Subwoofer Automotivo 10 Polegadas JL Audio 10W7AE-3 750w

Análise Dinâmica de Motores - Motor Otimizado DMA

Resumo:
O sistema Dynamic Motor Analysis proprietário da JL Audio é um poderoso conjunto de sistemas de modelagem baseados em FEA, desenvolvido pela JL Audio em 1997 e refinado ao longo dos anos para abordar cientificamente a questão da linearidade do motor do alto-falante. Isso leva a uma distorção amplamente reduzida e a transientes reproduzidos fielmente... ou simplesmente: graves firmes, limpos e articulados.

Informações detalhadas:
Desde 1997, a JL Audio está na vanguarda da modelagem baseada em análise de elementos finitos de motores e suspensões de alto-falantes. Esta pesquisa visa decodificar o que chamamos de "Genoma do alto-falante"... um projeto que visa entender o verdadeiro comportamento dos alto-falantes sob energia e em movimento. Um componente importante desse sistema integrado é o DMA (Dynamic Motor Analysis). Começando com os subwoofers 15W3 e W7 no final dos anos 90 e início dos anos 2000, a DMA desempenhou um papel importante no design de todos os woofers JL Audio vendidos hoje, incluindo nossos woofers componentes.

O DMA é um sistema baseado em Análise de Elementos Finitos (FEA), o que significa que ele pega um problema grande e complexo, divide-o em pequenos elementos de solução para análise e, em seguida, reúne os dados para formar uma solução precisa de "quadro geral". A inovação do DMA é que ele realmente considera os efeitos da potência através da bobina, bem como a posição da bobina/cone dentro da estrutura de uma análise no domínio do tempo. Isso nos dá um modelo altamente preciso do comportamento real de um alto-falante sob potência real, algo que os modelos tradicionais de Thiele-Small ou outras medições de baixa potência não podem fazer. Como o DMA não depende de um modelo de estado estacionário, ele é capaz de considerar mudanças nos elementos do circuito que estão sendo analisados. Essas rotinas de modelagem são intensas, exigindo horas para executar um alto-falante inteiro.

O DMA é capaz de analisar os efeitos reais da variação de potência e excursão no circuito magnético do motor, especificamente as variações dinâmicas do campo magnético "fixo". Isso fornece informações extremamente valiosas em comparação com a modelagem tradicional, que assume que o campo "fixo" produzido no entreferro pelo ímã e pelas placas do motor é imutável. O DMA não apenas mostra que esse campo "fixo" muda em reação ao campo magnético criado pela corrente que flui através da bobina de voz, mas também ajuda nossos engenheiros a chegar a soluções de motores que minimizam essa instabilidade. A análise desse comportamento é fundamental para entender os mecanismos de distorção de um motor de alto-falante e esclarece os aspectos do design do motor que determinam o comportamento verdadeiramente linear:

1. Força do motor linear sobre a faixa de excursão operacional do alto-falante
2. Força do motor consistente com corrente positiva e negativa através da bobina
3. Força consistente do motor em vários níveis de potência aplicada
    

Nossa capacidade de analisar totalmente esses aspectos do comportamento do motor permite que nossos engenheiros de transdutores façam ajustes críticos nos projetos de motores que resultam em sistemas de motores de alto-falante dinâmicos extremamente lineares e altamente estáveis.

O retorno é distorção reduzida, desempenho transitório aprimorado e qualidade de som estelar.

W-Cone

Resumo:
O W-Cone é um conjunto de cone de corpo unitário que oferece rigidez de cone surpreendente com massa mínima. A forma também fornece excelente rigidez de torção, o que é crítico para manter o alinhamento da bobina de voz nos limites da suspensão.

Informações detalhadas:
Quanto mais excursão e força motora um alto-falante tiver, mais importante se torna a rigidez do cone. As forças de aceleração são extremas, exigindo que o cone resista a mudanças rápidas de velocidade e direção sem deformação. A deformação não apenas leva à distorção, mas também pode afetar a integridade mecânica do alto-falante, permitindo que a bobina de voz saia do alinhamento e roce na placa superior e na peça polar do motor.

Existem várias abordagens para aumentar a rigidez do cone. As óbvias são usar um material mais espesso e/ou um material mais rígido. Nos últimos anos, vários fabricantes têm utilizado materiais cones compostos (Kevlar®, fibra de vidro, etc.) ou metais (alumínio, magnésio, ligas de titânio). O uso desses materiais exóticos é normalmente acompanhado por alegações de marketing de que o material escolhido possui características excepcionais de rigidez em relação à massa. Estas são afirmações verdadeiras, mas podem ser enganosas. Embora esses materiais tenham excelentes propriedades de rigidez em relação à massa (em comparação com papel ou poli), eles não são mais leves que papel ou poli na prática. Isso significa que seu uso aceita o compromisso de adicionar massa móvel no projeto. Isso leva a penalidades de eficiência e complicações de suspensão (é mais difícil manter uma massa pesada alinhada corretamente).

Um simples diafragma policone, embora suficiente para projetos de baixa potência, não permaneceria rígido sob as demandas que o projeto W7 exige. Nossa equipe de engenharia sabia que seriam necessários altos níveis de rigidez do cone, mas eles se concentraram em obter rigidez sem uma grande penalidade de peso. Isso acabou levando ao design que chamamos de W-Cone. A montagem do W-Cone atinge sua rigidez por meio de meios arquitetônicos, e não por meio de materiais inerentemente rígidos. O projeto aborda a questão da rigidez usando duas películas leves de polipropileno com carga mineral, unidas no perímetro e no centro da montagem. A seção transversal da pele inferior tem a forma de um 'W', daí o nome, e fornece uma rigidez incrível quando ligada à pele superior abaulada. O efeito não é diferente das treliças de uma ponte ou da construção unitária de um automóvel moderno. Além do benefício geral de rigidez, o formato da pele inferior distribui a força gerada pela bobina e pelo motor de maneira mais uniforme do que um diafragma típico. A força não é apenas aplicada ao ápice, mas também distribuída ao perímetro do diafragma externo para um comportamento mais linear. Um benefício adicional do W-Cone é que a pele superior (a que está em contato com o ambiente de audição) é isolada dos altos gradientes de pressão de ar do gabinete, reduzindo ainda mais a deformação (e distorção). A força não é apenas aplicada ao ápice, mas também distribuída ao perímetro do diafragma externo para um comportamento mais linear. Um benefício adicional do W-Cone é que a pele superior (a que está em contato com o ambiente de audição) é isolada dos altos gradientes de pressão de ar do gabinete, reduzindo ainda mais a deformação (e distorção). A força não é apenas aplicada ao ápice, mas também distribuída ao perímetro do diafragma externo para um comportamento mais linear. Um benefício adicional do W-Cone é que a pele superior (a que está em contato com o ambiente de audição) é isolada dos altos gradientes de pressão de ar do gabinete, reduzindo ainda mais a deformação (e distorção).

Como ponto de comparação, o conjunto W-Cone de um 12W7 é 32% mais leve do que um cone típico de liga de alumínio de 12 polegadas. Se analisado em termos de peso por polegada quadrada de área do pistão, o corpo cônico do W7 pesa 1,24 g/polegada quadrada, em comparação com 1,45 g/polegada quadrada. para um cone de liga de alumínio e 1,66g/sq.in. para um cone de liga de titânio.

Então, por que polipropileno? Conforme declarado acima, nossa tecnologia patenteada W-Cone alcança todos os benefícios de materiais mais exóticos, ao mesmo tempo em que se adapta melhor à natureza única do W7. Como o surround do W7 é destacável, o sistema móvel (incluindo o diafragma) está sujeito a estresse mecânico não visto em projetos convencionais. Como o usuário pode puxar o cone enquanto manipula o contorno, o cone deve ser capaz de lidar com isso sem entortar ou deformar. Papel, metal ou cones compostos quebradiços não lidariam bem com isso. Nosso projeto de cone de corpo unitário de duas camadas atinge excelente rigidez axial e torcional para suportar todos os tipos de abuso e permanecerá praticamente inalterado e sem manchas.

Resfriamento elevado da estrutura

Resumo:
O design de resfriamento de quadro elevado da JL Audio fornece ar frio através de slots diretamente acima da placa superior para a bobina de voz do alto-falante. Isso não apenas aprimora o manuseio de energia, mas também a qualidade do som, minimizando as mudanças de parâmetros dinâmicos e a compressão de energia.

Informações detalhadas:
Muitos alto-falantes empregam técnicas de ventilação para melhorar o resfriamento da bobina de voz. Isso geralmente é feito com grandes orifícios nas laterais da estrutura logo abaixo da prateleira de fixação da aranha. Embora forneça um benefício modesto de resfriamento, esse fluxo de ar de baixa velocidade não sopra diretamente ou fortemente na bobina de voz.

Nosso projeto melhora essa técnica de resfriamento de várias maneiras. Ao elevar a estrutura acima da placa superior do motor (através de espaçadores integrados na parte inferior da estrutura), um caminho de ar estreito e de alta velocidade é criado entre a superfície inferior da estrutura e a superfície superior da parte superior -placa. Este caminho de ar leva diretamente para a bobina de voz e, em seguida, vira para cima na cavidade de ar do spider. Ao utilizar a ação de bombeamento da aranha através deste caminho de ar focalizado, um grande volume de ar frio atinge os enrolamentos da bobina diretamente.

Outro benefício importante é que a superfície superior da placa superior (uma das partes mais quentes do alto-falante) é diretamente exposta ao fluxo de ar de resfriamento, enquanto em um projeto convencional ela é isolada do fluxo de ar pelo flange inferior da estrutura. A tecnologia de estrutura elevada aumenta muito o manuseio de energia térmica, reduz os efeitos de compressão e faz isso sem nenhuma peça adicional.

Método de Fixação de Cone Flutuante - FCAM™

Resumo:
Esta técnica de montagem, concebida pela JL Audio, garante geometria surround adequada no alto-falante montado para melhor controle de excursão e alinhamento dinâmico da bobina de voz.

Informações detalhadas:
A tecnologia patenteada FCAM™ da JL Audio é um método inovador de unir o conjunto surround/cone ao conjunto formador/spider da bobina de voz. Esse recurso ajuda a garantir a concentricidade do surround, do spider e da bobina de voz sem forçar a suspensão para alcançá-la. Isso permite pequenas variações inevitáveis nas dimensões das peças de produção sem que elas afetem negativamente a integridade da suspensão e centralização da bobina em grandes excursões.

OverRoll™ Surround

Resumo:
Ao utilizar o espaço desperdiçado em alto-falantes convencionais, esta inovação revolucionária controla a excursão massiva do W7 sem sacrificar a preciosa área do cone.

Informação detalhada:
Uma das primeiras coisas que você nota sobre um W7 é que algo está "faltando"... o flange de montagem. Claro, este não é realmente o caso. A flange de montagem é simplesmente escondida sob o contorno e torna-se acessível para fins de montagem, destacando a borda externa do contorno e movendo o rolo para dentro (um pequeno truque bem legal). Além dos benefícios óbvios de surpreender seus amigos enquanto você puxa o surround de seu alto-falante, há um problema técnico sério que nos levou a essa direção de design: Área efetiva do pistão ("Sd"). Este é essencialmente o "furo do cilindro" do alto-falante, para usar uma analogia do motor automotivo, e é calculado medindo o diâmetro do diafragma, incluindo metade da largura do rolo surround. Em outras palavras,

A capacidade de deslocamento de um alto-falante é determinada pela área do pistão multiplicada pela capacidade de deslocamento do alto-falante. O deslocamento do ar está diretamente ligado ao potencial de saída. Portanto, quanto mais ar um alto-falante puder deslocar, mais alto ele poderá tocar. Dito isto, há uma grande diferença entre a área do pistão e a excursão: a área do pistão não precisa de energia para que isso aconteça. Isso significa que, ao fazer um pistão maior, você melhora diretamente o deslocamento para uma determinada quantidade de excursão e, portanto, torna seu alto-falante mais eficiente. Este não é o único fator que governa a eficiência, mas é um dos principais.

Para fazer um alto-falante ter mais capacidade de excursão, não é necessário apenas um projeto de motor que possa fornecer mais curso, mas também um surround robusto o suficiente para lidar com as demandas de excursões mais longas e controlado o suficiente para manter tudo alinhado corretamente. Se a largura de rolo do surround não for suficientemente grande, seu comportamento (conformidade) não será linear ao longo do curso útil do woofer e é mais provável que ele se canse e falhe. Por esse motivo, alto-falantes com capacidade de excursão mais longa geralmente precisam de rolos surround maiores (não comentaremos sobre os que usam rolos grandes estritamente para efeito cosmético).

O problema com os grandes surrounds é que eles começam a invadir a área efetiva do pistão do acionador. Por exemplo, um woofer típico de 12 polegadas com um rolo de tamanho médio tem uma área de pistão efetiva de 81,52 polegadas quadradas. Compare isso com um woofer fat-surround de 12 polegadas que tem uma área de pistão de 69,07 polegadas quadradas (15,2% menos área efetiva do pistão do que o rolo de tamanho médio). para deslocar o mesmo ar que o woofer com o surround médio (e exigirá mais potência para fazê-lo).

A tecnologia OverRoll™ evita esse compromisso, permitindo-nos fazer uso total de toda a pegada do alto-falante, colocando o surround mais para fora do que em um woofer convencional. Isso significa que podemos usar um rolo grande para todos os seus benefícios sem sacrificar a área do cone (na verdade, o 12W7 tem 1% a mais de área de pistão do que o woofer convencional de surround médio). Ao maximizar a proporção efetiva de pistão/área ocupada total, podemos fornecer mais saída para uma determinada excursão e diâmetro externo da estrutura. Isso significa que a prodigiosa vantagem de excursão do W7 pode ser aproveitada ao máximo, aumentando a saída, em vez de compensar a área perdida do pistão.

A tecnologia também oferece uma vantagem de geometria na borda externa do rolo envolvente, permitindo uma operação mais linear. Um benefício adicional é que os orifícios de montagem são inerentemente selados pelo contorno, resultando em uma vedação de caixa aprimorada.

Peça-Polo Perfurada Radialmente

Resumo:
Este sistema de ventilação inovador aumenta muito a dissipação térmica e o manuseio de energia, direcionando o fluxo de ar para o formador de bobina de voz, trabalhando em conjunto com a tecnologia de resfriamento Elevated Frame para remover efetivamente o calor da bobina de voz. Isso melhora o manuseio de energia e reduz os efeitos de compressão de energia, levando a um desempenho mais linear.

Informações Detalhadas:
Esta tecnologia difere de uma peça polar ventilada convencionalmente, pois o fluxo de ar é bloqueado no topo da peça polar e direcionado através de orifícios usinados na parede externa da peça polar para a região diretamente atrás da voz bobina. A parte superior da peça polar é menor no diâmetro externo, onde os orifícios são ventilados e ajudam a criar um caminho de fluxo de ar de alto volume e alta velocidade entre a cavidade da bobina interna e o ar ambiente do gabinete. Isso ajuda a remover o ar superaquecido que fica preso entre o formador da bobina e a peça polar em um projeto convencional, levando a uma melhoria drástica na eficiência do resfriamento, especialmente em altas excursões.

Sistema de fio condutor projetado (Patente dos EUA nº 7.356.157)

Resumo:
O design e os acessórios do fio condutor cuidadosamente projetados garantem um comportamento controlado e silencioso do fio condutor sob as demandas de excursão mais extremas.

Informações detalhadas:
Gerenciar os fios condutores em um woofer de longa excursão é um dos aspectos mais complicados de seu projeto mecânico. Para resolver isso, muitos woofers de longa excursão hoje contam com uma solução simples que entrelaça os fios condutores na aranha (suspensão traseira) do driver.

O maior problema com esta abordagem é que o comportamento de limitação de aranha desempenha um papel extremamente importante no desempenho de um woofer. Os fios de chumbo que estão presos ou tecidos no material da aranha podem alterar o comportamento de "alongamento" da aranha. O fio ouropel naturalmente tem menos "flexão" do que o material do tecido da aranha, levando a um comportamento assimétrico da aranha e distribuição de tensão não uniforme ao redor da circunferência da aranha. Os pontos de fixação do fio também podem causar forças localizadas de tração e ruptura nos limites de excursão da aranha. Como tal, a longevidade torna-se uma grande preocupação e torna o design entrelaçado menos do que ideal para designs de excursão muito longa.

Embora um design tradicional de 'guia voador' não comprometa a linearidade da aranha ou a estabilidade radial, ele cria seus próprios desafios em um woofer de longa excursão. Gerenciar o comportamento de 'chicote' do fio e garantir que ele não entre em contato com o cone ou a aranha é um desafio. Outra é garantir que os condutores não entrem em curto ou na estrutura do woofer.

Para superar esses problemas, os fios condutores voadores projetados da JL Audio funcionam em conjunto com estruturas de suporte de entrada e saída cuidadosamente projetadas moldadas nos terminais e no colar da bobina de voz. Alguns modelos também apresentam fios condutores revestidos para reduzir ainda mais a probabilidade de curto-circuito e fadiga. O resultado é um comportamento impecável do fio condutor de alta excursão, com excelente confiabilidade e nenhum dos comprometimentos inerentes a um sistema de fio condutor trançado. Construir woofers dessa maneira requer muito mais mão-de-obra e complexidade de peças do que a abordagem mais simples, mas a recompensa está em distorção reduzida, ruído mecânico reduzido e confiabilidade aprimorada.

Construído nos EUA com componentes globais