![]() |
Strålingsimpedans |
Post Reply ![]() |
Author | |
USXX ![]() Pro medlem ![]() Joined: 17 Dec 2008 Location: Midtjylland Status: Offline Points: 3190 |
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Posted: 28 Jan 2025 at 09:27 |
Foranlediget af en meget hyggelig hifi-lørdag hos bknielsen skal vi lige have en snak om strålingsimpedans (den akustiske belastning på/af højttalermembranen). Mere specifikt er det strålingsmassen, jeg her vil bringe i fokus. Det er den reaktive del af strålingsimpedansen - den medsvingende luftmasse, som udgør en ikke ubetydelig del af den samlede bevægelige masse, Mms, som vi bruger ved kabinetberegning (Mms indgår i Q-værdierne og er medbestemmende for resonansfrekvensen, fs). Derudover består strålingsimpedansen af en resistiv del (strålingsresistansen) - det er her, den akustiske effekt afsættes.
Nogle producenter af højttalerenheder opgiver både Mmd og Mms i databladet, hvor Mmd er massen af de fysiske/mekaniske bevægelige dele. Differensen, Mms-Mmd, er da strålingsmassen, som vi kalder Mmr. Altså: Mms = Mmd + Mmr Det interessante for os højttalerbyggere er i udgangspunktet at kende Mms. Når vi måler Thiele-Small-parametre, er Mmr selvsagt inkluderet, da vi jo ikke måler i vakuum. Således kunne man tro, at alt er i den skønneste orden. Det kan man også godt være heldig, at det er, men det er ikke givet, da strålingsmassen er forskellig i forskellige situationer, og de fleste producenter angiver ikke, i hvilken situation de har målt parametrene (det fremgår heller ikke direkte af SB Acoustics datablade, men det er beskrevet i vores Technical Notes på hjemmesiden, at vi måler parametre på tilspillede enheder i fri luft uden baffel - dvs. i en 4-pi situation). Hos de producenter, der opgiver både Mmd og Mms, kan man heldigvis regne ud, i hvilken situation parametrene er målt - og godt for det. I løbet af dagen hos bknielsen kom det frem, at der var et par stykker, der havde fået fingrene i nogle fine Faital PRO 15PR400. Det er en 15-tommer med forholdsvis lav bevægelig masse for den størrelse enhed. Den har Mms = 85,2 g og Mmd = 56,8 g. Dermed bliver Mmr = 28,4 g. Den medsvingende luft udgør altså nøjagtig 1/3 af Mms i dette tilfælde, så det er ganske betydeligt. Nu kan vi jo så prøve at regne på, hvordan den er målt. Lad os kigge på de fire almindelige situationer, hvor ah er den effektive membranradius: 1) Enheden er i fri luft uden baffel og uden kabinet, dvs. 4-pi. Her gælder: Mmr = 3,2 * ah^3 2) Enheden sidder i uendelig baffel uden kabinet, dvs. 2 x 2-pi. Her gælder: Mmr = 6,4 *ah^3 3) Enheden sidder i (lukket) kabinet men ellers frit (uden uendelig baffel), dvs. 4-pi. Her gælder: Mmr = 2,32 * ah^3 4) Enheden sidder i (lukket) kabinet og uendelig baffel, dvs. 2-pi. Her gælder: Mmr = 3,2 * ah^3 Hvis ah indsættes i [m], fås Mmr i [kg]. Det er ikke overraskende, at Mmr stiger med størrelsen af enheden. Medmindre man bygger en in-wall højttaler, så vil vi anvende enheden i noget, der ligner situation 3. Hvis højttaleren står meget tæt på bagvæggen, nærmer vi os situation 4. For at finde den aktuelle Mms skal vi først tage værdien i databladet og trække Mmr gældende for producentens målesituation fra og derefter lægge Mmr gældende for vores brugssituation til. Derefter kan man så genberegne resonansfrekvensen, hvis man kender eftergivenheden, Cms (kender man ikke Cms, kan den indledningsvis beregnes ud fra de opgivne værdier for Mms og fs). Her er vi nødt til at se bort fra frekvensafhængigheden af Cms, der som regel heller ikke er særlig betydende (det er frekvensafhængigheden af Rms derimod, og den vil være en anden ved den omregnede resonansfrekvens og dermed påvirke Qms, som igen påvirker Qts - dog er det mindre betydende for Qts, hvis Qms >> Qes). Lad os vende tilbage til Faital Pro 15PR400. Den er opgivet til at have et effektivt membranareal, Sd, på 857 cm^2. Det svarer til en radius (ah) på 0,165 m. Vi kan nu beregne konstanten, der indgår i udtrykket for strålingsmassen, da vi kender både Mmr og ah. Det giver en konstant på 6,3. Der er flere usikkerheder her, men vi er da ikke i tvivl om, at vi befinder os i situation 2, hvilket måske er lidt atypisk. Her afviger strålingsmassen ret betydeligt fra de øvrige situationer. Hvis vi omregner til de øvrige situationer, fås Mms til enten 71,2 g (situation 1 og 4) eller 67,3 g (situation3). Tilsvarende bliver resonansfrekvensen enten 38,5 Hz (for Mms = 71,2 g) eller 39,6 Hz (for Mms = 67,3 g). Her må vi tage Cms for pålydende, da vi ikke ved, om denne værdi gælder for en frisk eller tilspillet enhed (der kan være ganske betydelig forskel, og det ækvivalente volumen, Vas, er jo direkte proportional med Cms). Slutteligt kan man omregne Q-værdierne svarende til de aktuelle værdier for Mms og fs. Anbefalingen herfra vil (i stedet) være at tilspille enhederne og selv måle T/S-parametre i fri luft (situation 1). God fornøjelse!
|
|
![]() |
|
USXX ![]() Pro medlem ![]() Joined: 17 Dec 2008 Location: Midtjylland Status: Offline Points: 3190 |
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
Her er et eksempel. Jeg fandt en ældre 15-tommer bas frem i går. Den var tilspillet, men jeg gentog lige processen for at være sikker. Efter afkøling målte jeg impedanskurven i situation1 (sort kurve) og situation 2 (blå kurve). Målingen blev gentaget i omvendt rækkefølge for at verificere resultatet - samme resultat. I situation 1 er resonansfrekvensen 26,7 Hz, og i situation 2 er den faldet til 25,4 Hz. Den pågældende enhed har Mms på godt 140 g i situation 1 (altså noget mere end Faital PRO-enheden og dermed mindre indflydelse af delta-Mmr) og Sd omkring 880 cm^2. Forskellen i strålingsmasse i de to situationer er 15 g i dette tilfælde, så det er "kun" omkring 11% af Mms. ![]() |
|
![]() |
Post Reply ![]() |
|
Tweet |
Forum Jump | Forum Permissions ![]() You cannot post new topics in this forum You cannot reply to topics in this forum You cannot delete your posts in this forum You cannot edit your posts in this forum You cannot create polls in this forum You cannot vote in polls in this forum |