Filtracja i wpływ na zniekształcenia

[waloos]

W głośniku na wykresie THD widzisz np dwa piki zniekształceń na 2 i 3kHz dla 3 i 2 harmonicznej. Czasem jest więcej jak ktoś zmierzy dla 4 i 5 h. Jednak to nie 2 i 3 kHz sa problemem ale pasmo 6kHz gdzie powstaje ten rezonans.

Yoshi ja mam wrażenie, że ty jako harmoniczną bierzesz sygnał o niższej częstotliwości. Mówisz o o rezonansie na 6 kHz i o jego 2 harmonicznej na 3kHz. No ja może elektronikiem nie jestem, ale druga harmoniczna 6kHz to jest 12. Weź mi to wytłumacz bo nie rozumiem ?

Nie ma czegoś takiego jak jeden sygnał

Jak to nie ma ? Wejdź na stronę Marka K i zobacz jego pomiary. Podaje jeden sygnał i bada harmoniczne. W muzyce tego nie ma to fakt, ale żeby zrozumieć teorie trzeba stworzyć prosty model.

Jeśli 3kHz jest brzydki bo ma harmoniczne to jaki będzie jak mu zabierzemy przyczynę(harmoniczne)

Ale nie zabierzemy, bo trzeba by było uzbroić membranę w coś co obniża amplitudę 6, 9, 12 itd kHz. Żeby obniżyć amplitudę harmonicznych dla sygnału 3kHz jedynym wyjściem jest odsunięcie się z częstotliwością podziału, albo wstawieniem pułapki na 3kHz, co jak chyba Yoshi napisał jest tym samym osłabieniem sygnału podstawowego.

 

[Micwoj]

Przydałby się jakiś poradnik jak odczytywać wykresy harmonicznych bo wiele osób ma z tym problem

Przydałby się. Krótkie pytanie krótka odpowiedź, bo już nic nie rozumiem, chyba faktycznie nie umiem czytać. Mamy na wykresie duży pik 3ciej harmonicznej w 3 khz. I teraz:
1. Dajemy czysty sinus 3k. Co dostaniemy? czyste 3k, czy 3k+9k?
2. Albo z drugiej strony dajemy sin 9k, dostajemy 9k+3k? Czy nie wiadomo?

 

[Yoshi_80]

Przydałby się. Krótkie pytanie krótka odpowiedź, bo już nic nie rozumiem, chyba faktycznie nie umiem czytać. Mamy na wykresie duży pik 3ciej harmonicznej w 3 khz. I teraz:
1. Dajemy czysty sinus 3k. Co dostaniemy? czyste 3k, czy 3k+9k?
2. Albo z drugiej strony dajemy sin 9k, dostajemy 9k+3k? Czy nie wiadomo?

No własnie wraca problem zrozumienia wykresu zniekształceń. Najprościej, oś częstotliwości jest dla sygnału podstawowego który podajemy na głośnik. Wykresy i częstotliwości występowania są dla harmonicznych.
I teraz mamy dwa wykresy 2 i 3 harmonicznej z pikami odpowiednio np na 3 i 2kHz. Oznacza to, że podając sygnał 2kHz dostajemy ileś tam % 3 harmonicznej (czyli sygnału 6kHz) oraz podając sygnał 3 kHz dostajemy ileś tam % 2 harmonicznej (czyli znów sygnału 6kHz). Oba te zjawiska powstają w wyniku rezonansu na 6kHz pobudzanego sygnałami 2 oraz 3 kHz.

I teraz można zrobić tak, że obniżamy częstotliwość podziału np poniżej 2kHz ergo "odcinamy" głośnik poniżej częstotliwości pobudzających rezonans. Oczywiście jest to odcięcie umowne bo dobrze wiemy, ze filtr nie działa jak nóż i "tnąc" nawet na 1kHz i tak składowa 2kHz przejdzie przez filtracje i ten rezonans pobudzi, tyle że słabiej. I faktycznie jeżeli rezonans powstaje na membranie, to obniżanie podziału powinno być skuteczniejsze.
Ale to nie znaczy, że tylko skuteczność filtracji częstotliwości pobudzającej ma wpływ na wartość harmonicznych bo to moim zdaniem się nie potwierdza chociażby z wykresów accutona. Gdzie mamy dla częstotliwości gdzie były harmoniczne filtracje o skuteczności około 6dB względem pasma bez filtracji a harmoniczne w magiczny sposób zupełnie zniknęły. 6dB to jest połowa sygnału, przy harmonicznej o wartości 0,5% połowa powinna być doskonale widoczna.

Moim zdaniem, matematycznie rzecz biorąc, nadal powinno być tyle samo zniekształceń. Zakładając cały czas, że to jak bardzo odfiltrujemy sygnał pobudzający ma znaczenie, a zniekształcenie powstaje na membranie i nie ma na to wpływu żadna pułapka. Bo jeżeli membrana "generuje" np 1% 3ciej harmonicznej dla 3kHz to jeżeli osłabimy filtrem te 3KHz o połowę to 1% z połowy nadal jest 1%. Pomiar harmonicznych jest pomiarem względnym. Harmoniczną porównuje się z sygnałem podstawowym. Nawet jeżeli brać wartości bezwzględne to 1% z sygnału osłabionego o połowę daje 0,5% . A jak widać u accutona tak nie jest, zmierzyli dobre 0,5% , przefiltrowali i nie mają prawie nic a powinno być 0,25% gdyby liczyło się tylko to jak bardzo odetniemy "pobudzenie" tej 3ciej harmonicznej!

 

[Micwoj]

Dzięki za wyjaśnienie. To wykresy rozumiem jednak dobrze, tylko to:

A jak widać u accutona tak nie jest, zmierzyli dobre 0,5%

to jest dla mnie magia której ja nie rozumiem.

Harmoniczną porównuje się z sygnałem podstawowym.

To jeszcze jedno pytanie: To z czym porównujemy w przypadku głośników? Bo sygnał podawany to jest akurat sinusoida (załóżmy że sinusoida bez wchodzenia wgłąb zagadnienia) napięcia. A dostajemy jakieś tam np W/m2 natężenia dźwięku przeliczone na dB.

 

[ir0nhide]

Mówisz o o rezonansie na 6 kHz i o jego 2 harmonicznej na 3kHz. No ja może elektronikiem nie jestem, ale druga harmoniczna 6kHz to jest 12. Weź mi to wytłumacz bo nie rozumiem ?

heh no przecież wyraźnie napisał że problemem rezonansu na 6kHz jest 3 harmoniczna 2kHz i 2h 3kHz... albo ja też nie kumam

Wejdź na stronę Marka K i zobacz jego pomiary

Poproszę o link...

Jak to nie ma ?

Tak to. Bo jak masz sin 3kHz to i słyszysz też jego harmoniczne.

 

[waloos]

heh no przecież wyraźnie napisał że problemem rezonansu na 6kHz jest 3 harmoniczna 2kHz i 2h 3kHz...

Dobra już skminiłem o co mu chodzi. Tak to racja, 2 harmoniczna dla 3kHz i 3 harmoniczna dla 2kHz będzie pewnie miała pik bo jest to równoznaczne z 6kHz, jednak tak jak napisał raven wstawienie pułapki na 6kHz nic tu nie da, bo wzbudnikiem jest sygnał 3 i 2 kHz, a pułapka będzie wycinać 6kHz.

ak to. Bo jak masz sin 3kHz to i słyszysz też jego harmoniczne.

No to wiadomo, że harmoniczne się pojawią. Myślałem, że twierdzisz iż nie da się puscić czystego tonu podstawowego na głośnik. To się nie zrozumieliśmy

Poproszę o link...

http://www.audioheuristics.org/ w zakładce pomiary ma trochę pomierzonych głośników.

 

[Yoshi_80]

To jeszcze jedno pytanie: To z czym porównujemy w przypadku głośników? Bo sygnał podawany to jest akurat sinusoida (załóżmy że sinusoida bez wchodzenia wgłąb zagadnienia) napięcia. A dostajemy jakieś tam np W/m2 natężenia dźwięku przeliczone na dB.

Mierzenie zniekształceń jest bardzo proste. Podajesz sygnał o danej częstotliwości np 1kHz. Mierzysz sygnał z głośnika a następnie operacją matematyczną rozbicia tego sygnału na widmo patrzysz jaką ma amplitudę na 1kHz oraz na harmonicznych tego sygnału czyli na 2 , 3 ,4 ,5 itd kHz. Mając amplitudę podstawową oraz harmonieczne jesteś w stanie obliczyć % wartość harmonicznej do podstawowej.
Pomiar taki wykonuje się dla kolejnych częstotliwości z jakimś tam zadanym krokiem. No i powstaje wykres zniekształceń od częstotliwości.

Dobra już skminiłem o co mu chodzi. Tak to racja, 2 harmoniczna dla 3kHz i 3 harmoniczna dla 2kHz będzie pewnie miała pik bo jest to równoznaczne z 6kHz, jednak tak jak napisał raven wstawienie pułapki na 6kHz nic tu nie da, bo wzbudnikiem jest sygnał 3 i 2 kHz, a pułapka będzie wycinać 6kHz.

No własnie ale przykład accutona tego nie potwierdza. Oni osłabili 3kHz o 6dB ale harmoniczna nie zmalała o 6dB ale zupełnie ja wycieli. Magia? A może jednak pułapki działają .

 

[raven1985]

Dokładnie tak jest.

Yoshi to się zdecyduj czy się jednak ze mną zgadzasz czy nie
Bo być za a jednak przeciw to ciężko jest

Uparłeś się i na siłę dorabiasz teorię do tego jednego wykresu.
Ja go już dawno widziałem .
Nie wiadomo jak jest to pomierzone, przez jaki filtr więc nie wyciągam żadnych wniosków .
Poza tym rozmawiamy o metalowej osiemnastce a nie o ceramiku .

Cały czas ucieka Ci sedno problemu .
Pułapka nic nie robi z rezonansem fizycznie .
Jedynym sposobem więc żeby pozbyć się zniekształceń jest zmniejszenie poziomu na tych 2k które generują 3 harmoniczną czyli 6k która trafia w rezonans i dzwoni .
Zmniejszając poziom pobudzenia czyli tych 2k zmniejszy poziom 3 harmonicznych czyli 6k .
Pułapka nic na to nie poradzi bo działa przed głośnikiem . A źródło problemu czyli zniekształceń jest w głośniku .
Tyle .
Ona ma zadanie jedynie wyciąć pobudzenie 6k z sygnału trafiającego na głośnik żeby na tych 6k od tego sygnału nie dzwonił .

 

[waloos]

Magia? A może jednak pułapki działają

Ja chyba obstawiałbym "rękę producenta" No chyba, że zachodzą tam zjawiska o jakich pojęcia nie mam.

 

[Sound Wave]

Pułapka nic na to nie poradzi bo działa przed głośnikiem .

Nie do końca - pułapka stanowi niską impedancję dla częstotliwości rezonansowej która to po przez SEM głośnika tłumi rezonans.
Rezonans generuje dodatkowe drgania, które z kolei powodują wytworzenie pewnej wartości napięcia (o częstotliwości równej częstotliwości drgań) - jeśli zewrzemy elektrycznie wyjście cewki dla tej częstotliwości to drgania te będą tłumione ich energia zostanie rozproszona w postaci ciepła. Pytanie jest nie czy tylko jak skutecznie to działa.

Do takich porównań zawsze trzeba posługiwać się zniekształceniami w dB - wartości procentowe są bez sensu bo zależnie od poziomu filtracji zmienia się punkt odniesienia przyjąć można, że po podłączeniu reszty głośników tworzących kolumnę charakterystyka będzie liniowa (czyli niezależnie od zastosowanej zwrotnicy na tym samym poziomie.

To co napisał Yoshi - przy skali w % i zastosowaniu samej filtracji i lub pułapki teoretycznie (biorąc pod uwagę tylko to co mówi Raven) wartość % nie powinna ulegać zmianie.

 

[raven1985]

Nie do końca - pułapka stanowi niską impedancję dla częstotliwości rezonansowej która to po przez SEM głośnika tłumi rezonans.
Rezonans generuje dodatkowe drgania, które z kolei powodują wytworzenie pewnej wartości napięcia (o częstotliwości równej częstotliwości drgań) - jeśli zewrzemy elektrycznie wyjście cewki dla tej częstotliwości to drgania te będą tłumione ich energia zostanie rozproszona w postaci ciepła. Pytanie jest nie czy tylko jak skutecznie to działa.

Przy pomiarze THD głośnik jest zwarty niemal zerową impedancją wzmacniacza czyli całe SEM jest zwarte .
Zwykle mniejszą niż impedancja pułapki .
Więc ze zwrotnicą może być co najwyżej tak samo a nie lepiej .
Być może w konkretnym rozwiązaniu zwrotnicy ma to jakieś znaczenie .

Nie wiem też dlaczego uparcie zakładacie że ten pomiar accutona został wykonany z pasywną zwrotnicą / pułapką .
Bo ja bym postawił, że filtr został zrealizowany aktywnie a konkretnie cyfrowo i głośnik cały czas sterowny był bezpośrednio ze wzmacniacza .
To bardzo prawdopodobne . Więc jak widzicie ciężko wyciągać wnioski bez znajomości szczegółów .

To co napisał Yoshi - przy skali w % i zastosowaniu samej filtracji i lub pułapki teoretycznie (biorąc pod uwagę tylko to co mówi Raven) wartość % nie powinna ulegać zmianie.

Niby dlaczego ?
Nie rozumiem waszego toku rozumowania .

fw146 akurat tutaj rezonans jest wysoko i ze względu na dobry napęd poziom 3 harmonicznej jest niski i nie ma jej znaczącego podbicia przez break up. widać natomiast wzrost 2 przy samym rezonansie .

po filtracji 3 rzędem :

 

[Micwoj]

Czyli dobrze rozumiem że np brakeup membrany "wraca" w postaci napięcia wyindukowanego na cewce i możemy je tłumić (przynajmniej częściowo) tłumikiem-pułapką w miejscu odpowiedzi, a nie wymuszenia,tak?

Raven, 3cia u ciebie rośnie od 2k z górką w 3k ok. 15db i daje odpowiedż na 6 z górką na 9 o podobnej wartości. A 2ga od ok. 6ciu z górką na 10i pewnie ją widać w odpowiedzi dopiero dobrze powyżej 10.

Filtr działa od ok.2 i widocznie już wystarczy żeby wytłuc tę 3cią. Tak że już się aż tak mocno membrana nie łamie.

 

[Sound Wave]

Przy pomiarze THD głośnik jest zwarty niemal zerową impedancją wzmacniacza czyli całe SEM jest zwarte .

Przy samym pomiarze gołego głośnika tak. Ale jeśli dodamy jakikolwiek filtr to już nie.

Odnośnie THD w %
THD wyrażane % jest to stosunek wartości zniekształceń do poziomu sygnału. Jeśli zniekształcenia są stałe niezależnie od mocy to jeśli sygnał stłumimy o 10 dB to harmoniczna spadną o 10dB. Mamy sytuację następującą sygnał bazowy ma 90dB THD na poziomie 60dB - czyli mamy harmoniczna na poziomie ~3%. tłumimy sygnał do 70dB harmoniczna spada do 40dB czyli różnica jest stała i nadal wynosi 30dB czyli 3%.

Należy odróżnić THD od brakeup'u od thd od zawieszeń i układu magnetycznego.
Brake up powoduje thd które są w przybliżeniu stałe w funkcji mocy np. dla 1W będzie 3% dla 0,1W również i dla 10W tyle samo (w przybliżeniu).

THD od układu magnetycznego i zawieszeń będą natomiast zmienne w funkcji mocy czyli dla 1W może to być 1% a dla 10W 3% - w takim przypadku filtracja spowoduje spadek wartości % zniekształceń.

 

[raven1985]

Przy samym pomiarze gołego głośnika tak. Ale jeśli dodamy jakikolwiek filtr to już nie.

Więc ze zwrotnicą może być co najwyżej tak samo a nie lepiej .

THD od układu magnetycznego i zawieszeń będą natomiast zmienne w funkcji mocy czyli dla 1W może to być 1% a dla 10W 3% - w takim przypadku filtracja spowoduje spadek wartości % zniekształceń.

Nie ma rozróżnienia na THD od zawieszeń czy napędu .
Bo zniekształcenia nie pochodzą bezpośrednio od break up tylko zniekształcenia głośnika są przez ten brek up wzmacnianie .
Poprawiając napęd redukujemy automatycznie poziom zniekształceń który trafia na break up .
Tak samo filtrując zmniejszamy poziom sygnału a więc i zniekształcenia które od tego poziomu zależą .

Dobrze widać to na głośnikach visatona AL130 i AL170 które mają miedź na całym napędzie i poziom 3 harmonicznej jest bardzo niski .
I efekt podbicia 3 harmonicznej break up-em niemal nie występuje - bo nie ma od czego .
Przez co AL170 spokojnie może pracować znacznie wyżej i brzmi dobrze nawet z podziałem na 2.5-3k oczywiście trzeba zadbać o tłumienie samego "dzwona".


Pomiary CELL-a w funkcji mocy .
Widać wyraźnie że zwiększając poziom rosną też zniekształcenia na 3k od "dzwona"

 

[waloos]

Nie na temat...

AL130 i AL170 które mają miedź na całym napędzie Tak swoją drogą, masz jakieś informacje na temat ich budowy. Jakieś fotki rozebranego napędu, umiejscowienie tej miedzi czy coś w tym stylu. Chętnie bym poczytał.

 

[raven1985]

Nie na temat...

Nie mam . Cięzko mi powiedzię cgdzie to było . Jest to też pewnie zasługą materiału membrany/profilu w jakimś stopniu . Mam pomiar THD z hobby hi-fi no i miałem ten głośnik . Widać, że nie ma tutaj wzrostu THD w około 2-3k od "dzwona " na 6.5k .

 

[waloos]

Nie na temat...

A to lipa, bardziej mnie właśnie budowa interesowała niż to jak się mierzy.

 

[raven1985]

Nie na temat...

w sumie to nie ma specjalnie co oglądać . kawałek miedzianej rurki na całej szczelinie .

 

[Sound Wave]

fw146 akurat tutaj rezonans jest wysoko i ze względu na dobry napęd poziom 3 harmonicznej jest niski i nie ma jej znaczącego podbicia przez break up. widać natomiast wzrost 2 przy samym rezonansie .

Dobrze widać to na głośnikach visatona AL130 i AL170 które mają miedź na całym napędzie i poziom 3 harmonicznej jest bardzo niski .

Akurat pierścienie głównie wpływają na wartość 2 harmonicznej ale to mniej istotne.

Dobrze ilustrują to pomiary 18 sound

Bo zniekształcenia nie pochodzą bezpośrednio od break up tylko zniekształcenia głośnika są przez ten brek up wzmacnianie .

Może wyraziłem się nie precyzyjnie ale właśnie o to mi chodziło - są stale podbite o stałą wartość względem częstotliwości w pobliżu.

 

[El_liero]

Najważniejsze, zniekształcenia harmoniczne nie są generowane tylko przez kolejne mody, rezonanse membrany...
Jest jeszcze przynajmniej 5 zmiennych w tym 4 nieliniowści, które mają na to wpływ i każde z nich ma wpływ na pewną (całkiem stałą) szerokość pasma częstotliwościowego.

Należy odróżnić THD od brakeup'u od thd od zawieszeń i układu magnetycznego.

Dalej. Zniekształcenia harmoniczne otrzymujemy na różne sposoby, zależnie od sygnału pobudzającego. Najważniejsze odróżnienie to przemiatanie jednego sygnału vs dwa tony vs multiton vs impuls vs szum vs sygnał audio. Zleżnie od tego można:
sinusoidalny - harmoniczne tylko powyżej tonu podstawowego. Dwie główne nieliniowości grające rolę w paśmie średnich i wysokich częstotliwości to Le(i) oraz nieliniowe drgania membrany.
dwutonowe przemiatanie - pozwala zaobserwować harmoniczne tonu podstawowego oraz sumujące i różnicowe tonu modulowanego, czyli wstęgi boczne (zniekształcenia intermodulacyjne).
Dla nieliniowości Bl, Le, Kms obniżając amplitudę sygnału pobudzajacego, obniża siękolejno generowane harmoniczne. Obniżenie amplitudy dwukrotnie czyli o 6dB spowoduje dwukrotne obniżenie zaniekształceń czyli z 1% do 0.5%. I to jest najczęściej obserwowany efekt dla przetworników, w których cewka dostaje sporą dawkę amperów [ Le(i)] albo układ drgajacy ma "sensowne" wychylenie cewki [Bl(x), Kms(x), Le(x)], gdzie w obu przypadkach liniowość zostaje zachwiana! Dla tweeterów THD jest mniej więcej stałe w funkcji mocy gdyż tam doczynienia mamy głównie z modami membrany. Ale i tak czuje się źle, że to napisałem, bo wszystko zależy od dizajnu.
Na ogół podaje się THD względne, względem amplitudy sygnału reprodukowanego, czyli względem całego cisnienia akustycznego, albo poziomu cisnienia akustycznego, ale raczej cisnienia akustycznego
dn= pn/pt*100% gdzie:
dn - n-ta harmoniczna
pn - RMS n-tej składowej harmonicznej/maks cisnienie akustyczne
pt - RMS całego sygnału/maks cisnienie akustyczne

Nie ma rozróżnienia na THD od zawieszeń czy napędu .
Bo zniekształcenia nie pochodzą bezpośrednio od break up tylko zniekształcenia głośnika są przez ten brek up wzmacnianie .

Tak na wykresie nie ma rozróżnienia, THD to THD, ale to drugie zdanie jest dla mnie niezrozumiałe.

Poprawiając napęd redukujemy automatycznie poziom zniekształceń który trafia na break up .

Napęd nie ma nic wspólnego z geometrią membrany i jej break up'em raven. Już samo pasmo częstotliwosciowe w którym nieliniowość napędu ma wpływ na THD wyklucza go z break up'ów.

Akurat pierścienie głównie wpływają na wartość 2 harmonicznej ale to mniej istotne.

Prawda, linearyzują przebieg induktancji w funcki częstotliwosci oraz wielokrotnie zmniejszają wartość bezwzględną samej induktancji, co ma wpływ głównie na 2 harmoniczną.
Ogólnie to wszycy macie rację, ale chyba nie mogliście do tego siebie nawzajem przekonać, jednocześnie uważam, że aby dyskutować o likiwdacji, zmniejszaniu poziomu THD w danym paśmie czy dla danej częstotliwości trzeba mieć pojęcie, co je powoduje, proste jak drut.
Aha i proponuje się nie sugerować na śmierć różnymi pomiarami, czyli pochodzących od różnych producentów czy z różnych gazet, bo to są pomiary względne! Sami widzicie, że raz jest "coś" a u kogo innego już "tego" nie ma.