| T O P I C R E V I E W |
| FForsman |
Posted - 2022/02/02 : 12:58:58
Jag har nu skaffat mig förstärkare med flera Kw totalt i min anläggning, och med PA-steg dessutom. Det kan ju tyckas som grovt, klumpigt och allt annat än HiFi. Men, är det verkligen så? Jag menar inte att jag har svaret. Jag vill snarare dela mina funderingar och lyssna hur ni resonerar i dessa frågor.
Värme och kompression
Om vi börjar med effektspecefikationen för ett element så står det ofta två stycken - en RMS power och en Peak Power. RMS power mäts enligt en standard som heter AES2-2012
Som jag förstår det så matar man elementet med brus med en crest factor om 12 db över tid och mäter vad elementet tål utan att haverera. Värmen i talspolen och motorn ökar vilket resulterar i högre resistans i talspolen och lägre styrka i motorn (magneten & spolen tillsammans) vilket är vad som kallas för power compression. Talspolen klarar en viss RMS innan den blir för varm och går sönder. Likaså klarar magneten en viss temperatur innan den blir för varm och tappar för mycket av sin förmåga. Jag tror att proffselements magneter jobbar upp till 100 grader i vissa delar av motorkonstruktionen. För ett kraftigare PA-element tar det dock upp till hela 30 s för talspolen att nå kritisk temperatur när den matas med massa effekt. Så, det som är avgörande för elementets överlevnad är inte Peak Power utan RMS Power. Elementet bryr sig väldigt lite om effekttopparna. Värmeutveckling i talspole och magnet beror snare på RMS-power. Här är en bra
video med Bennet Prescott från B&C som förklarar begreppen
X-max
Nu har vi bara pratat om temperatur och den andra stora begränsande faktorn för hur mycket effekt man kan mata ett element med är exkursionen eller X-max
X-max definieras som konrörelsen i mm när elementet inte längre beter sig linjärt vilket det inte bedöms göra vid en distorsion om 10% (om jag tolkat det rätt). Jag tror att det finns andra sätt att definiera X-max genom förhållandet mellan talspolens höjd och magnetgapets höjd men för mitt resonemang här tror jag inte det är relevant att dyka i det också. Så här står det i alla fall i dokumentet länkat till ovan:
quote:
4.3.2 Large-Signal Parameters
(2) Voice-coil peak displacement at which the #8220;linearity#8221; of the motor deviates by 10%, Xmax. Linearity may
be measured by percent distortion of the input current or by percent deviation of displacement versus input
current. Manufacturer shall state method used. The measurement shall be made in free air at #402;S.
Hur mycket elementet rör sig vid en viss effekt beror väldigt mycket på frekvens och kabinettets konstruktion. Mitt resonemang här bygger på att vi håller oss inom x-Max väl medveten om att det ofta är den begränsande faktorn.
Det sagt så verkar element tåla en viss medeleffekt (RMS-power) men klarar mycket större effekttoppar i musiken, avsevärt större än peak power. I mitt fall har jag en HIVI D6.8 som har en RMS-effekt om 60w och en peak-effekt om 120 w. Jag tror att man helt kan bortse från peak-effekten så länge man håller sig under gränsen för RMS-effekt.
När jag tidigare spelade med min Cambridge hembioförstärkare med 40Wpc lät det helt ok på låg volym men inget bra när jag vred upp volymen lite. Jag funderar om inte steget klippte.
Effekt för att undvika klippning
Hur mycket effekt behöver jag för att förstärkaren inte ska klippa? Mina element har en känslighet om 84 db/1w/1m. Jag har två med separat drivning och teoretiskt ska det ge en ökning om 6db om alla frekvenser är i fas. Jag gissar att en rimligare förstärkning är 3db i rummet. Då har högtalaran en sammanlagd känslighet om 87db. Jag lyssnar på ett avstånd om 3m. För varje fördubbling av avståndet faller ljudet med 6 db i 2pi vilket innebär att på 3 m förlorar vi 9db. Högtalarnas känslighet på 3m blir således 78db. Nu vill jag kunna lyssna i 84 db (för exemplet skull) i lyssningsposition. För varje fördubbling i effekt ökar man 3db (84-78)=6db vilket endast blir 4W. Detta värde motsvarar RMS-effekten. Sedan har vi dynamiken i musiken att ta hänsyn till. Kollar man på LTS hemsida kan man finna ett antal låtar där dynamiken är analyserad. Flera låtar har ett dynamisk omgång (crest factor) om upp till ca 20db, i enstaka fall upp till 22db.
För enkelhetens skull säger vi att jag vill kunna återge material med en crest factor om 18db utan att min förstärkare klipper. Hur många watt behöver jag då ha tillgängligt? För varje ökning av ljudstyrkan med 3db krävs en fördubbling av effekten.
För lyssning på 3m avstånd på 84db medelvärde utan klippning med en crest factor om 18db så krävs en förstärkare som kan ge hela 285w eller mer för att klara topparna. märk väl att medeleffekten fortfarande bara är 4w!
Det blir ganska mycket och stor utväxling i effekt när man vrider upp volymen. Om vi vill lyssna i 87db RMS-effekt (8w) med i övrigt samma förutsättningar behöver förstärkaren kunna ge 568w.
Hur relevant är detta resonemanget egentligen? Jag antar på att det beror på hur förstärkaren låter när den klipper, olika förstärkare låter olika dåligt/bra när den gör det. Är den sista snärten i dynamiken hörbar eller inte, jag vet inte.
Men, några av mina preliminära slutsatser av detta resonemang är att med låg känslighet på elementen behövs en hel del kraft ur förstärkaren. Så länge jag envisas med element med en känslighet om 84db är mitt LAB 1600 om 450wpc inte så tokigt och uppåt väggarna ändå. Det andra är att element med hög känslighet och kabinett/högtalarkonstruktioner med hög effektivitet mycket effektivt tar bort behovet av kraftiga förstärkare. Att öka känsligheten på systemet från 87db till 98db minskar effektbehovet från 285w till 23w givet förutsättningarna ovan. Har man en förstärkare som klipper fint minskar nog effektbehovet ytterligare kan jag tänka.
Här är en bra länk till en kalkylator som hjälper till med matten i exemplen ovan.
Tänker jag rätt? Hur resonerar ni om klippning, effekt, hörbarhet mm? 
|
| 12 L A T E S T R E P L I E S (Newest First) |
| Björn-Ola |
Posted - 2022/02/08 : 15:46:08
Här är ett par användbara diagram som jag tror gör det lättare att förstå.
Det övre diagrammet visar hur ljudtrycksnivån minskar med avståndet i rum samt på vilken ljudtrycksnivå efterklangsfältet kommer att få vid olika mycket ljudabsorption i rummet. Ljudabsorptionen anges i kvadratmeter ekvivalent absorptionarea, och det nedre diagrammet kan användas för att få en uppfattning om ungefär vad den är i ett rum.
Det nedre raka fallande sträcket är hur ljudet klingar av med avståndet vid en ljudkälla som sprider ljudet likformigt runt om i alla riktningar och som är placerad i ett "fritt fält" där ljudnivån inte påverkas av reflexioner från rumsytor. Om ljudet inte sprids likformigt och det gör det väl allt mindre uppåt frekvensbandet med högtalare, så får man följa linjerna snett upp till något av de olika spridningsfallen benämnda Q.
Man ser också att på ett avstånd på c.a 3 dm från en punktformig ljudkälla, så är värdet i dB lika för ljudeffektsnivån och ljudtrycksnivån. Avståndet ska vara lika med radien i en sfär med ytan en kvadratmeter.
Jag tycker att man skulle kunna säga att man i ett normalt rum kommer att få en ljudnivå i hela rummet motsvarande vad högtalarkänsligheten säger. |
| solhaga |
Posted - 2022/02/08 : 07:58:14
Detta är även frekvensberoende, se CD.
Om högtalaren är en äkta linjekälla, det vill säga är rumshög, så gör tak- och golvreflektionerna att den är oändligt lång. |
| martinsson |
Posted - 2022/02/08 : 07:06:23
Jag har förstått det som att det huvudsakligen finns två typer av utstrålning där ljudtrycket faller olika mkt med avvstånd, cylindrisk och sfärisk, där den sfäriska, oavsett hur den åstadkommes (läs spridning) alltid följer sfärisk utstrålning och att detta är giltigt för alla punktkällor.
Linjekällor däremot upvisar en annan karaktäristik i sitt närfält, cylindrisk utstrålning, men på tillräckligt avstånd kommer densamma växla över till ett punktformigt beteende map. utstrålningen och därmed hur mycket ljudet avtar med avstånd. |
| FForsman |
Posted - 2022/02/07 : 12:24:09
@Björ-Ola: Tack för förklaringen. Värdefullt. Ska fundera på detta vad det innebär för mitt inledande resonemang.  |
| Björn-Ola |
Posted - 2022/02/04 : 17:54:22
Med två högtalare får man mycket riktigt 3dB högre ljudnivå jämfört med en högtalare.
Mäter man ljudnivån, så får man inte mäta i dBA, vilket kan vara en standardinställning på ljudmätaren. Man får koppla bort A-filtret. Vill man sedan få en uppfattning om hur vi upplever ljudnivån, så får man använda B-filtret om ljudnivån ligger mellan 55 och 85 dB. På min enkla mätare finns bara A och C filter. Mäter man med dessa filter, så får man en lägre ljudnivå än vid utan filter. A filtret ger lägst ljudnivå. |
| Björn-Ola |
Posted - 2022/02/04 : 17:45:40
Jag var lite otydlig med vad jag menade.
Den beräkning du gjorde på hur mycket ljudnivån faller av beroende på avståndet gäller när du har en helt punktformig ljudkälla som strålar ljudet likformigt åt alla håll och vad man kallar fritt fält, d.v.s. inget ljud studsar tillbaka och blandar sig med ljudet som kommer direkt från högtalarna.
I ett rum så kommer allt ljud som reflekterats mot rummets ytor att blanda sig med ljudet som kommer direkt från högtalarna och höja ljudnivån. Om du mäter ljudnivån från högtalarna och mäter precis vid högtalaren och därefter långsamt flyttar mikrofonen bort från högtalaren, så kommer ljudnivån först att falla av, men efter ett visst avstånd slutar ljudet att falla av och kommer att ligga på samma nivå. Då har du kommit in i det s.k. efterklangsfältet i rummet där allt reflekterat ljud ger en så pass mycket högre ljudnivå än ljudet som kommer direkt från högtalarna, att det ljudet inte längre påverkar ljudnivån vid den punkten du mäter. I ett normalstort rum sker det redan vid ett rätt kort avstånd från högtalarna. Det innebär att du i praktiken kan räkna med en ljudtrycksnivå i som bara blir c.a 4 dB under ljudeffektsnivån från högtalaren. Den skillnaden kallar man för rumsdämpningen. Det är en missvisande benämning, eftersom rummet förstärker ljudnivån jämfört med om vore ett fritt fält. Men vid beräkningar så ser det ut som dessa 4 dB är en dämning av ljudnivån och ju större rum du har med mer dämpande material, ju större blir då dämpningen. Vid fritt fält får du då med det synsättet maximal dämpning. Egentligen ett bakvänt sätt att se på det eftersom rummet i själva verket förstärker ljudet i förhållande till ett fritt fält.
Vid ett mer riktat ljud, så kommer ljudnivån naturligtvis att falla av långsammare, men det har ingen praktisk betydelse i ett mindre rum. |
| FForsman |
Posted - 2022/02/02 : 23:30:37
@Ryssen: Riktigt coolt med 110db känslighet i diskanten. På 3m, 85db lyssingsnivå och 18db crest factor så behöver du endast ca 2w 
@Rolf-san: Tack för länken, ska kolla igenom tråden.
@Perfector: Intressanta experiment du har gjort. Jag ska lägga dina resultat på minnet och ha dem som referens nästa gång jag bygger något portat. Tack för att du delar med dig.
@Björn-Ola: Jag hänger nig inte med riktigt, vad menar du med dämpning?
@martinnson: Ahh, det var en intressant idé. jag har en Fluke 116. Vet inte om den är snabb tillräckligt men den har ju möjlighet att mäta min/max-volt. Väljer jag en låt som LTS har testat kan man faktiskt se var i låten de värsta pekarna är. Kolla på den här låten och diagrammet längst ner. Ser det inte ut som den värsta peaken ligger vid ca 145s in i låten?
|
| martinsson |
Posted - 2022/02/02 : 22:08:12
Det finns väl peak/rms mätmöjligheter på vissa bättre multimetrar (Fluke 187, 189 och 87V tex.) Men frågan är om de är snabba nog (~250uS)... är de snabba nog så är det ju bara att mäta under gång och kolla av efteråt.
Bekymmret är väl dock att behöver veta vart i spektrat peak pulsen var, detta för att kunna korrelera värdet mot den impedans ens last har i området, annars tenderar det bli knepigt att fullt ut förstå peak/rms förhållandet, eller kanske tom. helt missa vart peaken i materialet verkligen är.
Skulle man kunna mäta transienta förlopp ut från steget och samtidigt fånga en klocksynkad aukustisk mätning i frifält (lätt eller hur) skulle det kanske ge en mer komplet bild, kanske skulle man se att de olika peakmätningarna inte alltid sammanfaller... |
| Björn-Ola |
Posted - 2022/02/02 : 18:10:39
Jag tror att när det gäller ljudnivån du får i rummet så får du ta hänsyn till efterklangen och då du får nog inte större dämpning än 3-4 dB. |
| Perfector |
Posted - 2022/02/02 : 18:06:50
Ett sätt att minska konrörelsen är att belasta snarare än stämma högtalaren med basreflex.
Under de 25 år jag byggde högtalare gjorde jag experiment med diameter och längd på basreflexrör och kom fram till en formel som visade sig vara gångbar oavsett elementstorlek.
Här vad jag skrev i ett annat forum.
Eftersom många har haft åsikter och synpunkter på hur jag anvisar basreflexrör, ska jag här försöka förklara mig.
Alltihop började med en låda 25 liter och 8" bas.
Ett hål på 50 mm togs upp i lådan och provlyssning med 40 Hz tongenerator påvisade starka blåsljud i hålet.
Därefter tog jag upp hålet 5 mm i taget och upprepade testet tills jag hamnade på 65 mm och nästan inga blåsljud alls.
Då filade jag runt i hålet tills blåsljudet försvann och fick en diameter på 67 mm
För att få en balansräkning och slippa göra samma sak på alla element började jag räkna rördiameter genom elementets kon och fick olika svar på alla element.
Utanför upphängningen samma sak.
När jag delade elementets ytterdiameter (korg) med rörets öppning fick jag en delning på 2,36 vilket också stämde med 10" och 12" samt även 6#189;".
Senare reviderade jag delningen till 3.14 för att få ett något större rör och undvika gränsfall där det ändå lät i röret.
Sedan tog jag 2 i varandra skjutbara rör och drog ut längden tills rörelsen i konen stannade så mycket som möjligt och delade längden med diametern och fick ett mått på 2,36 som jag sedan provade på alla andra elementdimensioner, och varje gång stämde det med intoneringen.
Den sista jag provade var 160 liter med 15" bas där intoneringen gav 110x260 mm.
När jag räknade efter min egen lösning blev längden 259.6mm och där bestämde jag mig för att sluta mäta och bara räkna fram ett rör som passade lika bra varenda gång.
Att förklara vad som faktiskt händer vet jag inte om jag kan, men så här går tankegången.
Luften i lådan är en komprimerbar gas som inte hinner med utan skapar en halvvågs eftersläpning som gör att rör och kon totalt sett går emot varandra och skapar en progressiv luftfjäder som blir stummare ju mer man driver elementet. Dessutom är amplituden direkt proportionerlig med sjunkande frekvens vilket gör att röret funkar i alla frekvensdelar som basen avger, men ger max belastning vid undre gränsfrekvens.
Ett resultat av detta är ökad effekttålighet på elementet då det är den mekaniska rörelsen som sätter en gräns för effekttåligheten. Genom att belasta och därmed styra konutslaget ökar effekttåligheten till nästan samma effekttålighet som talspolen tål elektriskt Ca: 3 ggr högre. Detta har testats av Sveriges Radio i Kramfors där man utbildade radiotekniker på 80 och 90-talet. Dom kom fram till att ett 60 watt element kunde pulsas 160 w utan att elementet lät illa eller tappade styrningen.
Fördelen är att man kan ta rör och element och flytta från låda till låda och elementet blir alltid rätt belastat.
Man kan komma både under krisminimum och över krismax. I det första fallet blir röret längre och i det andra kortare.
Jag vet inte om jag förklara bättre än så här och det kommer att finnas frågor om var när hur. |
| Rolf-san |
Posted - 2022/02/02 : 14:38:44
Kan det här vara till hjälp?
https://www.diyaudio.com/community/threads/a-test-how-much-voltage-power-do-your-speakers-need.204857/ |
| Ryssen |
Posted - 2022/02/02 : 14:30:40
I diskanten till min anläggning (110db kännsliget) använder jag 6b4g SE (3,5w).
I basen (tror det var 96 eller 98db) använder jag ca250w vilket är i underkant om man drar på lite.... |
All Forums
Hur tänker ni om förstärkare, känslighet & effekt?
