Об эффективности рупора

  • Автор темы Barbaris
  • Дата начала
Архив форума — только чтение
E

Eugene K.

Guest
Да, авторы правы. Нашел единственное утверждение, что "рупор работает как ОБЫЧНЫЙ трансформатор в режиме высокого КПД и посылает приблизительно параллельный пучок звукового излучения".

Пжалуйста.
Один из самых авторитетных учебников всех времен и народов.
L.L. Beranek Acoustics 1954. Массачусетский Технологический Институт.

Первая же фраза "Рупор имеет эффект акустического трансформатора, он трансформирует диафрагму малой площади в диафрагму большой площади без эффекта резонансов конуса".
 

Вложения

  • horn.PNG
    95.7 KB
B

Barbaris

Местный
Пжалуйста.
Один из самых авторитетных учебников всех времен и народов.
L.L. Beranek Acoustics 1954. Массачусетский Технологический Институт.

Первая же фраза "Рупор имеет эффект акустического трансформатора, он трансформирует диафрагму малой площади в диафрагму большой площади без эффекта резонансов конуса".
Утверждения идентичны в обоих источниках ОБЫЧНЫЙ=АКУСТИЧЕСКОМУ и никаких противоречий, так как оба рассматривали вариант чисто рупора( без предрупорной камеры) - самое главное оба автора избежали попыток цеплять суда понятия повышающий\понижающий. Фактически термин АКУСТИЧЕСКИЙ ТРАНСФОРМАТОР прижился в прорупорной литературе к ПРЕДРУПОРНОЙ камере, где происходит трансформация большей площади в меньшую и соответственно меньшего акустического сопротивления в большее. Очень удачное предложение, убирающее пустые терминологические споры, а именно, СОГЛАСУЮЩИЙ трансформатор, применительно к собственно каналу рупора, а АКУСТИЧЕСКИЙ трансформатор оставить, как это давно бытует в литературе, за ПРЕДРУПОРНОЙ камерой

tubeuser написал(а):
Ну дался вам этот трансформатор. Из пустого в порожнее, бессмысленный спор. Считайте рупор СОГЛАСУЮЩИМ трансформатором - так всех устроит? Как правильно было сказано, рупору от этого ни тепло, ни холодно :) Кто не слышал хорошую рупорную акустику в правильной КДП, тот и не поймет никогда всей ее прелести. А кто слушал - тот знает. "Давайте спорить о вкусе устриц и кокосовых орехов с теми, кто их ел.." (С) М. Жванецкий.

Вступление в сообщество поклонников рупора подобно вступлению в масонскую ложу - пока не вступил - не знаешь , что это такое, а когда вступил - вынужден молчать (ибо загрызут неверующие в его прелести) - слегка переиначил Бернарда Шоу

Все бы хорошо, только в данной формуле не учитывается следующее: ГГ прямого излучения (как и точечный источник) создает на низких частотах, которые мы и рассматриваем, СФЕРИЧЕСКУЮ волну, интенсивность которой УБЫВАЕТ пропорционально квадрату все возрастающего радиуса сферы. При этом слушатель получает лишь малую долю энергии звукового излучения с небольшого фрагмента поверхности сферической волны, в зоне которой он находится. Остальная энергия рассеивается в пространстве. В рупоре , особенно в начальной его части, так же, как и в цилиндрической трубе, образуется ПЛОСКАЯ волна. В случае плоской волны ее интенсивность (в идеале) не зависит от расстояния. Рациональную форму канала рупора для обеспечения максимальной эффективности на низких частотах имеют гиперболические, катеноидальные и другие из семейства Бесселевых рупоров, которые в начальной части у горла имеют практически почти цилиндрическую форму , как у цилиндрической трубы и лишь затем начинают быстро расширяться для уменьшения давления в устье рупора до давления среды. Так что вся энергия излучения в рупоре концентрируется в цилиндрической трубе и не рассеивается по длине ввиду существования в нем ПЛОСКОЙ, а не СФЕРИЧЕСКОЙ волны в случае ГГ прямого излучения
 
Alnic

Alnic

Местный
Пжалуйста.
Один из самых авторитетных учебников всех времен и народов.
L.L. Beranek Acoustics 1954. Массачусетский Технологический Институт.
Очень справедливое утверждение. Вот еще пара страниц из этого источника вниманию уважаемой общественности. Об эффективности рупора...
  • Electro_mech_acoustic horn analogous 1.jpg
    263.8 KB
  • Electro_mech_acoustic horn analogous 2.jpg
    260.9 KB
 
E

Eugene K.

Guest
....Вот еще пара страниц из этого источника вниманию уважаемой общественности. Об эффективности рупора...

Вот,процесс пошел :) А то на пол - года застряли на первом абзаце из учебника, так до конца жизни до конца главы не дойти :(
С трансформатором, надеюсь, разобрались.
 
B

Barbaris

Местный
Вот,процесс пошел :) А то на пол - года застряли на первом абзаце из учебника, так до конца жизни до конца главы не дойти :(
С трансформатором, надеюсь, разобрались.

Без практики теория - мертва. По-моему, именно Беранеку принадлежит крылатая фраза: "В развитии рупоров непосредственный опыт сыграл гораздо бОльшую роль, чем выводы классической теории"
 
E

Eugene K.

Guest
Вот еще пара выдержек из еще одного классического учебника, в котором уже обобщенные практические данные для аудио инженеров RDH, 4-е издание.

"Рупор используется для увеличения акустической нагрузки на диафрагму ГГ (в оганиченном диапазоне частот), тем самым он увеличивает эффективность и снижает искажения. С рупором (в его рабочей полосе частот и на одной и той же акустической мощности) смещение диафрагмы много меньше, чем в щите, а акустическое демпфирование намного сильнее. Тем самым, меньшая диафрагма может излучать ту же акустическую мощность.
Рупор - устройство, трансформирующее акустическую энергию высокого давления, но малой скорости, в энергию с малым давлением, но большой скоростью....."

"Эффективность рупора может достигать 80%, но в ограниченном диапазоне частот. Кинотеатралльные рупоры имеют эффективность от 30 до 45%, эффективность углового рупора Клипш составляет около 50%"

http://en.wikipedia.org/wiki/Sound_pressure

Вот тут есть общие формулы, связывающие звуковое давление, акустическую мощность (собственно это то, что мы воспринимаем, как громкость), скорость частиц и амплитуду частиц.
 

Вложения

  • horn1.PNG
    207.9 KB
  • horn3.PNG
    60.8 KB
M

May

Местный
.........
И все таки ответьте на мой вопрос по существу : если вместо акустического трансформатора (рупора) нам применить обычный согласующий трансформатор (вкл. выход усилителя в первичку, а динамик -ко вторичке), то тогда, для того чтобы звук стал громче, нам нужен какой транс : повышающий или понижающий ?
или тот же вопрос по смыслу, но в другой редакции : в каком случае звук с мс-головки Денон 103R при подключении ее к корректору с входным 47 Ком будет громче : при подключении ее через повышающий МС-трансформатор, или через тот же транс наоборот - головка к вторичке, с первички -на вход корректора (в этом случае транс станет понижающим) :D

Из открытых источников:

«В 1897 году в США Берлинер вместе с Элдриджем Джонсоном открывают первую в мире фабрику по производству граммофонов и грампластинок - "Victor Talking Machine Co.". Звукоснимающей частью граммофона была слюдяная мембрана, соединённая с зажимом, в который вставлялись сменные стальные иглы. Усиление звука достигалось с помощью громоздкого раструба. Позднее был разработан портативный граммофон со скрытым в корпусе раструбом. В 1907 году Гильон Кеммлер (Kemmler) служащий французской фирмы "Патэ", которая была европейским дистрибьюторам фонографов, предложил размещать рупор внутри граммофона. На основе обнаруженного Т. Эдисоном в 1883 году явления термоэмиссии, в 1906 году американский инженер Ли де Форест сконструировал трехэлектродную лампу, которая позволяла усиливать звуковые колебания, поступающие на ее вход. К началу 1920-х годов были разработаны многокаскадный усилитель низкой частоты, конденсаторный микрофон и балансно-арматурный громкоговоритель. Мембрана была заменена микрофоном, преобразующим звуковые колебания в электрические, и электронными усилителями. Начиная с 50-х годов ХХ века, патефоны стали вытесняться более совершенными электропроигрывателями. Пружинный двигатель был заменён электрическим, а вместо механического звукоснимателя был применен сначала пьезоэлектрический, а позднее более качественный - магнитный. Новые звукосниматели преобразуют колебания иглы в электрический сигнал, который после усиления в электронном усилителе поступает в громкоговоритель.»

Из описания ясно, что современный электромагнитный звукосниматель, не является акустическим трансформатором, а является рычагом, преобразующим микроколебания дорожки вращающейся звуковой пластинки, в ЭДС наводимую колеблющимся постоянным магнитом в обмотке электромагнитного звукоснимателя или ( наводимую колеблющейся катушкой в постоянном поле магнита).

1) В электромагнитном звукоснимателе, нет Акустического трансформатора, нет и Принципа Рупора, а есть принцип работы рычага.

2) В согласующем трансформаторе электромагнитного звукоснимателя нет Акустического трансформатора значит нет и Принципа Рупора.

3) В корректоре c электромагнитным звукоснимателем нет Акустического трансформатора значит нет и Принципа Рупора.

4) В УНЧ нет Акустического трансформатора значит нет и Принципа Рупора.

5) В транзисторном УНЧ с низким выходным сопротивлением нет нужды в подключении низкоомного ГГ через повышающий или понижающий или согласующий трансформатор,
но при желании можно включить ГГ через согласующий трансформатор, но нет Акустического трансформатора значит нет и Принципа Рупора.

Акустический трансформатор есть в граммофоне, и есть в системе ГГ + Рупор.
Неэффективна работа мембраны граммофона на воздухе, неэффективна работа ГГ на воздухе, так как падает КПД и растут THD.
 
Михаил К.

Михаил К.

Местный
Да уж...:D
Казалось бы такой простой вопрос :
в каком случае звук с мс-головки Денон 103R при подключении ее к корректору с входным 47 Ком будет громче : при подключении ее через повышающий МС-трансформатор, или через тот же транс наоборот - головка к вторичке, с первички -на вход корректора (в этом случае транс станет понижающим) :D
и вдруг такой многословный и ни об чем ответ...
Из открытых источников:

«В 1897 году в США Берлинер вместе с Элдриджем Джонсоном открывают первую в мире фабрику по производству граммофонов и грампластинок - "Victor Talking Machine Co.". Звукоснимающей частью граммофона была слюдяная мембрана, соединённая с зажимом, в который вставлялись сменные стальные иглы. Усиление звука достигалось с помощью громоздкого раструба. Позднее был разработан портативный граммофон со скрытым в корпусе раструбом. В 1907 году Гильон Кеммлер (Kemmler) служащий французской фирмы "Патэ", которая была европейским дистрибьюторам фонографов, предложил размещать рупор внутри граммофона. На основе обнаруженного Т. Эдисоном в 1883 году явления термоэмиссии, в 1906 году американский инженер Ли де Форест сконструировал трехэлектродную лампу, которая позволяла усиливать звуковые колебания, поступающие на ее вход. К началу 1920-х годов были разработаны многокаскадный усилитель низкой частоты, конденсаторный микрофон и балансно-арматурный громкоговоритель. Мембрана была заменена микрофоном, преобразующим звуковые колебания в электрические, и электронными усилителями. Начиная с 50-х годов ХХ века, патефоны стали вытесняться более совершенными электропроигрывателями. Пружинный двигатель был заменён электрическим, а вместо механического звукоснимателя был применен сначала пьезоэлектрический, а позднее более качественный - магнитный. Новые звукосниматели преобразуют колебания иглы в электрический сигнал, который после усиления в электронном усилителе поступает в громкоговоритель.»

Из описания ясно, что современный электромагнитный звукосниматель, не является акустическим трансформатором, а является рычагом, преобразующим микроколебания дорожки вращающейся звуковой пластинки, в ЭДС наводимую колеблющимся постоянным магнитом в обмотке электромагнитного звукоснимателя или ( наводимую колеблющейся катушкой в постоянном поле магнита).

1) В электромагнитном звукоснимателе, нет Акустического трансформатора, нет и Принципа Рупора, а есть принцип работы рычага.

2) В согласующем трансформаторе электромагнитного звукоснимателя нет Акустического трансформатора значит нет и Принципа Рупора.

3) В корректоре c электромагнитным звукоснимателем нет Акустического трансформатора значит нет и Принципа Рупора.

4) В УНЧ нет Акустического трансформатора значит нет и Принципа Рупора.

5) В транзисторном УНЧ с низким выходным сопротивлением нет нужды в подключении низкоомного ГГ через повышающий или понижающий или согласующий трансформатор,
но при желании можно включить ГГ через согласующий трансформатор, но нет Акустического трансформатора значит нет и Принципа Рупора.

Акустический трансформатор есть в граммофоне, и есть в системе ГГ + Рупор.
Неэффективна работа мембраны граммофона на воздухе, неэффективна работа ГГ на воздухе, так как падает КПД и растут THD.
Еще раз, в наглядном виде :
Тут оцифровка с МС-головки (головка- источник сигнала).
http://gfile.ru/a3R9i
До 45-й сек она работает через повышающий транс, после 45-й сек- через понижающий.
когда звук громче, до 45-й сек (источник работает через повышающий транс) или после (источник работает через понижающий транс) ? :D
 
M

May

Местный
Да уж...:D
Казалось бы такой простой вопрос :

и вдруг такой многословный и ни об чем ответ...

Еще раз, в наглядном виде :
Тут оцифровка с МС-головки (головка- источник сигнала).
http://gfile.ru/a3R9i
До 45-й сек она работает через повышающий транс, после 45-й сек- через понижающий.
когда звук громче, до 45-й сек (источник работает через повышающий транс) или после (источник работает через понижающий транс) ? :D

Постараюсь ответить короче.
изменения амплитуды напряжения в трансформаторе электромагнитной головки (источник работает через повышающий транс) или, (источник работает через понижающий транс), не имеет отношения к: "когда звук громче", т. е. к звуковому давлению в дБ, или КПД ГГ или Рупора.
 
Михаил К.

Михаил К.

Местный
Постараюсь ответить короче.
изменения амплитуды напряжения в трансформаторе электромагнитной головки (источник работает через повышающий транс) или, (источник работает через понижающий транс), не имеет отношения к: "когда звук громче",
Как же не имеет отношения ? Ведь если подать на один и тот же динамик сигнал амплитудой например 2 вольта и 1, то звук будет громче в первом случае (когда 2 вольта)...
А при одинаковом сигнале с выхода усилителя, громкость звука можно увеличить либо:
-пропустив электрический сигнал через электромагнитный повышающий трансформатор
-присоединив рупор=акустический трансформатор к динамику
Т.е. рупор (в качестве акустического трансформатора) является аналогом электромагнитного повышающего трансформатора.
т.е. рупор - это повышающий акустический трансформатор.
Согласны ? :D
 
M

May

Местный
Постараюсь ответить короче.
изменения амплитуды напряжения в трансформаторе электромагнитной головки (источник работает через повышающий транс) или, (источник работает через понижающий транс), не имеет отношения к: "когда звук громче", т. е. к звуковому давлению в дБ, или КПД ГГ или Рупора.

Перевернем трубу граммофона и подключим маленькую колеблющуюся слюдяную мембрану с иглой к устью трубы, в этом случае изменится и громкость звуковая в дБ из горла граммофона в радиусе 1 метра. А прильнув ухом к горлу трубы граммофона, мы получим медицинский стетоскоп, скажите, в каком случае звук будет громче, а в каком тише?
 
Михаил К.

Михаил К.

Местный
Перевернем трубу граммофона и подключим маленькую колеблющуюся слюдяную мембрану с иглой к устью трубы, в этом случае изменится и громкость звуковая в дБ из горла граммофона в радиусе 1 метра. А прильнув ухом к горлу трубы граммофона, мы получим медицинский стетоскоп, скажите, в каком случае звук будет громче, а в каком тише?

Расстояние д.б. одинаковым именно это и подразумевалось как само собой разумеющееся условие
корректного сравнения.
Вы же ведь знаете, что увеличение расстояния например с 1 м до 2 м, это минус 6 дБ...
и еще, по поводу многословных постов, если можно ответить на вопрос коротко и по делу, зачем выкладывать инфу о том кто где и когда открыл завод по производству граммофонов ?
слышали выражение "краткость-сестра таланта" ? ;)
 
B

Barbaris

Местный
Как же не имеет отношения ? Ведь если подать на один и тот же динамик сигнал амплитудой например 2 вольта и 1, то звук будет громче в первом случае (когда 2 вольта)...
А при одинаковом сигнале с выхода усилителя, громкость звука можно увеличить либо:
-пропустив электрический сигнал через электромагнитный повышающий трансформатор
-присоединив рупор=акустический трансформатор к динамику
Т.е. рупор (в качестве акустического трансформатора) является аналогом электромагнитного повышающего трансформатора.
т.е. рупор - это повышающий акустический трансформатор.
Согласны ? :D

Соглпсен ТОЛЬКО на "согласующий" трансформатор в соответствии c очень трезвым предложением tubeuser - пора заканчивать топтать несчастную рупорно-акустическую курицу - уже ясно из вышесказанного со ссылками на литературные источники и результаты собственных измерений, что рупор имеет эффективность 30-50 % (с чего был начат разговор и чем он закончился к настоящему моменту - теми же цифрами). Что подтверждает ранее высказанный тезис о том, что КПД рупора на ПОРЯДОК ( т.е. минимум в 10 раз) выше по сравнению с динамиком прямого излучения, КПД которого не превышает КПД паровоза, против КПД электровоза для рупора. Как показал весь предыдущий опыт теоретиков и практиков рупоростроения рупоры НЕ НУЖДАЮТСЯ в дополнительных предикатах, кроме давно практикуемых - ибо будущие читатели этой ветки ( материалы длительного хранения) в противном случае не поймут нас, а в лучшем случае посмеются.
 
E

Eugene K.

Guest
на литературные источники и результаты собственных измерений, что рупор имеет эффективность 30-50 % (с чего был начат разговор и чем он закончился к настоящему моменту - теми же цифрами). Что подтверждает ранее высказанный тезис о том, что КПД рупора на ПОРЯДОК ( т.е. минимум в 10 раз) выше по сравнению с динамиком прямого излучения,

А что, с процитированным кто - то спорил?
Но- надо понимать "в рабочей полосе частот" и - если рупор работает . Т.е. если драйвер согласован с акустическим импедансом "горла" рупора, а импеданс "рта" рупора согласован с импедансом окружающей среды.
 
M

May

Местный
расстояние д.б. одинаковым именно это и подразумевалось как само собой разумеющееся условие
корректного сравнения.
Вы же ведь знаете, что увеличение расстояния например с 1 м до 2 м, это минус 6 дБ...
и еще, по поводу многословных постов, если можно ответить на вопрос коротко и по делу, зачем выкладывать инфу о том кто где и когда открыл завод по производству граммофонов ?
слышали выражение "краткость-сестра таланта" ? ;)

В моем вопросе по граммофону, в различных вариантах, громче в дБ будет звучать именно классический граммофон, ведь только в этом случае есть его слюдяная мембрана эффективно согласованная с воздушной средой. А в случае с трансформатором электромагнитной головки корректора, имеет место включения без ООС, с ООС, или ПОС, от этого зависит и усиление и согласование. А в Рупоре нет ООС.
 
B

Barbaris

Местный
А что, с процитированным кто - то спорил?
Но- надо понимать "в рабочей полосе частот" и - если рупор работает . Т.е. если драйвер согласован с акустическим импедансом "горла" рупора, а импеданс "рта" рупора согласован с импедансом окружающей среды.

К сожалению спорили с пеной у рта, несмотря на приводимые данные из трудов классиков - акустиков, данные о чувствительности из даташитов по драйверам без рупора и с рабочим для этого драйвера рупором, с plane-wave каналом, а также несмотря на приведенные фактические материалы по собственным измерениям. Значительно бОльшая эффективность рупоров оказалась просто нестерпимой для владельцев фазоинверторов. Начались поиски путей, как без рупора, но с повышающими или понижающими трансформаторами все же повысить КПД динамика прямого излучения до уровня рупорного - иначе непонятна длительная терминологическая баталия и поиск каких-то схем-эквивалентов рупора, затмевающих физику процессов в рупоре
 
Михаил К.

Михаил К.

Местный
Соглпсен ТОЛЬКО на "согласующий" трансформатор в соответствии c очень трезвым предложением tubeuser
Так мы, Борис Борисович, все тут согласны ТОЛЬКО на согласующий трансформатор...
Никто же не против, надо только выяснить, какой это согласующий транс - понижающий или повышающий.
Т.е. уменьшает этот транс нагрузку на источник (в данном случае- диффузор динамика) или увеличивает.
Ведь согласующие трансформаторы бывают и такие и такие и это, вообще-то, две большие разницы...
На всякий случай, еще трансы бывают 1 к 1 (частный случай -бифилярная намотка), они нужны для гальванической развязки) и фазоинверторы -для расщепления сигнала на два противофазных, но это -не наш случай...:D

Хотя, если честно, применение этого термина "согласующий" применительно к широкогорлому нч-рупору, как бы сомнительно...:D
Ведь нч динамик может прекрасно работать как через нч-рупор, так и без него (не нуждаясь ни в каком согласовании)...
А тот же ламповый выходной каскад без согласующего трансформатора ( соответственно без согласования нагрузки) работать не может... Там без согласования импедансов никуда...:D
 
M

May

Местный
Как же не имеет отношения ? Ведь если подать на один и тот же динамик сигнал амплитудой например 2 вольта и 1, то звук будет громче в первом случае (когда 2 вольта)...
А при одинаковом сигнале с выхода усилителя, громкость звука можно увеличить либо:
-пропустив электрический сигнал через электромагнитный повышающий трансформатор
-присоединив рупор=акустический трансформатор к динамику
Т.е. рупор (в качестве акустического трансформатора) является аналогом электромагнитного повышающего трансформатора.
т.е. рупор - это повышающий акустический трансформатор.
Согласны ? :D

Вы меня конечно извините, но Вы говорите, что:"А при одинаковом сигнале с выхода усилителя, громкость звука можно увеличить либо:
-пропустив электрический сигнал через электромагнитный повышающий трансформатор
-присоединив рупор=акустический трансформатор к динамику"

Если я правильно понял, Вы говорите о УНЧ с низким выходным сопротивлением (допустим каменном), у которго ручку громкости не крутим.:

1) В первом случае работает на низкоомный НЧ ГГ (как пример 4 Ома его сопротивление), который звучит в 90дБ.

2) во втором случае между выходом УНЧ и НЧ ГГ включили трансформатор в первичке которого (как пример 100 витков), а во вторичке (как пример 200 витков). Теперь НЧ ГГ в этом случае подключен к вторичке и в связи с принципом работы трансформатора, как повышающего, то НЧ ГГ будет звучать громче 90 дБ?

Тогда я я не согласен, Так как во вторичке где ГГ поднимется напряжение, а ток упадет, так за счет чего На ГГ во вторичке повысится мощность? Или я Вас неправильно понял?
 
Архив форума — только чтение

Новое и Читаемое

Новые статьи

Читают на форуме