Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 10. 6 mars 1956 - Icke-linjär distorsion i högtalare, av Lennart Brandqvist
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
198
, TEKNISK TIDSKRIFT
Fig. 3. Samband mellan för örat uppfattbart minsta
tillskott i den totala distorsionen vid varierande distorsion
hos förstärkaren då högtalarens distorsion uppgår till ca
5 °/o; A anger den distorsionsnivå som råder i en
förstärkare i 1 000 kr.-klassen; B änger distorsionsnivån hos en
förstärkare i 200 kr.-klassen.
Distorsion i högtalare och förstärkare
Med de nu använda högtalarkonstruktionerna lönar det
sig således föga att gå för långt med distorsionsfriheten
hos förstärkaren då denna ändå kommer att överskuggas
av högtalarens distorsion. För att bestämma hur hög
distorsion som kan tillåtas i förstärkaren för endast ett visst
litet tillskott i distorsionen från högtalaren kan antingen
subjektiva försök göras eller objektiva mätningar utföras.
De subjektiva försöken kan utföras på så sätt att man vid
ett givet högtalarsystem varierar förstärkarens distorsion
(vilket lätt låter sig göra genom att man t.ex. ändrar
slutrörets gallerförspänning) medan förstärkaren matas med
en helst komplicerad musiksignal av låg distorsionsnivå.
Ar det mänskliga örat i gott skick och sinnet kritiskt kan
förvånansvärt små tillskott i distorsionsnivån uppfattas.
Ett subjektivt prov ger t.ex. vid handen att en 8 W
förstärkares distorsion inte bör överskrida ca 2 °/o för att
endast ett litet tillskott skall observeras i högtalarens
grunddistorsion, då ljudstyrkan hålls tillräcklig för
rumsbehov. Denna siffra bör dock under inga omständigheter
tas som en normal vid dimensionering av förstärkare, utan
bör endast tjäna som en vägledning för hur långt i
kvali-tetshänsende det är värt alt gå med förstärkare under
hänsynstagande till högtalarens distorsion.
En objektiv mätning på samma villkor kan även
genomföras ehuru detta är tidsödande och kräver stor
mätutrustning. Man kommer då fram till principiellt följande:
Förstärkarens distorsion i basen får vara relativt stor,
då det konstaterats att högtalarens basdistorsion är
mycket stor. Som följd därav bortfaller kravet på en stor
dyrbar utgångstransformator för förstärkaren.
Förstärkarens minsta behövliga distorsion i
mellanregist-ret blir svår att matematiskt bestämma på grund av de
tidigare omtalade distorsionstopparna i högtalarens
mellanregister.
Förstärkarens distorsion i diskanten bör inte särskilt
beaktas då dopplereffekten, undertonerna, samt
intermodu-lationen i högtalaren här gör sig starkt gällande.
Många anser subjektiva prov vara de mest rättvisa då
högtalaren används i sitt rätta sammanhang, och då det
är den psykologiska verkan av distorsionen man vill åt.
Då högtalaren arbetar med musik genomlöpes kurvorna
över distorsionen som funktion av frekvensen och
amplituden helt slumpartat i tiden och det blir sålunda ytterst
svårt att få en matematiskt rättvis siffra över det
psykologiskt riktiga förloppet. Det är troligt att nya definitioner
på distorsionen kommer i framtiden, vilka ger större
rättvisa åt de naturliga sammanhangen.
Det är sålunda oekonomiskt att enbart arbeta med att
minska förstärkarens distorsion. Detta framgår av en
kurva, fig. 3, över det ungefärliga sambandet mellan det
distorsionstillskott som erhålles i den totala distorsionen
vid varierande distorsion hos förstärkaren. Det ungefärliga
priset man får beakta för olika distorsionstillskott i
återgivningen har även antytts. Kurvan grundar sig på en
medeldistorsion av ca 5 °/o i högtalaren, vilken siffra måste
betraktas som optimistisk.
Motkoppling av det akustiska systemet
För att bemästra den totala distorsionen vid
ljudåtergivning är det önskvärt att högtalarproblemet beaktas. Några
förslag har framkommit inom den för detta område så
sparsamma litteraturen. En idé är att försöka ordna en
motkoppling som omspänner även det akustiska systemet.
Tre alternativ är här möjliga:
Enligt det första kan ljudet från högtalaren ånyo
omvandlas i en kvalitetsmikrofon till en elektrisk signal,
vilken återföres till ingången med negativt tecken. På grund
av högtalarens dåliga faskarakteristik samt den löptid för
ljudet mellan mikrofon och högtalare som införs, blir
stabilitetsvillkoren för systemet svåra att fylla vid en
någorlunda hög grad av motkoppling, särskilt vid bäsregistret.
I det andra alternativet kan talspolens
motelektromotoriska kraft tas ut genom en bryggkoppling och återföras
till ingången av förstärkaren. Man kan få en relativt hög
motkopplingsgrad, vilken dock till stor del är skenbar ur
distorsionssynpunkt, då den motelektromotoriska kraften
i talspolen inte direkt representerar ljudvågorna.
Enligt det tredje alternativet kan en särskild spole fästas
vid talspolen och får på samma sätt som denna följa
könens rörelse. Den inducerade elektromotoriska kraften
återföres till ingången. Nackdelen är i stort sett densamma
som i det andra alternativet.
Minskad distorsion genom flera högtalare
En annan mera fruktbar idé är grundad på att
distorsionen i högtalaren avtar med minskad konamplitud. Genom
att dela upp den avgivna akustiska effekten på flera
högtalare vinnes för varje högtalare en förhållandevis
minskad konamplitud. Det är då inte frågan om att dela upp
den akustiska effekten i frekvens så som ofta brukas utan
i effekt.
Man bör sålunda använda ett antal relativt stora
identiskt lika högtalare (ca 250 mm kondiameter) samt koppla
dessa parallellt eller i serie efter behov utan att använda
delningsfilter. Försök1 har visat att distorsionen vid en
viss akustisk effekt avtar i ungefär samma grad som
hög-talarantalet ökas. Det är dock troligt att då man
överstiger ett visst antal högtalare, distorsionen ånyo ökar på
grund av att de enskilda konamplituderna då hålles så
små att nollspänningen i könen och dess upphängning
börjar göra sig gällande (fig. 1, området vid origo).
En annan fördel med att använda flera högtalare är att
ljudet strålar ut från en förhållandevis större yta, vilket
minskar intrycket av att det kommer från en punkt.
Slutord
Vid ett enkelt ljudtransmissionssystem går
rumskoordina-terna förlorade, vilket ger endast endimensionell
överföring. För att man verkligen skall kunna få en
förnimmelse av att man nära nog har orkestern i rummet fordras:
goda högtalarsystem med försumbar linjär och olinjär
förvrängning samt god transientåtergivning,
alla element i den akustiska transmissionen bör uppfylla
de krav som t.ex. nu ställs på enbart förstärkarna,
stereofonisk ljudöverföring.
Litteratur
1. Ingerslev, F: Measuremcnt of linear and non-linear distorsion
in elcctrodynamic loudspeakers. Teknisk Forlag, Köpenhamn 1953.
2. Brittain, I" II: Loudspeaker: relations between subjective and
objective test. J. Brit. Inst. Radio Engrs febr. 1953 s. 105—109.
3. Roessler, E: The production of non-linear distorsion in the
loudspeaker. Funk und Ton nov. 1950 s. 549—553.
4. Olson, H F: Elements of acoustical engineering. New York 1940.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
