DIY RIBBON HEADPHONES. Делаем ленточные наушники пространственного звучания

[mmnn]

О, пошел обмен любезностями
Теория с практикой по идее не сильно должны отличатся и симуляция позволяет оценить разные решения без физической реализации, что удобно, кажется. Если интуиция сильна, то можно и сразу в железе делать, у каждого свои методы достижения цели.
Вот поле
img.jpg
вот график со смещением вверх на 5мм и в центре (основные магниты N38 с поперечным сечением 10х5)
img.jpg

[Lithium]

Не, такое не пойдет. кривенько. К тому же зазор между магнитами слишком мал если у них габариты 5х10мм

[mmnn]

Расстояние между магнитами 17мм. Конечно кривенько, при таких магнитах и зазоре по другому и не будет. Но и при такой "кривизне" поля звук многих устраивает. Влияние неравномерности в конкретной реализации уже только практикой проверять и приборами мерять, врядли кто тут сможет теоретически посчитать.
Таким положением фокусирующих магнитов кривизну не исправить, а вот напряженность в зазоре растет, тк поле основного магнита "перекашивается" в нужную сторону.

[bSun0000]

Пробовал ли кто-нибудь изготавливать ленточники в закрытом исполнении? Поделитесь информацией\ресурсами, как это можно просчитать\сделать грамотным образом. Шумы снаружи и нежелание мешать окружающим диктуют свои правила..

С моих первых опытов сразу стало понятно, что буквально каждая деталь влияет на звук. Закрытая камера без демпфирования - "бочка", передемпфированная, с малым рабочим объемом - сильная просадка по НЧ, звукопроницаемая марля прямо перед лентой - потеря воздушности и ВЧ, малый объем в амбрашурах - тоже проблемы.. как бы это дело заколхозить так, чтобы потеря в качестве звука не слишком била по ушам или хотя-бы выправлялась эквалайзером?

[serg7svg]

Пробовал ли кто-нибудь изготавливать ленточники в закрытом исполнении? Поделитесь информацией\ресурсами, как это можно просчитать\сделать грамотным образом. Шумы снаружи и нежелание мешать окружающим диктуют свои правила..

С моих первых опытов сразу стало понятно, что буквально каждая деталь влияет на звук. Закрытая камера без демпфирования - "бочка", передемпфированная, с малым рабочим объемом - сильная просадка по НЧ, звукопроницаемая марля прямо перед лентой - потеря воздушности и ВЧ, малый объем в амбрашурах - тоже проблемы.. как бы это дело заколхозить так, чтобы потеря в качестве звука не слишком била по ушам или хотя-бы выправлялась эквалайзером?

При имитации закрытого оформления (плотно закрывая тыльную часть наушников) на слух (измерениями пока не занимаюсь) происходят такие изменения:
Сильно просаживаются СЧ, звук становится похожим на звук в телефонной трубке, также сильно снижается уровень НЧ. На ВЧ провал в районе 12 кГц. В целом звучание из полноценного превращается в пародию. Это в моей конструкции наушников.
На мой вкус эквалайзером можно пользоваться при незначительной коррекции на 2-3 дБ.
Я бы не стал слушать закрытые ленточники. Тут больше сами наушники диктуют свои правила. Насколько я осведомлен, то все более-менее наушники с хорошим и выше того звучанием - все открытого оформления (или подавляющее большинство).

[Lithium]

В закрытом оформлении спины нормально будет работать только вч излучатель, при этом у него искажения будут ниже, чем с открытой. На СЧ-НЧ будет хуже.
Зеленый график - закрыл спину рукой, оранжевый - в стоке. НЧ в обоих графиках ниже 100гц задраны микрофоном
Скорее всего полностью закрытый корпус не получится из-за физических параметров излучателя. (большого эквивалентного объема по критериям Тилля- Смола ), Теоретически можно попробовать сделать фазоинверторный корпус



АЧХ ОЯ_ЗЯ.jpg

[bagcvwhi1]

В закрытом оформлении спины нормально будет работать только вч излучатель, при этом у него искажения будут ниже, чем с открытой.
Вложение 310801

и для вч идеальным вариантом тоже будет открытый динамик, но такой динамик сложно сделать и дорого, поэтому редко кто заморачивается этим
обычно вч делают закрытым, чтоб он не налавливал отражений внутри корпуса колонки, да и магнитную систему проще так делать
посмотрите на топовые бериллиевые твиттеры от Focal
там несколько вариантов открытых динамиков, центральное отверстие в магнитной системе задемпфировано, у открытого динамика будет ниже резонансная частота и ниже уровень искажений, к тому же вообще отсутсвует резонанс внутренннего объёма и отражения
но в целом действительно на вч открытость/закрытость не так сильно влияет, как на сч и нч динамики

---------- Добавлено в 08:14 ---------- Предыдущее сообщение было размещено в 07:57 ----------

В догонку, рааловское тиснение (как пишут - для борьбы со стоячими волнами в ленте)

тиснение в раалах сделано для улучшения внутреннего демпфирования, т.е. гашения поперечных волн в ленте, потому что изгибная жёсткость у геометрии ленты низкая, коэффициент внутренних потерь у алюминия или титана очень низкий, примерно одинаковый, что плохо, но у титана модуль упругости выше в 2 раза, чем у алюминия, поэтому в раалах разработчик использует титан
тиснение устраняет вдобавок локальные изломы ленты при колебаниях

[serg7svg]

поэтому в раалах разработчик использует титан

ALUMINIUM FOIL

[bagcvwhi1]

ALUMINIUM FOIL

да, точно, просто ещё давно на форуме где-то читал про титановую ленту, но сам производитель пишет, что алюминиевый ленточный драйвер
кстати, а что слышно о надёжности этого рааловского драйвера и его ресурсе? всё же наверно производитель не просто так драйвер сделал в отдельном картридже))

[serg7svg]

кстати, а что слышно о надёжности этого драйвера и его ресурсе? всё же наверно производитель не просто так драйвер сделал в отдельном картридже))

Почитайте здесь https://raalrequisite.com/ и здесь https://www.head-fi.org/threads/raal...-srh1a.890603/ .
Пишут гарантия на ленты 5 лет. Александар Р. сообщал что если даже ленты растянуты они все равно работоспособны, просто нужно убавлять громкость на материале богатом басами, что я и наблюдаю на своем опыте. И не драйвер сделан в отдельном картридже, картридж это основа на которой закреплена лента. Автор так придумал. Удобно.

[bagcvwhi1]

И не драйвер сделан в отдельном картридже, картридж это основа на которой закреплена лента. Автор так придумал. Удобно.

ну я это и имел ввиду, наверно для того чтобы удобней было заменять ленту? например в твиттерах Fountek ленту менять не особо удобно, там надо выдерживать определённое натяжение ленты, что без опыта не так то и просто
а в картридже раал лента как я понимаю уже натянута производителем

Александар Р. сообщал что если даже ленты растянуты они все равно работоспособны, просто нужно убавлять громкость на материале богатом басами, что я и наблюдаю на своем опыте.

ну так параметры драйвера при этом уплывают, вон изодинамика тоже расстягивается и в топовых наушниках часто, соответственно ачх меняется, добавляются искажения
понятно, что многие этого тупо не замечают, пока им не покажешь измерения такого растянутого драйвера, зато вот звук кабелей слышат хорошо))
поэтому интересно, что в этом плане получилось у производителя раал, как я понял лента вроде в виде сэндвича, интересно, добавляет это что-то в плане прочности
но 5 лет гарантии неплохо конечно, учитывая, что audeze даёт гарантию 1 год всего

[serg7svg]

как я понял лента вроде в виде сэндвича

Вроде, а вроде и нет. Не знаю, не разбирал. Пишут true ribbon. Если она тоже растягивается то никакой там не сэндвич.

ну так параметры драйвера при этом уплывают, вон изодинамика тоже расстягивается и в топовых наушниках часто, соответственно ачх меняется, добавляются искажения
понятно, что многие этого тупо не замечают, пока им не покажешь измерения такого растянутого драйвера, зато вот звук кабелей слышат хорошо))

Да, уплывают, но это не смертельно, общая картина звука при этом остается и можно при этом еще довольно долго слушать до замены лент. А про кабеля это тема еще та. Если не устраивают наушники то многие начинают апгрейдить кабеля, цапы, усилители и т.д. Хотя начинать нужно именно с наушников))

[Lithium]

Там с новья такое натяжение, что особо некуда растягиваться.
Со слабым натяжением катастрофически ничего не ухудшится, могут появятся призвуки при большой амплитуде хода ленты у раала просто не получится такого провиса + писалось, что при повышении амплитуды резонанс уходит вверх с 36 до 40 Гц- лента натягивается

[Liontigerua]

Привет всем! Собрал более качественный микрофон.
Измерил искажения
2020-09-29_002450.jpg
Результат конечно лучше чем в прошлый раз, но мне кажется, что я делаю что-то не так(результаты измерений отличаются в зависимости от громкости, при меньшей громкости - искажения выше, может это как-то связано с чувствительностью микрофона, не знаю).

Наушники работают от трансформаторов, звуковая карта Asus Xonar D1(микрофонный вход), микрофон прижат вплотную к драйверу через толстую картонную панельку с отверстием, громкость близка к нетерпимой(чуть ниже физического клипинга ленты). А вообще бду благодарен за наводку по методикам правильных замеров. Спасибо за внимание.

[Lithium]

То, что микрофон стал работать лучше- заметно, в обычном включении ниже 0,2% искажений он не покажет.
Что за схема?
На графике вам следует включить галочку Уровень шума - по нему можно ориентироваться в плане степени достоверности графика. В данном виде программа не измеряет значения искажений ниже уровня шума. В области сч искажения наверняка ниже, но они упираются в шумовую полку. Гармоники от 4-й до 10 лучше отключить, они неинформативны, только замыливают картинку. Масштаб нужно чуть другой поставить, крупенее.

Искажения так же просматриваются косвенно на графике АЧХ, там где есть резкие перепады и изломы обычно есть и пики искажений.
Физически искажения растут по мере увеличения амплитуды колебаний - она выше с падением частоты и с ростом громкости.
На малой громкости искажения низкие. но значительно ухудшается соотношение сигнал/шум, измерения с большими погрешностями.

В той же программе можно измерить искажения иным образом, менее удобно, но более точно и с лучшей фильтрацией шума.
Для этого нужно запустить Generator, установить тип сигнала синус, или мультитон для интермодуляционных искажений, канал и желаемую частоту, запустить генератор. Затем открыть вкладку RTA / start и нажать дисторшн панель.
Видим все- шумовую полку, основной сигнал, его амплитуду, амплитуду гармоник, на панели искажений расчетные значения, общих искажений, 2 и 3-й гармоники.

[Hikaru31415926]

Доброго времени суток всем форумчанам.
Хочу поделиться небольшим опытом строения ленточных наушников.
Как обычно все началось с поиска DIY конструкций наушников, что могут посоревноваться с hi-end моделями от известных брендов. Первоначальный интерес был вызван ютуб каналом joppe peelen, а именно его работой и тестами над изодинамическими излучателями. Параллельно интересовался возможностью изготовления электростатов, но в них все упирается в наличие соответствующего усилителя, а я пока в электротехнике такого уровня не силен. Случайно наткнулся на этот форум месяц назад и решил попробовать изготовить простейший ленточный дравер для теста, собственно вот и он:
First-proto.jpg
Неожиданно этот малыш выдал достаточно четкое звучание и приличный бас, несмотря на то, что тут я использовал фольгу для выпечки и тор на феррите.
Решил заказать разные магниты из Китая и заодно купить что есть у местных магазинов. В дальнейшем оказалось что именно локальные магазины продают отличные магниты марок N45 и N50 производтсва России, а из Китая, как и ожидалось, приехали N38.
Изначально думал взять фольгу от конденсатора К40У-9, но как мне уже ответили в этой ветке ранее, лучше всего взять от КБГ-МН, благо у местных барахольщиков оказались аж целые ящики с советскими кондерами с 70-х годов, посему решил пока прикупить парочку, вот как выглядит фольга от К40У-9 в сравнении с КБГ-МН 6 мкф 400В:
Foil-comparison.jpg
Второй прототип решил делать сразу двух-ленточным, где ленты соеденены последовательно, для лучшего согласования с выходной обмоткой трансформатора. Магниты 25x10x5мм N45, длина ленты 75мм на 18мм, тор из аморфного железа, первичка 900 витков ПЭТ 0.13 мм^2, вторичка - 9 витков самодельного литцендрата из 150 жил ПЭТ 0.1 мм^2 (суммарно ~ 1.2 мм^2). Корпуса распечатал на 3д принтере (если кому нужна модель, то могу выложить файл модели). Из интересной особенности конструкции драйвера - не нужно клеить магниты, ибо они запираются вкладышами для возможности извлечения в дальнейшем. Собственно вот как это выглядит:
Second-proto.jpg
Натяжку ленты делал при помощи батареечного теста: обе ленты должны отклоняться не более чем на 3-4мм от центра в одну так и в другую сторону, при этом не должно быть отличий в натяжке всех 4х лент. Я делал отметки маркером на магнитах для согласования натяжения. Рифление при помощи распечатанных на 3д принтере шестерен.
Первое включение было в противофазе, что произвело негативное впечатление - бас выносит мозг, нету середины а про сцену можно забыть. Благо плагин Matrix Mixer для Foobar позволил быстро определить это и через минуту уже слушал как нужно. Под рукой были только AKG K712-PRO и ATH-AD900 для сравнения. По басу паритет с АКГ, хотя я ожидал большего, в остальном есть как плюсы так и минусы: середина на ленточнике лучше, но высокие не такие чистые, как на АКГ. Могу сказать лишь то, что в целом второй прототип по звуку уже куда ближе к динамическим топам.
Сейчас докупил мелкие магниты 20х6х4 для третьего прототипа с фокусировкой поля (жаль что придется их ставить стороной 6мм к ленте, а не 4мм как планировалось изначально, ибо направление намагничивания отличается заявленного продавцом).
Для этого планирую 10см длиной драйвер но на одной ленте, как было продемонстрировано ранее в этой ветке, вот как выглядит эскиз и расчет в FEMM:
femm-sketch.jpg
femm-results.jpg
Из минусов нет измерительного микрофона (хотя можно сделать самопальный ленточный микрофон, ибо приобретенный опыт постройки ленточных излучателей в этом сильно помогает), поэтому не могу замерить АЧХ и искажения. Возможно удастся отдолжить у кого-нибудь, ибо на слух сравнивать звучание без каких-либо замеров не совсем объективно.
Для тех кому интересно, вот свежаший обзор раалей от amimr - RAAL-requisite SR1a Ribbon Headphone Review. Обзор получился крайне негативным, хотя вполне может быть, что сами раали очень переоценены.
В планах попробовать плагин EMWorks для Solidworks, может быть будет проще делать рассчеты, ибо интерфейс FEMM уж больно неудобен. Еще затарился пачкой резисторов, попробую сделать согласователь сопротивления, как это сделано у раалей и произвести прослушивание от стационарного усилителя.
P.S. Рекомендую всем проверить фазировку подключения ленточных наушников, ибо особенность звучания ленточных драйверов может просто оказаться их работой в противофазе.

[Lithium]

но в них все упирается в наличие соответствующего усилителя,

электростаты можно весьма неплохо запускать через сигнальные трансформаторы от УМЗЧ.

первичка 900 витков ПЭТ 0.13 мм^2, вторичка - 9 витков самодельного литцендрата из 150 жил ПЭТ 0.1 мм^2 (суммарно ~ 1.2

слишком большой коэффициент трансформации - 100, с нагрузкой лентами сопротивление для источника будет слишком большое- Ом 600. Литцендрат незачем такой тонкий делать, лишний труд, никакого навара.

Из минусов нет измерительного микрофона (хотя можно сделать самопальный ленточный микрофон,

ачх можно прикинуть на слух при помощи программы генератора свип-тона. крутить частоту выше-ниже и слушать громкость на разных частотах. Что касается ленточного микрофона- то конденсаторный будет сделать куда проще. я пробовал делать оба, ленточный не доделал, столкнувшись с определенными трудностями.

вот свежаший обзор раалей от amimr

интересно, но местами очень спорно. К примеру приведены искажения ИМД разных наушников и у раала они значительно выше, чем у других. Это далеко не значит,что раалы будут играть хуже. Мало у Раалов высокие искажения на НЧ, оченьнизкие на ВЧ, у динамических все может быть наоборот , звучать будет хуже, при меньших ИМД. Чем выше частота сигнала, тем критичнее на слух нелинейное искажение.
Измерять ухоподобными микрофонами - сомнительное мероприятие.

[bSun0000]

тор из аморфного железа

Рекомендую купить нанокристаллические бублики, трансформаторное или аморфное железо, как и голый феррит, если не пытаться их скомбинировать, плохо подходят для "носимых" трансформаторов таких размеров.
Прикладываю PDF'ку, где детально описана разница между этими материалами:
Final_EKZ.pdf

Из минусов нет измерительного микрофона

Если нужен микрофон, ранее в этой ветке нахваливали недорогой микрофон Panasonic WM-61A и судя по другим отзывам в интернете, у него крайне линейная АЧХ, на уровне хороших измерительных микрофонов. Из минусов - оригинальный снят с производства, а на рынке много поделок-подделок с Китая.

ибо интерфейс FEMM уж больно неудобен

Как альтернатива - Vizimag или ElcutStudent, более удобны в плане интерфейса, но в целом так же далеки от идеала.
Первый можно скачать только с левых сайтов, офф. ресурс канул в небытие, но программа очень простая, легко позволяет замоделировать различные конфигурации магнитного поля с\без магнитопроводов. Единственный минус - нет привязки по сетке, геометрия рисуется от руки, а после подгоняется через свойства объектов, "по циферкам". Платная, нужна таблетка, ибо купить уже не получится.
Вторая программа богаче в плане функций, но сложнее в освоении, в особенности по сравнению с первой, но в студ. версии бесплатна.

К сожалению, обе - 2д, в трех измерениях работать с маг. полями не умеют.
Возможно кто-то тут пытался освоить COMSOL Multiphysics? Умеет всё, и поля в 3д просчитает, и любую другую физику в различных комбинациях.. хоть целиком весь драйвер моделируй, вместе с ухом. Но уж очень замудрёно там всё, и за месяц толком не разберёшься.

[Hikaru31415926]

Спасибо за советы, попробую уменьшить коэффициент трансформации путем добавки витков вторички, ибо не перемотку трансов пока нет времени, т.к. хочу поскорее собрать третий прототип с фокусирующими магнитами. Пока драйвер получается слишком большим в толщину, из-за избыточного размера фокусирующих магнитов (34мм всего толщина), скорее свего придется купить 65х3х3 магниты и перепечать драйверы потом. По идее чем меньше расстояние до уха, тем лучше обстоят дела с басом и выше громкость, да и более слабые фокусирующие магниты можно запихнуть поближе к ленте. 3д модель пока выглядит так:
new-driver.png
Гонял на свипах текущие дву-ленточники и обнаружил интересную особенность в звучании двух усилителей - один на TPA6120A (до 800 мВт на канал при 32 ом, запас громкости приличный), второй чистый класс А (до 300 мВт на 32 ом, приходится выкручивать почти на максимум для комфортного звучания). На TPA6120A частоты 20-80 Гц дают призвуки в виде щелчков, класс А играет чисто, без посторонних призвуков на низах. Может быть у кого-нить есть что-то на TPA6120A, чисто для интереса, это у меня такое или класс A-B не дружит с трансформаторами. В остальном свиптон показал, что на высоких частотах есть выбросы после 10 кгц, но не то чтобы сильно.
Panasonic WM-61A нашел на ибее, закажу на этой неделе, но когда приедет хз. Трансформаторов из нанокристаллического железа не нашел у себя на родине, может быть удастся заказать через 3-х лиц.

[Lithium]

Не думаю, что драйвер с такой конструкцией будет работать хорошо.
- недостаточная жесткость при достаточно большой длине. Будет резонировать на некоторых частотах.
- слишком далеко от уха, будет тихо и без басов.
- отсутствует как класс акустическое оформление, АКЗ будет сильно выраженно.

На TPA6120A

это хорошая микросхема, сама по себе как она включена в устройстве и чем питается- это другой вопрос.
Усилитель не тянет на НЧ потому что у вас неправильно рассчитанный, кривой транс, который сам входит в зашкал и усилитель грузит. Недостаточно коэффициента трансформации для нормальной громкости, вы начинаете накручивать громкость- сердечник уходит в насыщение. То обстоятельство, что на феррите еще сильнее усугубляет. Я где-то ранее страниц 5 назад выкладывал более обстоятельно расчёт транса на железе.
Выбросы на 10кгц- это звон ленты, будет проявляться в любых ленточных наушниках без дополнительных мер. Частота будет двигаться в зависимости от геометрии ленты.
За WM-61A особо нет смысла гоняться, обычные безымянные микрофоны как правило не менее линейны по АЧх и так же искажают по нелинейным искажениям. Без доработок и ВМ и китаяц будут давать достаточно большие КНИ.
Лучше всего делать микрофон по подобной схеме , но нужно нестандартно включать, перерезать дорожку на микрофоне и включать на 3 провода вместо 2-х http://forum.vegalab.ru/attachment.p...3&d=1398449631