Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
IGE-XAO
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Czy jest to prawidłowo zaprojektowana zwrotnica?

17 Mar 2009 15:39 3040 11
  • Poziom 13  
    Witam. Już kiedyś poruszałem wątek do mojego nietypowego zestawu głośnikowego. Tym razem zaprojektowałem zwrotnicę do tego: ARN 150-05-08, Tonsil GDW 9/60 oraz Tonsil GDWK 7/50. Wszystkie przetworniki są 8Ω.
    Czy jest to prawidłowo zaprojektowana zwrotnica?
    rezystor przy GDW jest tłumikiem około 6 -7 dB, natomiast przy GDWK około 3-4 dB, a równoległa cewka to element filtru 12 dB/okt. Tłumiki zastosowane ze względu na znacznie niższą efektywność ARN'a.

    Oczywiście wiem, że wkładanie tylu wysokotonowców nie ma sensu (nie raz się spotkałem z krytyką na ten temat), ale już wszystko jest zapakowane w obudowę - została do wykonania tylko zwrotnica. Bardzo bym prosił o ewentualne dobranie odpowiedniejszych elementów do zwrotnicy niż zaproponowane przeze mnie w razie, gdyby coś było źle.

    Chciałbym zasięgnąć porady/opinii tutejszych specjalistów, czy jest to dobrze zaprojektowana zwrotnica. Jeśli, tak to biegnę do sklepu po cewki, zabieram się za wytrawianie i lutowanie.

    Dodano po 1 [minuty]:

    Cenne byłyby dla mnie rady, co do zmiany konstrukcji, bądź dodania jakiś elementów. Mam na myśli dodanie równoległego kondensatora do ARN'a. Mam również niepewność do tych tłumków - czy nie trzeba dać po nich równoległych rezystorów, aby wyrównać impedancję? Oczywiście kolumna ma być na 8 OHM.
  • IGE-XAO
  • Poziom 40  
    Zwrotnice projektuje sie na zasadzie pomiarow a potem ocenia odsluchowo czy dobrze brzmi i dopiero wtedy mzona powiedziec czy jest dobrze zaprojektowana. Najwazniejsze w zwronicy jest utrzymanie odpowiedniego poziomu impedancji w calym pasmie i wtedy mozna zaliczyc zwrotnice do dzialajacych. Kwestie odsluchowe sa mniej wazne.
  • Poziom 13  
    To mi za wiele nie pomaga. Czyli mam podłączać kolejno kondensatory, np. w zakresie od 3-6uF? Analogicznie czyniąc z cewkami? Przecież nie mam w domu magazynu z takim asortymentem. A zwrotnica do takiego zestawu ni musi przecież być wyliczona co do 0,0000001 wartości...
  • IGE-XAO
  • Poziom 31  
    Kolego hermani, na tak postawione pytanie żaden rozsądny i doświadczony radioamator, a tym bardziej profesjonalista Ci nie odpowie.
    Skoro pokusiłeś się zaprojektować zwrotnicę do zestawu głośnikowego to doprowadź temat do końca. Zmontuj układ wg swojego projektu, wykonaj pomiary charakterystyki przenoszenia (najlepiej na otwartym terenie aby wyeliminować wpływ pomieszczenia), charakterystyki impedancji i odpowiedzi na pobudzenie impulsem (dotyczy głównie głosnika niskotonowego).
    Zaprojektowanie naprawdę dobrej zwrotnicy wymaga jak już kolega irek2 wspomniał znajomości szczegółowych danych technicznych zastosowanych głośników, wykonania prototypu, przeprowadzenia testów odsłuchowych, wprowadzenia ewentualnych poprawek itd...
    Nie spodziewaj się, że komuś będzie się chciało przeprowadzać obliczenia nie wspominając o testach.

    Tyle uwag natury ogólnej.
    Wracając do Twojego projektu, osobiście ograniczyłbym się do zestawu ARN + GDWK, ale skoro zdecydowałeś inaczej i masz już gotowe obudowy...
    Pozytywem w Twojej amatorskiej konstrukcji jest zastosowanie filtrów o nachyleniu 6dB/okt łatwiejszych do strojenia niż filtry wyższego rzędu. Dobrze, że zwróciłeś uwagę na różnice w efektywnościach zastosowanych głośników ale sposób ich wyrównania nie jest najszczęśliwszy, powoduje duże nierównomierności charakterystyki impedancji zestawu. Nie wiem co mają oznaczać cyferki przy wyprowadzeniach głośników? Głośnik GDWK należałoby wstępnie przyłączyć w przeciwfazie do pozostałych (ostateczną decyzję w tej sprawie podejmiesz po testach odsłuchowych).
    Czy wartości są dobrane właściwie? Nie napiszę ze względów opisanych wyżej.

    Zachęcam do samodzielnej pracy i dochodzenia do efektów w drodze eksperymentowania i analizy uzyskanych wyników, a nie czekanie na gotowe recepty. Wiem, trochę to kosztuje ale za to satysfakcja większa i zdobyta wiedza na dłużej w głowie zostaje.
  • Poziom 13  
    Wiedza dopiero napływa do głowy - 2 sem ETI na PG;) Więc wszystko przede mną. A mógłbyś mi wyjaśnić co daje podłączenie w przeciwfazie GDWK? Jakie są tego efekty?

    Dodano po 10 [minuty]:

    Cyferki przy wyprowadzeniach z głośnika, to są skutki mojego raczkowania w KiCAD -1, to plus, a 2 to minus. Jak wg Ciebie powinno wyglądać zrównanie efektywności w moim przypadku?
  • Pomocny post
    Poziom 31  
    Negatywnym skutkiem przepuszczenia sygnału muzycznego przez zwrotnice głośnikowe jest występowanie przesunięć fazowych między prądem i napiięciem tym większych im więcej członów LC owa zwrotnica zawiera.
    Pisząc obrazowo dochodzi do tego, że przy częstotliwości podziału membrany głośników drgają w przeciwne strony co powoduje powstawanie "dziury" w charakterystyce przenoszenia. Aby temu zapobiec należy odwrócić polaryzację jednego z sąsiadujących (elektrycznie) ze sobą głośników. Standardowo taki manewr wykonuje się przy nachyleniu zwrotnic 12 i 18 dB/okt. Zwrotnice 6 dB/okt mają niewielkie zniekształcenia fazowe i odwrotne podłączanie głośników zazwyczaj nie jest konieczne.
    W Twoim projekcie głośnik GDWK jest przyłączony przez filtr 12 dB/okt, a głośnik GDW ma filtr 6dB/okt. Stąd propozycja podłączenia GDWK w przeciwfazie.

    Wyrównanie efektywności możesz przeprowadzić za pomocą odpowiednio dobranych dzielników rezystorowych zamontowanych "za filtrem" i tak dobranych aby wypadkowa impedancja układu dzielnik+głośnik odpowiadała wartości impedancji samego głośnika. Np. przy impedancji głośmika równej 8Ω chcąc uzyskać obniżenie poziomu sygnału o 6dB należy zastosować dzielnik złożony z szeregowego rezystora 4Ω i przyłączonego równolegle do głośnika rezystora 8Ω. Dla obniżenia poziomu sygnału o 3dB należy zastosować szeregowy rezystor o wartości 2,2Ω i równoległy o wartości 19Ω. Rezystory powinny być drutowe o obciążalności kilku, kilkunastu watów. Jak duża moc rezystora będzie potrzebna (uwzględniając przynajmniej dwukrotny jej zapas) trzeba sobie policzyć.
  • Poziom 13  
    Witam, zamieszczam tu schemat poprawionej zwrotnicy do mojej konstrukcji: ARN 150-05-08, Tonsil GDW 9/60 oraz Tonsil GDWK 7/50. Wszystkie przetworniki są 8Ω.
    Czy jest to prawidłowo zaprojektowana zwrotnica?
    Rezystory (10W) to tłumiki: przy GDW o ok 6-7db, a przy GDWK o ok 3-4db. Są zastosowane ze względu na niższą efektywność ARN'a. GDWK jest odwrotnie spolaryzowany i jest przy nim filtr 12db/okt.
    Cała kolumna ma być na 8 ohm.
    Parametry głośników:
    1.GDW 9/60 - 8 Ohm

    * Indeks wyrobu - 9515507609
    * Impedancja - 15 [Ohm]
    * Pasmo przenoszenia - 3 000 - 20 000 [Hz]
    * Moc nominalna (moc przed filtrem/moc za filtrem) - 60/2,5 [W]
    * Moc maksymalna - 120/5 [W]
    * Efektywność - 94 [dB]
    * Częstotliwość rezonansowa FS - - [Hz]
    * Rekomendowana częstotliwość podziału - 3 000 [Hz]
    * Rezystancja cewki - 13,7 [Ohm]
    * Wysokość cewki - 2,5 [mm]
    * Średnica rdzenia cewki - 13 [mm]
    * Wysokość szczeliny - 2,5 [mm]
    * Szerokość szczeliny - 0,6 [mm]
    * Średnica zewnętrzna magnesu - 45 [mm]
    * Średnica wewnętrzna magnesu - 22 [mm]
    * Wysokość magnesu - 8 [mm]
    * Waga magnesu - 0,048 [kg]
    * Indukcja w szczelinie B - 1 [T]
    * Energia w szczelinie - 29,8 [mJ]
    * Materiał magnesu - ferryt
    * Materiał membrany - celuloza
    * Materiał zawieszenia -
    * Materiał korpusu cewki - nomex
    * Materiał cewki - miedź
    * Materiał kosza - blacha stalowa
    * Objętość ekwiwalentna VAS -
    * Dobroć mechaniczna QMS -
    * Dobroć elektryczna QES -
    * Dobroć całkowita QTS -
    * Całkowita masa ruchoma MMS -
    * Podatność mechaniczna zawieszeń CMS -
    * Wskaźnik siły BI -
    * Powierzchnia czynna membrany SD -
    * Uwagi -
    * Waga głośnika - 0,18 [kg]

    2. GDWK 8,5/50/1 - 8 Ohm

    * Indeks wyrobu - 9515510311
    * Impedancja - 8 [Ohm]
    * Pasmo przenoszenia - 4 000 - 20 000 [Hz]
    * Moc nominalna (moc przed filtrem/moc za filtrem) - 50/1,5 [W]
    * Moc maksymalna - 100/3 [W]
    * Efektywność - 89 [dB]
    * Częstotliwość rezonansowa FS - 2 400 [Hz]
    * Rekomendowana częstotliwość podziału - 7 000 [Hz]
    * Rezystancja cewki - 6,3 [Ohm]
    * Wysokość cewki - 1,3 [mm]
    * Średnica rdzenia cewki - 18 [mm]
    * Wysokość szczeliny - 2 [mm]
    * Szerokość szczeliny - 0,7 [mm]
    * Średnica zewnętrzna magnesu - 50 [mm]
    * Średnica wewnętrzna magnesu - 22 [mm]
    * Wysokość magnesu - 8 [mm]
    * Waga magnesu - 0,063 [kg]
    * Indukcja w szczelinie B - 1 [T]
    * Energia w szczelinie - 32 [mJ]
    * Materiał magnesu - ferryt
    * Materiał membrany - poliamid
    * Materiał zawieszenia -
    * Materiał korpusu cewki - nomex
    * Materiał cewki - miedź
    * Materiał kosza - korektor ABS
    * Objętość ekwiwalentna VAS -
    * Dobroć mechaniczna QMS -
    * Dobroć elektryczna QES -
    * Dobroć całkowita QTS -
    * Całkowita masa ruchoma MMS -
    * Podatność mechaniczna zawieszeń CMS -
    * Wskaźnik siły BI -
    * Powierzchnia czynna membrany SD -
    * Uwagi -
    * Waga głośnika - 0,25 [kg]

    3. ARN 150-05-8
    ACOUSTICAL DATA
    Rated noise power 1) 60 W
    Short term maximum power 2) 100 W
    Rated impedance 8 Ohm
    Resonance frequency Fs 4) 45.000 Hz
    Rated frequency range 45 - 5000 Hz
    Sensitivity 3) 84 dB
    TS PARAMETERS
    Acquired by MLSSA D-0-10
    Effective piston area Sd 72.380 cm2
    DC resistance of voice coil Re 7.654 Ohm
    Mechanical Q factor Qms 2.353
    Electrical Q factor Qes 0.533
    Total Q factor Qts 0.435
    Voice coil inductance Le 0.487
    Equivalent volume Vas 8.523 l
    Moving mass (including air load) Mms 8.505 g
    Suspension compliance Cms 1158.256 uM/Newton
    Force factor Bl 6.238 Tm
    Maximum linear displacement Xmax5) 8.5 mm
    MECHANICAL DATA
    Voice coil carrier material aluminium
    Voice coil diameter 25.4 mm
    Winding height of voice coil 13 mm
    Yoke diameter 25 mm
    Air gap height 4.5 mm
    Magnet external diameter 82 mm
    Magnet internal diameter 33 mm
    Magnet height 17 mm
    Compensating magnet external diameter - mm
    Compensating magnet internal diameter - mm
    Compensating magnet height - mm
    Weight 0.8 kg
    1) DIN IEC 268-5, closed box 5 dm3
    2) CSN IEC 268-5, closed box 5 dm3
    3) CSN IEC 268-5, standard baffle, 1W, 1 m, 200 - 4000 Hz
    4) ±20%
    5) Peak - peak

    Mam kilka pytań odnośnie mojego projektu:
    1. Widziałem w innych zwrotnicach stosowanych przy ARN'ach równoległy kondensator. Czy ja również powinienem go zastosować w swoim projekcie? Jeśli tak, to mniej więcej jaka powinna być jego pojemność.
    2. Czy wartości dobranych elementów są mniej więcej odpowiednie do budowy zwrotnicy do takiego zestawu głośnikowego (patrząc dane techniczne, bo wiem że najważniejsze jest dobranie elementów "na ucho", ale chciałbym wiedzieć czy dobrze zaczynam, później już pokombinuje z wartościami konkretnych elementów)?
    3. Po zmontowaniu zwrotnicy, czym najlepiej ją zakonserwować? Mam laminat, wytrawiacz b237 i chciałbym "po wszystkim" jakoś to zabezpieczyć.

    Może ktoś by inaczej w ogóle to zrobił?

    Numery na schemacie przy głośnikach nic nie znaczą, po prostu zaczynam zabawę w KiCAD i nie wiem za bardzo jak jest zlikwidować.

    Będę bardzo wdzięczny za rady i odpowiedzi na pytania.
    Będę wdzięczny za pomoc.
  • Poziom 31  
    Wstrzelenie się w ten sposób "zwrotnicą w głośniki" jest na tyle prawdopodobne co niemożliwe. Zwłaszcza filtrem 6dB.
    Pytanie brzmi czy koszt 15zł plus ewentualna wysyłka to dla ciebie duży koszt, bo tyle kosztuje wkładka wm61, a do poprawnego dobrania zwrotnicy nie potrzeba Ci nic więcej.
    Tutaj https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1243425.html napisałem kiedyś co robią kalkulatory zwrotnic.

    Pozdrawiam
    j
  • Poziom 13  
    Czyli co masz na myśli, co to jest ta wkładka bo nie mam pojęcia.

    Dodano po 1 [minuty]:

    I dlaczego "wstrzelenie się w ten sposób zwrotnicą w głośniki jest na tyle prawdopodobne co niemożliwe"?
  • Poziom 31  
    WM-61a to wkładka mikrofonowa o ekstremalnie liniowej charakterystyce. Idealnie nadaje się do pomiarów audio.

    Na drugie pytanie odpowiada link. Pokazałem w nim efekt zastosowania zwrotnicy z kalkulatora.
  • Pomocny post
    Poziom 31  
    heramani, czemu zakładasz nowy wątek skoro mogłeś kontynuować poprzedni? :wink:
    Podałeś praktycznie wszystkie katalogowe parametry zastosowanych głośników, ale brakuje rzeczy bardzo istotnej przy projektowaniu filtrów mianowicie wykresów charaktrrysyki impedancji i charakterystyki przenoszenia.
    Na podstawie charakterystyk przenoszenia wstępnie dobieramy częstotliwosci podziału zwrotnicy, a na podstawie charakterystyki impedancji liczymy wartości elementów filtrów w obwodzie konkretnych głośników. Szczególnie jest to istotne przy zestawach dwudrożnych gdzie głośnik nisko-średniotonowy pracuje w dość szerokim paśmie.
    Nie musisz wyznaczać całej charakterystyki impedancji, wsytarczy zmierzyć-obliczyć moduł impedancji głośnika w zakładanej częstotliwości podziału zwrotnicy. Właśnie tę wyznaczoną wartość impedancji, a nie znamionową, wykorzystujemy do obliczeń.
    Nie wiem czemu uparłeś się na stosowanie praktycznie dwóch różnych głośników wysokotonowych. Zwróć uwagę na fakt, że głośnik GDW powinien pracować powyżej 3 kHz. Jeżeli przyjmiesz dolną częstotliwość dla głośnika GDWK równą powiedzmy 6kHz to Twój głośnik "śreniotonowy" obejmie swym zakresem pracy ledwie jedną oktawę - bez sensu.
    Piszesz, że GDW ma impedancję 8Ω tymczasem z zestawieniu parametrów jest 15Ω. To ile on właściwie ma? Oba głośniki, wg producenta, pracują do 20kHz więc można z powodzeniem zastosować tylko jeden z nich w układzie kolumny dwudrożnej. Głośnik ARN będzie wtedy spełniał rolę niskośredniotonowego. Patrząc na jego wymiary i podawane pasmo powinien się z tej roli wywiązać.
    Osobiście proponowałbym układ dwudrożny ARN+GDWK z częstotliwością podziału 4kHz.
    Pewien kłopot może Ci sprawić wyznaczenie impedancji głośnika ARN przy częstotliwość 4kHz. Potrzebny jest generator m.cz., niewielki wzmacniacz, oscyloskop (najlepiej dwukanałowy) lub dobry woltomierz pracujący w zakresie częstotliwości akustycznych (większość popularnych multimetrów się do tego celu nie nadaje), oraz precyzyjny, bezindukcyjny rezystor wzorcowy o rezystancji np. 1÷10Ω (może być nawinięty bifilarnie z drutu manganinowego). Niestety nie mam teraz czasu na odszukanie i wklejenie rysunku układu pomiarowego.
    Oczywiście można się posłużyć komputerem i odpowiednim programem, ale ja starej daty jestem i dłubię po staremu :wink:

    Teraz odpowiedzi na pytania:
    1. Dokładając za cewką, równolegle do głośnika ARN kondensator (o właściwie dobranej pojemności) utworzysz filtr 12dB/oktawę. Będzie to wymagało korekty indukcyjności tej cewki.
    2. Podstawa do dobre wyliczenia i pomiary charakterystyk. Ucho jest na końcu jako ostatyczny weryfikator (sybietkywny niestety).
    3. Elementów zwrotnicy w zasadzie nie trzeba niczym konserwować. Płytkę po stronie miedzi zabezpieczysz lakierem przygotowanym z kalafonii rozpuszczonej w spirytusie.
  • Moderator
    Scaliłem wątki.