Home Theater Guide webboard > มุม Thai DIY Audio

DIY Field Coil Loudspeakers - An afternoon with Mr. Tube

(1/10) > >>

Mr. Tube:

--- อ้างจาก: santi01 ที่ 12 มิถุนายน, 2021, 07:49:39 pm ---ขออนุญาติสอบถามเพิ่มเติมในกระทู้นี้นะครับ.  การออกแบบให้ structure Housing กับ FC ให้สั้นแต่อ้วน.  คือรูปทรงของ FC ขดลวดเราก็จะต้องอ้วน. กับ แบบ ผอมๆยาวๆ  มีข้อดีข้อเสียต่างกันมั้ยครับ  คือ สมมุติว่า ระยะของ Magnetic Path มันเท่ากัน
--- End quote ---


ในสูตรคำนวณ Solinoid ความยาวของ Coil เป็นตัวหาร เช่นนั้น ถ้า Coil สั้นก็จะได้ Flux มากกว่า Coil ยาว แต่ในขณะเดียวกัน Winding Window ก็จะเล็กลงด้วย ซึ่งจะทำรอบพัน (Turns) ไม่ได้มาก ถ้า Coil ยาว แต่จะให้รักษา Magnetic Path ไว้เท่าเดิม รอบพันก็ไม่ได้มากเหมือนกัน ผมเคยลอง Optimize ดูแล้ว ออกแบบให้หน้าตัดของ Coil เป็นจตุรัสหรือใกล้จตุรัส จะคุ้มค่าที่สุดครับ

santi01:
ขออนุญาติสอบถามเพิ่มเติมในกระทู้นี้นะครับ.  การออกแบบให้ structure Housing กับ FC ให้สั้นแต่อ้วน.  คือรูปทรงของ FC ขดลวดเราก็จะต้องอ้วน. กับ แบบ ผอมๆยาวๆ  มีข้อดีข้อเสียต่างกันมั้ยครับ  คือ สมมุติว่า ระยะของ Magnetic Path มันเท่ากัน

Mr. Tube:

--- อ้างจาก: santi01 ที่ 01 มิถุนายน, 2021, 08:13:25 pm ---ขอบคุณมากครับ. อธิบายละเอียดมากเริ่มเข้าใจขึ้นอีกหน่อยหล่ะ.   ถ้าเราต้องการแก้ปัญหาต่อเรื่องความเฉี่อย ก็คือเราต้องลดมวลของกรวยกระดาษและชุดขับเคลื่อนลง. เช่น หากรวยที่บางขึ้น ซึ่งปัญหาที่ตามมาขอเดาว่ามันจะเสียเรื่องความแข็งแรงของโครงสร้างของกรวย มีปัญหาเรื่องความเพี้ยนใช่มั้ยครับ.    ที่ผมเคยเห็นลำโพงเก่าบางรุ่น เป็น voice เล็กๆ ใช้กระดาษบางๆ และเป็นกรวยทรงลึก. ไม่แน่ใจว่าการใช้กรวยทรงลึก เป็นการเสริมความแข็งแรง หรือเป็นเรื่องให้ลำโพงตอบสนองความถี่ได้กว้างขึ้น คือเพิ่มเสียงกลางอะไรทำนองนี้
--- End quote ---


ใช่ครับ พอกระดาษบางเกินไป มันจะเสียรูปเวลาถูกแรงจาก VC ผลักครับ เป็นความเพี้ยนอย่างหนึ่งครับ เรื่องกรวยทรงลึกผมไม่แน่ใจเรื่องมูลเหตุในการออกแบบครับ แต่ลำโพงก่อนยุคคุณ Lansing จะเป็นทรงลึกเกือบทั้งหมด WE, Jensen, Magnavox, etc. ผมเดาว่าคงเป็นรูปทรงที่เหมาะกับเทคโนโยลีผลิตกระดาษในยุคนั้น ซึ่งยังไม่มีการเสริมเส้นใยสังเคราะห์ในเนื้อกระดาษครับ เท่าที่ทราบคือกรวยทรงลึกมันมีปัญหาเรื่องเฟสและมุมกระจายเสียงแคบลงเมื่อความถี่เริ่มสูงขึ้น อย่างเช่น Woofer 15 นิ้วทรงลึก จะเริ่มมีปัญหาเฟสและมุมกระจายเสียงตั้งแต่ 7-800Hz ขึ้นมาโดยประมาณ พอถึงยุคคุณ Lansing อย่าง Woofer Altec 515 นี่เริ่มตื้นขึ้นละ แล้วมาเห็นชัดๆ ใน JBL อีกทีครับ

santi01:

--- อ้างจาก: Mr. Tube ที่ 01 มิถุนายน, 2021, 01:25:06 pm ---
--- อ้างจาก: santi01 ที่ 31 พฤษภาคม, 2021, 10:47:19 pm ---ผมเข้าใจแบบนี้ถูกมั้ยครับ. ดูเหมือนขนาดของ voice coil จะเป็นตัวกำกำหนดพื่นที่หน้าตัดของ air gap ยิ่ง voice coil ใหญ่ (4") พื้นที่หน้าตัด gap ก็มากขึ้น ทำให้ขนาดของ pole piece ต้องใหญ่ขึ้นตาม. ส่งผลให้ขนาดของ FC ต้องใช้จำนวนรอบมากขึ้น ( น้ำหนัก FC เกือบ 8 กิโล คิดค่าทองแดง 3 พันกว่าก็เอาเรื่องอยู่ครับ )
--- End quote ---

ถูกครับ นอกจาก Diameter แล้ว ยังมีความสูงของ VC (ส่วนทองแดง) และการกำหนด Xmax ด้วยครับ เพราะเป็นส่วนที่เพิ่มพื้นที่หน้าตัดของ gap เช่นกัน



--- อ้างถึง --- คิดเล่นเล่นๆว่าถ้าเราลดขนาด voice coil ลงครึ่งนึงเช่น 2".  ทุกอย่างมันก็จะลดลงตามส่วนใช่มั้ยครับ. ขนาดของ Pole piece , FC , รวมถึงขนาดโดยรวมของ Housing
--- End quote ---

ใช่ครับ


--- อ้างถึง ---แต่สิ่งที่เราต้องแลกเมื่อเราลดขนาด Voice coil ลงคืออะไรบ้างครับ.  ความเข้าใจพื่นฐานของผมคือรับกำลัง watt ได้น้อยลง  (voice เล็กคือลวดสั้นขึ้น  ก็รับ watt ได้น้อยลง).  หรือ พื้นที่รับเส้นแรงแม่เหล็กก็น้อยลง ความไวจะลดลงด้วยมั้ย.   การพัน voice 2 ชั้นก็คือทำให้พื้นที่หน้าตัดของ gap มันลดลงใช่มั้ยครับ
--- End quote ---


ประเด็นสำคัญอยู่ที่ค่า BL Product ครับ (บางตำราจะเรียก Force Factor) B = Flux Density ที่ผ่านลวด VC (Tesla) ส่วน L = Length ความยาวของลวด VC ครับ (เมตร) ค่านี้จะเป็นตัวบอก แรง ที่จะกระทำกับ Moving Mass ทั้งหมดของลำโพง (น้ำหนัก VC + กรวย + Splider + Surround + ... อะไรก็ตามที่เคลื่อนไหวไปกับกรวย) ถ้าน้ำหนักน้อย แรงเยอะ เราก็ควบคุมความเคลื่อนไหวได้ง่าย ลองเปรียบเทียบกับรถของเล่นคันเท่าฝ่ามือครับ เราจะจับมันวิ่งยังไงก็ได้ แต่ถ้าเป็นจักรยาน จะผลักจะหยุดทีต้องใช้แรงเยอะ และเราเอาชนะ Inertia หรือแรงเฉื่อยไม่ได้ในทันทีที่จะเปลี่ยนทิศทางรถ กรวยลำโพงเป็นการขยับเข้า-ออก ในทิศทางเดียว ยิ่งแรงเยอะ น้ำหนักน้อย การควบคุมให้กรวยขยับได้ตรงกับแรงที่มาจาก VC ก็ย่อมทำได้ดีกว่าครับ


ทีนี้ VC มันมีเรื่อง Impedance เข้ามาเกี่ยวครับ คือต้องทำให้มาตรฐาน 8 หรือ 16 ohm เป็นหลัก DCR ก็ต้องเป็น 5 หรือ 10 ohm (โดยประมาณ) ตามลำดับไปด้วย แต่เมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กลง (4 เหลือ 2 นิ้ว) เส้นรอบวงก็ต้องเล็กลง ความยาวลวดต่อรอบก็ลดลง ทำให้ VC 2 นิ้ว ต้องลดขนาดลวดด้วย เพื่อรักษาค่า DCR ไว้ หรืออาจจะเป็นการเพิ่มรอบแทนก็ได้ ก็ทำให้ VC มีความสูงมากขึ้น หรือไม่ก็พัน 2-4 ชั้น เป็นต้น ส่วนเรื่องกำลังวัตต์ ต้องดูเรื่องการระบายความร้อนเป็นหลักครับ VC ที่ระบายความร้อนดี จะรับวัตต์ได้เยอะครับ VC โดยมากจะขาดจากความร้อน ไม่ใช่กระแสเกินจนลวดขาดครับ


กลับมาที่ BL Product ครับ พอ VC เล็กลง ความยาวลวดน้อยลง BL ก็น้อยลงครับ พอ แรง น้อยลง อย่างแรกความไวก็ลดครับ แต่โดยมากไม่เป็นประเด็นนักเพราะน้ำหนัก VC ก็ลดลงด้วย มันชดเชยกันไประดับนึง อย่างที่ 2 เกิดความเพี้ยนที่ความถี่ต่ำครับ ลำโพงต้องขยับตัวมากที่ความถี่ต่ำ พอ แรง ลดลง มันก็ชนะแรงเฉื่อยไม่ได้ครับ อย่างที่ 3 การตอบสนองด้านสูงจะลดลง เพราะแรงเอาชนะน้ำหนักไม่ได้ครับ


VC ปัจจุบันจะเป็นแบบ Over-hang ทั้งหมดครับ ไม่มีแบบ Under-hang แล้ว ยกเว้นพวกเราทำกันเองนี่แหล่ะ ทีนี้พอเป็นแบบ Over-hang แสดงว่าเค้าไมไ่ด้สนใจเรื่อง gap ครับ คือคนซื้อจะเอาไปใช้กับ gap สูงเท่าไหร่ก็ตามสบายเลย การลดขนาด gap จึงไม่ใช่วัตถุประสงค์ของการเพิ่มชั้น VC ครับ หลักๆ จะเป็นเรื่องการเพิ่ม BL และเพิ่มขนาดลวดครับ

--- End quote ---


ขอบคุณมากครับ. อธิบายละเอียดมากเริ่มเข้าใจขึ้นอีกหน่อยหล่ะ.   ถ้าเราต้องการแก้ปัญหาต่อเรื่องความเฉี่อย ก็คือเราต้องลดมวลของกรวยกระดาษและชุดขับเคลื่อนลง. เช่น หากรวยที่บางขึ้น ซึ่งปัญหาที่ตามมาขอเดาว่ามันจะเสียเรื่องความแข็งแรงของโครงสร้างของกรวย มีปัญหาเรื่องความเพี้ยนใช่มั้ยครับ.    ที่ผมเคยเห็นลำโพงเก่าบางรุ่น เป็น voice เล็กๆ ใช้กระดาษบางๆ และเป็นกรวยทรงลึก. ไม่แน่ใจว่าการใช้กรวยทรงลึก เป็นการเสริมความแข็งแรง หรือเป็นเรื่องให้ลำโพงตอบสนองความถี่ได้กว้างขึ้น คือเพิ่มเสียงกลางอะไรทำนองนี้

Mr. Tube:

--- อ้างจาก: santi01 ที่ 31 พฤษภาคม, 2021, 10:47:19 pm ---ผมเข้าใจแบบนี้ถูกมั้ยครับ. ดูเหมือนขนาดของ voice coil จะเป็นตัวกำกำหนดพื่นที่หน้าตัดของ air gap ยิ่ง voice coil ใหญ่ (4") พื้นที่หน้าตัด gap ก็มากขึ้น ทำให้ขนาดของ pole piece ต้องใหญ่ขึ้นตาม. ส่งผลให้ขนาดของ FC ต้องใช้จำนวนรอบมากขึ้น ( น้ำหนัก FC เกือบ 8 กิโล คิดค่าทองแดง 3 พันกว่าก็เอาเรื่องอยู่ครับ )
--- End quote ---

ถูกครับ นอกจาก Diameter แล้ว ยังมีความสูงของ VC (ส่วนทองแดง) และการกำหนด Xmax ด้วยครับ เพราะเป็นส่วนที่เพิ่มพื้นที่หน้าตัดของ gap เช่นกัน



--- อ้างถึง --- คิดเล่นเล่นๆว่าถ้าเราลดขนาด voice coil ลงครึ่งนึงเช่น 2".  ทุกอย่างมันก็จะลดลงตามส่วนใช่มั้ยครับ. ขนาดของ Pole piece , FC , รวมถึงขนาดโดยรวมของ Housing
--- End quote ---

ใช่ครับ


--- อ้างถึง ---แต่สิ่งที่เราต้องแลกเมื่อเราลดขนาด Voice coil ลงคืออะไรบ้างครับ.  ความเข้าใจพื่นฐานของผมคือรับกำลัง watt ได้น้อยลง  (voice เล็กคือลวดสั้นขึ้น  ก็รับ watt ได้น้อยลง).  หรือ พื้นที่รับเส้นแรงแม่เหล็กก็น้อยลง ความไวจะลดลงด้วยมั้ย.   การพัน voice 2 ชั้นก็คือทำให้พื้นที่หน้าตัดของ gap มันลดลงใช่มั้ยครับ
--- End quote ---


ประเด็นสำคัญอยู่ที่ค่า BL Product ครับ (บางตำราจะเรียก Force Factor) B = Flux Density ที่ผ่านลวด VC (Tesla) ส่วน L = Length ความยาวของลวด VC ครับ (เมตร) ค่านี้จะเป็นตัวบอก แรง ที่จะกระทำกับ Moving Mass ทั้งหมดของลำโพง (น้ำหนัก VC + กรวย + Splider + Surround + ... อะไรก็ตามที่เคลื่อนไหวไปกับกรวย) ถ้าน้ำหนักน้อย แรงเยอะ เราก็ควบคุมความเคลื่อนไหวได้ง่าย ลองเปรียบเทียบกับรถของเล่นคันเท่าฝ่ามือครับ เราจะจับมันวิ่งยังไงก็ได้ แต่ถ้าเป็นจักรยาน จะผลักจะหยุดทีต้องใช้แรงเยอะ และเราเอาชนะ Inertia หรือแรงเฉื่อยไม่ได้ในทันทีที่จะเปลี่ยนทิศทางรถ กรวยลำโพงเป็นการขยับเข้า-ออก ในทิศทางเดียว ยิ่งแรงเยอะ น้ำหนักน้อย การควบคุมให้กรวยขยับได้ตรงกับแรงที่มาจาก VC ก็ย่อมทำได้ดีกว่าครับ


ทีนี้ VC มันมีเรื่อง Impedance เข้ามาเกี่ยวครับ คือต้องทำให้มาตรฐาน 8 หรือ 16 ohm เป็นหลัก DCR ก็ต้องเป็น 5 หรือ 10 ohm (โดยประมาณ) ตามลำดับไปด้วย แต่เมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กลง (4 เหลือ 2 นิ้ว) เส้นรอบวงก็ต้องเล็กลง ความยาวลวดต่อรอบก็ลดลง ทำให้ VC 2 นิ้ว ต้องลดขนาดลวดด้วย เพื่อรักษาค่า DCR ไว้ หรืออาจจะเป็นการเพิ่มรอบแทนก็ได้ ก็ทำให้ VC มีความสูงมากขึ้น หรือไม่ก็พัน 2-4 ชั้น เป็นต้น ส่วนเรื่องกำลังวัตต์ ต้องดูเรื่องการระบายความร้อนเป็นหลักครับ VC ที่ระบายความร้อนดี จะรับวัตต์ได้เยอะครับ VC โดยมากจะขาดจากความร้อน ไม่ใช่กระแสเกินจนลวดขาดครับ


กลับมาที่ BL Product ครับ พอ VC เล็กลง ความยาวลวดน้อยลง BL ก็น้อยลงครับ พอ แรง น้อยลง อย่างแรกความไวก็ลดครับ แต่โดยมากไม่เป็นประเด็นนักเพราะน้ำหนัก VC ก็ลดลงด้วย มันชดเชยกันไประดับนึง อย่างที่ 2 เกิดความเพี้ยนที่ความถี่ต่ำครับ ลำโพงต้องขยับตัวมากที่ความถี่ต่ำ พอ แรง ลดลง มันก็ชนะแรงเฉื่อยไม่ได้ครับ อย่างที่ 3 การตอบสนองด้านสูงจะลดลง เพราะแรงเอาชนะน้ำหนักไม่ได้ครับ


VC ปัจจุบันจะเป็นแบบ Over-hang ทั้งหมดครับ ไม่มีแบบ Under-hang แล้ว ยกเว้นพวกเราทำกันเองนี่แหล่ะ ทีนี้พอเป็นแบบ Over-hang แสดงว่าเค้าไมไ่ด้สนใจเรื่อง gap ครับ คือคนซื้อจะเอาไปใช้กับ gap สูงเท่าไหร่ก็ตามสบายเลย การลดขนาด gap จึงไม่ใช่วัตถุประสงค์ของการเพิ่มชั้น VC ครับ หลักๆ จะเป็นเรื่องการเพิ่ม BL และเพิ่มขนาดลวดครับ

นำร่อง

[0] ดัชนีข้อความ

[#] หน้าถัดไป