Side 1 av 14 12311 ... SisteSiste
Resultater 1 til 20 av 264
Abonnér på denne tråden
  1. #1
    Bransjeaktør Snickers-is's Avatar
    Ble medlem
    Feb 2004
    Innlegg
    11,167
    Tagget i
    10 Innlegg

    Magnetisk modulering i drivere

    Dette innlegget beskriver en ekstrem kilde til forvrengning som kan finnes i drivere folk tror er svært velkonstruerte. Det finnes beskrivelser av dette der ute, men det er svært få som har gjort noe med det. Av ren nysgjerrighet ønsket jeg å dykke dypere inn i dette emnet og oppdaget noe jeg tror de aller fleste driverkonstruktører ikke en gang kjenner til; hvor stor denne effekten faktisk er!

    Jeg har i det siste forsøkt å fordype meg en god del lenger inn i materien i FEMM. For dem som ikke kjenner til FEMM er dette et fantastisk verktøy for å simulere funksjonen til en magnetisk, elektromagnetisk, termisk eller elektrostatisk krets. I forbindelse med høyttalerelementer snakker vi selvsagt om elektromagnetiske kretser.

    I den forbindelse har jeg testet hva metning betyr i praksis. Jeg husker en gang at en ingeniør hos en leverandør sa til meg noe sånn som "nei, det må vi ikke gjøre, da kan polstykket gå i metning". I ettertid slo det meg at det kunne da ikke være en dårlig ting. Det burde vel være nesten som når en strømforsyning kan levere mer strøm enn vi bruker?

    Vel, her er svaret:

    Jeg tegnet to magnetkretser. Felles for begge er at polstykket er 25mm, magnetgapet er 10mm høyt, og spolen er en 2-lags 4mm lang spole. Dette er altså en underhengt motor med DC-motstand på 9 ohm.

    Den ene har en diger ferrittring på over 20cm, og en ganske kraftig neodymbrikke på polstykket. I tillegg er topplata dreid ned til 4mm, og den har bare en liten 6mm høy kant inn mot gapet som gjør at man oppnår en høyde på gapet på 10mm. Jeg har også fjernet materiale på innsiden av polstykket ved gapet. Alt for å oppnå maksimal metning i et par smale flaskehalser så nær gapet som mulig. Dette motorsystemet er dermed kraftig mettet, og både utenfor og innenfor gapet har man bortimot 2,4 Tesla (jern går i metning på ca 2,15 Tesla) så det er med andre ord skikkelig overmettet.

    Den andre varianten har en veldig liten ferritt på bare ca 6cm, og en bitteliten neodymknapp på polstykket. Polstykket er massivt og hele topplata er 10mm tykk. Det er knapt noen del av kretsen som er over 1,4 Tesla. I enkeltes øyne, en vakkert designet motor med mye å gå på, og langt i fra metning i absolutt alle deler.

    Jeg kjørte så 1A gjennom spolen og beregnet kraftfaktoren. Så inverterte jeg strømretningen og beregnet kraftfaktoren på nytt. Så økte jeg til 20A og beregnet kraftfaktoren i begge retninger en gang til. Jeg får et avvik i kraftfaktoren når jeg endrer strømretningen. Den ene veien jobber strømmen med magneten, den andre veien jobber den mot magneten.

    Her er avvikene. Ideelt er 0%

    Den mettede kretsen ga meg et avvik på 0,24% ved 1A og 4,3% ved 20A
    Den umettede kretsen ga meg et avvik på 4,1% ved 1A og 135% ved 20A

    Ja, du leste riktig, HUNDREOGTRETTIFEM PROSENT!!!!!

    Noen har kanskje falt litt av lasset her, men dette betyr en helt hinsides kraftig forvrengningskomponent.

    Man kan gjøre en beregning til på disse tingene. Man kan finne ut hvor linjær kraftfaktoren er ved ulike strømmer. I utgangspunktet skulle kraftfaktoren ved 20A være eksakt 20 ganger større enn ved 1A. Med det som utgangspunkt kan man beregne det prosentvise avviket sammenliknet med hva man burde hatt om 1A er referanseverdien. Avviket burde ideelt sett vært 0%:

    Den mettede kretsen har et avvik på hhv 3,4% for positiv og 7,3% for negativ.
    Den umettede kretsen har et avvik på hhv 39,4% for positiv og 37,0% for negativ.

    Med andre ord, et enormt avvik. Her er det enormt å hente for konstruktører som gidder å anstrenge seg!
    Siste redigert av Snickers-is; 25.09.2016 kl. 06:56.
    Jeg driver Midgard Audio

    If you do not se the problem, you will not look for a solution.

  2. #2
    Bransjeaktør Snickers-is's Avatar
    Ble medlem
    Feb 2004
    Innlegg
    11,167
    Tagget i
    10 Innlegg
    For å utelukke effekten av at feltstyrken i det ene eksempelet er betydelig høyere enn i det andre eksempelet lagde jeg en tredje variant som er kraftig mettet, men som har samme feltstyrke som den umettede varianten. Dette er oppnådd ved å lage spor i polstykket, over og under gapet, og på over og undersiden av topplata. De har da begge en kraftfaktor på 3,3 N/A.

    Denne varianten har et symmetriavvik ved 1A på 0,004%, og ved 20A på 8,2%. Linjæriteten avviker med hhv 0,76% (positiv) og 8,9% (negativ).

    Dette bekrefter at metning har ekstremt mye for seg i praksis. Det bekrefter også min mistanke om at DC-komponenter spiller en viss rolle, og at den positive effekten er lite avhengig av den absolutte feltstyrken.

    Jeg gjorde også en test der jeg erstattet magnetene med stål, og ved 20A forsøker spolen å trekke seg innover polstykket med en kraft på over 80N, og strømstyrken er høy nok til at deler av polstykket går i metning.

    Jeg vil understreke at alle disse beregningene er gjort ved DC.
    Jeg driver Midgard Audio

    If you do not se the problem, you will not look for a solution.

  3. #3
    Bransjeaktør Snickers-is's Avatar
    Ble medlem
    Feb 2004
    Innlegg
    11,167
    Tagget i
    10 Innlegg
    Jeg fikk et spørsmål om hva dette betyr for praktisk hørbarhet. Det enkle svaret er at denne typen forvrengning dreper dynamikk. Det er naturlig å tenke at dette vil gi store utslag på 2. og 3.-harmonisk forvrengning. Jeg føler meg imidlertid ganske sikker på at det også vil slå ut på høyere harmoniske, og at det vil være betydelig treghet involvert som gjør at driverne vil ha et slags "minne" og gi fra seg energi over tid. Alt dette er ting som typisk bidrar til mindre ro, mer rot osv i lydbildet.

    Det burde være en relativt smal sak å lage en temmelig lang liste over drivere som koster mye penger, og som har veldig mye forvrengning på grunn av nettopp dette.
    Jeg driver Midgard Audio

    If you do not se the problem, you will not look for a solution.

  4. #4
    8x12_TOM
    Guest
    Fin forskning dette, selv om jeg detter litt av lasset, og noe du vil få bruk for når du skal lage nye mellomtoner til meg

    Kom med listen, ikke vær så feig
    Siste redigert av 8x12_TOM; 25.09.2016 kl. 08:00.

  5. #5
    Bransjeaktør Snickers-is's Avatar
    Ble medlem
    Feb 2004
    Innlegg
    11,167
    Tagget i
    10 Innlegg
    Hvilken liste?
    Jeg driver Midgard Audio

    If you do not se the problem, you will not look for a solution.

  6. #6
    8x12_TOM
    Guest
    Hehe, mest ment som en spøk, men du med din kløkt har vel allerede dannet deg en formening om hvilken elementer det kan være lurt å unngå iht det du skriver over her.
    Har en følelse av at jeg også har elementer som ikke tilfredsstiller helt i forhold til de fakta du kommer med.

  7. #7
    Æresmedlem Asbjørn's Avatar
    Ble medlem
    Mar 2006
    Innlegg
    20,242
    Tagget i
    24 Innlegg
    Hmm, et raskt søk finner ikke så mye som er skrevet om dette tidligere. Stort sett er det en linje eller to i forbifarten om viktigheten av å "unngå metning". Dette kan jeg ikke så mye om, men kan det være slik at en magnetisk krets som såvidt er i metning får en nokså ulineær fluksmodulasjon, mens en som er ettertrykkelig i metning knapt moduleres av strømmen i spolen? Er det et potensielt AES paper her?

    Edit: Dette eksemplet ser ut til å vise en magnetkrets i metning:
    https://www.klippel.de/fileadmin/kli...Modulation.pdf
    Siste redigert av Asbjørn; 25.09.2016 kl. 09:16.

  8. #8
    Hifi Freak
    Ble medlem
    Jan 2008
    Sted
    Hordaland
    Innlegg
    2,113
    Tagget i
    0 Innlegg
    Snickers-is: Jeg vil tro at det mest hørbare faktoren ift. å kjøre polstykket langt inn i metning er reduksjonen i intermodulasjonsforvrengning ved pådrag. Vil ikke det du simulerer her gi direkte utslag på BL(x) og Le(i,x) målinger?
    Videre så antar jeg at du har simulert med jern i polstykket og gapet. Ser vi på permendur så har materialet en flatere BH kurve over knepunktet og har også langt mindre hysterese enn jern. Det har i tillegg et høyere metningspunkt, men jeg antar det har liten/ingen betydning i så måte. Hva ville resultatet bli om du byttet til permendur i regnestykket og kjører polstykket i tilsvarende overmetning?

  9. #9
    Rubinmedlem Sluket's Avatar
    Ble medlem
    Aug 2006
    Innlegg
    40,226
    Tagget i
    16 Innlegg
    Snickers, det ER konstruktører som gidder å anstrenge seg, problemet er at produktene det resulterer i også har en anstrengt pris. MEN, det er heldigvis ikke p.g.a. hensyntagen til metning og de andre ting som nevnes, så dermed er det fullt mulig å\ lage gode elementer som ikke er helt på\ trynet prismessig. En del dyrere - ja - men ikke i Ubetalbarland (c) Sluket.

  10. #10
    Bransjeaktør Snickers-is's Avatar
    Ble medlem
    Feb 2004
    Innlegg
    11,167
    Tagget i
    10 Innlegg
    Asbjørn, jeg fant ikke noe om metning der i farten, hva skrev de om det?
    Jeg driver Midgard Audio

    If you do not se the problem, you will not look for a solution.

  11. #11
    Bransjeaktør Snickers-is's Avatar
    Ble medlem
    Feb 2004
    Innlegg
    11,167
    Tagget i
    10 Innlegg
    Sitat Sitat fra 8x12_TOM Se Innlegg
    Hehe, mest ment som en spøk, men du med din kløkt har vel allerede dannet deg en formening om hvilken elementer det kan være lurt å unngå iht det du skriver over her.
    Har en følelse av at jeg også har elementer som ikke tilfredsstiller helt i forhold til de fakta du kommer med.
    Ah, glemte helt at jeg skrev det

    Det aller meste ville funnet veien til den lista, og omtrent alt som ikke hadde funnet veien dit ville vært fordi de ikke oppfylte kriteriene for høy pris.
    Jeg driver Midgard Audio

    If you do not se the problem, you will not look for a solution.

  12. #12
    Bransjeaktør Snickers-is's Avatar
    Ble medlem
    Feb 2004
    Innlegg
    11,167
    Tagget i
    10 Innlegg
    Tytte, jeg skal gjøre simuleringer med permendur og se om jeg også kan få ut induktansen.

    Sluket, jeg er usikker på om bruk av permendur og store magneter er nok i seg selv. Jeg skal forsøke å finne ut av det.
    Jeg driver Midgard Audio

    If you do not se the problem, you will not look for a solution.

  13. #13
    Æresmedlem Asbjørn's Avatar
    Ble medlem
    Mar 2006
    Innlegg
    20,242
    Tagget i
    24 Innlegg
    Sitat Sitat fra Snickers-is Se Innlegg
    Asbjørn, jeg fant ikke noe om metning der i farten, hva skrev de om det?
    Veldig lite.

    Men se på formen på kurven for B vs H i figur 1 og hvor på kurven driftspunktet befinner seg. Se også den forklarende teksten under figuren. Viser ikke dette en høyttalermotor som opererer et stykke inn i metning?

    Litt om materialets betydning her: https://en.wikipedia.org/wiki/Saturation_(magnetic)

  14. #14
    Bransjeaktør Snickers-is's Avatar
    Ble medlem
    Feb 2004
    Innlegg
    11,167
    Tagget i
    10 Innlegg
    Jo, delvis, men for det første ville jo hysteresen i B vært lavere med høyere metning. For det andre er det ikke likegyldig hvor i kretsen man har metning. Dette viser jo egentlig metningen i for eksempel stål, mens det jeg har simulert er metningen i selve gapet.
    Jeg driver Midgard Audio

    If you do not se the problem, you will not look for a solution.

  15. #15
    Æresmedlem Asbjørn's Avatar
    Ble medlem
    Mar 2006
    Innlegg
    20,242
    Tagget i
    24 Innlegg
    Mulig jeg misforstår totalt, men jeg forsto det første innlegget slik at du hadde simulert metning i jernkjernene frem mot gapet, eksempelvis ved å redusere metalltykkelsen i topplaten og pøse på med magneter slik at jernet i topplaten gikk i metning. Selve gapet er vel luft og magnetisk lineært uansett hvor mange feltlinjer man klemmer inn i det?

    Edit: Jeg har tidligere forsøkt å finne ut mer om magnetisk fluksmodulasjon i høyttalermotorer, men det er ikke skrevet spesielt mye om det. Vil følge det du kommer frem til med stor interesse.
    Siste redigert av Asbjørn; 25.09.2016 kl. 15:51.

  16. #16
    Rubinmedlem Sluket's Avatar
    Ble medlem
    Aug 2006
    Innlegg
    40,226
    Tagget i
    16 Innlegg
    Sitat Sitat fra Snickers-is Se Innlegg
    Tytte, jeg skal gjøre simuleringer med permendur og se om jeg også kan få ut induktansen.

    Sluket, jeg er usikker på om bruk av permendur og store magneter er nok i seg selv. Jeg skal forsøke å finne ut av det.
    Nei, det er nok ikke nok, spolens plassering i gapet, selve spolens utforming og alt dette andre vi har diskutert må sikkert også med.
    Men uten motor flytter ikke bilen på seg... Jeg har hørt drivere med like måledata (opp mot 2,5T med RIKTIG måling) men med forskjell i lyd selv med identiske fysiske mål oppbygging, kun enda mer magnetmasse. Det jeg ike kune si var om det var bedre. Det var i hvertfall ikke noe i nærheten av value for Money, den fire ganger dyrere varianten.

  17. #17
    Hifi Freak
    Ble medlem
    Apr 2009
    Innlegg
    2,054
    Tagget i
    1 Innlegg
    Modulering av magnetfeltet. Er det ikke bare det Ragnar Lian skrev om som bl.a. the Alnico sound vs ferrit?? En forvrenging som han mente kunne komme opp mot 50%.
    For sant til å være godt

  18. #18
    Æresmedlem Asbjørn's Avatar
    Ble medlem
    Mar 2006
    Innlegg
    20,242
    Tagget i
    24 Innlegg
    Litt om fluksmodulasjon og alnico vs ferritt her: 1500AL

  19. #19
    Rubinmedlem Sluket's Avatar
    Ble medlem
    Aug 2006
    Innlegg
    40,226
    Tagget i
    16 Innlegg
    Morsomt at de benevner en Alnico klump på 5 lbs. ( 2,2 kg. ++) som massiv.

  20. #20
    Hifi Freak
    Ble medlem
    Apr 2009
    Innlegg
    2,054
    Tagget i
    1 Innlegg
    Lian om magnetfelt og JBL

    The ferrite magnet's operating point is at about 2500 gauss, and has an incline such that it can easily be shifted 2-300 gauss, that's quite a few per cent! Both the alnico magnet and the neodymium magnet have operating points up around 10-11000 gauss, and an incline which makes them somewhat "stiffer", meaning that they can't be moved much. Both neodymium and alnico have the property of having a permeability close to 1, in other words the same as air, and they do not affect the inductivity of the voice coil! Then we can go back to the early 70's, when JBL spoke of "The Alnico Sound" - that was no lie!

Side 1 av 14 12311 ... SisteSiste

Skrive Tillatelser

  • Du kan ikke starte nye tråder
  • Du kan ikke svare på innlegg
  • Du kan ikke laste opp vedlegg
  • Du kan ikke redigere dine innlegg
  •  


 

Om Hifisentralen

    Hifisentralen er Norges største webside innen high-end hi-fi og musikk, og vi har vært på nett siden år 2001. Velkommen til en god hi-fi diskusjon eller kjøp og salg av utstyr.
   

Følg oss på sosiale medier:

Facebook Twitter RSS Feed