Linia bliskiego i średniego pola (NMF) firmy Beyma obejmuje ten kompaktowy głośnik niskotonowy przeznaczony na rynek sprzętu audio studyjnego/domowego, jeden z trzech modeli o podobnym zestawie funkcji, który obejmuje stożki i osłony przeciwpyłowe z włókna węglowego, technologię chłodzenia Malt Cross, potrójne aluminium i miedź pierścienie zwierające, podwójne pająki Bimax i wewnętrzne/zewnętrzne uzwojenia cewki Quattro. Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w „Cewka drgająca” w sierpniu 2023 r.
Kopułkowe głośniki wysokotonowe NMF (T-25M i T-25S) zostały zaprezentowane w wydaniu Voice Coil z grudnia 2022 r., zaprojektowanym przez najnowszego inżyniera Beyma Diego Ivarsa (wcześniej inżyniera przetworników SEAS). Linia NMF obejmuje również trzy głośniki niskotonowe z podobnym zestawem funkcji, który obejmuje stożki i osłony przeciwpyłowe z włókna węglowego, technologię chłodzenia Malt Cross, potrójne aluminiowe i miedziane pierścienie zwierające, podwójne pająki Bimax oraz wewnętrzne i zewnętrzne uzwojenia cewek Quattro! Obejmuje to 6,5-calowy przetwornik średniotonowy 6NMFW, 8-calowy przetwornik średniotonowy 8NFMW oraz przedmiot tego wyjaśnienia na stanowisku testowym, 10-calowy subwoofer 10NMFS pokazany na zdjęciu 1.
Funkcje 10-calowego subwoofera 10NMFS są znaczne, co jest interesujące, biorąc pod uwagę, że przetworniki NMF nie są przetwornikami PA, ale przetwornikami monitora studyjnego/domowego. Zaczynając od ramy, Beyma 10NMFS wykorzystuje opatentowane pięć dość szerokich podwójnych szprych w ośmiokątnej ramie z odlewanego aluminium.
Do chłodzenia rama zawiera 10 prostokątnych otworów wentylacyjnych o wymiarach 20 mm × 5 mm w obszarze poniżej półki montażowej pająka (Zdjęcie 2), co zapewnia lepsze chłodzenie cewki drgającej. Otwory wentylacyjne umożliwiają przepływ powietrza obok cewki drgającej i przez przednią stronę zespołu silnika ferrytowego. Dodatkowe chłodzenie zapewnia rozszerzony otwór wentylacyjny na słupie o średnicy 25 mm i osiem obwodowych otworów wentylacyjnych o średnicy 8 mm oraz tył tylnej płyty/T-yoke. Jest to część wymuszonego układu chłodzenia Beyma Malt Cross (Zdjęcie 3), który obejmuje wykorzystanie aluminiowego pierścienia zwierającego jako część procesu chłodzenia. To wyjątkowa technologia termiczna.
Zespół stożka składa się ze stożka z włókna węglowego o krzywoliniowym profilu i osłony przeciwpyłowej z włókna węglowego o średnicy 4,5 cala. Zgodność zapewnia wypukła, przegubowa rama NBR. Pochylone artykulacje pojawiają się jako wyboczenia poza fazą podczas długich wycieczek. Pozostała zgodność zapewnia podwójny płaski pająk Bimax o średnicy 6,5 cala. Przewody blichtrowe są wszyte w pająka, co zapewnia długoterminową stabilność, i przymocowane do lutowanych zacisków.
Konstrukcja silnika Beyma 10NMFS wykorzystuje zoptymalizowaną metodą FEA strukturę magnesu ceramicznego (ferrytowego), napędzającą cewkę drgającą o średnicy 63,5 mm (2,5 cala) nawiniętą okrągłym drutem miedzianym na nieprzewodzącej matrycy z konfiguracją uzwojenia wewnętrznego/zewnętrznego QUATTRO firmy Beyma. Części silnika, misa powrotna i płyta przednia są pokryte czarną powłoką emitującą ciepło w celu lepszego chłodzenia. Integralną częścią tego silnika jest aluminiowy pierścień demodulacyjny (pierścień zwierający, zwany także tarczą Faradaya), będący częścią technologii chłodzenia Malt Cross, plus dwa miedziane pierścienie zwierające w celu redukcji zniekształceń.
Zacząłem testować 10-calowy subwoofer Beyma 10NMFS przy użyciu analizatora LinearX LMS i urządzenia Physical LAB IMP Box (tego samego typu urządzenie testowe co LinearX VI Box, używanego oddzielnie do pomiaru napięcia i prądu), aby utworzyć zarówno krzywe napięcia, jak i impedancji (prądu) . Gdy przetwornik był przymocowany do sztywnego uchwytu testowego na wolnym powietrzu przy napięciach 0,3 V, 1 V, 3 V, 6 V, 10 V, 20 V i 30 V, pozwoliłem cewce drgającej na stopniowe nagrzewanie się pomiędzy kolejnymi ruchami. Przetwornik Beyma pozostał wystarczająco liniowy, aby LEAP 5 mógł dopasować krzywą do impedancji na poziomie 30 V i prawdopodobnie pozostałby liniowy aż do co najmniej 40 V w wolnym powietrzu.
Zgodnie z ustalonym protokołem testów na stanowisku testowym nie korzystam już z pojedynczego pomiaru masy i zamiast tego korzystam z danych Mmd dostarczonych przez producenta (84,9 gramów dla Beyma 10NMFS). Przetworzyłem później 14 550-punktowych schodkowych przemiatań fali sinusoidalnej dla każdej próbki 10NMFS i podzieliłem krzywe napięcia przez krzywe prądu, aby wygenerować krzywe impedancji, z fazą obliczoną przy użyciu metody obliczeniowej LMS.
Zaimportowałem dane wraz z towarzyszącymi im krzywymi napięcia do oprogramowania LEAP 5 Enclosure Shop. Ponieważ parametry Thiele-Small (TS) dostarczane przez większość producentów OEM są generowane przy użyciu modelu standardowego lub modelu LEAP 4 TSL, dodatkowo utworzyłem zestaw parametrów LEAP 4 TSL przy użyciu krzywych swobodnego powietrza 1 V. Wybrałem kompletny zestaw danych, krzywe impedancji wielu napięć dla modelu LTD i krzywą impedancji 1 V dla modelu TSL w menu Transducer Model Derivation w LEAP 5 i stworzyłem parametry do symulacji komputera. Rysunek 1 przedstawia krzywą impedancji w powietrzu swobodnym 1 V. Tabela 1 porównuje dane LEAP 5 LTD i TSL oraz parametry fabryczne obu próbek Beyma 10NMFS.
Wyniki obliczeń parametrów LEAP 5 dla Beyma 10NMFS były w dużej mierze zgodne z opublikowanymi danymi fabrycznymi, ale z kilkoma drobnymi wyjątkami. Pierwsza to wartości czułości, ale wynika to z metody 1W/1m stosowanej przez firmę Beyma, która różni się od czułości wynikowej parametrów TS 2,83V/1m, której ja używam. Drugim jest Xmax i Beyma robi coś podobnego, co robi kilku innych producentów, dodaje ułamek obszaru przerwy do liczby Xmax, aby uwzględnić pola skrajne, podobnie do wartości Xmax + 15%, której używam w symulacjach obudów.
Zgodnie z ustalonym protokołem pomiarowym skonfigurowałem symulacje obudowy komputera przy użyciu parametrów LEAP LTD dla Próbki 1. Zaprogramowałem dwie symulacje skrzynki komputerowej w LEAP 5, wyrównanie wentylowanej skrzynki Extended Bass Shelf (EBS) o objętości 1,15 stopy3 (15% wypełnienia włóknem szklanym) materiału) dostrojonego do 35 Hz i mniejszej, uszczelnionej obudowy o objętości 0,57 stopy3 symulowanej przy użyciu materiału tłumiącego w 50% włókna szklanego.
Rysunek 2 przedstawia wyniki SPL w wentylowanych i uszczelnionych obudowach przy napięciu 2,83 V i poziomie napięcia wystarczająco wysokim, aby zwiększyć wychylenie membrany do Xmax +15% (14,4 mm dla 10NMFS). Dało to częstotliwość F3 wynoszącą 45 Hz (F6 = 36 Hz) dla skrzynki wentylowanej EBS i -3 dB = 61 Hz (F6 = 50 Hz) Qtc = 0,71 dla symulacji mniejszej obudowy zamkniętej. Zwiększanie napięcia wejściowego do symulacji aż do osiągnięcia maksymalnego limitu wychylenia liniowego membrany skutkowało wartością 117 dB przy napięciu wejściowym 90 V w przypadku skrzynki wentylowanej i 116,5 dB przy poziomie wejściowym 98 V w przypadku mniejszej obudowy zamkniętej. Rysunek 3 przedstawia krzywe opóźnienia grupowego 2,83 V. Rysunek 4 przedstawia krzywe wychylenia 90 V/98 V. Należy pamiętać, że 10NMFS zaczyna się od częstotliwości poniżej 25 Hz w symulacji wentylowanej, więc odpowiedni filtr górnoprzepustowy znacznie zwiększy niezniekształcony sygnał wyjściowy.
Analiza Klippela dla 10-calowego subwoofera NMF, przeprowadzona w tym miesiącu przez Warkwyn (Jason Cochrane wykonał analizę na analizatorze KA3), dała wykresy zakresu symetrii Bl(x), Kms(x) oraz Bl i Kms przedstawione na rysunkach 5- 8. Krzywa Bl(x) dla 10NMFS (rysunek 5) jest umiarkowanie szeroka i wykazuje pewne przesunięcie, nachylenie i asymetrię względem krzywej, ale wcale nie jest na tyle rozległa, aby stanowić przełom. Patrząc na wykres symetrii Bl (rysunek 6), do czasu, gdy krzywa osiągnie pozycję o dużej pewności pomiędzy 8 mm a 10 mm, przesunięcie spadło o 0,43 mm przesunięcie cewki (do tyłu). W fizycznej pozycji Xmax 12,5 mm przesunięcie jest odwracane do podobnie małego przesunięcia cewki na zewnątrz (do przodu) wynoszącego 0,43 mm. To niewielkie przesunięcie pozostaje > 0,8 mm do co najmniej 15,5 mm, więc nie jest to wcale poważny problem.
Rysunek 7 i Rysunek 8 przedstawiają krzywe zakresu symetrii Kms(x) i Kms dla Beyma 10NMFS. Krzywa Kms(x) jest również umiarkowanie symetryczna w obu kierunkach, czemu towarzyszy bardzo małe przesunięcie cewki na wejściu (w tył). Patrząc na wykres zakresu symetrii Kms, przesunięcie cewki przy fizycznym fizycznym Xmax przetwornika 12,5 mm wynosi 0,83 mm. Liczby ograniczające przemieszczenie obliczone przez analizator Klippel dla 10NMFS wynosiły XBl @ 70% Bl=15,21 mm, a dla XC @ 50% Cms minimum wynosiło >16,54 mm, co oznacza, że dla tego 10-calowego przetwornika Beyma, Bl jest najbardziej ograniczającym czynnikiem dla zalecanego poziomu zniekształceń wynoszącego 20% (kryteria dla subwooferów). Obie liczby są jednak większe niż fizyczne Xmax 10NMFS.
Rysunek 9 przedstawia krzywe indukcyjności Le(x) dla 10NMFS. Indukcyjność będzie zwykle rosnąć w kierunku do tyłu od zerowego położenia spoczynkowego, gdy cewka drgająca pokrywa większą powierzchnię bieguna, co nie ma tutaj miejsca, ale jest typowe dla tego typu silnika, który zawiera wiele aluminiowych/miedzianych pierścieni demodulacyjnych (zwierających) . Maksymalne wahanie indukcyjności tego sterownika od Xmax do Xmax na wyjściu wynosi maksymalnie 0,074 mH, co stanowi doskonałą wydajność dla tego potężnego (Bl=16Tm) silnika ferrytowego.
Ponieważ 10NMFS jest oznaczony jako subwoofer, spodziewałbym się, że będzie on przekraczał zakres częstotliwości od 100 Hz do 200 Hz. Zgodnie z moim zwykłym protokołem stanowiska testowego nie dostarczam danych SPL dla subwooferów, a jedynie publikuję fabryczne pomiary SPL pokazane na rysunku 10. Wykres 1 W/1 m pokazuje 10NMFS przy 0° na osi i 45° poza osią.
Biorąc pod uwagę anomalię SPL skupioną wokół 8 kHz, przetwornik ten można z łatwością połączyć z przetwornikiem średniotonowym w zakresie od 200 Hz do 700 Hz, dzięki czemu można go z łatwością używać w zastosowaniach trójdrożnych, a także w subwooferze.
Na koniec użyłem analizatora Listen SoundCheck AudioConnect i mikrofonu SCM do pomiaru zniekształceń. Należy pamiętać, że podobnie jak wykresy SPL i biegunowe, nie generuję wykresów czasowo-częstotliwościowych dla przetworników subwoofera.
Do pomiaru zniekształceń zamontowałem na sztywno 10-calowy przetwornik na wolnym powietrzu i ustawiłem SPL na 94 dB (kryteria dla sterowników monitorów domowych/studio) w odległości 1 m (9,7 V), korzystając z wbudowanego generatora szumu różowego SoundCheck i SLM. Następnie zmierzyłem zniekształcenia za pomocą mikrofonu Listen umieszczonego 10 cm od przetwornika. W rezultacie powstały krzywe zniekształceń pokazane na rysunku 11.
Patrząc na obiektywne dane zebrane na temat tego 10-calowego przetwornika, 10NMFS, podobnie jak wszystkie przetworniki firmy Beyma, które zostały wyjaśnione na stanowisku testowym, wygląda na bardzo dobrze wykonany przetwornik z dobrym zestawem kompromisów w zakresie wydajności, a nie wspomnieć o światowej klasy technologii systemu chłodzenia Beyma Malt Cross. Po więcej informacji odwiedź www.beyma.com. VC
Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w „Cewka drgająca” w sierpniu 2023 r.
