785.html

Głośniki bliźniacze, różniące się materiałem membrany. Każdy kto miał porównanie, stawia na drugi, bo po prostu brzmi lepiej, sam Witold Albecki, mimo, że sprzedaje oba, poleca drugi ze względu na brzmienie.

3) Seas Excel z serii ze sztywną membraną magnezową. Każdy kto miał, twierdzi, że bardziej szczegółowej średnicy nie słyszał.

Pytanie pojawia się takie: dlaczego zatem kopułki wysokotonowe wykonywane są nie tylko z tytanu, diamentu, berylu, ale także z miękkich materiałów? Bo, jak napisałem, chodzi o sztywność membrany, a mały element o kształcie czaszy ma dużą sztywność, nawet nie będąc wykonanym z metalu. W głośniku niskotonowym takie rozwiązanie to byłaby katastrofa (łamanie i dzielenie się membrany) i dlatego trzeba tu stosować materiał o większej sztywności, na przykład utwardzaną celulozę, mieszanki z włókien, lub metal, jak robią najlepsi producenci.

[ir0nhide]

Najpierw trzeba by określić co jest pkt. zaczepienia tj. zdefiniować jakość. Mówiąc ten głośnik jest jakościowo lepszy myślimy o jego budowie czy o tym jak gra, jesli o tam jak gra to o co dokladniej nam chodzi, czy o suche, metaliczne, surowe, b. szczegółowe itd. brzmienie czy o ocieplone, budujące taka a nie inna scenę, wokal, wierne akustycznie, niemęczące.. itd. bądź mieszanie tego z tym, tamtym....
Racjonalny to w takim razie jak wytłumaczyć fakt że są miękkie "papierzaki" które niebo lepiej grają od sztywniejszych kevlarow, szklanych, alu itd. ?

No okay, ale dalej nie wiemy dlaczego dwa np. 5" podobne do siebie graja tak inaczej Tonsil vs SS skoro miały by identyczne membrany.
Stx stosuje b.drogie sztywne mem. węglowe a i tak nie przeskakuje jakością dzwięku 5razy droższego celulozowego SS, "why" ? (nie ujmując żadnej z firm )

[Racjonalny]

"Papierzaki" nie są miękkie, wspomniałem o tym . To utwardzana celuloza jest na prawdę sztywna, często nawet bardziej sztywna, niż plecionka kewlarowa, szklana, itp, więc masz odpowiedź . I gdy mowa o "sztywności? to należy pamiętać, że nie chodzi tu tylko o twardość materiału, bo niektórzy to często mylą, ale - może przede wszystkim - o współczynnik sprężystości wzdłużnej, tzw. moduł Younga, czyli o sprężystość. I nie można zapominać o stratności wewnętrznej, którą utwardzana celuloza też ma niezłą. Odsyłam do podanego przykładu membrany "miękkiej" i "twardej" tego samego głośnika i tego, jak ludzie mający okazję ich słuchać, je oceniają.
A co do STX-a. Owszem, membrany, np. w serii AWX są bardzo sztywne, ale to nie dlatego, że taki jest materiał, a dlatego, że dają bardzo dużą jego grubość (co widać po bardzo dużych masach tychże), co sam, mając je, sprawdziłem.
Porównanie identycznych membran głośników Tonsil vs SS nie jest zbytnio trafne, bo nie można wnioskować z założenia czegoś, co nigdy nie miało miejsca. Z nieprawdziwego założenie mogą płynąć tylko nieprawdziwe wnioski . Jeśli zaś chodzi o różnice, powiedzmy hipotetycznych, identycznych układów drgających, ale w różnych głośnikach. No w końcu pisałem na początku, że chodzi o to, jak owy układ drga, a na to wpływ ma też napęd, czyli układ magnetyczny, rozkład pola, prądy wirowe, itp, itd.

[Pogromca mitow]

Szytwnosc membrany ma ogromne znaczenie i bezposrednio wplywa na dzwiek glosnika. Trzeba tylko pamietac, ze jest ona wazna raczej w przypadku sredniego pasma czestotliwosci. Tak naprawde to srednie pasmo jest najbardziej wymagajace. Nie dosc, od glosnika wymaga sie duzej sztywnosci, to jednoczesnie uklad zawieszenia glosnika musi byc bardzo liniowy. Im nizej schodzimy na skali czestotliwosci tym sztywnosc membrany przestaje miec znaczenie, a bardziej liczy sie uklad zawieszenia glosnika. To tutaj beda wychodzic najwieksze problemy z dana konstrukcja. Dla basu liczy sie ilosc przepompowanego powietrza i membrana nie musi tutaj miec niewiadomo jakiej sztywnosci. Dlatego na basie papier to nadal material numero uno, bo ma wiecej niz wystarczajace parametry, a przy tym jest stosunkowo tani w produkcji.

W glosnikach niskotonowych wlasciwie niebardzo juz jest co wymyslac. Ta uznawane za najwyzszy top produkowane sa prawie bez zmian od 30 lat i jakos nie zanosi sie na jakies wielkie zmiany.

http://tad-labs.com/en/professional/...ker/unit1.html

[pharoh]

Dlatego na basie papier to nadal material numero uno, bo ma wiecej niz wystarczajace parametry, a przy tym jest stosunkowo tani w produkcji.

I przy okazji QMS maja wysoki, co wg mnie tez sie przeklada na dobre brzmienie srednicy

[El_liero]

Skąd się biorą tak porażające różnice między głośnikami?

bo jeden jest wysokotonowym a drugi subniskotonowym :)
A tak na poważnie to inżynierowie interesują się pewnie takimi rzeczami jak współczynnik przetwarzania elektromechanicznego, rezystancja elektryczna cewki, masa elementów drgających, rezystancja mechaniczna strat, powierzchnia czynna membrany, rezystancja promieniowania, sporo geometrii jak "kąt załamania stożka" (dla wooferów), szerokość cewki itp. Materiały są różne i od nich też się czegoś wymaga w procesie projektowania.

[Sound Wave]

Skąd się biorą tak porażające różnice między głośnikami?
Większość głośników wygląda praktycznie identycznie, z podobnych tworzyw robi się membrany, cewki, magnesy, a mimo to grają inaczej.

To tak samo jak duży fiat i mercedes S-klasa. Wykonane są z tych samych materiałów, mają 4 koła silnik i kierownicę - a jednak coś je różni...

[raven1985]

technologia kosmiczna?

Nie jest kosmiczna :)

3) Seas Excel z serii ze sztywną membraną magnezową. Każdy kto miał, twierdzi, że bardziej szczegółowej średnicy nie słyszał.

Excel mają świetny napęd i bardzo niskie zniekształcenia liniowe podejrzewam że to ich zasługą jest ta szczegółowość.
Na ile za to odpowiada ten magnez to nie wiem

Różnice między głośnikami dobrze obrazują pomiary Linkwitz-a widać tutaj jak na dłoni za co się płaci.
Widać też że cena nie zawsze odzwierciedla jakość .
Accuton najdroższy chyba z całej stawiki mający ceramiczną , sztywną membranę a wypadł beznadziejnie.
Co zresztą potwierdzą moje kilkakrotne zetknięcie się z tymi przetwornikami chociażby na ostatnim AS w konstrukcjach Pana Witolda :)

http://www.linkwitzlab.com/Removed%2...x-mid_dist.htm

I tak np sa przypadki, w ktorych prostej konstrukcji glosnik szerokopasmowy z wysokimi znieksztalceniami i pasmem dalekim od idealnego, potrafi bez problemu przekazac wiekszy realizm brzmienia niz, skomplikowane konstrukcje wielodrozne, ktore z technicznego punktu widzenia beda niemal w kazdym aspekcie lepsze.

Ja mam całkiem odmienne odczucia.
Szerokopasmowce kreują dźwięk na nowo i nie ma on nic wspólnego z rzeczywistością

[morozaw]

Witajcie, pozwólcie, że wrócę do tematu.

Chciałbym teraz zapytać o różnice w budowie głośników niskotonowych, niskośredniotonowych, średniotonowych i szerokopasmowych.
Czym się różnią między sobą? Wysokością cewek? Może wychyleniem? Masa membrany?
Czy głośniki szerokopasmowe to są typowe głośniki niskośredniotonowe z doklejoną tylko tubką?
Czym się kreuje zakres pracy głośnika?

Czytałem trochę literatury na temat budowy głośników, ale nie było to nigdzie dobrze wytłumaczone.

[morozaw]

Chciałbym podbić temat, spadł już na drugą stronę.
Czy może ktoś polecić przy okazji literaturę w której jest dobrze opisana zasada działania przetworników?
Pokazane jak się je projektuje oraz jakie parametry oraz części składowe głośnika za co odpowiadają?
Z polskiej literatury przejrzałem już to co poniżej, ale tam głównie opisana jest konstrukcja skrzynek i paczek a nie samych przetworników.
Jestem na tyle zdeterminowany i zaciekawiony, że przejrzę każde polecone książki.

Rozmawiałem przez jakiś czas z kolegą SoundWave, ale teraz pewnie na urlopie słyszałem, że jest.
Może ktoś inny może polecić jeszcze jakiegoś konstruktora i projektanta przetworników, który byłby chętny i miał czas oraz cierpliwość nauczać i przekazać rąbek wiedzy na temat zasady działania przetworników? :)
"Osobiście" znam tylko kolegę SoundWave.

[Pogromca mitow]

http://audio.com.pl/diy/artykuly w glosnikowym zywiole,