home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1993 #3 / NN_1993_3.iso / spool / rec / audio / highend / 2934 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1993-01-25  |  6.1 KB

  1. Path: sparky!uunet!spool.mu.edu!uwm.edu!csd4.csd.uwm.edu!info-high-audio-request
  2. From: Richard D Pierce <DPierce@world.std.com>
  3. Newsgroups: rec.audio.high-end
  4. Subject: re: Time Alignment
  5. Date: Sun, 24 Jan 1993 18:53:15 -0500 (EST)
  6. Organization: University of Wisconsin - Milwaukee
  7. Lines: 107
  8. Approved: tjk@csd4.csd.uwm.edu
  9. Message-ID: <1k0r8aINN6o2@uwm.edu>
  10. NNTP-Posting-Host: 129.89.7.4
  11. Mime-Version: 1.0
  12. Content-Type: TEXT/PLAIN; charset=US-ASCII
  13. Originator: tjk@csd4.csd.uwm.edu
  14.  
  15.  
  16. John Lipp writes:
  17.  
  18. >?>I was reading a book on Hifi (Good Sound, by Dearborn) which gave an 
  19. >>explanation of time aligning speakers.  It implied that this entailed 
  20. >>always putting the speaker magnets in the same plane because this is 
  21. >>where the sound originates.  The reasoning struck me as faulty for the
  22. >>following reason:  If the voice coil is reasonably stiff, the cone 
  23. >>will move at the same time as the voice coil.
  24. >
  25. >You are right that this is non-sense.  Sound is the excitation of air
  26. >particles, so sound originates where the speaker diaphram (or cone or
  27. >whatever is moving) contacts the air.  However, the effective sound
  28. >"center" which you try to align in time aligned speakers can be very
  29. >difficult to determine.  Consider the cone of your standard speaker
  30. >driver.  Sound is originating all over the cone which does not have a
  31. >unique center.  Do you use the average of the distance the dustcap is from
  32. >the front and where the outer edge of the surround?  Or is it the
  33. >geometric mean of these two.  And what about cone resonances? 
  34.  
  35. No, John, you are wrong. It makes perfect sense.
  36.  
  37. There is indeed a unique single position (which is indeed frequency
  38. dependent) which can be considered the acoustical center
  39. of the driver. If you sum all of the wave paths from all points in the
  40. cone to the listening position, the result will be a single averaged path
  41. to a single virtual point. For the most part, it will NOT be somewhere
  42. between the dustcap and the edge of the cone, it will not even be on the
  43. cone anywhere at all. It will be somewhere down near the mechanical center
  44. of the voice coil/magnet system, since that's where the impulse
  45. originates. 
  46.  
  47. Imagine, if you will, the voice coil moving the apex of the cone. The
  48. entire cone does not move instantly, but the movement essentially travels
  49. outward from the apex at some speed. This speed is usually much faster
  50. than the veolcity of sound in air. But the cone is angle (and that angle
  51. is somewhat dependent, when the designer knows what he is doing) on the
  52. actual propogation velocity in the cone material. So while the motion is
  53. propogating along the cone towards the edge, it's also launching a wave
  54. that is, for the most part, keeping up with the cone. S0 where's
  55. the origin, the acoustic center? Where it was started, in the voice coil.
  56.  
  57. In an ideal situation, the base angle of the cone should be the arctangent
  58. of the ratio of the propogation velocity of air to the propogation
  59. velocity of the cone material. Thus, to form a flat diaphragm, where the
  60. angle is zero, requires a cone material with an infinite propogation
  61. velocity. A material with a propogation velocity equal to that of air (342
  62. m/s at STP) requires a cone with a base angle of 45 degrees. 
  63.  
  64. Secondly, you completely ignore the fact that for most drivers, you're
  65. operating at frequencies where the wavelength is substantially larger than
  66. the depth of the cone anyway. Thus the effect I described above and your
  67. claim of stuff being radiated all over the cone is really insiginificant,
  68. since the cone, as far as a wavelength is concerned, is one piece and
  69. effectively flat. It's only at high frequencies that the effect I describe
  70. above is valid. 
  71.  
  72. The whole issue of measuring acoustic centers is something that was well
  73. covered by Richard Heyser 20 years ago. The phenomenon is actually well
  74. understood by those who care to take the time to research the relevant
  75. literature or actually measure the drivers (I've done both). It most
  76. assuredly is not the black-magic, empirically based guesswork that you
  77. seem to imply.
  78.  
  79. >The point I am trying to make is that by physical inspection it is hard to
  80. >find the acoustic center of a driver.  In general, it has to be measured
  81. >and can be a function of frequencies due to resonances and nulls in cone
  82. >response (some high quality drivers are intentionally designed to exhibit
  83. >specific resonance and null patterns and acheive superior performance; do
  84. >not conclude that these phenominon are always bad). 
  85.  
  86. Well, in one sense, you are partially right. In fact it's impossible to
  87. find the acoustic center by inspection. Why on earth would you presume to
  88. even do so? It's like looking at a driver and determining by simple
  89. inspection what the Thiele-Small parameters and the 30 deg off axis
  90. response curve is (actually, some of us with the experience can make a
  91. reasonable guess).
  92.  
  93. As to some "high quality drivers... intentionally designed to exhibit
  94. specific resonance and null patterns..." you're on pretty thin ice with
  95. this one. Care to mention any specific examples? I don't know of any, and
  96. I've seen a hell of a lot of drivers. 
  97.  
  98. >Also, time aligned systems suffer from the same problem that stereo
  99. >imaging does--there is always a sweet spot based on speaker geometry,
  100. >location and room acoustics.  And often some of the design aspects of
  101. >time-aligned speakers make them very sensative to position (much more so
  102. >than conventional speakers). 
  103.  
  104. Bullsh*t! This is only true in the sense that spending the effort
  105. providing time alignment will result in ideal time alignment occuring over
  106. only a fairly narrow range of positions, while not spending the effort
  107. probably results in the alignment happening nowhere. So I guess you could
  108. say that since it's the difference between beeing good in one spot and bad
  109. everywhere else, as opposed to being bad everywhere, the latter case is
  110. better since you can't ever loose the good spot.
  111.  
  112. Now none of this discussion addresses the issue of whether time alignment
  113. is good or not. That's a whole different subject altogether.
  114.  
  115. |                Dick Pierce                |
  116. |    Loudspeaker and Software Consulting    |
  117. | 17 Sartelle Street   Pepperell, MA  01463 |
  118. |       (508) 433-9183 (Voice and FAX)      |
  119.  
  120.  
  121.  
  122.