Механическая добротность громкоговорителя

[Alex TV]

Искал искал, где там у математического маятника частота от демпфирования зависит, так и не нашел. Говорят зависит от длины, и на этом все.
Пойду дальше поищу

 

[Святослав_]

Значит, получилась не ПАС, а стенка ящика. ПАС должна быть очень легко продуваемой. Войлок точно не годится.

Это тот случай, когда войлок и толстый, и жесткий, и отлично продувается,
Цыплят считаю по осени - работу ПАС измеряю.

 

[Конструктор]

Искал искал, где там у математического маятника частота от демпфирования зависит, так и не нашел.

В этой фразе ключевое слово - "математического". Математический маятник вообще никогда не останавливается.

 

[Alex TV]

В этой фразе ключевое слово - "математического". Математический маятник вообще никогда не останавливается.

Ну дык демпфированные колебания строго говоря и не периодические вовсе

 

[Конструктор]

Ну дык демпфированные колебания строго говоря и не периодические вовсе

И?
Я не пойму предмета ваших сомнений. Теоретическую картинку я привёл. Результаты практического опыта - тоже. Вроде, всё понятно - с увеличением демпфирования резонансная частота падает. Сомневаетесь - потратьте 10 руб. и повторите опыт сами. Заодно, можете взвесить тряпочки, которые, на самом деле, тонкие как паутинка и почти ничего не весят. Или продолжайте сомневаться всю оставшуюся жизнь.

 

[Марков Николай]

Пальцем в небо. Чтобы резонансная частота изменилась на 20 процентов, надо массу увеличить на 44. У тех кусочков, что я добавил, нет такой массы.

Ну, я не против. Вашу версию с формулами - в студию. Есть ещё один вариант. Хорошо натянутые слои имеют частоту резонанса (у барабана это понятие - нечёткое!) такую, что намного активнее взаимодействуют с мембраной, в разы увеличивая присоединённую массу.
Теорию Вы не привели. Резонансная частота от потерь не зависит. Зависит частота собственных затухающих колебаний. Амба.

Сеточка - это наружный синий слой. Все слои натянуты примерно одинаково. Клей момент быстро загустевает. Уже минуты через две-три он становится таким вязким, что тряпочку в процессе приклеивания можно растягивать на корзине пальцами, и она так и фиксируется. Маску в качестве материала я выбрал не случайно. Она сконструирована так, чтобы не затруднять дыхание. Именно это нужно для ПАС - воздух должен проходить свободно.
Что касается физики, почему при демпфировании маятника резонансная частота (частота свободных колебаний) понижается - ну это же элементарно, господа!
Что происходит при демпфировании? Торможение. Что происходит при торможении? Снижение скорости. Что происходит при снижении скорости? Увеличивается время в пути. Что происходит при увеличении времени в пути маятника? Увеличивается период колебаний.
Если посмотреть на этот график,

https://ldsound.club/attachments/1699818589232-png.78191/

то видно, что кривые резонанса при увеличении демпфирования не выходят за пределы кривой для идеального маятника с нулевым демпфированием. Они все находятся внутри этой предельной кривой. Но, поскольку появилась тормозящая сила, кривые с демпфированием сползают вниз по левому краю предельной кривой.
Говоря проще, на пружинный маятник действует сила, описываемая законом Гука. F=kx. Это из курса физики для седьмого класса. Сила трения Fтр направлена встречно F. Получаем равнодействующую сил F', по величине меньшую, чем F. Как завещал дедушка Ньютон, F=ma. Масса не изменилась. Значит, уменьшилось ускорение. Уменьшилось ускорение - уменьшилась скорость. Уменьшилась скорость колебания - увеличился период. Ну что тут непонятного? Тут, вроде, даже семикласснику должно быть понятно.
Эта "лабораторная работа", которую я провёл - практическое подтверждение приведённого выше графика. Совпадение с теорией 100%.

Блин, ...ля и прочие слова. При внешнем возбуждении колебательной системы, в стационарном режиме, если амплитуда установилась, то внешнее воздействие подкачивает ровно столько энергии, сколько съедает внутреннее трение. В таком случае система ведёт себя как при собственных колебаниях и без потерь - колебания не затухают, влияния потерь на частоту затухающих колебаний нет. Ещё раз посмотрите Вахитова: #65 . Консервативная система в его изложении - система, полностью сохраняющая энергию, т. е., без потерь. Для которой есть только индуктивность и ёмкость, масса и гибкость.

Книги

Акустика в задачах - Гурбатова, Руденко, 1996 Акустика звукового кинопоказа - Фурдуев, 1945 Акустика музыкальных инструментов - Кузнецов, 1989 Акустика помещений - Давыдов, 1995 Акустическое оформление громкоговорителей - Эфрусси, 1962

ldsound.club

 

[Конструктор]

Вашу версию с формулами - в студию.

Резонансная частота пружинного маятника - это физика за седьмой класс.

https://konspekta.net/lektsianew/baza17/104488688593.files/image037.png

На сколько должна измениться масса, чтобы частота изменилась на 20%? Это тоже задачка для школьника.
А на закуску - резонансная частота пружинного маятника в вязкой среде

Дифференциальное уравнение колебаний пружинного маятника в вязкой среде — Решение уравнений

b6.cooksy.ru

Вот тут то же самое, шрифт получше.

вынужденные колебания пружинного маятника

Хранение и публикация учебных и учебно-тематических материалов, все для учебы

studylib.ru

будет интерес-включу измериловку, гляну уровень в точке прослушки и подводимую к динамикам мощность. Пересчитаю одно в другое. Это если будет интерес и время. А пока устраивает как есть, без важных расчетов и назидалова от залетных внучков.
Для фоновой музыки нет смысла жарить могучий лампач.
А для прикола можно и глянуть ачх колонки с выхода телефонника. И сто пудов, трагедии там нет. зато есть повод постонать и схватиться за голову, какой кошмар и кощунство. Хехе.

Да зачем всё это? Достаточно послушать шум и фон усилителя - он на уровне -80дБ. Если слышим, то всё нормально, динамик -80дб воспроизводит. Правда, неизвестно, какая его АЧХ при этом.
Я же провёл предыдущую "лабораторную работу" - измерил резонансную частоту на некотором уровне сигнала и на уровне -20дБ. Оказалось, что на малом уровне резонансная частота немного выше.
Как интерпретировать полученный результат?
Во-первых, это доказывает, что динамик - штука нелинейная, раз резонансная частота зависит от уровня сигнала. Во-вторых, учитывая результаты моей второй "лабораторной работы", можно сделать вывод, что на малом сигнале декремент затухания меньше. И в третьих, логически продолжая второй вывод, можно предположить, что сухое трение в динамике всё-таки присутствует, т.к. на малом сигнале трение покоя не даёт возникнуть трению скольжения, и мы имеем дело только с упругой деформацией - потому и потери меньше.

 

[Марков Николай]

При этом нижняя граница ДД в принципе не рассматривается, как значимый параметр.

И не рассматривается нигде, ни в одном учебнике и ни в одном справочнике. И статей не видно. Я не прав? Ссылки в студию.

Зы в отличии от вас, я - въедливый, а не вредный.

Я - вредный, и злой. И кусаюсь по ночам. И физики не знаю.

вынужденные колебания пружинного маятника

Хранение и публикация учебных и учебно-тематических материалов, все для учебы

studylib.ru

Сопоставляем.

По Вахитову, резонансная частота есть частота, при которой исчезает реактивная часть сопротивления колебательной системы, и остаётся только активная. Фаза импеданса переходит через ноль. Отсюда напрямую следует, что резонансная частота параллельного и последовательного контуров не зависит от потерь. Эквивалентная схема динамика на мех. резонансе - параллельный контур.
По Вахитову, максимума достигает колебательная скорость, а не амплитуда колебаний.
У Вахитова резонансная частота обозначена омега нулевое.
В лабе же омега нулевым обозначена частота собственных колебаний маятника. Но это - та же самая резонансная частота без потерь в системе, поскольку, согласно формуле (16) из лабы, омега резонансное будет меньше, чем омега нулевое.
У Вахитова написано, что резонансная совпадает с собственной частотой в системе без потерь и превышает её при наличии потерь, Частота собственных затухающих колебаний обозначена омега нулевое со штрихом.
В лабе частота собственных затухающих колебаний обозначена омега резонансное, и в контексте лабы это правильно - на этой частоте будет максимальная амплитуда. Но - не максимальная колебательная скорость. Поскольку с ростом частоты колебательная скорость растёт, то резонансная частота в системе без потерь выше, чем в системе с потерями - всё сходится.
Итого, максимум импеданса приходится на частоту собственных колебаний системы без потерь. Измерение по Тилю-Смоллу даёт частоту резонанса в системе без потерь.
В конце концов. Если бы потери влияли на резонансную частоту динамика, то изменение выходного сопротивления усилителя изменяло бы его резонансную частоту. Чего пока не происходит.

 

[Александр Бокарёв]

Да зачем всё это? Достаточно послушать шум и фон усилителя - он на уровне -80дБ. Если слышим, то всё нормально, динамик -80дб воспроизводит. Правда, неизвестно, какая его АЧХ при этом.
Я же провёл предыдущую "лабораторную работу" - измерил резонансную частоту на некотором уровне сигнала и на уровне -20дБ. Оказалось, что на малом уровне резонансная частота немного выше.
Как интерпретировать полученный результат?
Во-первых, это доказывает, что динамик - штука нелинейная, раз резонансная частота зависит от уровня сигнала. Во-вторых, учитывая результаты моей второй "лабораторной работы", можно сделать вывод, что на малом сигнале декремент затухания меньше. И в третьих, логически продолжая второй вывод, можно предположить, что сухое трение в динамике всё-таки присутствует, т.к. на малом сигнале трение покоя не даёт возникнуть трению скольжения, и мы имеем дело только с упругой деформацией - потому и потери меньше.

Видел ролик в сети, одна дивчина к детекторному приемнику приделала понижающий звуковой трансформатор и им озвучивала лекционный зал, так почему бы не озвучить свою комнату мизерным выходом с сидюка, если дуровые сотни ватт нахрен не нужны.

 

[Конструктор]

По Вахитову, резонансная частота есть частота, при которой исчезает реактивная часть сопротивления колебательной системы, и остаётся только активная.

Это не по Вахитову, сей научный факт был известен тогда, когда ещё он не родился. Активная часть - это и есть сопротивление потерь, хоть в контуре, хоть в маятнике. Только из этого вовсе не следует

Отсюда напрямую следует, что резонансная частота параллельного и последовательного контуров не зависит от потерь.

Извините, я не буду продолжать дискуссию, мне надоело.

 

[Марков Николай]

 

[NiCobalt]

Да что я доказываю? Если вам интересно, потратьтесь аж на десять рублей, купите маску и попробуйте сами.

Приятный материал и знакомый =) Спасибо
Спанбонд (материал маски) растягивается с нек .истечением времени и даже если сделать ребра в окнах для поддержки материала ситуацию не изменить .
(в сл. 25гдн5 маски хватает на ок 40 - 60 мин работы, заменять лучше всего тканью джутовой (мешковина) только вытянуть нити необходимо и пропитать полотно)

Вроде, всё понятно - с увеличением демпфирования резонансная частота падает.

увеличивая демпфирование сопротивление эл. должно повышаться а в Вашем сл. оно понижается =)
По мех. вопросов нет - все четко ! но у нас катушка в зазоре =)

 

[Конструктор]

увеличивая демпфирование сопротивление эл. должно повышаться а в Вашем сл. оно понижается =)

Сопротивление на частоте резонанса равно произведению характеристического сопротивления на добротность. Характеристическое сопротивление не меняется. Добротность уменьшается. С чего должно увеличиваться сопротивление?
Или вы имеете ввиду электрическое демпфирование, т.е. Qes? IZImax/Re = Qms/Qts. Поэтому, горб на графике |Z| растёт в двух случаях - когда увеличивается Qms, и когда уменьшается Qts (или Qes).
Материал маски на динамике за три года не вытянулся. Первый эксперимент я провел, сидя на карантине в пандемию три года назад. А потом динамик лежал на полке с заклеенными окнами.

Посмотреть вложение 78463

Читайте внимательно - НОРМИРОВАННЫЕ значения. Знаете, что это означает?

 

[On1y]

Оказалось, что на малом уровне резонансная частота немного выше.
Как интерпретировать полученный результат?

Ознакомьтесь:

Обсуждение методики сравнения НЧ динамиков (модернизация 30ГД-2, 300ГДН-44-4)

Ответ на что? Что значит малосигнальные? Если я во втором методе буду измерения проводить при 1 В на выходе усилителя - это малосигнальные параметры? Неужели не понятна разница методов? Конечно различаются - импеданс динамиков не одинаков. Напряжение измерений во втором методе пропорционально...

ldsound.club

 

[Конструктор]

Ознакомьтесь:

Обсуждение методики сравнения НЧ динамиков (модернизация 30ГД-2, 300ГДН-44-4)

Ответ на что? Что значит малосигнальные? Если я во втором методе буду измерения проводить при 1 В на выходе усилителя - это малосигнальные параметры? Неужели не понятна разница методов? Конечно различаются - импеданс динамиков не одинаков. Напряжение измерений во втором методе пропорционально...

ldsound.club

Да, интересно. Но методики разные, и, наверное, разные процессы фиксируем. На больших мощностях - большие амплитуды. Тут уже сказывается нелинейность гибкости подвеса и близость амплитуды колебания к Xmax. Кг на таких частотах и амплитудах может быть более 10%. Я сам видел сигнал с микрофона в анализаторе спектра от 4ГД-35 на резонансной частоте при мощности около 1 ватта, или побольше, когда амплитуды основной, второй и третьей гармоник были примерно одинаковы. А я измерял на микромощностях, при амплитуде напряжения на катушке в десятки милливольт. Тут Xmax вообще никак не влияет.

 

[Дмитрий Рутковский]

На микромощностях никто не слушает. Измерения на мощностях менее 1 Вт имеют только академический интерес, практического нет.

при мощности около 1 ватта, или побольше, когда амплитуды основной, второй и третьей гармоник были примерно одинаковы.

Стоит поддать, как сразу вылезают нелинейные искажения, основной поставщик искажений - отсутствие линейного хода, т.е. процессы возникающие при входе и выходе витков в зазор и из зазора. Другой поставщик искажений - инерция, т.е. возможность подвижки поспевать за сигналом. Некоторые исследователи даже ввели коэффициент BL / Mms. При дальнейшем увеличении подаваемой мощности подключаются нелинейности подвеса, это когда перемещение подвижки превышает по несколько миллиметров в сторону. Шайба даст о себе знать при амплитуде более 1 см.

 

[Конструктор]

Шайба даст о себе знать при амплитуде более 1 см.

Она даст о себе знать на любой амплитуде, только на малых влияние не так заметно.
Давление пропорционально силе, действующей на диффузор. А на диффузор действует равнодействующая двух сил - сила Лоренца, пропорциональная току через катушку, и сила сжатия пружины, описываемая законом Гука и направленная встречно. При малых отклонениях диффузора преобладает сила Лоренца, искажения малы. При больших амплитудах начинает сказываться сила сжатия, и при равенстве силы сжатия и силы Лоренца диффузор вообще останавливается, и не создаёт звукового давления. Т.е. на больших амплитудах давление уже не пропорционально силе тока, и возникают большие искажения. Вот почему жёсткий подвес - это нехорошо. Компрессионные динамики - попытка уйти от этой проблемы.

 

[On1y]

Давление пропорционально силе, действующей на диффузор.

На любой частоте?

 

[Дмитрий Рутковский]

Она даст о себе знать на любой амплитуде, только на малых влияние не так заметно.

Конечно все факторы влияют сразу, только на малых мощностях влияние одних минимально, других незначительно, а какие-то влияют настолько, что это заметно на слух. При добавлении мощности подключаются те, которые при меньшей мощности были незаметны.
Про искривление диффузора не упоминал, предполагая что он достаточно жёсткий, чтобы не добавлять свои искажения в исследование.

Компрессионные динамики - попытка уйти от этой проблемы.

Компрессионные динамики - это динамики имеющие как минимум предрупорную камеру. Нет смысла их обсуждать, потому что такие конструкции тут мало кто использует. Вообще практически никто. Эти камеры привносят такие жуткие искажения, причём на мощностях начиная с самой малой, что лучше не начинать.

 

[Конструктор]

На любой частоте?

Давление P=F/S - сила, делённая на площадь. Это формула из учебника по физике за 6-й класс. Работает всегда, на любой частоте от 0Гц, если есть во что упереться. Другое дело, что аэродинамика может влиять - уменьшение площади диффузора не даёт увеличения давления. И нужно учитывать ещё массу подвижки. Даже в вакууме, для того, чтобы придать ускорение подвижке определённой массы, надо приложить силу.

 

[Дмитрий Рутковский]

6-й класс - это не всё образование.
В следующих классах изучают зависимость давления от частоты и оказывается что для создания давления на разных частотах нужно прикладывать разную мощность. Собственно это знают даже начинающие любители, которые хотя бы 1 раз разбирали 3-х полоску. Там басовый динамик называется например 75ГДН, СЧ - 20ГДС, пищалка 10ГДВ. Только совсем тупой не задумывался почему так.
И это ещё с сильно отличающейся площадью у динамиков.
Даже на этом этапе (очень начинающий любитель) понятно что зависимость не линейная.

 

[Конструктор]

Даже на этом этапе заметно что зависимость не линейная.

Максимальная линейность будет при массе подвижки, равной нулю и при работе динамика не в газе, а в жидкости, потому что она несжимаемая.

 

[Читатель]

Нам важно, чтобы у динамика был максимальный ДД именно там, где у слуха максимальная чувствительность. НЧ вообще никаким боком не интересны, по причине кривых равной громкости.

Как раз на НЧ у уха максимальная чувствительность.

6-й класс - это не всё образование.
В следующих классах изучают зависимость давления от частоты и оказывается что для создания давления на разных частотах нужно прикладывать разную мощность. Собственно это знают даже начинающие любители, которые хотя бы 1 раз разбирали 3-х полоску. Там басовый динамик называется например 75ГДН, СЧ - 20ГДС, пищалка 10ГДВ. Только совсем тупой не задумывался почему так.
И это ещё с сильно отличающейся площадью у динамиков.
Даже на этом этапе (очень начинающий любитель) понятно что зависимость не линейная.

Почему?

 

[On1y]

Работает всегда, на любой частоте от 0Гц, если есть во что упереться.

Попробуйте по упираться в воздух на частоте 10 Гц и 1 кГц. Можете даже формулу вспомнить, для воздушной среды (а не несжимаемой жидкости), где скорость в квадрате.

 

[Дмитрий Рутковский]

Как раз на НЧ у уха максимальная чувствительность.

Вы сильно ошибаетесь.

Почему?

Надо сначала изучать материал за 1-й класс, потом за 2-й, 3-й и др, и только потом переходить в 6-й.

 

[Конструктор]

Попробуйте по упираться в воздух на частоте 10 Гц и 1 кГц. Можете даже формулу вспомнить, для воздушной среды (а не несжимаемой жидкости), где скорость в квадрате.

Да, надо учитывать аэродинамику. Острая сабля рассекает воздух, не создавая звукового давления. Ускорение диффузора вовсе не обязательно соответствует звуковому давлению. Поэтому ЭМОС с датчиком ускорения диффузора не имеет смысла. Сигнал с этого датчика не говорит вообще ни о чём.