О "Бабочке" от Валентина

[Valentin]

Я тут новичёк, хотя многие меня знают. Скажу честно всё что написано на 11 страницах меня мало интересует, а интересует меня именно ШП в его идеальном исполнении. На эту тему можно хорошо по фантазировать и определить что имеется на данный момент времени реально в аудио звуке.

Начнём с того что конструкция конуса прожила уже более 100 лет. Как на моё понятие это достаточно долго и плодотворно и везде в большенстве своей массе мы видем доминирущию конструкцию конусных динамиков. Ну так сложилось и многие не думают о том что может быть и по другому и ШП может иметь конструкцию явно отличную от обще принетого типа динамиков. В целом не секрет что конусная конструкция имеет кучу недостатков и она не способна решить их, и надо быть несколько наивным пологаться что именно эта конструкция сможет в будущем их решить. Вот я и предлогаю выявить недостатки существующих конструкций ШП с целью попробовать решить их хотя бы с помощью нашей фантазии. 

[sova]

2 часа назад, Valentin сказал:

. Вот я и предлогаю выявить недостатки существующих конструкций ШП с целью попробовать решить их хотя бы с помощью нашей фантазии. 

Зачем ? 

[Valentin]

Поможет понять чем занимаемся и что надо, а по итогу получить план каким должен быть ШП.

Есть мысли и есть идеи. Мне так просто непонятем сам смысл того что тут происходит.

[Valentin]

16 hours ago, sova said:

Зачем ?

Давайте разбираться, хорошо если это будет вместе.

Известно что процес преобразования сиигнала в волны происходит от электро-амгнитного преобразователя именнуемого динамиков в нашем случае с ШП. Эту работу производят силы Лоренца и передают на мембрану вибрируещие движение. Отсюда  вопрос №1:

- что задействовано для звука в силе Лоренца - вибрация или движение?

[sova]

Зачем разбираться,  я уже про это спрашивал. Какая цель стоит? 

Хорошие ШП известны, дают чудесный звук. Секреты их лежат не в формулах. к примеру характерный окрас звучания неплохого динамика, проявился также когда я использовал его катушку подмагничивания как дроссель. 

То есть звучание дина определяется его магнитом и возможно звуковым качеством  провода катушки диффузора.

То что  любители, не перематывавшие ни разу н одного динамика, с нуля,  рассматривая формулы эл магнитной индукции,  что либо хорошего создадут -по мне так это просто смешно .

Чем не устраивают существующие ШП, классики в мире общепризнанные ? 

[sova]

35 минут назад, Valentin сказал:

Эту работу производят силы Лоренца и передают на мембрану вибрируещие движение. Отсюда  вопрос №1:

- что задействовано для звука в силе Лоренца - вибрация или движение?

Как звать Александра Сергеевича Пушкина ? 

Выше и написали -вибрирующее движение. сами задали вопрос -сами на него ответили, причем ответ дан, ранее,  чем вопрос :))

 

[Valentin]

В немецком нет понятия вибриющего движения - есть только одно слово, но онои подразумевает это понятие. В русском как не крути два слова дают полную характеристику явления. Вот и возник вопрос чему обязан звук в своём рождении - вибрации или движению? Если по честному я первый раз встречаю человека кто этим вопросом так же озаботился. Мои поздравления!

И так по моим понятиям звук обязан вибрациям. Есть конструкции головок где на движение наложено механическое противодействие и это ШП. Какова цель этих усилий? Заставить катушку находиться в магнитном поле без механических перемещений с целью получения как можно больше звуковой информации из мотора головки.

Возможно движение необходимо для получения частот низкого диапозона НЧ, но то что получене этой методой томоза движения мембраны заставляет задуматься о конструкции головок в целом и это касается ШП в первую очередь.

[sova]

Вибрация это и есть периодическое движение вокруг нулевой точки . Разве вибрация это не движение? :))

Все динамики и ШП и не ШП по сути одинаковы. Разница в рассчетном диапазоне работы динамика.

Или у Вас слова означают не то,  что у всех остальных. А вы наверное в Германии живете? 

Другое дело что резонансные явления в подвижной системе мембраны динамика могут влиять на колебания например на их амплитуду, но вне резонанса, эти  движения-колебания -вибрации должны повторять эл сигнал в обмотке динамика.

Кто собирается производить динамики тому надо в это с головой погружаться а прочим, я не знаю.

[Valentin]

Нет, понятия другие. я по специальности не электронщик и не электрик, а очень близок к механике и понимаю в явлениях механических, так что моё разделение двух одновременных процессов не случайность - так меня учили. В з-не Лоренца мы имеем смешанное явление, к чему и был проявлен интерес и он оказался положительным.

Теперь мы все привыкли к конусной мембране, вроде как положено ... стало. И только в последнее время у японцев появляется плоская мембрана на головках. Вопрос №2 - чем хороша плоская мембрана и чем неудобна?

[sova]

Конус это сама по себе более жесткая форма,  чем плоская мембрана.

Ранее было легко изготовить-свернул кулек,  проклеил шов-и готово.

Овальные динамики что позже пошли, тоже конусообразны. 

[Valentin]

17 minutes ago, sova said:

Конус это сама по себе более жесткая форма,  чем плоская мембрана.

Трудно не согласиться если в моторе головки присуствует элемент механической работы как движение. И в тоже время практически стало понятно что именно движение источник многих бед для звука и его искажений. Движение катушки в магнитном поле с большой амплитудой не есть гут. Так что реализуя тему из вопроса №1 можно смело сказать что плоская мембрана работающая только с вибрацией от Лоренаца просто идеальна для получения звуковых колебаний с одной акустической фазой, чего явно нет в конусной мембране.

Тут можно ещё добавить, что вес мембраны играет вторую скрипку т.к. мембрану можно выровнить по принципу из теоретической механики. Если все моменты действующие на мембрану првести к геометрическому/механическому нолю то появляется возможность отыграть любой малый сигнал без искажений, и это подтверждено практикой.

[May]

На Рис.1 изображение работающего диффузора громкоговорителя без гасящих кольцевых выпуклостей в диапазоне частот от 1500 Гц и выше, видны круговые Фигуры Хладни, которые представляют из себя окружные узловые линии порождающие резонансы которые влияют на АЧХ громкоговорителя.

Резонансным частотам окружных узловых линий в СЧ-ВЧ диапазоне соответствуют большие пики и провалы на АЧХ динамика. Уменьшают такие пики/провалы - резонансы СЧ-ВЧ на АЧХ с помощью кольцевых выпуклостей и кольцевых впадин на диффузоре. При увеличении частоты в сторону ВЧ, количество узловых резонансных окружных линий увеличивается и расстояние между ними уменьшается, но и звуковое давление в сторону ВЧ спадает из-за большого диаметра диффузора, что уже хорошо (но у ШП ГГ имеющий СЧ-ВЧ визер, механически дополнительно начинает включаться в работу на ВЧ внутренний диффузор - конусный визер.

В качественных компрессионных рупорных драйверах где диафрагма из металла Рис 2, используют кольцевые и радиальные выпуклости в диафрагме для жесткости позволяющие устранить узловые резонансы металла, или используют тканевые фенольные диафрагмы, или шелковые или целлюлозные, позволяющие затухать узловым резонансам в самом материале диафрагмы, что уменьшает гармонические искажения.

https://www.youtube.com/watch?v=wvJAgrUBF4w&t=45s

На видео квадратная пластина на разных частотах формирует различные Фигуры Хладни. Хорошо видно различные, разнообразные узловые линии (будут множественные пики/провалы на АЧХ) порождающие - хор множества резонансов в квадратном диффузоре увеличивающие гармонические искажения.

https://www.youtube.com/watch?v=CGiiSlMFFlI&t=97s

На видео круглая пластина на разных частотах формирует окружные Фигуры Хладни. Хорошо видно окружные узловые линии порождающие резонансы, которые проще подавить с помощью кольцевых выпуклостей и кольцевых впадин на диффузоре и уменьшить гармонические (THD) искажения. Например на Рис.3, ШП Goodmans Axiom 80 окружными выпуклостями на диффузоре подавляют резонансы на окружных круговых линиях и выравнивают его АЧХ в области СЧ — ВЧ (об этом знали даже наши гениальные предки). Только поэтому для уменьшения THD, классический диффузор обычного динамика имеет круглую форму. Только поэтому для уменьшения THD, форма классической диафрагмы компрессионного драйвера имеет форму круглого купола, (хотя есть диафрагмы - круг с дыркой, и ленточные - обычно для ВЧ).

На рисунках ниже сравнение круглой диафрагмы с квадратной порождающих на одинаковой частоте, разные фигуры Хладни (круглая диафрагма и квадратная приводятся в действие электромагнитной системой). На квадратной диафрагме резонансов больше, чем на круглой, поэтому квадратная диафрагма для динамика будет хуже.

[Valentin]

Мау, прекрасная ваша работа и она точно вписывается о том что я пытаюсь сказать. А всё сводистся к тому что в конусной мембране звук добывается, но не получается и это знают те кто изготавливает ШП. Без деффекта конусная мембрана работать не будет, считайте это приговором.

Заметьте я не отталкиваю сам метод замеров автора Мау, там всё прикрасно сделано и привязано к месту мембраны доволь убедительно. Это пытались сделать и раньше спецы на немецких форумах.

В чём дело, почему у конусных ШП такая судьба с производством звука? Да очень просто - конструкция таковая и мотор не тот. Я имею в виду не сам магнит в моторе, а само устройство мотора вместе с катушкой - где вибрации на прямую не работают для слушателя, а передаются методом внутренних вибраций в материалах из чего изготовлена гильза под катушку и сама мембрана как поверхность излучения.

Вы не задавали себе вопрос - а что тут не так и не правильно? В этом обще признаном механизме по извлучению звука. Вы прочитайте внимательно и подумайте что мешает нам извлечь звук без "лишней боли" от катушки как источника звука.

[May]

В акустике всегда есть компромиссы. Для маленького ШП нужно делать дорогое и сложное акустическое оформление чтобы хоть как-то извлечь НЧ в ущерб СЧ (результат будет непредсказуем). Простое и быстрое решение проблемы с НЧ устраняющее ее последствия, но не ее причину, обходной прием - паллиатив, компромиссное и недорогое решение, как тут, позволяет обойти это препятствие, но хорошо это или нет для звука - спорное решение.

Открытое акустическое оформление на ШП и НЧ Eminence 15", с активным кроссовером. Характер звучания этих АС тут:

 

[sova]

В 12.11.2022 в 13:59, Valentin сказал:

что мешает нам извлечь звук без "лишней боли" от катушки как источника звука.

площадь излучения катушки мала. Как вч может и сойдет

[Valentin]

4 hours ago, sova said:

площадь излучения катушки мала. Как вч может и сойдет

Если бы только мала была, а то по одной катушке можно кучу недостаков выявить.

Допустим то что катушка движется в магнитном поле и это уже солидный недостаток. Мало того что само поле от этого движение то есть - то нет, зачастую сама катушка по размерам больше зоны участка действия магнитного поля. Так ещё есть самый главный враг это продукт движения - собственная выработанная ЭДС при движении в магнитном поле, которая и накладывается на сигнал и в сумме выскакивает чёрте что. Не надо спорить, представьте себе только одно явление - вы имеете движение+вибрация и это вы можите отделить. В результате вы избегаете деффектов полученных от перемещения в незоне магнитного поля, катушка отрабатывает только сигнал от вибраций и при этом не вырабатывает своей ЭДС, ну нет движеия нет и продукта. Представляете сколько плюсов и самых весомых можно заиметь только отказаться от движения что дарит нам з-н Лоренца вместе с полезной вибрацией! Тут фантазии не хватит всё сразу оценить - это же мечта любого аудио мана. И компромисов не надо, всё на блюдечке с золотой каёмочкой. Даже 100 раз проклятую ЭМОС не надо, там просто не будет резонанса и отработается только один сигнал!

К тому же можно полностью отказаться от обще принятого механизма конструкции ШП. Заставить мембрану быть всегда в нейтральном положении, т.е. не реагировать на силу/усилия движения. И находясь в нейтральном положении отрабатывать только вибрацию Лоренца, движение при этом гасится чисто механически. Вибрации отрабатывает плоская катушка которая находится по центру мембраны на её лицевой стороне и смотрит на слушателя. Получается катушка производит вибрации кои без какой либо внутренней транспортировки в материале, преобразуясь в волны сразу доставляется до слушателя. По сути дела это самый идеальный вариант для всякого динамика, а для ШП это просто самое то!

 

[Stan Marsh]

18 минут назад, Valentin сказал:

ещё раз

А с первым что не так? Вроде всё нормально.

[Valentin]

Я желал показать вот этот ролик, но что то с "рабочей памятью". Тут зафиксировано движение мембраны при выстреле в музыке, это импульс и в целом головки без разницы какие не воспроизводят правильно такие звуки, но для "бабочки" (условное название катушки) такое отработать не проблемаю

https://rutube.ru/video/9a7476d351b2d8ad4a877b3cc8d95a10/

[Valentin]

Just now, Valentin said:

 

 

[sova]

4 часа назад, Valentin сказал:

Допустим то что катушка движется в магнитном поле и это уже солидный недостаток.

Других полей для катушки у нас  нет.

Гравитационные, к примеру,  пока использовать не научились, может миниатюрную черную дыру когда нибудь приспособят,  но не сейчас :) 

[May]

Есть принцип известный еще из прошлого века, но его лучше использовать, когда мембрана маленькая (для уменьшения влияния хаотичных резонансных Фигур Хладни и THD). В прошлом веке его использовали разные мировые производители, например СССР в наушниках (головных телефонах) типа ТДС-7, или в высокочастотных головках 10ГИ-1 (но у них низкий КПД и низкий Динамический Диапазон). У такого принципиального решения есть и достоинство - ровное комфортное звучание у наушников, а у динамиков если используется только на верхний СЧ-ВЧ, это ровный импеданс.

[Valentin]

Ну, гравитация это куда вас занесло? Мы пока плоско и комплексно думаем и этот деффект с мозгами размазали более чем на 100 лет, пример на лицо! Получется что с обычными магнитами мы не всё научились делать.

Что касается головок со времён СССР я просто не знал как это устроено, и написал патент на 4е магнита с бабочкой катушкой. У меня это не прошло, подсунули под нос патент японца или китайца с такой же магнитной системой, но с др. катушкой типа солиноида. К тому времени пока патент проверяли я созрел до конструкции открытой катушки т.е. бабочки. Где магнит был другой в принципе и работа была системы была другая, в цнлом я переписал патент на другой. Согласитесь что бабочка явно более ценный экземпляр чем обычный солиноид между четырьмя магнитами. Что касается отдачи такой открытой системы с бабочкой, то мы "дружим" с головкой НЧ на 90dB и с динамикой ой как хорошо. А главное ВЧ как по мне такие ВЧ даёт только плазма, всё остальное тухлый номер. Да, отсуствие собственной ЭДС это не догадки или фантазия, это показывают замеры импеданса - там рост сопротивления по частоте идёт только в зависимости от частоты и тот составляет на 20кГц только двойное значение. Усилитель перестал греться, я не помню когда это он делал в последний раз, т.е. ему дан наилучший режим работы.

На картинках момент калибровки панели с бабочкой до зачения Qes=0:

 

[Valentin]

Теперь наступает момент когда надо бы объясниться в понятии что и как работает.

Я специально показал ролик из rutube.ru в нём видно точно как бабочка вроде движется вперёд, а на самом деле пытается развернуться на мембране, а потом производит точно такое же движение с др. стороны. Я и автор этой катушки бабочки согласились на её название и ... в доказательство видать в ролике как она "машет крыльями". Что то романтическое, ан нет. Дело в том что катушка-бабочка напоминает рамку обмотки двигателя в котором работает тоже Лоренц, это обще известно. И практика показала что эта конструкция катушки старается под действием вибраций отработать звук и ... сделать вращательное движение. Почему не крутится? Да резинки дву сторонние (они одинакоовы спререди и с зади) с двех боков не дают. Рычаг противодействия кручению очень большой - от центра мембраны до её края и + сопротивление резинок как во внутрь по движению, так и снаружи. получается что механика тормозит все попытки двигаться у катушки во вращательном движении. Вот вам и селекция по эффектам от з-на Лоренца. Не скрою, что получено это случайно и со временем осмыслена полностью. Так что могу сказать что эта конструкция панельной ШП головки работающая на вибрации Лоренца. Её возможности весь спектор, но мембрана как и везде делает акустическую фазу и возможности спектора резко ограничены этим как нам всем известными щитами. Эффективная отдача от 200Гц до 20кГц по частотам и самая ровная характеристика фазы при замере со временем 0,5мСек.

[May]

Первое изображение - Анимация вибрирующей круглой мембраны. При вибрации (центральной — линейной) в этом режиме мембрана действует как монопольный источник звука, который очень эффективно излучает звук.   Означает, что этот режим не  ухудшает качество музыкального тона. Самый оптимальный с высоким КПД - линейная раскачка круглой диафрагмы по центру.

Второе изображение - При вибрации (центральной - режиме  качелей) круглая мембрана действует как дипольный источник; вместо того, чтобы отталкивать воздух от мембраны, как в первом режиме одна половина мембраны выталкивает воздух вверх, а другая половина всасывает воздух вниз, в результате чего воздух выталкивается вперед и назад одновременно. В результате звук излучается менее эффективно, что означает, что такие колебания в мембране вносят в звуковую энергию дополнительные призвуки которые дольше затухают,  меняют в музыкальном звуке тон и высоту. А в квадратной мембране при центральной раскачке  - режиме  качелей, проявления еще сильнее — падает КПД.

https://www.acs.psu.edu/drussell/Demos/MembraneCircle/Circle.html

 

[sova]

9 часов назад, May сказал:

Есть принцип известный еще из прошлого века, но его лучше использовать, когда мембрана маленькая (для уменьшения влияния хаотичных резонансных Фигур Хладни и THD). В прошлом веке его использовали разные мировые производители, например СССР в наушниках (головных телефонах) типа ТДС-7, или в высокочастотных головках 10ГИ-1

 

Разве там  нет магнитного поля? :)) 

Вы же писали : "Допустим то что катушка движется в магнитном поле и это уже солидный недостаток"

Магнит и маг. поле  остается,  значит этот недостаток тоже остается