home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #19 / NN_1992_19.iso / spool / rec / audio / 12021 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1992-09-02  |  5.4 KB  |  102 lines

  1. Newsgroups: rec.audio
  2. Path: sparky!uunet!world!DPierce
  3. From: DPierce@world.std.com (Richard d Pierce)
  4. Subject: Re: How are speaker impedences specified?
  5. Message-ID: <BtyA0s.Dz2@world.std.com>
  6. Organization: The World Public Access UNIX, Brookline, MA
  7. References: <TRsaqB1w165w@tsoft.sf-bay.org> <1992Aug31.181551.9911@bmerh85.bnr.ca> <78890@ut-emx.uucp>
  8. Date: Wed, 2 Sep 1992 12:14:51 GMT
  9. Lines: 91
  10.  
  11. Bruce G. Bostwick writes:
  12. >
  13. >Bear in mind, too, that the change in impedance with frequency isn't
  14. >even roughly linear.  The voice coil is an inductor with a biased
  15. >core, yes, but the cone is a mechanical component, and so is the air
  16. >in and outside the box, and remember back emf?  That's right, the
  17. >resonances and responses of the speaker, the box, and even the room to
  18. >a tiny extent show up in the circuitry as 'backtalk' to the amp.  This
  19. >means small (and sometimes large) peaks and dips in the impedance
  20. >curve that change, often chaotically, when anything gets moved.
  21. >
  22.  
  23. Wow, do we have a pile of assertions ripe for the testing or what!?
  24.  
  25. First, "change in impedance with frequency isn't even roughly linear." 
  26. If we take the statement at face value, then so what? By linear, do you
  27. mean that it can;t be modeled by a first order (linear) equation? If so,
  28. your absolutely right, but, again, so what? At a given drive level, we can
  29. come up with a pretty damned accurate model based on a sufficiently complex
  30. equivalent circuit, and such a model behaves as arbitrarily close to reality
  31. as you care to take the time and effort to make it. It's an excercise I
  32. perform pretty much on a daily basis in my work.
  33.  
  34. About the voice coiul being an inductor with a "biased core,", in a word,
  35. wrong because of poor understanding of the phenomenon and vast
  36. oversimplificaion. The voice coil (and the magnet) act as transformers. They
  37. essentially transform the motional impedance of the speaker (along with the
  38. absolutely miniscule acoustical impedance) to an electrical equivalent (and,
  39. in doing so, also transform electrical power into mechanical power). Again,
  40. so what?
  41.  
  42. Now the fun begins. Yeah, what about the cone, and the air both in and outside
  43. box? Are you willing to assert that the air performs non-linearly within the
  44. normal operating range of the loudspeaker. I think not by a long shot. And
  45. back EMF is nothing more than the electrical transformation of the motional
  46. impedance of the system.
  47.  
  48. Now, the real meat comes in, where the assertion is made that "the resonances,
  49. and responses of the speaker, the box and even the room to a tiny extent show
  50. up in the circuitry as 'backtalk'" (hmmm, reminds me of a recalcitrant student
  51. I once had at a lecture, "But Dr. Bose said..." SMACK!).
  52.  
  53. Let's look (and I invite you to research this independently) the various
  54. sources of the impedance components in a loudspeaker.
  55.  
  56. There are "losses". These are the resistive components of the impedance. The
  57. single greatest source of losses is very simple, it's the DC resistance of
  58. the voice coils (and of any resistive attenuator circuits in the crossover).
  59. They acount for typically 95% of the total losses in the passband of the
  60. system (below the passband, they account for ALL the losses, above, the speaker
  61. is essentially reactive and not radiating anyway, by definition).
  62.  
  63. The second most important set of losses are mechanical. They can be significant
  64. where mechanical velocities are relatively high (such as at the fundamental
  65. resonance of the woofer, where the motional losses might be as much as 10% of
  66. the pure resistive losses), but through most of the passband, they are quite
  67. minimal. 
  68.  
  69. Then there are the acoustic losses: these are the "losses" into which we 
  70. actually produce sound. They are absolutely insiginificant. I would hazard
  71. to estimate that, in the passband, they account for no more than 1% of the
  72. total losses at best for direct radiator loudspeaker systems (now, as a very
  73. interesting aside, the typical efficiency of a direct radiator system just
  74. so happens to coincide with the ratio of acoustic losses, or more accurately,
  75. the radiation resistance, to all other combined losses!).
  76.  
  77. The reactive components are due to several things. There is a "reactive"
  78. component on either side of fundamental mechanical resonances. There might
  79. be component due to the fundamental cone breakup mode. There are reactive
  80. components due to crossovers. And there is a reactive component due to
  81. the inductance of the voice coils. Now this latter does not behave like a
  82. pure inductance (and might be the "non-linear" that you refer to but is
  83. not non-linear per se. In fact it behaves very much like a lossy poorly
  84. coupled transformer driving a fairly resistive load).
  85.  
  86. The real assertion comes when the statement is made that the impedance curve
  87. changes "often chaotically, when anything moves." This is nonsense, plain and
  88. simple. From an empirical standpoint alone, I've measured enough systems to 
  89. find that the amount of coupling between the amplifier and the room is so
  90. small and insignificant as to completely bury any such effects so far down
  91. in the noise that they are undetectable. As to the "chaotic" part, in what
  92. way is it "chaotic". Do you mean that the impedance curve looks lumpy and
  93. irregular. Indeed it does, but it is quite deterministic and hardly chaotic
  94. in any way that I am familiar with the term.
  95.  
  96. .
  97. -- 
  98. |                Dick Pierce                |
  99. |    Loudspeaker and Software Consulting    |
  100. | 17 Sartelle Street   Pepperell, MA  01463 |
  101. |       (508) 433-9183 (Voice and FAX)      |
  102.