Log in

View Full Version : Παραμορφώνει ο αέρας?



zonepress
11-28-2007, 02:29 PM
Δεν αναφέρομαι σε απογείωση διαστημικού λεωφορείου ή εκπυρσοκρότηση πυροβόλου όπως ο "Μικρός Δαβίδ (http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b3/Little-david_an_US_siege_mortar_world_war_II.jpg)" ή ο "Βαρύς Γουσταύος (http://en.wikipedia.org/wiki/Schwerer_Gustav)":
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a8/SchwererGustav.jpg όπου ο αέρας συμπεριφέρεται μη γραμμικά.
Αναφέρομαι σε μουσική, δημιουργούμενη ή αναπαραγόμενη.
Παρακαλώ μόνο στοιχειοθετημένα επιχειρήματα, όχι "γνώμες" :rolleyes:

Oscar Heil
11-28-2007, 03:09 PM
πανε 5-6 χρονια απο τοτε που ειχα ασχοληθει λιγακι με το ζητημα.
Δυστυχως ελαχιστα θυμαμαι.
Παντως, οσον αφορα την ταχυτητα ειναι δεδομενο πως επηρεαζεται απο παραγοντες οπως η πυκνοτητα του αερα, θερμοκρασια ,υγρασια, αν αυτο εννοεις.
Εαν το κυμα παραμορφωνεται αυτο δεν το γνωριζω.

dStam
11-28-2007, 10:10 PM
Φοβερή ερώτηση...! :eek:
Πριν ξεκινήσουμε την συζήτηση για το αν παραμορφώνει ο αέρας (και αρχίσουμε να τον στηρίζουμε σε ακίδες... :D ), καλό είναι να καθορίσουμε τί εννοούμε με την παραμόρφωση:
Υποθέτω ότι αναφερόμαστε, παραδοσιακά, στις διαφορές μεταξύ της εξόδου και της εισόδου ενός συστήματος που απλώς περιλαμβάνει αέρα...
Αν θεωρήσουμε, τώρα, ότι η είσοδος είναι η επιφάνεια ενός μεγαφώνου και η έξοδος η επιφάνεια ενός μικροφώνου μέτρησης, θα πρέπει να καθορίσουμε το πώς περιγράφεται το σύστημα που μεσολαβεί:
Πρόκειται για αέρα σε κλειστό χώρο ή για αέρα free-field; Στην πρώτη περίπτωση θα πρέπει να λάβουμε υπ'όψιν μας τις ανακλάσεις;
Ας απλοποιήσουμε το σύστημά μας, κάνοντάς το ελάχιστο:
Ενα μεγάφωνο, ένα μικρόφωνο και αέρας που εκτείνεται στο άπειρο, χωρίς ανακλάσεις και χωρίς θορύβους. Στην περίπτωση αυτή, η μοναδική παραμόρφωση που μπορώ να σκεφτώ είναι το latency που προκύπτει από την πεπερασμένη (και συγκριτικά με τα ηλεκτρονικά κυκλώματα μικρή) ταχύτητα του άερα. Ωστόσο, όπως μπορεί να δει κανείς εδώ (http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/sound/souspe.html) (αλλά και γενικώς στην βιβλιογραφία) η ταχύτητα του ήχου στον αέρα δεν εξαρτάται από την συχνότητα. Επομένως δεν θα έχουμε, μάλλον, φαινόμενα group delay, άρα πραγματική παραμόρφωση.
Ενας άλλος μηχανισμός που μπορώ να σκεφτώ, είναι το να απαιτηθεί από τον αέρα που γειτνιάζει με το μικρόφωνο μέτρησης (ή το μεγάφωνο) να πάρει τιμές πίεσης μεγαλύτερες από αυτές που είναι δυνατόν με βάση τις τοπικές συνθήκες. Αλλά αυτό μάλλον εμπίπτει στην περιπτώσεις "Μικρού Δαυίδ και Βαρέως Γουσταύου".
Στις περιπτώσεις, τώρα, που έχουμε όρια (δηλαδή κλειστό χώρο) ο "αέρας" και η συμπεριφορά του περιγράφεται, μάλλον, από το ηχητικό πεδίο στον χώρο αυτό, εμπίπτουμε δηλαδή στις κλασικές περιπτώσεις της ακουστικής (μικρών και μεγάλων χώρων) με τους χρόνους αντήχησης, τους αξονικούς και άλλους ρυθμούς τους, κ.λπ. Αυτά, προφανώς θα μπορούσαμε να τα δούμε ως παραμόρφωση, διότι σε μια δεδομένη στιγμή και με ικανή απόσταση μικροφώνου-μεγαφώνου (να βρισκόμαστε δηλαδή στο far-field και όχι στο near field) η είσοδος του συστήματός μας και ή έξοδός του είναι σαφώς διαφορετικές...
Ενας άλλος μηχανισμός, θα μπορούσε να είναι οι σημαντικές διαφορές στις συνθήκες στην γειτονιά του μεγαφώνου και του μικροφώνου. Η ταχύτητα του αέρα εξαρτάται από την θερμοκρασία και την υγρασία και, όπως το σκέπτομαι, αν επιτύχουμε μεγάλες διαφορές στην είσοδο και την έξοδο του συστήματός μας, ίσως θα πρέπει να σκεφτούμε και πάλι την περίπτωση της παραμόρφωσης. Πόσο ρεαλιστικό όμως είναι κάτι τέτοιο;
Πέραν όλων αυτών, ωστόσο, προσωπικά, αισθάνομαι άβολα με την ιδέα της παραμόρφωσης του αέρα, επειδή νομίζω ότι το ανθρώπινο αισθητήρια θα έχει αναπτυχθεί προς την κατεύθυνση να μην την λαμβάνει καθόλου υπ΄όψιν του...

zonepress
11-28-2007, 10:19 PM
Εγώ φταίω - στην προσπάθειά μου να μην προδώσω την απάντηση με τη μία :D ίσως δεν έγινα αρκετά σαφής :mad: Αυτό που εννοούσα δεν είναι ότι ίσως να χρειάζεται high-end αγνός, παρθένος αέρας :eek: από τις απάτητες κορυφές των Άλπεων, αλλά εάν υπάρχουν συνθήκες κατά τις οποίες ένα μουσικό όργανο ή ένας αναπαραγωγέας μουσικής μπορεί να οδηγήσει τον αέρα μη γραμμικά, και εάν αυτό είναι επιθυμητό, αποφευκτέο, αναπόφευκτο, όλα τα ανωτέρω, ή κανένα. Ας ελπίσουμε να έγινα κάπως σαφέστερος :p

Costas Coyias
11-28-2007, 10:30 PM
Εγώ φταίω - στην προσπάθειά μου να μην προδώσω την απάντηση με τη μία :D ίσως δεν έγινα αρκετά σαφής :mad: Αυτό που εννοούσα δεν είναι ότι ίσως να χρειάζεται high-end αγνός, παρθένος αέρας :eek: από τις απάτητες κορυφές των Άλπεων, αλλά εάν υπάρχουν συνθήκες κατά τις οποίες ένα μουσικό όργανο ή ένας αναπαραγωγέας μουσικής μπορεί να οδηγήσει τον αέρα μη γραμμικά, και εάν αυτό είναι επιθυμητό, αποφευκτέο, αναπόφευκτο, όλα τα ανωτέρω, ή κανένα. Ας ελπίσουμε να έγινα κάπως σαφέστερος :p

Μη γραμμικά ως προς ποιο σημείο αναφοράς;

zonepress
11-28-2007, 10:45 PM
Ως προς τον Άλφα του Μεγάλου Κυνός (http://en.wikipedia.org/wiki/Sirius)! :p Να ψαλιδίζει, να παραμορφώνει, να δημιουργεί συχνότητες που δεν υπάρχουν στο σήμα το οποίο καλείται να μεταδώσει.

Vassilis
11-28-2007, 11:26 PM
Φοβερή ερώτηση...! :eek:

Πέραν όλων αυτών, ωστόσο, προσωπικά, αισθάνομαι άβολα με την ιδέα της παραμόρφωσης του αέρα, επειδή νομίζω ότι το ανθρώπινο αισθητήρια θα έχει αναπτυχθεί προς την κατεύθυνση να μην την λαμβάνει καθόλου υπ΄όψιν του...

Μου επιτρέπεις;; :o

Vassilis
11-28-2007, 11:30 PM
Ως προς τον Άλφα του Μεγάλου Κυνός (http://en.wikipedia.org/wiki/Sirius)! :p Να ψαλιδίζει, να παραμορφώνει, να δημιουργεί συχνότητες που δεν υπάρχουν στο σήμα το οποίο καλείται να μεταδώσει.

Είσθε ολίγον κακός αλλά έστω και έτσι, υμείς επιτρέπετε; :o

Μ.Φ
11-30-2007, 01:03 AM
Zonepress. Παραμορφώνει ο αέρας?
………………
Παρακαλώ μόνο στοιχειοθετημένα επιχειρήματα, όχι "γνώμες"


Εάν ακολουθούσα την παράκληση-παρότρυνση-όρο του Zonepress δεν θα έγγραφα τώρα.
Δεν βλέπω όμως να την ακολούθησε και κάποιος (εκτός ίσως, μερικώς, του Oscar Heil) και έτσι …

Γενικώς. (1)
Παραμορφώνει.


Zonepress. … και εάν αυτό είναι επιθυμητό, αποφευκτέο, αναπόφευκτο, όλα τα ανωτέρω, ή κανένα.

Γενικώς πάλι. (2)
Αναπόφευκτο.


Υ.Γ.
Τα "Γενικώς" αριθμήστηκαν για να απαντηθούν …Γενικώς. Δηλαδή προς όλους.
Όχι του χρόνου. Σήμερα, αύριο.
Και αυτό όχι για να ρωτήσω τον "θείο μου τον ηλεκτρονικό". Για να υπάρχει … σασπένς. ;)

-

Μ.Φ
11-30-2007, 01:05 AM
dStam. .....

Πέραν όλων αυτών, ωστόσο, προσωπικά, αισθάνομαι άβολα με την ιδέα της παραμόρφωσης του αέρα, επειδή νομίζω ότι το ανθρώπινο αισθητήρια θα έχει αναπτυχθεί προς την κατεύθυνση να μην την λαμβάνει καθόλου υπ΄όψιν του...



Θα έχει προσαρμοστεί, σωστότερα. Δεκτή και νομίζω ορθή άποψη.


-

zonepress
11-30-2007, 01:30 AM
Δεκτή και νομίζω ορθή άποψη.Comment (γαλλ.=πώς) ? Δηλαδή λέει ο ακροατής: "Συ, απεχθεστάτη 3η αρμονική, είσαι τρανζιστορογενής και αποφασίζω ότι με ενοχλείς, ενώ συ, φιλτάτη 3η αρμονική, είσαι αερογενής και συνεπώς αποφθέγγομαι ότι περνάς στο ντούκου"? Γιαααα να σοβαρευτούμε λίγο :p

Μ.Φ
11-30-2007, 02:05 AM
Zonepress.
……………….
Δηλαδή λέει ο ακροατής: "Συ, απεχθεστάτη 3η αρμονική, είσαι τρανζιστορογενής και αποφασίζω ότι με ενοχλείς, ενώ συ, φιλτάτη 3η αρμονική, είσαι αερογενής και συνεπώς αποφθέγγομαι ότι περνάς στο ντούκου"? Γιαααα να σοβαρευτούμε λίγο


Όχι! δεν εννοώ αυτό.

Σου απαντώ, σχεδόν, αμέσως για να δείς ότι σε αφουγκράζομαι.

Αν προλάβω σήμερα έχει καλώς. (θα πρέπει να κοιμηθώ στο γραφείο).

Ως γνωστό (πια) έχω πρόβλημα να γράψω δυο αράδες σύντομα. Και να γίνω ταυτόχρονα και κατανοητώς.
(Για αυτό προτιμώ τις ανταλλαγές απόψεων δια ζώσης).

Πάντως, εν περιλήψει, δια μέσου των αιώνων ή των ετών, έχουν προσαρμοσθεί οι πάντες και τα πάντα.
Το αυτί γιατί όχι;


Υ.Γ. Στα Γενικώς (1&2) δεν απάντησες.:rolleyes:
Αλλά, πραγματικά, άστο να γράψουν τις απόψεις-γνώμες-γνώσεις και άλλοι.

-

zonepress
11-30-2007, 03:16 AM
Στα Γενικώς (1&2) δεν απάντησεςΤο ερώτημα είναι εντελώς συγκεκριμένο: εάν ο αέρας παραμορφώνει/ψαλιδίζει/συμπεριφέρεται μη γραμμικά
σε μουσική, δημιουργούμενη ή αναπαραγόμενηΕάν ισχυρίζεσαι ότι

Γενικώς. (1)
Παραμορφώνει.
Γενικώς πάλι. (2)
Αναπόφευκτο.

υποχρεούσαι να περιγράψεις τις καταστάσεις και προϋποθέσεις υπό τις οποίες τυχόν συμβαίνουν αυτά.

zonepress
12-01-2007, 11:53 AM
Επειδή απαντήσεις δεν βλέπω, ας το πάρει το ποτάμι. Ο αέρας οδηγείται σε ψαλιδισμό από τα μεγάλα χάλκινα όταν παίζουν π.χ. fortissimo. Χαρακτηριστικό παράδειγμα η τούμπα (http://en.wikipedia.org/wiki/Tuba), όπου το "σκάσιμο" που ακούγεται όταν παίζει δυνατά, είναι αποτέλεσμα ψαλιδισμού του αέρα στο λαιμό της χοάνης. Το ίδιο, σε ποικίλους βαθμούς, συμβαίνει στις χοάνες όλων των χάλκινων, με αποτέλεσμα την παραγωγή τεράστιου πλήθους αρμονικών άρτιας και περιττής τάξεως. Έτσι εξηγείται το λαμπρό, διαπεραστικό ηχόχρωμα των forte χάλκινων, σε αντίθεση με τον σχετικά μουντό ήχο τους, όταν αυτά παίζονται piano.

Τούτου δοθέντος :rolleyes: ποιός μπορεί να σκεφτεί αντίστοιχες συνθήκες στην αναπαραγόμενη μουσική?

dStam
12-01-2007, 02:31 PM
Διαμαρτύρομαι εντόνως... :D
Στην αρχή του συγκεκριμένου post είχα γράψει:


Ενας άλλος μηχανισμός που μπορώ να σκεφτώ, είναι το να απαιτηθεί από τον αέρα που γειτνιάζει με το μικρόφωνο μέτρησης (ή το μεγάφωνο) να πάρει τιμές πίεσης μεγαλύτερες από αυτές που είναι δυνατόν με βάση τις τοπικές συνθήκες.

Εχω την εντύπωση ότι η παραπάνω φράση θα μπορούσε να περιγράψει τον "ψαλιδισμό" που αναφέρεις...

H αλήθεια είναι, βεβαίως, ότι όλες αυτές τις ημέρες προσπαθούσα να σκεφτώ μια πρακτική εφαρμογή της πιο πάνω θεωρίας σε μουσικά όργανα, όπως καλή ώρα το παράδειγμα της τούμπας, αλλά δεν τα κατάφερα...

Ετσι όπως το θέτεις, πάντως, νομίζω ότι ένας καλός υποψήφιος για τέτοια φαινόμενα είναι η οπή του bass reflex, η οποία σε υψηλές στάθμες, οπότε και υπάρχει η ανάγκη μεγάλης ροής από συγκεκριμένη διατομή, είναι σαφές ότι δημιουργεί συχνότητες που δεν υπάρχουν στο αρχικό σήμα.

zonepress
12-01-2007, 03:14 PM
Αυτό για το οποίο μιλάς είναι τυρβώδης ροή, σε αντιδιαστολή με την νηματική ροή. Δηλαδή άσχετο :D στην καλύτερη περίπτωση, αντιμετωπίσιμο στη χειρότερη.
Αντιθέτως στο δικό μου μυαλό έρχεται μία άλλη κατηγορία, οι κόρνες.
Παρακαλώ συνεχίστε τη συζήτηση :rolleyes:

dStam
12-01-2007, 04:04 PM
Oμως, το είδος της ροής (αν είναι, δηλαδή τυρβώδης ή νηματική) είναι ο μηχανισμός. Το αποτέλεσμα, δεν είναι μια μή-γραμμικότητα; Επομένως δεν θα πρέπει να περιλάβουμε την αλλαγή του είδους της ροής (υπό συγκεκριμένες συνθήκες) στους μηχανισμούς παραμόρφωσης του αέρα;
:confused:

υ.γ.:
Kόρνες έ; Χμμμ... Ώστε εκεί το πήγαινες... :rolleyes:

zonepress
12-01-2007, 05:05 PM
Ναι, αλλά δεν βρίσκω ενδιαφέρον το θέμα "τυρβώδης ροη". Νομίζω ότι είναι εξαντλητικά μελετημένο - από τους αεροναυπηγούς, αν μη τι άλλο - και όποιος σχεδιαστής ηχείων δεν μπορεί να το αντιμετωπίσει, καλό είναι να αλλάξει δουλειά.

Το άλλο θέμα όμως, οι κόρνες, μου φαίνεται πιο δυσεπίλυτο. Δεν γνωρίζω τίποτε από κόρνες: ούτε τα μαθηματικά τους, ούτε τα ακουστικά τους, ούτε τα λεφτά τους, ούτε τα καλά τους, που θα 'λεγε και ο Πάνος Γαβαλάς. Μοιάζει προφανές ότι το πρόβλημα, εάν ανακύπτει, θα ανακύπτει από μία περιοχή συχνοτήτων και κάτω, διότι είναι ζήτημα πλάτους κορυφής (peak amplitude) και όχι π.χ. συχνότητας.

O μηχανισμός ψαλιδισμού του αέρα σε τεράστιες εντάσεις είναι πάρα πολύ απλός: όταν ο ήχος φτάσει τα 194 dB SPL (σε υψόμετρο θάλασσας), τότε το pressure amplitude ισούται με μία ατμόσφαιρα. Συνεπώς η υπερπίεση φτάνει τις 2 ατμόσφαιρες και η υποπίεση το 0 (=κενό). Εϊναι προφανές ότι η αρνητική ημιπερίοδος του κύματος δεν μπορεί να μειωθεί άλλο, διότι δεν υπάρχουν πλέον στη γειτονία του αρνητικού peak amplitude μόρια αέρα ώστε να αραιωθούν.

O αέρας δεν εισέρχεται βεβαίως στη μη γραμμικότητα απότομα στα 194 dB. To φαινόμενο εμφανίζεται σταδιακά πολύ νωρίτερα, όπως προανέφερα παραπάνω για τα χάλκινα πνευστά. Η βάση για όλη αυτή την ασύμμετρη απειλή :D του αέρα δεν είναι πάρα οι νόμοι των ιδανικών αερίων, που μάθαμε στο σχολείο. Σε ένα άλλο post μου ανέφερα πώς η υποπερίπτωση Boyle-Mariotte αυτών των νόμων ευθύνεται για την αρμονική παραμόρφωση, που υποχρεωτικά παράγεται από οιοδήποτε κουτί ηχείου.

Τα ανωτέρω είναι το υπόβαθρο για την εκφρασθείσα απορία μου ως προς τις κόρνες. Παρακαλώ συνεχίστε τη συζήτηση :rolleyes:

Vassilis
12-01-2007, 05:18 PM
Pass...γίγαντα !!!

Vassilis
12-02-2007, 03:06 PM
- Γιατρέ νομίζω ότι είμαι μήλο!

- Ελάτε πιο κοντά. Δεν δαγκώνω.

dStam
12-02-2007, 03:34 PM
Μετά από μια μικρή έρευνα που έκανα (σαφώς μη εξαντλητική) δεν μπόρεσα να βρώ κάπου μια σαφώς εκπεφρασμένη ιδέα για το φαινόμενο που συζητούμε. Υπάρχουν δημοσιευμένες δύο εργασίες για το πώς εξελίσσεται το ηχητικό κύμα στο εσωτερικό μιας χοάνης (με μέθοδο πεπερασμένων στοιχείων) [1], [2], οι οποίες περιγράφουν με απλά διαγράμματα το πώς κινείται το μέτωπο αλλά δεν αναφέρουν τίποτε για φαινόμενα παραμόρφωσης τέτοιου είδους.
Στην πορεία ανακάλυψα και μια, επίσης αρκετά παλιά δημοσίευση, [3], στην οποία φαίνεται ότι ακόμη και αν το ηχείο είναι τέλειο, υπάρχει μια ελάχιστη αρμονική παραμόρφωση η οποία είναι συνάρτηση της συχνότητας (αυξάνεται καθώς η συχνότητα μειώνεται) και της στάθμης (αυξάνεται καθώς η στάθμη αυξάνεται). Η παραμόρφωση αυτή οφείλεται, κατά τον συγγραφέα στην μη γραμμική φύση της διάδοσης του ηχητικού κύματος στον αέρα. Επομένως, εδώ, έχουμε μια απάντηση στο γενικό ερώτημα: Παραμορφώνει ο αέρας; Φαίνεται πως ναι, και ακόμη πως για τα ηχεία οι επιδόσεις αρμονικής παραμόρφωσης είναι κάτω φραγμένες! Αν μεταφράζω καλά τα διαγράμματα, τα πράγματα δεν είναι καθόλου ευοίωνα: Στα 100Ηz, και σε στάθμη 20dBSPL, η δεύτερη αρμονική είναι λίγο μεγαλύτερη από το 0.001 της θεμελιώδους! Αυτό σημαίνει ότι δεν μπορούμε να περιμένουμε επιδόσεις καλύτερες από αυτήν από το σύστημα μας συνολικά!
Κάτι άλλο που βρήκα ψάχνοντας λίγο την υπόθεση των 194dBSPL είναι κατ΄αρχήν ένα ενδιαφέρον κείμενο [4] για την διάδοση του θορύβου και του ήχου γενικότερα, καθώς επίσης και μερικά στοιχεία για το γεγονός ότι είναι -ίσως- λίγο δύσκολο ακόμη και να προσεγγίσουμε τέτοια μεγέθη στάθμης στο εσωτερικό μιας χοάνης (υποθέτει κανείς ότι αν υπάρχει περίπτωση για τέτοια στάθμη, αυτή θα εμφανιστεί στο σημείο επαφής του στομίου με το driver).
Στο [5] αναφέρεται ότι μια καλή εκτίμηση για την μέγιστη στάθμη σε μια "ηλεκτρική" συναυλία, στο πίσω μέρος είναι τα 120dBSPL. Αν υποθέσουμε ότι χρησιμοποιούμε μόνο μια κόρνα για να καλύψουμε ηχητικά το γεγονός (πράγμα απίθανο, αλλά ας το θεωρήσουμε ως worst case για τις ανάγκες της συζήτησης) και ότι η μέτρηση των 120dBSPL γίνεται σε απόσταση 128 μέτρων (δηλαδή η τάξη μεγέθους του χώρου είναι αυτή ενός γηπέδου ποδοσφαίρου -και βάλε) τότε υπολογίζοντας αύξηση 6dB για κάθε υποδιπλασιασμό της απόστασης τότε κοντά στο ηχείο η στάθμη θα είναι "μόλις" 162dBSPL, τιμή εξαιρετικά υψηλή μεν, αλλά πάντως σημαντικά μικρότερη των 194dBSPL, επομένως -μάλλον- ένα πρακτικό σύστημα (με πολλά ηχεία) δεν μπορεί να πλησιάσει κοντά στο θεωρητικό όριο του ψαλιδισμού.

Αναφορές:
[1] "Acoustic Radiation of A Horn Loudspeaker by the Finite Element Method - a Consideration of the Acoustic Characteristic of Horns, Shigeru Morita (και άλλοι), 63o Συνέδριο ΑΕS, 1979

[2] "Acoustic Radiation of A Horn Loudspeaker by the Finite Element Method - a Consideration of the Acoustic Characteristic of a Horn Loudspeaker with an Elastic Diaphragm", Noboru Kyouno (και άλλοι), 69o Συνέδριο ΑΕS, 1981

[3] "Minimum Harmonic Distortion Levels in ideal Loudspeakers", Daniel Raichel, 58o Συνέδριο AES, 1977

[4] "Sound & Noise: Generation, Propagation and Reduction", white paper, Quite Solution (http://www.quietsolution.com/Sound.pdf)

[5] "Turn It Down! Straight Talk about Hearing Conservation", Shure, http://www.shurenotes.com/issue8/article.asp

zonepress
12-02-2007, 04:10 PM
Στα 100Ηz, και σε στάθμη 20dBSPL, η δεύτερη αρμονική είναι λίγο μεγαλύτερη από το 0.001 της θεμελιώδους! Καλά, δεν χάνει και τον ύπνο του κανείς από τέτοια νούμερα παραμόρφωσης. Το γιατί συμβαίνει είναι εντελώς απλό. Ένα μεγάφωνο μετατοπίζει όγκο αέρα, όμως εμείς ακούμε μεταβολές πίεσης. Επειδή είναι το γινόμενο όγκου και πίεσης που οφείλει να μένει σταθερό (για ισοθερμικές μεταβολές, κοινώς Boyle-Mariotte) και όχι το άθροισμα, ίση (συμμετρική) μεταβολή όγκου μεταφράζεται σε άνιση (ασύμμετρη) μεταβολή πίεσης, και ασυμμετρία = αρμονικές άρτιας τάξεως - ως γνωστόν.

Δεν είμαι σίγουρος αν οι ενδιαφέρουσες βιβλιογραφικές παραπομπές βοηθούν σε κάτι σχετικό με το θέμα μας, αν και είμαι βέβαιος ότι θα παρουσιασθούν κάποτε στο υπό εκκόλαψιν Journal Club ;) To να διαπιστωθεί αν συμβαίνει αυτό που πιθανολογώ, είναι μάλλον απλούστερο. Αρκεί να μετρηθεί η αρμονική παραμόρφωση διαφόρων ηχείων με κόρνες σε υψηλές εντάσεις. Όχι τα ψωρο-2.83 V των συμβατικών τεστ, αλλά π.χ. στα 20 Volt RMS. Γενικά πιστεύω ότι τέτοιες μετρήσεις με πολλά βολτ είναι αναγκαίο να αρχίσουν να γίνονται, για όλα τα ηχεία. 20 βολτ RMS ισοδυναμούν με 50 συμβατικά βαττ. Η συντριπτική πλειοψηφία ηχείων και ενισχυτών υποτίθεται ότι "αντέχουν" τέτοια επίπεδα.

Oscar Heil
12-02-2007, 04:25 PM
Εαν λοιπον δεχθουμε, με βαση τα δεδομενα που παραθετετε πως το φαινομενο της παραμορφωσης δεν αφορα σταθμες και συχνοτητες που μας αφορουν στην πραξη,το επομενα ερωτημα που θα προεκυπτε ειναι ,εαν σε ενα χωρο οπως η χοανη παρατηρουνται φαινομενα ενισχυσης (κυριως) η ακυρωσης ηχητικων κυματων.
Υπαρχει ετοιμη αποψη?

zonepress
12-02-2007, 04:59 PM
Επως το φαινομενο της παραμορφωσης δεν αφορα σταθμες και συχνοτητες που μας αφορουν στην πραξηΔεν έχω πεισθεί ακόμη ότι η παραδοχή αυτή ισχύει. Εφ' όσον τα χάλκινα δημιουργούν αρμονικές σε ρεαλιστικές ηχητικές στάθμες, γιατί να μη δημιουργούν και οι κόρνες?

Oscar Heil
12-02-2007, 05:38 PM
Δεν έχω πεισθεί ακόμη ότι η παραδοχή αυτή ισχύει. Εφ' όσον τα χάλκινα δημιουργούν αρμονικές σε ρεαλιστικές ηχητικές στάθμες, γιατί να μη δημιουργούν και οι κόρνες?

Ουτε εγω αλλα ειναι δυσκολο να το ψαξω. Θα ρωτουσα ομως τον dSTAM κατι που δεν ειδα. Εαν δηλαδη γινεται συσχετισμος με τα γεωμετρικα χαρακτηριστικα της χοανης.

dStam
12-02-2007, 07:40 PM
Αρκεί να μετρηθεί η αρμονική παραμόρφωση διαφόρων ηχείων με κόρνες σε υψηλές εντάσεις.

Mα, σε αυτή την περίπτωση, η μέτρηση θα αφορά το σύνολο των παραγόντων μη-γραμμικότητας (εννοείται και των άστρωτων καλωδίων... :p ) και όχι το συγκεκριμένο φαινόμενο που συζητούμε...
Επιπροσθέτως, ένα από τα βασικά επιχειρήματα αυτών που υποστηρίζουν τα συστήματα με χοάνες είναι η χαμηλότερη αρμονική τους παραμόρφωση, επειδή το διάφραγμα (το κινούμενο μέρος του μεγαφώνου δηλαδή) είναι πολύ μικρότερο σε σχέση με αυτό ενός συμβατικού ηχείου.


Εφ' όσον τα χάλκινα δημιουργούν αρμονικές σε ρεαλιστικές ηχητικές στάθμες, γιατί να μη δημιουργούν και οι κόρνες?

Χωρίς να είμαι ειδικός στις χοάνες, μπορώ να πώ το εξής: Στην περίπτωση των χάλκινων (και ειδικά των κωνικών, οικογένεια στη οποία ανήκει η τούμπα) οι αρμονικές δημιουργούνται από την διέγερση ρυθμών (modes) που σχετίζονται με την κατασκευή του σωλήνα υπό την προυπόθεση ότι η πίεση στο εσωτερικό του αέρα πάρει κάποιες κρίσιμες τιμές (κάτι που στην αγγλική ορολογία ονομάζεται "overblowing" , είμαι σίγουρος ότι θα υπάρχει κι ελληνικός όρος αλλά δεν τον γνωρίζω) και όχι επειδή φτάνει στο κρίσιμο όριο του ψαλιδισμού! Αν θεωρήσουμε ότι μια χοάνη ηχείου μπορεί πράγματι να θεωρηθεί ως μουσικό όργανο, υποθέτω ότι, ο σχεδιαστής της θα μας έλεγε ότι είναι έτσι σχεδιασμένη, ώστε να μην εμφανίζεται overblowing στην περιοχή λειτουργίας της. Αρα δεν θα υπάρχουν και αρμονικές.


(...) Εαν δηλαδη γινεται συσχετισμος με τα γεωμετρικα χαρακτηριστικα της χοανης.

Οι αναφορές [1] και [2] αναφέρονται μόνο σε χοάνες κυκλικής διατομής (axisymmetric). Δεν περιλαμβάνουν εκτιμήσεις για άλλου είδους διατομές.

zonepress
12-02-2007, 08:02 PM
ένα από τα βασικά επιχειρήματα αυτών που υποστηρίζουν τα συστήματα με χοάνες είναι η χαμηλότερη αρμονική τους παραμόρφωσηΕάν αυτό ισχύει για τουίτερ, π.χ., δεν αποτελεί έκπληξη. Το φαινόμενο, αν συμβαίνει, θα συμβαίνει σχετικά χαμηλά στο ακουστικό φάσμα.

zonepress
12-06-2007, 12:44 AM
Αχά!
http://www.aes.org/events/113/papers/A.cfm

A-5 Nonlinearity in Horn Drivers—Where the Distortion Comes From? —Alexander Voishvillo, Cerwin-Vega Inc., Simi Valley, CA, USA

Compared to other components of professional sound systems (omitting free propagation distortion), horn drivers have the worst nonlinear distortion. Some of the driver’s distortions can be mitigated by proper mechanical measures. However, distortions caused by nonlinear air compression and propagation are inherent to any horn driver. In this paper the comparison of nonlinear distortions caused by different sources is carried through measurements and modeling. The new dynamic model of the compression driver is based on the system of nonlinear differential and algebraic equations. Complex impedance of an arbitrary horn is considered by turning the impedance into a system of differential equations describing the pressure and velocity at the horn’s throat. The comparison is carried out using harmonic distortion and the reaction to multitone stimulus.
Convention Paper 5641
:rolleyes:

dStam
12-06-2007, 12:23 PM
Μά'στα... Καλό το abstract.
Tώρα: Ποιός έχει το θάρρος να αντιμετωπίσει και το preprint? Δεν είναι τίποτε... 25 σελιδούλες με ομογενείς διαφορικές εξισώσεις σε μια προσπάθεια να μοντελοποιηθεί η χοάνη... Οποιος επιθυμεί να το πάρει ως άσκηση για το σπίτι (και να μας ανακοινώσει εν περιλήψει τα συμπεράσματα), να σηκώσει το χέρι του... :rolleyes:

zonepress
12-06-2007, 12:55 PM
Κύριε, κύριε :d

dStam
12-06-2007, 01:17 PM
Eντάξει "z" παιδί μου... Ρίξε μια ματιά στα pm σου.

zonepress
12-12-2007, 12:34 AM
Ουφ, κουραστικό πράμα να διαβάζεις 24 σελίδες από οθόνη. Θα ερανίσω απλώς μερικές παραγράφους:

A compression driver loaded by a horn is the worst source of nonlinear distortion among professional sound equipment (with exception for the free propagation distortion). A regular horn driver ”harbors„ various types of nonlinear distortions, the worst of them being nonlinear breakups of the diaphragm, nonlinear adiabatic compression of the air in the compression chamber, and nonlinear propagation in phasing plug and horn.

Assuming that a compression driver has ”ideal„ components and is free from nonlinear distortions produced in the motor and diaphragm, still there would be inevitable distortion. This distortion would be produced in the front chamber and in the rear chamber (if it is small) due to the nonlinear compression of the air. This kind of air distortion is explained by the nonlinear relationship between the change of the volume of the chamber and the pressure in it.

Οι νόμοι των ιδανικών αερίων που λέγαμε.

The nature of the air propagation distortion stems from two factors. The first is the nonlinear dependence of particle velocity on the relative increase in density in a sound
wave. The second is the nonlinear relation between pressure and density in a sound wave. The first factor is the convective source of distortion, which determines the kinematic component of air nonlinearity. This component causes the speed of propagation of a sound wave to be dependent on the particle velocity causing faster propagation of ”louder„ parts of sound wave.

Εδώ εννοεί ότι η στιγμιαία αλλαγή της πυκνότητας του αέρα συνεπάγεται στιγμιαία αλλαγή στην ταχύτητα διάδοσης του κύματος (που ΔΕΝ είναι το ίδιο πράγμα με τη στιγμιαία ταχύτητα των παλλομένων μορίων!).

The second factor determines the dynamic component of air nonlinearity, meaning that the air compression in a high amplitude wave does not obey Hook's law.

Εδώ δεν εννοεί τον Κάπταιν Hook (sic) αλλά τον Robert Hooke (http://en.wikipedia.org/wiki/Robert_Hooke) και τον γνωστό του Νόμο: F=-kx.

At this level of signal, distortion produced by nonlinear air compression may not be a serious problem, reaching modest (for sound reinforcement equipment) 0.85 % at 1.5 kHz. However, this level of compression distortion is indicative of the high SPL in the chamber that will cause propagation distortion in sound waves traveling through the phasing plug, horn, and further in free air. At higher levels of input signal the air distortion in compression chamber increases further, that presents a problem in its own right even if driver were used without a phasing plug and the horn. But this high level of pressure at the entrance of the phasing plug produces truly devastating effect on sound quality reincarnating in the form of harmful air propagation distortion at the mouth of the horn, and further at the listener's ears.

Στα ενδιάμεσα του άρθρου, ασχολείται με άλλες πηγές μη γραμμικότητας, που ισχύουν για όλα τα ηλεκτροδυναμικά ηχεία (μη γραμμικότητα της ανάρτησης, της μαγνητικής ροής στο διάκενο, της αυτεπαγωγής του πηνίου ανάλογα με τη θέση του, τα αντιρρεύματα Eddy και άλλα γνωστά). Κατόπιν συγκρίνει τις προσομοιώσεις του με μετρήσεις και βρίσκει ότι το μοντέλο του είναι καλό, αλλά οι μετρήσεις έχουν ελαφρά χειρότερα αποτελέσματα (ακόμα υψηλότερη παραμόρφωση από όσην ανέμενε με βάση τα μοντέλα). Συζητεί το γιατί συμβαίνει αυτό.

Συμπέρασμα:
Accurate prediction of nonlinear distortion helps to avoid utopic struggling for an ”ideal„ horn or compression driver in attempt to minimize distortion below the level determined by the fundamental physical constraints.

The nonlinear compression in the compression chamber was not the primary source of nonlinearity, whereas the propagation distortion from the horn's mouth to the microphone was quite comparable in level with distortion generated in the horn driver. The level of measured distortion is higher than that of the modeled distortion, which is indicative of "undermodeling".

Όπερ έδει δείξαι :D

zonepress
12-12-2007, 03:44 AM
Ξέχασα να γράψω ότι αναφέρει και την τυρβώδη ροή γύρω από το phase plug (για τον dStam αυτό) ;)

Vassilis
12-12-2007, 06:51 PM
Ναι μεν αλλά...

Όλοι οι μετατροπείς πόσο μάλλον οι ηλεκτρομηχανικοί, παρουσιαζούν πάντα κάποια παραμόρφωση. Το χειρότερη καλύτερη δε λέει κάτι.

Τι, πως, πόσο και γιατί και σε σύγκριση με τι;

Για τις κόρνες, για ποια, ποιές γεωμετρίες και υλικά;

Τι παραμορφώσεις εισάγουν άλλα μεγάφωνα;

τι παίρνεις και τι χάνεις σε κάθε περίπτωση;


A compression driver loaded by a horn...

Εδώ λέμε...για παρακάτω...Phos...

Αλλά προς τι η σπουδή για τις κόρνες; Είπε κανείς ότι είναι η απάντηση σε κάτι; Είναι κάποιου είδους απάντηση στον Klipsch και τα 5 Watt;

Vassilis
12-12-2007, 07:22 PM
At this level of signal, distortion produced by nonlinear air compression may not be a serious problem, reaching modest (for sound reinforcement equipment) 0.85 % at 1.5 kHz. However, this level of compression distortion is indicative of the high SPL in the chamber that will cause propagation distortion in sound waves traveling through the phasing plug, horn, and further in free air. At higher levels of input signal the air distortion in compression chamber increases further, that presents a problem in its own right even if driver were used without a phasing plug and the horn. But this high level of pressure at the entrance of the phasing plug produces truly devastating effect on sound quality reincarnating in the form of harmful air propagation distortion at the mouth of the horn, and further at the listener's ears.


...at this level...
...τι level ?


...High SPL...
...πόσο high ?


...higher levels...
...πόσο higher ?


truly devastating effect on sound quality reincarnating in the form of harmful air propagation distortion at the mouth of the horn, and further at the listener's ears

...Δηλαδή ;

Vassilis
12-13-2007, 03:35 PM
Μου κάνεις μουτρά;

Ψυχραμένος είσι; βλέπω μια ψυχρασία...

zonepress
09-07-2011, 04:55 AM
Θυμήθηκα να ψάξω ένα seminal paper για τις κόρνες (μεσαίων συχνοτήτων), τη διδακτορική διατριβή του Κηθ Χόλλαντ (για τον οποίο έχω μιλήσει στο λαό Μου από αμνημονεύτων χρόνων, ακόμα και στο JIP -θού Κύριε φυλακήν τω στόματί μου!), που εξετάζει τη συσχέτιση των φυσικών ιδιοτήτων των κορνών με την υποκειμενική ηχητική τους ποιότητα.
To paper βρίσκεται στο Journal Club:
http://www.avmentor.eu/forum/showthread.php?768-%CA%FC%F1%ED%E5%F2-%E7-%F3%F7%DD%F3%E7-%E3%E5%F9%EC%E5%F4%F1%DF%E1%F2-%EA%E1%E9-%F5%F0%EF%EA%E5%E9%EC%E5%ED%E9%EA%DE%F2-%E7%F7%E7%F4%E9%EA%DE%F2-%F0%EF%E9%FC%F4%E7%F4%E1%F2&p=7231#post7231
Όποιος έχει κουράγιο για 227 σελίδες, είναι ευπρόσδεκτος.