Tråd: Hva med harmonisk forvrengning i høyttalere?

Det eneste man tjener på isobarik er halvvert kassevolum, noe man like gjerne kunne oppnådd med en tyngre membran på elementet. Alle andre egenskaper med isobarik er ulemper egentlig.

JBL sin Differential Drive patent skal i tillegg til bedre kjøling/mindre power compression, lavere effektiv induktans, mindre forbruk av råmaterialer (viktigste H$rman argument som regel, her går det i kvartalsresultater), lavere vekt også gi lavere likeordens forvrengning.

Mange har sikkert sett på dette før men jeg linker til technoten: http://www.jblpro.com/pub/technote/J...-33%20rev3.pdf

Skal teste ut 2265H i løpet av året. De går for greie priser på eBay. Blir spennende.

Hva med harmonisk forvrengning i høyttalere?

Det er den uharmoniske og harmonisk forvrengningen som av en eller annen grunn ikke blir målt med de målemetoder som i dag brukes som er problemet.

Jeg fikk klare indikasjoner på dette etter å ha evaluert endel høyttaler elementer,
og etter å ha laget endel prototyper av egne elementer.
Jeg målte selv og lyttet og fikk ikke fasit til å gå opp.
Altså det jeg hørte og det jeg målte stemte ikke overens.

Jeg fikk da blant annet kontroll målt hos Seas, og sjekket både med laser og stroboskop lys.
Med disse resultatene i tillegg til mine egne målinger og lytteresultater gjorde jeg noen eksprimenter.

Jeg tok noen av mine AMT elementer og brukte varmepistol og deformerte membranene gradvis til det ikke var lyd lenger....
Tok målinger og lyttet for hvert step.
Selv om det hørbare ble dårligere og dårligere, og det rasslet og støyet etterhvert mer enn det var lyd så forble målingene nesten perfekte...
Samtidig oppdaget jeg at måleutstyret / virkemåten gjør at data over 1 - 2.5kHz ikke har mening fordi båndbredden i måleresultatene halveres for hver harmoniske.

Med mine AMT elementer (det som fikk meg til å forstå at noe var galt) målte harmonisk forvrengning helt linjært fra 250Hz og opp til 2.5kHz.
Under 250Hz økte forvrengningen gradvis nedover i frekvens,
dette var linjært med at nivået fra elementet ble redusert og er ikke virkelig forvrengning,
men målt forvrengning pga at referanse signal og målt signal gir en feil.
Over 2.5kHz hvor forvrengningsmålingene faller og fader helt ut før 20kHz skyldes ikke elementer som er mer enn perfekte, men måleutstyrets manglende evne til å vise virkeligheten.
Med andre elementer målte jeg harmonisk forvrengning helt opp i frekvens.

Min konklusjon etter mye jobbing ble at eneste forklaring var at fordi mine AMT har en linjær forvrengning som ikke øker vesentlig i måleområdet så synker den målte forvrengningen pga begrensninger i måleutstyret.
De elementene som målingen viste forvrengning oppover i frekvens må rett og slett ha en veldig høy forvrengning fordi måleutstyret vil i seg selv reduserer den målte forvrengningen pga sine begrensninger.

I allefall har denne (min) forståelsen gjort at om en tar måle data og øker målt forvrengning med 6 - 12dB pr. oktav over ca. 1 - 2.5kHz så harmonerer målingene med det en hører.

Harmoniske over 20 kHz er ikke i seg selv så interessante, da ingen kan høre de.... men uansett vil forvrengningen over 20 kHz reduseres pga fallende frekvensrespons fra elementet. Kan ikke elementet spille 100 kHz så kan det heller ikke spille en harmonisk forvrengningskomponent ved samme frekvens.

IMD av f.eks 18 + 19 kHz er langt mer interessant, da man får forvrengningsprodukter innenfor det hørbare området.

Sitat fra Asbjørn

Sitat fra Oblivion

Samtidig oppdaget jeg at måleutstyret / virkemåten gjør at data over 1 - 2.5kHz ikke har mening fordi båndbredden i måleresultatene halveres for hver harmoniske.

Interessant. Kan du forklare litt nærmere hva det er ved målemetoden som gir et sånt resultat? Jeg forstår ikke helt hva du mener med "båndbredden i måleresultatene halveres for hver harmoniske".

For meg ville den opplagte måten å måle høyttalerforvrengning på vært å bruke en fast båndbredde, f eks 20 kHz, og en sinus ved en bestemt målefrekvens. Da ville en måling ved f eks 1 kHz fått med seg forvrengningskomponenter opp til 20.ordens, mens en måling ved 5 kHz bare ville tatt med opp til fjerdeordens. Båndbredden er den samme, men færre forvrengningskomponenter faller innenfor båndbredden, sånn at en summert THD-verdi ville bestå av færre overharmoniske etterhvert som målefrekvensen øker. Er det denne effekten du tenker på?

Alternativt kunne man jo plotte et sveip av hver enkelt harmoniske komponent som funksjon av frekvens, så langt opp som det gir mening gitt måleutstyret, eller intermodulasjonsforvrengning av to-tre toner med f eks 1 kHz avstand. Da vil jo differansetonen dukke opp ved 1 kHz uten noen problemer med begrenset båndbredde. Jeg vil tro at slike målinger gir mer innsikt enn bare ett tall for THD som funksjon av frekvens. Det er vel heller ingen ting som forbyr bruk av større båndbredde enn 20 kHz for å få med flere forvrengningskomponenter hvis man absolutt skal ha et tall for THD?

Zaph Audio har mange interessante forvrengningsmålinger opp til femteordens og 10 kHz, uten at det ser ut til å være noen grunnleggende begrensninger i målemetode der. (http://www.zaphaudio.com/nondomes/standard.html)

Når jeg fikk konstantert at måleresultatene ikke var riktige sjekket jeg dette blant annet med Ivo Mateljan som står bak blant annet Arta.
Her er hans svar og forklaring.

ARTA (Steps) does not show distortion on frequency that is higher than fs/2, or even on smaller frequency of A/D antialiasing filter. For instance for sampling rate of 48000 distortion product are filtered below 22 kHz. Thast means that 2nd harmonic is shown maximally for 22/2=11kHz, 3rd harmonic maximally for 22/3= 7.1kHz, 4th harmonic for 5.5kHz.
In summary total distortions shown falls from 5 kHz. This is usual in all measurement system that use AD conversion and antialiasing filtering.

I praksis fant jeg at den totale målte THD faller fra 2.5kHz i praksis.
Hva dette skyldes har jeg ikke undersøkt, men signalene går gjennom endel hardware og software som sikkert har sine egne algoritmer / filter funksjoner som virker inn på total resultatet.

Måleutstyret har vel anti-aliasing filtere (hvis det er digitale verktøy som brukes).
Roger

En ting som slår meg med innleggene til Oblivion der han beskriver alt hva han har forsket på og har gjort. Han må et anlegg som ligger milevis over det vi andre har.
Men noe sier meg at det ikke nødvendigvis er tilfellet.

Oblivion: Du kan ikke mene at det du skriver gjelder generelt? Jeg kan skjønne det dersom det siktes til ett bestemt måleoppsett, men ikke ellers.

Sitat fra Roald

Er det så vanskelig å måle da? Det er vel ingen ting en høyttaler gjør som ikke lett lar seg måle, om man alltid klarer å tolke det riktig :-\ men å måle det er ingen utfordring.

Tror det han egentlig mente var at dersom man f.eks bruker ett målesystem med samplingrate 96KHz, så får man bare med seg andreharmonisk med 20KHz inputsignal.

Sitat fra Roald

Ok, mulig det. Jeg så dette

Jeg tok noen av mine AMT elementer og brukte varmepistol og deformerte membranene gradvis til det ikke var lyd lenger....
Tok målinger og lyttet for hvert step.
Selv om det hørbare ble dårligere og dårligere, og det rasslet og støyet etterhvert mer enn det var lyd så forble målingene nesten perfekte...
Samtidig oppdaget jeg at måleutstyret / virkemåten gjør at data over 1 - 2.5kHz ikke har mening fordi båndbredden i måleresultatene halveres for hver harmoniske.

Skal se om jeg har et element som kan ødelegges for dette får jeg ikke til å stemme :-\


Er innlegget bare ment som argument for at alt med mindre samplingrate enn 3248Khz er ubrukelig?

3.2MHz er også ubrukelig i denne sammeheng Bruker selv 60MHz (båndbredde) når jeg skal finteste elektronikk. Ikke noe i veien med å bruke samme ved høyttalermåling. Ikke at jeg ser nytteverdien av å dra det så langt. Normalt bruker jeg en FFT med båndbredde på 100KHz (-3dB)

Synes også det virker rart ja. Har sett en del målinger der det har vært skade på membranet på vanlige elementer. Skal ikke så mye til før det merkes på målingene.

Det sier seg jo selv at en forvrengningsmpling vil se bedre ut jo høyere opp i frekvens man måler.
Dette fordi at elementet ikke klarer å gjengi høyere frekvenser og fordi måleutstyret ikke klarer å måle så høye frekvenser.

Produsentene gjør klokt i å ikke vise slike målinger uansett, for vi lar oss lett påvirke av tekniske data og målegrafer lenge før vi evnt prøvelytter en høyttaler før kjøp.

En annen side av saken er jo at de systemene med lavest forvrengning ofte vil bli omtalt som kjedelige, tamme, analytiske osv av mange av medlemmene her inne.

Sitat fra norcad

En annen side av saken er jo at de systemene med lavest forvrengning ofte vil bli omtalt som kjedelige, tamme, analytiske osv av mange av medlemmene her inne.

Er du sikker på det? Hvilke systemer sikter du i såfall til?

Sitat fra norcad

En annen side av saken er jo at de systemene med lavest forvrengning ofte vil bli omtalt som kjedelige, tamme, analytiske osv av mange av medlemmene her inne.

Første gang jeg har hørt at Quad 2905, JBL Everest, Revel Ultima Saloon m.fl blir klassifisert som kjedelige, tamme og analytiske.


Nå må vi ikke glemme at Harmonisk er bare èn av mange paramtere som man bør ha kontroll på. Du kan ha lave THD målinger ved ett gitt lydtrykk, uten at resten av konstruksjonen er optimal.

ARTA (Steps) does not show distortion on frequency that is higher than fs/2, or even on smaller frequency of A/D antialiasing filter. For instance for sampling rate of 48000 distortion product are filtered below 22 kHz. Thast means that 2nd harmonic is shown maximally for 22/2=11kHz, 3rd harmonic maximally for 22/3= 7.1kHz, 4th harmonic for 5.5kHz.
In summary total distortions shown falls from 5 kHz. This is usual in all measurement system that use AD conversion and antialiasing filtering.

Hvorfor tror dere at dere får så flotte målerestultater....
Flotter jo høyere frekvens dere måler...

48k sampling - maksimalt 5kHz måleområde - i praksis 2.5kHz
96k sampling - maksimalt 10kHz måleområde - i praksis 5kHz
192k sampling - maksimalt 20kHz måleområde - i praksis 10kHz
384k sampling - maksimalt 40kHz måleområde - i praksis 20kHz

Dette hvis en bruker en mikrofon med båndbredde på minst 50kHz..

I de fleste tilfeller brukes det mikrofoner som i seg selv faller fra ca. 15kHz...
Når signalet har vært gjennom ADC og filtrert spiller det nesten ingen rolle hvor høyt en sampler
fordi 2nd harmonisk ikke kan måles riktig til mer enn ca. 7.5kHz,
3rd harmoniske 5kHz, 4th harmoniske 3700Hz, 5te harmoniske 3000Hz, 6te harmoniske 2500Hz etc..
Fordi forvrengning / THD er en summering av harmoniske (målinger) vil målt forvrengning
falle i nivå fra under 1kHz i forhold til virkelig forvrengnings nivå, og over 2 - 3kHz vil målt forvrengning
være helt feil (målt forvrengning er for lav).

Paradokset er at den uharmoniske forvrengningen ikke blir målt - og det er den som
en hører / oppfatter - den harmoniske blir maskert i større eller mindre grad...

Så altså.

Bruk 1/8" mikrofon, eller laservibrometer/scanner.

Bruk ADC med høy båndbredde. En god FFT eller Scop med FFT.