Litt grunnleggenmde om høyttalere og dynamikk

[R.S.]

En høyttalers dynamikk bestemmes i utgangspunktet av anvendte elementers forhold mellom motorkraft og bevegelig masse. Man kan regne seg fram til et forholdstall her ved å dele BL-faktor på MMS (moving mass).
Dette utgjør utgangspunktet, men omgivelsene elementene settes inn i spiller (!) også inn. Settes elementene i hornladning vil dynamikken ekspandere, men settes de derimot i en kasse fylt med dempemateriale reduseres dynamikken/energien. Er kabinettet bygget med paralelle vegger forsvinner ytterligere dynamikk i form av stående bølger.
Vi snakker her om tap på det akustiske plan. Det største dynamikktapet får man typisk på det elektriske plan ved tap i delefilter. Når en høyttaler koprimerer eller endrer klangkarakter ved økt pådrag skyldes det primært delefilteret. Her er det to faktorer som både undervurderes og neglisjeres.
Det ene er elektrisk tap i komponentene. Underdimensjonerte komponenter fungerer gjerne helt greit ved lite pådrag og ved frekvensmåling, men gir man på "litt" ikke bare endrer de karakter med de går i metning og slutter å fungere etter hensikten.
Her sparer desverre de fleste produsenter på kvaliteten, og jo mer komplekse delefiltrene blir dest mer dynamikk stjeler de. Kvaliteten på de komponentene som evt. settes paralellt er spesielt kritisk, stikk i mot hva mange tror, går de i metning ser forsterkeren inn i en ren kortslutning.
Den andre siden er det vi kjenner som høyttalerens impedanskurve. En høyttaler kan gjerne vise til en jevn frekvensgang ved 1W, men er impedanskurven betydelig ujevn vil også lyden forsterkes ujevnt ettersom forsterkeren møter ulik motstand. Når dette så virker sammen med faktorene nevnt ovenfor har vi ett problem.

Utgangspunktet for å forstå dette ligger i å ta som utganspunkt det faktum at lyd er energi. Kunsten er å bevare den dynamiske energien såvelpå det elektriskesom det akustiske plan. De prosentene man evt. mister kan ikke kompanseres ved å spille høyere ???

Mvh. RS

 

[Back_Door]

Utgangspunktet for å forstå dette ligger i å ta som utganspunkt det faktum at lyd er energi. Kunsten er å bevare den dynamiske energien såvelpå det elektriskesom det akustiske plan. De prosentene man evt. mister kan ikke kompanseres ved å spille høyere ???

Mvh. RS

Dersom man har en konstruksjon med den type begrensninger som du her er inne på, vil ikke da disse problemer avsløre seg sterkere dess høyere man spiller? Struping, komprimering og forvrengning kamufleres lettere når man spiller enkel musikk på lavt nivå. Dersom man derimot spiller kompleks musikk på høyt nivå, vil vel slike problemer komme frem i dagen på en måte der man neppe er i tvil om at noe er galt?
Om man, som i mitt tilfelle, har aktiv drift i bassområdet, vil ikke da filtrenes begrensning bli mindre ødeleggende for de resterende frekvensområder? Det er vel først og fremst bass som har sterkest "pustebehov" i systemet og som "stjeler kjørefeltene" i strømbanene?

 

[R.S.]

Dersom man har en konstruksjon med den type begrensninger som du her er inne på, vil ikke da disse problemer avsløre seg sterkere dess høyere man spiller? Struping, komprimering og forvrengning kamufleres lettere når man spiller enkel musikk på lavt nivå. Dersom man derimot spiller kompleks musikk på høyt nivå, vil vel slike problemer komme frem i dagen på en måte der man neppe er i tvil om at noe er galt?
Om man, som i mitt tilfelle, har aktiv drift i bassområdet, vil ikke da filtrenes begrensning bli mindre ødeleggende for de resterende frekvensområder? Det er vel først og fremst bass som har sterkest "pustebehov" i systemet og som "stjeler kjørefeltene" i strømbanene?

Som nevnt vil passive filterkomponenters strømkapasitet være en begrensende faktor, spesielt mht. dynamikk. Effekten av dette vil naturligvis tilta ved økt effektpådrag. Dette betyr også at hornfolket slipper billig fra det også her ??? ;D

Elektrisk tap kan langt på vei elimineres ved aktiv deling, og ettersom aktiv deling nødvendigvis innebærer separat forsterkning av basser med muligheter for equalizing osv. gir dette et langt enklere utgangspunkt. God bass burde være a piece of cake. Men fullt så enkelt er det dog ikke, det er fortsatt nødvendig både å gi elementene gode akustiske betingelser og å dimensjonere kabling optimalt. Da forutsatt at de anvendte elementene virkelig spiller godt og ikke bare har imponerende data :

Store basser suger strøm, derfor innebærer det en definitiv lydmessig gevinst å skille dem elektrisk fra mellomtone/diskant slik at disse får arbeidsro. Dette kan gjøres ved å bi-ampe, men en vel så god løsning er å koble til en skikkelig strømsterk forsterker og bi-/triwire.


Mvh. RS

 

[roffe]

Den andre siden er det vi kjenner som høyttalerens impedanskurve. En høyttaler kan gjerne vise til en jevn frekvensgang ved 1W, men er impedanskurven betydelig ujevn vil også lyden forsterkes ujevnt ettersom forsterkeren møter ulik motstand. Når dette så virker sammen med faktorene nevnt ovenfor har vi ett problem.

Hmmm... Dette er vel en sannhet med store modifikasjoner. Ofte vil spenningsfølsomhet og impedanse være tilnærmet omvendt proporsjonale størrelser. På samme måte som man har en impedanskurve som en funksjon av frekvensen vil vel høyttaleren også ha en følsomhetskurve.

 

[Back_Door]

Som nevnt vil passive filterkomponenters strømkapasitet være en begrensende faktor, spesielt mht. dynamikk. Effekten av dette vil naturligvis tilta ved økt effektpådrag. Dette betyr også at hornfolket slipper billig fra det også her ??? ;D




Mvh. RS

Kanskje ikke så dumt da at de deler i mitt anlegg som har passiv drift, bygger på hornprinsippet?

 

[R.S.]

Kanskje ikke så dumt da at de deler i mitt anlegg som har passiv drift, bygger på hornprinsippet?

Tror ikke jeg vil gå inn på å kommentere ditt system utover at jeg gjenkjenner gode intensjoner :



Mvh. RS

 

[Back_Door]

Kanskje ikke så dumt da at de deler i mitt anlegg som har passiv drift, bygger på hornprinsippet?

Tror ikke jeg vil gå inn på å kommentere ditt system utover at jeg gjenkjenner gode intensjoner :



Mvh. RS

Er enig i at tråden holdes på et generelt plan. Poenget mitt var at om man ikke har ubegrensede ressurser, kan kombinasjonen med aktiv drift i bass og hornprinspp i den resterende passive del, være et gunstig kompromiss for høyttalere i det store og hele.

 

[AAaF]

Hornbass er jo knallbra.

Problemet er omvendt eksponensialt proposjonal med nedre grensefrekvens ;D Har dog sett kasser på 40x80x80cm som går ned til 30-35Hz.

Synast ifrå ein lydmessig ståstad at horn fungerar absolutt best i bassområdet. Det er betinga at ein kan forsinke resten av systemet for å kompensere for tidsforsinkelsen som hornlengda gir nedover.

Settes elementene i hornladning vil dynamikken ekspandere, men settes de derimot i en kasse fylt med dempemateriale reduseres dynamikken/energien. Er kabinettet bygget med paralelle vegger forsvinner ytterligere dynamikk i form av stående bølger.

Poenget med ei trykkammer kasse er jo å bli kvitt energien frå eine sida av elementet, er det ikkje? Jobben til dempematerialet slik eg ser det er å 1) bremse lufthastigheten for å få kassa til å virke større, og 2) absorbere energi slik at energipulsen frå elementet blir fortast moglgeg drept. Dersom så er tilfelle blir elementet påvirka minimalt(så godt som kasse + dempinga tillater det) av det som skjer inni kassa. Altså at energipulsane blir reflektert i kassa ein plass og sendt tilbake i elementet slik at det blir sendt ut og gir ei lydforureining.

At dynamikk blir drept av ståande bølger kan eg ikkje skjønne? Kvifor det? Dei ståande bølgene krevst det jo minimalt med energi for å sette i sving. At ståande bølger kjem tilbake som dårlegare lyd er eg heilt med på, av overnemnte grunn.

Er alle einige om at dynamikk er elementets evne til å akselerere? Eller er det andre meingar om det? Eller aller best; finnast det ein definisjon på begrepet, sidan vi er i Tech hjørnet? Kor fort eit element kan akselerere er jo i stor grad bestemt av filteret som sitter føre. Synast eigentleg dynamikk snart er eit utbrukt uttrykk fordi det blir brukt i hytt og pine.

 

[slowmotion]

Søk wikipedia dynamikk musikk

 

[KJ]

...
Er alle einige om at dynamikk er elementets evne til å akselerere? Eller er det andre meingar om det? Eller aller best; finnast det ein definisjon på begrepet, sidan vi er i Tech hjørnet? Kor fort eit element kan akselerere er jo i stor grad bestemt av filteret som sitter føre. Synast eigentleg dynamikk snart er eit utbrukt uttrykk fordi det blir brukt i hytt og pine.

Nei, det er vi ikke - Wiktionary om dynamic. Ift lydreproduksjon er det flere aspekter som omfattes av/assosieres med dynamikk - særlig forskjell og tydelighet (presisjon) mellom høyt og lavt, både over tid og «samtidig»; i tilegg til anslag og utklinging, «tydeligheten» av «bakrgunnsstøy» etc.

mvh
KJ

 

[AAaF]

...
Er alle einige om at dynamikk er elementets evne til å akselerere? Eller er det andre meingar om det? Eller aller best; finnast det ein definisjon på begrepet, sidan vi er i Tech hjørnet? Kor fort eit element kan akselerere er jo i stor grad bestemt av filteret som sitter føre. Synast eigentleg dynamikk snart er eit utbrukt uttrykk fordi det blir brukt i hytt og pine.

Nei, det er vi ikke - Wiktionary om dynamic. Ift lydreproduksjon er det flere aspekter som omfattes av/assosieres med dynamikk - særlig forskjell og tydelighet (presisjon) mellom høyt og lavt, både over tid og «samtidig»; i tilegg til anslag og utklinging, «tydeligheten» av «bakrgunnsstøy» etc.

mvh
KJ

Då er det litt som eg frykta. Dynamikk er ikkje éit begrep, men fleire ting i ein bolk. Når dei produserer musikken så er jo dynamikk eitt greit fast begrep såvidt eg har fått tak i; Kor mykje ein ting varierer, i den samanheng forskjellen mellom høgaste og lågaste peaknivå. Altså jo meir komprimering, jo mindre dynamikk. (Snakker då om kompressor, ikkje komprimering av storleiken på fila som .mp3)

Difor meiner eg at dynamikk i HiFi samanheng har blitt eit uklart uttrykk. Har hørt mykje bra, men dynamikk er aldri eit ord som har kommet til meg når eg skal beskrive det.

"tydelighet (presisjon) mellom høyt og lavt, både over tid og «samtidig»; i tilegg til anslag og utklinging, «tydeligheten» av «bakrgunnsstøy».

Utklinging? Og tydelighet av bakgrunnsstøy? Dette er vanskeleg å få tak i synast eg. Og ein veit jo ikkje kva som er presist før ein har målt impulsresponsen såvidt eg kan se, kanskje andre ting også, mot ei referanse. I og med at ein høgtalar kan overdrive og ein annan underdrive, så er det jo ikkje betre med den som overdriver, er det?

 

[slowmotion]

Dynamikk ( i musikksammenheng ) er forskjellen mellom lav og høy lydstyrke.

 

[R.S.]

Dynamikk ( i musikksammenheng ) er forskjellen mellom lav og høy lydstyrke.

Godt du klarer opp slow, AAaf kludrer det til ???



Mvh. RS

 

[AAaF]

Dynamikk ( i musikksammenheng ) er forskjellen mellom lav og høy lydstyrke.

Skjønner ikkje heilt. Kva meiner du då med låg lydstyrke?

Døme:
Det er jo bare å ikkje kjøre signal på då vil du få 0dB. Deretter kan du kjøre inn så stort signal som høgtalaren tåler og så måle lydstyrken, eksempelsvis 110dB. Då har du ein dynamikk på 110dB. Men då er jo dynamikken proposjonal med kor høgt ein høgtalar kan spele. Får ikkje det til å stemme heller.

Godt du klarer opp slow, AAaf kludrer det til ???

Mvh. RS

Unnskyld at eg spør om ting som er uklart. Prøver å konkretisere med tal i staden for å komme med ein haug med ord og lause påstandar, sånn at ein kan få ein god definisjon, i og med at vi er i Tech hjørnet Døme på god definisjon: Spenningsforsterkning= Uut/Uinn.

Du seier jo at

En høyttalers dynamikk bestemmes i utgangspunktet av anvendte elementers forhold mellom motorkraft og bevegelig masse.

Altså F/m=a. Med dette kjem altså ein akselerasjon ut. Difor spør eg så dumt om "Er alle einige om at dynamikk er elementets evne til å akselerere?". Så blir det sagt at,"Nei, det er vi ikke". Er det rart ein blir forvirra?

 

[OMF]

Døme:
Det er jo bare å ikkje kjøre signal på då vil du få 0dB. Deretter kan du kjøre inn så stort signal som høgtalaren tåler og så måle lydstyrken, eksempelsvis 110dB. Då har du ein dynamikk på 110dB. Men då er jo dynamikken proposjonal med kor høgt ein høgtalar kan spele. Får ikkje det til å stemme heller.

Tja hvis du ikke spiller - så har du fremdeles bakgrunnstøyen.....derfor har du bedre dynamikk hvsi lytterommet er godt lydisolert fra omverdenen.

I mange tilfeller så vil anleggets dynamikk avgjøres av hvor høyt man kan spiller uten å vrenge. Skal jeg gjette kan vel bakgrunnstøeyn fort være 40-50dB...jeg gjetter....

Det foreligger også begrensninger i utstyret og kilden.
Signal/støy forhold sier noe om dynamikk området til de ulike komponenten....dette er jo som oftest +100dB.
Så har ulike kilder ulikt dynamikkområdet - CD har vel ca 96dB (eller tenker jeg feil (20 log 2^16))

Men for de fleste systemer så begrenses dynamikk området av bakgrunnsstøyen og hvor høyt anlegget kan spille uten forvrengning.

Nå brukes uttrykket dynamikk ofte om hvor "dynamisk" et anlegg spiller, og der er nok klangbalansen og etterklangstid viktigere enn målespecs på utstyret.

Mvh
OMF

 

[R.S.]

Du blander korta AAaf, tråden handla om hva som er avgjørende for å få en høyttaler til å kunne gjengi musikken med minst mulig tap av dynamikk, og ikke som du tar opp dynamikkinnhold i innspilt musikk generelt.
Selvfølgelig kan emnet dynamikk taes opp fra mange vinklinger, men det vil være en avsporing fra trådens tema.


Mvh. RS

 

[AAaF]

Du blander korta AAaf, tråden handla om hva som er avgjørende for å få en høyttaler til å kunne gjengi musikken med minst mulig tap av dynamikk, og ikke som du tar opp dynamikkinnhold i innspilt musikk generelt.
Selvfølgelig kan emnet dynamikk taes opp fra mange vinklinger, men det vil være en avsporing fra trådens tema.


Mvh. RS

Er ikkje ueinig av prinsipp, for å sei det på det viset, men sleit bare med å få skikkeleg tak på kva du og andre meinte med dynamikk. Er temmeleg framleis utrygg - for å sei det mildt. Dette er vel det nærmaste eg føler vi har kommet

Nå brukes uttrykket dynamikk ofte om hvor "dynamisk" et anlegg spiller, og der er nok klangbalansen og etterklangstid viktigere enn målespecs på utstyret.

Det er eg einig i, men slik eg ser det dermed også eit diffust begrep.

Men det R.Solhaug nemner med at komponentar i paralell går i metning og dermed øydelegg for lyden, kan nok være heilt sant. DET har ikkje eg fordjupa meg i. Har du testa dette på noko vis? Kan jo uten problem hugse at du ikkje har eit heilt vanleg syn på leiartverrsnittet på transformatorar Tenker sånn umiddelbart at ein underdimensjonert spole i paralell med td. diskanten vil føre til høgare impedans rundt delefrekvensen ved høge signalnivå og senke delefrekvensen og auke forvregninga?

 

[Asbjørn]

Dynamikk ( i musikksammenheng ) er forskjellen mellom lav og høy lydstyrke.

Enig. Og så er mikrodynamikk variasjonen i lydstyrke innenfor samme parti av musikken (f eks mellom anslag og utklingning av en tone), mens makrodynamikk er variasjonen i lydstyrke mellom ulike partier (f eks vers og refreng, pianissimo og fortissimo).

Jeg har noen flere synspunkter på hva som gjør det mulig å gjengi troverdig dynamikk. Motorstyrken (BL) og bevegelig masse (Mms) er nok viktig, ettersom Newtons andre lov også gjelder høyttalerelementer, men evnen til å levere mer lydtrykk på kort varsel kommer også an på noe som heter volumhastighet - hvor mye luft som beveger seg hvor fort - og på akustisk impedans - hvor godt en membranbevegelse omsettes til luftbevegelse. Horn er en måte å øke den akustiske impedansen på, slik at små elementer kan flytte uforholdsmessig mye luft. (Men basshorn blir også ganske digre.)

Volumhastigheten er arealet av membranen ganget med membranhastigheten, eller 2 Pi f x, hvor f er frekvensen og x utslaget. Det betyr at en 6,5" mellomtone med 150 cm2 membranareal og xmax 2 mm vil flytte på 188 liter luft i sekundet når den jobber for harde livet ved 1000 Hz. For å flytte like mye luft ved 100 Hz trengs 10 ganger så stort produkt av membranareal og slaglengde som ved 1000 Hz, for eksempel en 12-tommer (550 cm2) med 5,5 mm slaglengde. Ved 33 Hz trengs tre ganger så mye igjen, for eksempel en 15-tommer (845 cm2) med 10,6 mm slaglengde. Ugh.

Så er det forvrengning. Det er dynamikkdrepende at høyttaleren høres anstrengt ut så snart orkestret trøkker til, og enda verre om de svakeste partiene også drukner i bakgrunnsstøy og bilyder. Det er dessverre slik at de fleste forvrengningsformer i selve høyttalerelementet (hvor det aller, aller meste av forvrengningen i hele systemet oppstår) øker med utsving og/eller strømtrekk. Se http://www.klippel.de/pubs/Klippel%20papers/Loudspeaker%20Nonlinearities–Causes,Parameters,Symptoms_06.pdf. Alt annet likt, vil en "gammeldags" høyttaler med stort membranareal, lite utsving og høy impedans gi mindre økning i forvrengning ved økt lydtrykk enn en moderne "lifestyle"-høyttaler med små membraner, lang slaglengde og lav impedans, og dermed kunne gi en mer realistisk dynamikkgjengivelse med samme volumhastighet og akustiske impedans.

I tillegg er det et signal/støy-forhold mellom direktelyden fra elementet og den forsinkede energien som slipper ut som kasselyd og diffraksjon noen millisekunder senere. Kasselyden vil stjele energi fra starten av en transient og la den lekke tilbake noe senere, slik at transientene glattes ut. Newtons tredje lov gjelder også, slik at kraften som skyver membranen forover må motvirkes av en like stor kraft som går bakover i kabinettet. Størrelsen av kraften er produktet av masse og akselerasjon, og akselerasjonen er bestemt av signalet som skal gjengis. Altså, alt annet likt, blir det mindre kasselyd av et lettere membran enn et tyngre. Lette membraner med sterk motor (høy BL) betyr også stor følsomhet, men som regel også høyere resonansfrekvens (Fs) og tilhørende begrensninger i hvor lave frekvenser som kan gjengis. Lette membraner vil også få tidligere oppbrytning enn stivere (og dermed tyngre) membraner, noe som øker forvrengningen ved høyere frekvenser og begrenser spredningen. Konsekvensen er at det fort blir en diger fire- eller femveis konstruksjon for å få både realistisk dynamikk og kontrollert spredning. Diffraksjon fra kantene på kabinettet og andre høyttalerelementer er også kilder til litt forsinket lyd som kan kludre til transientgjengivelsen.

Så, jeg heller mot at store, lette membraner med høy følsomhet gir en mer realistisk gjengivelse av dynamikk enn små membraner med lav følsomhet. Sånne elementer finnes i PA-verdenen, hvor lydnerdene har helt andre prioriteringer enn oss hifinerdene. Høykvalitets PA-lyd betyr realistisk dynamikk og lav forvrengning, mens høykvalitets hifi-lyd ofte betyr korrekt klangbalanse fra laveste bass til høyeste diskant (og gjerne et par oktaver ekstra i hver retning til glede for eventuelle blåhval og flaggermus som måtte være i nærheten). Ulempen med PA-lyd er ofte uakseptabel farging av lyden med store avvik fra flat frekvensgang, og ulempen med hifi-lyd er ofte uakseptable dynamikktap.

Jeg skisser fortsatt på et par fireveis høyttalere med 8-ohms PA-elementer med følsomhet fra 94 dB og oppover. Målet er realistisk dynamikk og fornuftig spredning, slik at dette høres "live" ut. Meningen er å bruke DEQX'en til aktiv høyttalerkorreksjon for å bli kvitt avvikene i frekvensgang uten å gi slipp på de dynamiske egenskapene. Det beste av begge verdener - håper jeg. Aktive delefiltre og romkorreksjon følger med på kjøpet, sånn at et par andre dynamikkdrepere også unngås. Nå er jeg på revisjon 14 av den skissen, og det begynner å ligne på noe som er realiserbart. Vi får se hvordan det blir, hvis og når det prosjektet blir bygget. En ting er å løse de akustiske og konstruksjonsmessige utfordringene, men det er noe helt annet å få en sånn konstruksjon ut av den røde sonen WAF-messig.