Звуковая катушка громкоговорителя

[aleks8845]

Мне нужен НЧ, но чтобы с него е получился СЧ

Не много не понятно, Вам нужен НЧ динамик с заходом в СЧ или из НЧ сделать СЧ?

И желательно, что бы будущие параметры не сильно разошлись с расчетными.

Как написали выше, чтоб сделать расчет по общепринятым формулам, будет много неизвестных.... Имхо, не думаю что ДРДБ расчитывает мягкость и гибкость подвесов, скорее опытом.... Кстати нигде не приводятся такие параметры его динамиков, как Кни, Имд, и направленность излучения для Сч и Шп, что для качественного звука не маловажные параметры.
Легче считается BL, Mmd. Чувствительность и давление от Sd и Кпд. Это мои дилетантские рассуждения...

Или делать только методом проб и ошибок?

Не все, но многое можно и этим способом сделать имея определенный опыт.

PS: Имхо, не плохо бы создать тему по теоретическому расчету динамика. В ней бы "профессионалы" динамикостроения" проявили бы себя по максимуму. Только ,вангую, будет очередная демагогия про дилетантов.....

 

[Dimon SSSR]

Если начать со старта, я не могу понять, как проектировать будущий динамик.

Типовое проектирование (по известным образцам).
ДР скорей всего так и делает, судя по его табличкам.
Принцип: если сделать так - то будет вот так...
Заметили, что при описании, например, жёсткости подвесов, никто не приводит конкретные цифры? Только - "мягкие", "жёсткие" и т.д.

 

[Aleph]

Вот потому, что рассчитать что получится на выходе без физических опытов невозможно, я для любого динамика ищу, или делаю максимально мягкий подвес. Даже если динамик ВЧ, смещение его резонанса подальше от частоты деления работает во благо.

 

[MacSys]

никто не приводит конкретные цифры?

А какой практический толк от цифр, если эти цифры некуда подставить для дальнейшего расчета.
- Допустим измерили мы динамометром упругость подвеса и равна она 0.035кг:*см2, что дальше делать с этим.
*
Далее, логическим и математическим расчетом катушки мы хотим определить примерный результат проделанных телодвижений, не того сколько нужно провода намотать или какой массы брать каркас (массу в расчет пока не берем). А гораздо проще, влияние увеличенной индуктивности катушки на дальнейшую импульсную характеристику.
- Была двухслойная катушки обеспечивающая мдс пускай условно ~100 единиц, намотали в 4-ре слоя на выходе те же ~100 единиц (F = витки * ампер), упрощая задачу, намотали так, с сохранением массы, объема провода и длины намотки (логично что с изменением сечения провода в меньшую сторону). По сути, энергия катушки осталась та же, а индуктивность изменилась. Не стоит забывать что с ростом индуктивности выросла и электрическая добротность.
*
Рутковский советует использовать короткую катушку которая не будет выходить за пределы переднего фланца, тут есть огромная доля истины не спорю. Так как контур находящийся в зоне действия магнитопроводящего сердечника имеет условно минимально возможную добротность а значит и минимальные потери.
- Но опять же, что бы обеспечить достаточный линейный ход подвижной системы (катушки в том числе) нужно увеличить значительно размеры магнитной цепи, для компенсации потерь в толстом фланце. И как следствие получаемый результат от тупой замены магнита допустим в 2 раза, не дает представление а какая теоретическая расчетная индукция зазора получится.
*
Я не спорю что комплексный расчет громкоговорителя займет не одну страницу в тетради, и теория от практики в большинстве случаев расходится на какой то % погрешности в практическом исполнении. Но хотя бы понимать вектор, куда двигаться, и какой изменяемый параметр во всей цепи на какой конечный результат влияет.
- Как пример, увеличим электрическую добротность, снизить механическую за счет уменьшения массы подвижной системы, в итоге получить общую добротность равной 0.35, при том что до переделки общая добротность и была 0.35, имея меньшую электрическую добротность и большую механическую. А импульсные характеристики и диапазон работы громкоговорителя в обоих приведенных случаях имеют разницу в 5% и экономически в плане вложенных средств и времени не выгодны для разовой акции. То получается проделанная работа не имеет никакого особого смысла.

P.S вот по этой причине и хотелось бы видеть хотя примерные расчеты, для понимания какой результат "должен" получится.

 

[Дмитрий Рутковский]

Я не спорю что комплексный расчет громкоговорителя займет не одну страницу в тетради

Более опытные делают себе таблицу расчётов, где на один лист А4 помещаются расчёты на несколько динамиков. Например на 8" ШП, МБ и НЧ. По сути те же столбики, только расчёты автоматические, надо только вводные ввести.

 

[Dimon SSSR]

делают себе таблицу расчётов

Называется - сводная таблица значений, полученных эмпирическим путём.
Принцип тот же - сделали так - получилось вот так...

 

[radio-fan-zt]

Где в ваших «столбиках» данные о гибкости подвесов.... и т.п. Там только BL, намоточные данные по проводам и катушке...

Добротность можно сосчитать, резонанс НЕ ВОЗМОЖНО, не верьте вы питерским подвально-дворовым мастерским.
Никто никогда мне не докажет что имея готовую подвижку в сборе в руках без установки и измерения потом на перед узнать резонанс, ЭТО НЕ ВОЗМОЖНО!

Называется - сводная таблица значений, полученных эмпирическим путём.
Принцип тот же - сделали так - получилось вот так...

Совершенно верно, таблица примерных значений при разных катушках на одной и той же подвижке, измерены опытным путем и сохранены, чтоб в дальнейшем можно было сделать похожую копию которую не обязательно измерять!

Интересный момент, солидные фирмы на каждый динамик прилагают бумажку с ТС и АЧХ, на КАЖДЫЙ динамик отдельно!

 

[MacSys]

Добротность можно сосчитать, резонанс НЕ ВОЗМОЖНО

Из всего перечисленного на fs влияет только масса Mms.
И ещё податливость подвижки Сms.

Да в том то и дело, имея формулы и измеренные ранее параметры можно рассчитать и хотя бы понимать, в какую сторону ведут те или иные манипуляции. Всё с поправками, так как до полного расчета еще нужные промежуточные результаты практические

Так а параметр "L" это длина намотки катушки (длина уложенный витков) или длина всего провода уложенного на катушку (каркас)?

 

[radio-fan-zt]

Так а параметр "L" это длина намотки катушки (длина уложенный витков) или длина всего провода уложенного на катушку?

Если катушка длиннее фланца то только те витки что в зазоре. Или если она вся в зазоре то все.

 

[MacSys]

Если катушка длиннее фланца то только те витки что в зазоре. Или если она вся в зазоре то все.

Просто мне перевести это тяжело

Если написано 16 метров - надо брать. На то что там всего 8 - обращать внимание не нужно. Все мысли типа научиться считать и посчитать - нужно игнорировать.

 

[Дмитрий Б.]

А какой практический толк от цифр, если эти цифры некуда подставить для дальнейшего расчета.
- Допустим измерили мы динамометром упругость подвеса и равна она 0.035кг:*см2, что дальше делать с этим.

Тут нужно остановиться, однозначно.
Если в упругости появилась площадь, значит что- то пошло не так.

Зная упругость подвеса можно рассчитать массу под заданную fs.
И наоборот.
Другое дело, если зная массу и резонанс рассчитать необходимую упругость, то этот расчёт практически бесполезен в домашних условиях.
Для расчетов и внедрения их в изделие нужна база.
Лаборатория с персоналом и инженеры, которые знают чуть больше чем BL.
И много денех.

За сто лет теория из тетрадей переросла в компьютерное моделирование.

В. Н. Браун, «Теория конических излучателей звука», Журнал Американского акустического общества , вып. 13, нет. 1, стр. 20–22, 1941.

Т. Нимура, Э. Мацуи, К. Шибаяма и К. Кидо, «Исследование динамических громкоговорителей конического типа», Журнал Акустического общества Японии , том. 7, нет. 2, стр. 16–28, 1952.

Ю. Кагава, «Собственная частота и режимы вибрации изогнутой конусной вибрации растяжения», Университет Тохоку, Университет Тохоку, Дискуссионный отчет Денцу , том. 31, нет. 3, 1962.

Ф. Дж. Франкфорт, Вибрация и звуковое излучение диффузоров громкоговорителей [тезис] , Дополнения к исследовательским отчетам Philips № 2, 1975 г.

Уэно Т., Такахаси К., Ичида К., Исии С. Анализ вибрации конического громкоговорителя методом конечных элементов.Журнал Японского акустического общества , том. 34, нет. 8, стр. 470–477, 1978.

К. Судзуки и И. Номото, «Компьютерный анализ и наблюдение за режимами вибрации конуса громкоговорителя». Журнал Общества аудиотехники , том. 30, нет. 3, стр. 98–106, 1982.

А. Дж. М. Кайзер, «Моделирование нелинейного отклика электродинамического громкоговорителя с помощью разложения в ряд Вольтерра». AES: Journal of the Audio Engineering Society , vol. 35, нет. 6, стр. 421–433, 1987.
А. Дж. М. Кайзер, «Расчет звукового излучения нежесткой диафрагмы громкоговорителя с использованием метода конечных элементов», Журнал Общества аудиотехники. , vol. 36, нет. 7–8, стр. 539–551, 1988.
Е. Б. Скродска и А. П. Сенк, «Сравнение модальных параметров громкоговорителей в различных условиях работы», Прикладная акустика, том. 60, нет. 3, стр. 267–277, 2000.
Кьюно Н., Усагава Т., Ямабучи Т. и Кагава Ю. «Анализ акустического отклика громкоговорителя конического типа методом конечных элементов», Журнал Японского акустического общества. , том. 61, нет. 6, стр. 312–319, 2005.

 

[Meshin]

Просто мне перевести это тяжело

Любой НЧ динамик имеет высоту намотки катушки длинней высоты зазора. В данном случае 16 метров/8 метров - это вычислительные фантазии ДР относительно фото катушек 10" НЧ динамиков JBL.
Т.е длина провода всей катушки 16 метров, 8 метров которой находятся непосредственно в области высоты зазора.
С этого и корёжит питерскую нечисть из полуподвальной артели - микропредприятия имени Д.Рутковского.

 

[MacSys]

Тут нужно остановиться, однозначно.
Если в упругости появилась площадь, значит что- то пошло не так.

Пардон, пока трактат писал, не заметил что закралась ошибка с площадью.

 

[Дмитрий Б.]

ДР делится фото разных динамиков и сопутствующих комплектующих к нему.

Какой в этом смысл без результата? Нет ни параметров поделки ни АЧХ.
Зайдите на сайт Диффузора, там все это есть, в смысле комплектующих.

 

[aleks8845]

Кто-то уже говорил об этом, но не запомнил... Заполнение медью зазора лучше у 4-х омной или 8-ми омной ЗК?

 

[LDS]

Кто-то уже говорил об этом, но не запомнил... Заполнение медью зазора лучше у 4-х омной или 8-ми омной ЗК?

Если высота намотки одинаковая, значит для 8 Ом жила тоньше. Тоньше - влезит больше витков и как следствие заполнение будет лучше. Если конечно под заполнением имеется в виду длинна провода в зазоре.

 

[aleks8845]

Если конечно под заполнением имеется в виду длинна провода в зазоре.

Я понимаю тут такая логика- находится оптимальный вариант не только для длины провода, но и его сечения и массы в зазоре ...

 

[Дмитрий Рутковский]

Поскольку длина, сечение и масса неотделимы друг от друга и к ним ещё сопротивление намертво приклеилось, то выбора просто нет.

 

[aleks8845]

Для личного использования, можно от стандартов сопротивлений и отойти, так что выбор будет....

 

[Дмитрий Б.]

Я понимаю тут такая логика- находится оптимальный вариант не только для длины провода, но и его сечения и массы в зазоре ...

Логика простая и начинается с нужного сопротивления.

 

[aleks8845]

А если сопротивление меня не сильно лимитирует? Но не более 12-16 Ом?

 

[Дмитрий Рутковский]

12 и 16 Ом - вполне себе стандартные сопротивления. В меньшую сторону будут 8, 6 и 4, тоже стандартные. Для автосабов ещё добавятся 3, 2, 1.5 и 1. Даже 0.7 стандартом сделали - совсем ку-ку. В бОльшую сторону попадаются 24-25 и 32. Это всё так или иначе стандарты. Надо быть большим оригиналом чтобы захотеть себе нестандарт.

 

[Дмитрий Б.]

А если сопротивление меня не сильно лимитирует? Но не более 12-16 Ом?

Мощность тоже не лимитирована вниз?

 

[NiCobalt]

Я понимаю тут такая логика- находится оптимальный вариант не только для длины провода, но и его сечения и массы в зазоре ...

еще диаметра намотки
толщины
насыщения магнитопровода

оптимальный вариант связан в целом с конструкцией
даже диаметр ЦШ в зависимости от диаметра дифузора далее длины каркаса и геом. центра длины намотки - в идеале =) и все что больше чем нужно приводит к потерям ))))

тема сопротивления это для тех кто сидит в рамках и очень много думает
для тех у кого рамки раздвинуты опытом наилучшим сопротивлением будет наименьшее значение .

 

[aleks8845]

для тех у кого рамки раздвинуты опытом наилучшим сопротивлением будет наименьшее значение .

Сопротивление катушки?
Наилучшее сопротивление=наименьшее значение, это как 4Ом лучше 16 Ом? Или это про что-то более сложное и глубокое?

 

[Дмитрий Б.]

Сопротивление катушки?
Наилучшее сопротивление=наименьшее значение, это как 4Ом лучше 16 Ом? Или это про что-то более сложное и глубокое?

Лучше 2, ещё лучше 1 Ом.
Там рамки походу химией раздвинуты. Синяя вода так не прет.

 

[MacSys]

По итогу, запустил mathcad и немного произвел реверс инженериг двух головок 25ГДН-1-8 и 25ГДН-1-4, которые у меня есть в разобранном виде
Данно:

Dcoil - диаметр каркаса катушки
d_4, d_8 - диаметр провода для 4х и 8ми омнной головки
Далее считаю средний диаметр всех обмотки с учетом коэффициента заполнения:
25.595мм (4Ом) и 25.553мм (8Ом)
И соответственно длину окружности:
80.411мм (4Ом) и 80.277мм (8Ом)

Далее нахожу сечение проводника, правда сделал упущение, это по лаку размер, но сути сильно не поменяет в итоге!

Высчитываю общую длину провода 7.317м для 4Ом, и 9.392м для 8Ом

Высчитываю массу провода:
3.044грамм для 4Ом
2.289грамм для 8Ом

Нахожу сопротивление катушек, точность конечно хромает, но хотя бы порядки совпадают
3.029 Ом и 6.349 Ом

Разница масс катушек целых 28.3%, катушка 8Ом легче, это было видно и выше, но тут в процентном соотношении лучше понятно!

А теперь начинается самое веселое. По ранее выведенным данным, получил длину намотки каждого слоя для катушек 4 и 8 Ом
Даже сходится с паспортные данными, 12мм паспорт, и 11.5 расчетные. Коэффициент К это 0.5% на погрешность укладки витков

Расчетная общая площадь обмотки с учетом что длина намотки 11.1 и 11.5мм
Видно из расчета, что катушка 4Ом имеет суммарно больше площадь, ну и в зазоре соответственно больше меди находится в отличии от катушки 8Ом
Объем считать не буду, та как на данный момент он всё равно будет меньше у катушки 8Ом

В процентном соотношении, катушка 8Ом на 23.78% меньше занимает полезного пространства, и на столько же процентов больше магнитных потерь из за ширина магнитного зазора в 1.1мм. При том, что масса катушки меньше, а значит импульс лучше, но больше потерь

Далее решил просто рассчитать для понимания происходящего: беру получившиеся катушки, условно подключаю к источнику сигнала, частота и форма сигнала не учитывается, константой выступает только выходное напряжение источника сигнала. Задают условно амплитуду 10Вольт, ток полученный только берется только для оценки результата
*========================*
Для катушки 4Ом мощность получилась 33Вт, для 8Ом логично что почти в 2 раза меньше 15.75Вт ток протекающий в катушке меньше почти 4 раза меньше, и это опять подтверждает то, что расчеты +\- верны
Но есть одно но!
магнитодвижущая сила в катушке имеет разницу в 3.4 раза для катушки 8Ом, всего 290.298А, если еще вспомнить что объем проводника в зазоре так же на 28% меньше, а следовательно и потерь больше?

Ну можно попробовать поднять напряжение напряжение прикладываемое к катушке 8Ом:
Ну вот, 15В, 35.3Вт ток в цепи 5.56А, даже отлично, но МДС всего 651.11А, хотя катушка 4Ом давала 991.6А

P.S а теперь вот, получается что бы что-то менять и получать заведомо ожидаемый результат, нужны расчеты куда сложнее чем это. И философские рассуждения с таблицами на салфетке так же не подходят.

 

[Дмитрий Рутковский]

Отличный расчёт для первого раза.

если еще вспомнить что объем проводника в зазоре так же на 28% меньше, а следовательно и потерь больше?

Игорь не раз утверждал что потерь будет меньше. Чтобы его результат получить

Есть несколько моментов. Странно почему Вы решили что L считать не нужно.
Другой - это коэффициент заполнения из справочника. Казалось бы: объём зазора известен,, объём провода известен, известны размеры воздушных зазоров, все остальные размеры тоже заложены в конструкцию (толщина бумажки например). Что помешало поделить одно на другое?

 

[Aleph]

А если сопротивление меня не сильно лимитирует? Но не более 12-16 Ом?

Берём ширину зазора, минус 2 по 0,3 мм, минус толщина каркаса. Что осталось, смотрим сколько слоёв какого провода влезет чтоб максимально заполнить эту ширину. Высоту делаем по требуемому ходу. В итоге какое сопротивление получилось, то и оптимальное.

 

[Дмитрий Рутковский]

Даже после расчёта не все поняли. Уровень некоторых участников просто поражает.
Максимальное заполнение у минимального сопротивления. Оно не может быть оптимальным, потому что кроме заполнения есть ещё другие факторы, например согласование с усилителем.