音箱速度与前后沿特性的研究:用LSPCAD模拟倒相,闭箱和负阻闭箱的脉冲响应(内容已添加)

hya1951

负阻驱动为什么箱体可以很小,为什么后沿特性好(也就是低音收得住,收得快),为什么要加EQ校正电路,实际的原理非常简单,因为加了负阻以后,喇叭的等效QTS变得非常小,甚至可达0.1,众所周知,QTS越小箱体可以越小,而后沿特性好也是因为QTS小.
为什么要加EQ校正电路?因为QTS很小的喇叭,其SPL在低频区是向下倾斜的,每个倍频程下降6db,具体可参见皮亚力士10寸低音喇叭的说明书,那个喇叭的QTS=0.18,官方说明书声明,必须加一阶低音提升的EQ电路

frankxiao

水平有限，不太懂，但是我來拍樓主的磚

hya1951

水平有限，不太懂，但是我來拍樓主的磚
frankxiao 发表于 2010-8-12 13:58

谢谢拍砖
上海房价奇贵,想收集砖头造房子,造好房子听HIFI
不过本坛技术帖太冷清,想收集砖头也收不到

kingcole

这里算不错了，你去看看JD~~~

hya1951

考虑一下为什么收集不到砖头,是因为以上内容基本是显而易见的,不具备争议性.
以下的分析是本人对于负阻驱动为什么可以改善前沿特性的分析,是前人所没有分析过的,连王以真大师也认为前沿特性是喇叭的固有特性,主要由喇叭的QMS决定的,在这次用LSPCAD模拟以前也与一些朋友探讨过,支持的较少,这次因为得到了LSPCAD模拟结果的验证,信心大增,发出来收集砖头.
关于影响喇叭的瞬态特性的参数,很多大虾比较重视BL/MMS的比例值,看似很有道理,因为BL与驱动力F成正比,MMS是振动质量,根据牛顿第2定律 F=ma   a=F/m,驱动力F大,质量m小,加速度a就上去了,看来似乎无懈可击,买喇叭只要BL大,MMS小的就好了.
但本人认为问题没有这么简单,BL/MMS的比例值更多的反映了喇叭灵敏度的特性,BL/MMS比例值大的喇叭灵敏度高.
无错,BL与驱动力F成正比,但真正的驱动力F的表达式是F=BLI(初中物理的基本公式), 其中 I是流过音圈的电流,在MMS相同的情况下,BL大的喇叭灵敏度高,在相同响度下流过音圈的电流I较小,驱动力F与加速度a实际是不变的.
用稳态分析的方法去分析瞬态过程,实际是行不通的.前沿特性的分析必须从喇叭由静到动的启动过程来分析
目前绝大多数的喇叭都是恒压驱动的,根据欧姆定律,流过音圈的电流  I=(U-E)/Z
其中U:功放输出电压,E:喇叭音圈切割磁场产生的反电势,Z:回路总阻抗,包括喇叭音圈的直流电阻R0,音圈的电感L0,分频器的直流电阻R1,分频器的电感L1,功放内阻R3,喇叭线电阻R4,箱内线的电阻R5,接插件电阻R6......当然以上所有单位都应该是交流向量,但打字不便,简化了,能说明问题就好,毕竟不是写论文
在喇叭由静到动开始的瞬间,反电势E=0,     I=U/Z,这个I就是喇叭由静到动开始的瞬间的启动电流,显然决定了喇叭的前沿特性.
问题很简单了,只要回路总阻抗Z小,喇叭的启动电流 I 大,驱动力F=BLI大,
音圈(盆)的加速度a=F/m=BLI/MMS大,喇叭的前沿特性自然好.
如何使得回路总阻抗Z减小呢,一些众所周知的老生常谈:
1.用低内阻,大功率的功放,降低上述的R3项;
2.用粗如手指的喇叭线,降低上述的R4项;
3.用天价的5N,7N,8N,...NN的箱内线,降低上述的R5项;
4.用名牌的接线柱,降低上述的R6项
5.用尽可能粗的线绕制分频电感,降低上述的R1项,本人也做过这等事,14芯大电感用了6kg铜线
比起下述的几项,以上的改善只能是细微末节.
6.由于驱动电压U与反电势E都是交流分量,尤其是3分频低音分频器中的大电感L1的交流阻抗远比直流电阻R1的影响大得多得多,干脆取消功率分频,搞前级电子分频如何?肯定是一大改进.
7.音圈电感L0的影响和分频电感是一样的,现在高档的喇叭(如SEAS的黄金系列)在芯柱上包铜环,目的之一就是降低音圈电感,167大佬在选低音喇叭时很注意音圈电感这一参数,说是音圈电感低的喇叭,解析力较好,看来是很有道理的呀
8.说了那么多降低总阻抗Z的方法,最后一项也是最重要的就是降低喇叭直流电阻R0,这绝对是总阻抗Z中的大头,喇叭直流电阻R0怎么降低?一句话:负阻驱动,负阻驱动可以将喇叭的直流电阻降到原来的10%,潜力是巨大的

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hya1951

这里算不错了，你去看看JD~~~
kingcole 发表于 2010-8-12 15:02

JD看过了,他们也讨论技术,热闹非凡,Lyticast和勃总,几乎要打起来

jzzch

由于知识有限，只看明白了一点。但是还是要感谢LZ的奉献与钻研精神！

kingcole

如果用LSPCAD简单分析，前沿看群延时，后延看脉冲响应

飞翔之音

虽然有很多还是很不明白，但还是非常感谢LZ！

hya1951

这样的帖子就是推动中国音响前进步伐的重要力量，鼓励一下！:vi ctory:
唐宋园 发表于 2010-8-12 18:36

谢谢鼓励,过誉之词,万不敢当啊,我们业余爱好玩玩的,希望通过技术帖抛砖引玉,得到如IMXP,维卡亚等专业人士的指导,才能有真正的提高哇

lerado2323

我一菜鳥
專業的東東真是看不明白，還要學很多啊
謝謝樓主分享

zerosystem

以前听一位大侠也说过，负阻虽能降低QTS 但需要EQ补偿，看了此帖也明白了许多。但同时负阻同时也可能会给喇叭带来很多的负担，质量一般的喇叭可能也承受不了，同时会有更多的热量产生，当热量上升后，阻抗也随即发生了变化，从而也会影响到失真。
我觉得这个技术也要慎用，否则也可能会适得其反。说的不对的地方，请楼主帮忙改正。

lf00516

很好的学习资料，很多时候，看书没有看懂，听老师一总结，就明白了。谢谢hya1951

hya1951

以前听一位大侠也说过，负阻虽能降低QTS 但需要EQ补偿，看了此帖也明白了许多。但同时负阻同时也可能会给喇叭带来很多的负担，质量一般的喇叭可能也承受不了，同时会有更多的热量产生，当热量上升后，阻抗也随即发生 ...
zerosystem 发表于 2010-8-12 23:07

同意zerosystem兄的看法,以前Lyticast的系统负阻的百分量取得较大(90%),我就比较担忧发热下的变化,但是有2点值得注意:
1.发热后音圈直流电阻上升,负阻的百分量是下降的,虽然性能有少许下降,但不会由此造成系统自激,牙马哈的YST系统负阻的百分量也达到80%
2.考虑用直径适当的铜线做取样电阻,电阻温度系数与音圈大致相同(每度变化0.393%),可以补偿由于温升带来的负阻的百分量的变化

hya1951

沉得真快啊,还是没人感兴趣啊

hya1951

不管有多少人感兴趣,坚持把我思索的结果公布吧,今天先谈谈关于负阻驱动改善失真的原理.
   对于负阻降低失真,我是这样理解的:如果喇叭的直流电阻为0,而且没有电感,那么喇叭的反电势的波形必然与驱动电压的波形相等,如果喇叭的磁场是完全线性的,那么音圈的机械运动也没有失真,
由于负阻不可能100%.喇叭的磁场也不可能完全线性,因此音圈的机械运动失真的改善也是部分的.
因此我认为负阻驱动应该能改善由于悬边,弹波的弹性位移非线性带来的失真,我觉得主要应该是对低频大振幅时的失真比较有效.
对于由于磁场非线性带来的失真,我认为负阻驱动并不能减小,是否会加大,还很难说,因为有的喇叭在大振幅时磁场与弹性系统的非线性可能有互补作用,在这种情况下负阻驱动可能反而会加大失真.因此我觉得用于负阻驱动的喇叭,磁场系统的线性读一定要好,才能发挥负阻驱动的优势

kingcole

如果用了LSPCAD测试或模拟过的话，上些图来看看更实际

wzy728

如果用了LSPCAD测试或模拟过的话，上些图来看看更实际
kingcole 发表于 2010-8-13 23:09

问题是这个模拟是否可靠，可信~

hya1951

问题是这个模拟是否可靠，可信~
wzy728 发表于 2010-8-14 00:08

终于等来了超级斑竹的回贴,努力没有白费啊
邬超斑的怀疑我开始也有过,但这个已经在理论和实践中得以证实
QTS无疑是诸多参数中最重要的,直接影响箱体结构,大小,SPL曲线,而影响QTS的主要参数是BL与喇叭的直流电阻R0,在QTS的表达式中与R0成正比,与BL成反比.
在LSPCAD的模拟中软件是直接根据BL与R0等数据推算QTS并决定SPL曲线形状的,根本无视你输入的QTS值,只要改变R0的数值,SPL曲线形状马上就急剧改变,根本不用改变QTS值,不信自己试试看
这个应该是绝对可信的,有4方面可以佐证.
1.牙马哈的YST技术资料上的不加EQ补偿的SPL曲线,与LSPCAD的模拟的曲线一模一样,在没有用LSPCAD的模拟以前我对这个在低频区以-6db/倍频程向下倾斜的曲线也是不理解,很怀疑的.
2.皮亚力士超低QTS喇叭的SPL曲线和用LSPCAD的模拟的普通喇叭加适当负阻后将等效QTS调节到皮亚力士超低QTS喇叭的数值时,曲线一模一样.
3.XXXXXX的负阻闭箱系统,开始他说不用加EQ补偿,我是严重怀疑的,在他家一听就明白,速度极快,但低频缺乏,当场用示波器实测低音喇叭上的驱动电压,在谐振频率以上驱动电压以6db/倍频程向上爬升,直接证实了LSPCAD的模拟的曲线是对的,不加EQ补偿导致根本没有低频.
4.从喇叭发声的基本物理原理来探讨(专业人士不要发笑啊)
引用前节的公式,音圈的驱动力F=BLI,因此如果喇叭是恒流驱动,SPL应该是平直的(仅从振幅考虑理想状态,忽略其他因素)
但喇叭一般是恒压驱动的,这里就产生了问题,在中高频区,喇叭的反电势很小,喇叭的阻抗曲线基本是平直的(忽略音圈电感),I=U/Z基本不变,SPL是平直的.
但在低频区,喇叭的反电势逐渐增加,阻抗在谐振峰处达到的顶点,由于Z的增加,流过音圈的电流 I 是以-6db/倍频程的速率下降的.
在通常的系统中,喇叭及箱体在谐振区的机械共振的增益正好抵消了驱动电流I的下降,因此在F0以上,SPL是仍是平直的.
在超低QTS喇叭以及负阻驱动系统中,由于超低Q值所带来的超强阻尼,喇叭及箱体在谐振区的机械共振的增益很小,因此SPL与流过音圈的电流 I 的变化一致,是以-6db/倍频程的速率下降的.

lf00516

通过楼主证实模拟结果是可靠的，值得信赖！