Alnico vs. Ferrite


Progetti, domande e idee sparse sull'autocostruzione dei diffusori acustici

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Post 20 Feb 2008, 21:55

Armando (ungern) è fortemente convinto che l'Alnico faccia miracoli. Io gli ho replicato

fino ad ora che un magnete è un magnete, una volta che provvede il campo magnetico per il

quale è stato progettato poco importa che sia alnico o altro.

Da qualche tempo sto provando driver dei medi in Alnico e Ferrite e pur senza avere

un'opinione definitiva e senza aver capito perchè, noto che gli alnico a tendono ad essere

oltre che più dolci, anche più nitidi a bassi e bassissimi volumi.
Mi è capitata sott'occhio una possibile spiegazione, seppure ipotetica.
Secondo un piccolo inciso di John Watkinson, della Celtic Audio, nella sua serie di articoli

sulla tecnica stereofonica pubblicata da Electronics World, la ragione per cui i magneti in

alnico sono migliori di quelli in ferrite risiede nel Barkausen noise.

Questo effetto, che è dovuto alla quantizzazione dei domini magnetici, è fortemente nonlineare. La corrente alternata che scorre nella bobina mobile di un altoparlante induce un campo magnetico variabile nel magnete, che a sua volta perturba il moto della bobina mobile, sporcandone la linearità a bassissimo livello.
In un materiale magnetico conduttore (come AlNiCo ma anche Neodimio), invece le correnti indotte si chiudono in corto tramite il materiale magnetico stesso, limitando l'area sottesa e inducendo quindi meno flusso nell'avvolgimento della bobina mobile.

Secondo Watkinson, nessun altoparlante magnetodinamico con magnete in ferrite è compatibile con la risoluzione di 16bit, comune allo standard odierno.

Qualche fatto a supporto di tale visione sembra ci sia ...

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Piergiorgio
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Post 21 Feb 2008, 07:29

Per aggirare il suddetto problema che hanno i dispositivi in ferrite viene indrodotto una anello di cortocircuito. La corrente che circola in esso controbilancia la corente della bobina annullando (quasi) gli influssi nefasti dell'autoconcatenamento. Ti allego il brevetto dove spiega nei dettagli cosa accade.
Non sono sicuro se era a questo quello a cui ti riferivi. Se non è così scusa in anticipo.

Ciao
LuCe



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Post 22 Feb 2008, 06:28

Ammesso che sia un problema della ferrite. Watkinson mi dice di aver provato lo stesso tweeter in due versioni con ferrite e con neodimio e che quest'ultimo era molto meglio. Discussione email in corso, potrebbe portare ad approfondire concetti interessanti.
Ho recuperato anche una tesi PhD sul Barkausen noise, ma è piuttosto ostica. Come gran parte del magnetismo e della fisica dei materiali magnetici, se ne sa ancora poco e male.

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Piergiorgio
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Post 23 Feb 2008, 22:17

Non sottovaluterei affatto la struttura del motore magnetico che, salvo casi particolari che in realtà ignoro , è ben diversa tra AlNiCo, ferrite e terre rare.
Potrebbe darsi che un AlNiCo "suoni meglio" non per la sua composizione chimica ma per come è fatta la struttura metallica che convoglia il flusso nel traferro che contiene la bobina.
La domanda che mi pongo è: siamo sicuri che Watkinson durante le sue prove sul tweeter abbia avuto tra le mani due gruppi magnetici meccanicamente identici ma con la composizione del magnete diverso? Se risponde si, allora quasi certamente i due gruppi magnetici producevano un B diverso perchè a parità di dimensioni del magnete è diversa l'energia magnetica immagazinata tra AlNiCo, ferrite e terre rare: ed è così spiegata la differenza che percepisce. Se risponde no, proviamo a vedere in cosa differiscono macroscopicamente, prima di andare ad impelagarsi coi domini di Weiss.
Le differenze fra materiali magnetici sicuramente ci sono ma personalmente le cercherei più sul macroscopico che sul molecolare. Anche per chè si entra in un ginepraio dal quale non se ne esce. Ad esempio la temperatura ha influenza sul campo magnetico, anche senza arrivare alla temperatura di Curie: variazioni termiche si tramutano in variazioni della intensità di campo. Una bobina che scalda al ritmo della musica genereà variazioni sull'intesità di campo e quindi distorsioni. In quasto caso è avvantaggiata la ferrite perchè avendo temperatura di Curie più elevata (un neodimio ha solo 80°) risulterà meno sensibile.
Se inoltre mi consenti un po' sofismo: il campo magnetico terrestre dove lo mettiamo? possibile che nessuno si sia accorto che a seconda di come l'altoparlante è orientato rispetto ai punti cardinali, cambia l'intesità di flusso concatenata nella bobina e quaindi le prestazione dell'altoparlante? Io, personalamente no ! :)

Ciao
LuCe

P.S. I largabanda con cui stò "giocandoa adesso" hanno il magnete in AlNiCo :)
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Post 26 Feb 2008, 05:41

Ciao,
Non ho una preparazione sui fenomeni del magnetismo , tanto da tentare una spiegazione scientifica del fenomeno sulle differenze tra alnico,ferrite e neodimio(e lo lascio fare a chi se ne intende) , ma comunque da quel po che ho potuto ascoltare la differenza c'è.
non ho una grande casistica , e soprattutto conosco solo
i Tannoy , che trovo (quelli in alnico ) direi piu mosci che dolci ,in confronto
alla versione ferrite.
Sulla direzione e l' orientamento sui punti cardinali...? e ci manca pure quello e siamo a posto, dopo CD smagnetizzanti , radiosveglie e pietre intrise di blu ( e ..tacci funzionano pure) non si sa piu cosa pensare.

saluti
Remigio
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Post 26 Feb 2008, 09:20

Sei sicuro che il magnete non abbia bisogno di una rimagnetizzazione?

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Post 26 Feb 2008, 22:10

Armando (ungern) è fortemente convinto che l'Alnico faccia miracoli. Io gli ho replicato

fino ad ora che un magnete è un magnete, una volta che provvede il campo magnetico per il

quale è stato progettato poco importa che sia alnico o altro.

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oltre che più dolci, anche più nitidi a bassi e bassissimi volumi.
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alnico sono migliori di quelli in ferrite risiede nel Barkausen noise.

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Secondo Watkinson, nessun altoparlante magnetodinamico con magnete in ferrite è compatibile con la risoluzione di 16bit, comune allo standard odierno.

Qualche fatto a supporto di tale visione sembra ci sia ...

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Piergiorgio


Originally posted by plovati - 20/02/2008 :  14:55:28



Pier, sai come stuzzicarmi. :?
Armando al massimo è vagamente convinto che i miracoli li faccia Dio. :|

Ciò non toglie che tra i miei PM4A e EX4 (che dovrebbero essere molto simili in termini di Gauss prodotti) ci siano delle sensibili differenze soniche (a parità di impiego: sia in open baffle che con tromba anteriore da 200hz; EX4 senza "padella" posteriore). E mica necessariamente a favore del Pm4. Diversi, sicuramente.

Marc Wauters che è una autorità riguardo ai Lowther, sostiene che le differenze siano evidenti. D'altro canto, le serie "A" e "C" differiscono leggermente anche nella costruzione, non solo nel gruppo magnetico.
Secondo alcuni, la maggiore compattezza del magnete Alnico causa minori interferenze/riflessioni all'emissione acustica.

Buon divertimento :twisted:
armando
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Post 26 Feb 2008, 22:23

Armando (ungern) è fortemente convinto che l'Alnico faccia miracoli. Io gli ho replicato

fino ad ora che un magnete è un magnete, una volta che provvede il campo magnetico per il

quale è stato progettato poco importa che sia alnico o altro.

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oltre che più dolci, anche più nitidi a bassi e bassissimi volumi.
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Secondo un piccolo inciso di John Watkinson, della Celtic Audio, nella sua serie di articoli

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alnico sono migliori di quelli in ferrite risiede nel Barkausen noise.

Questo effetto, che è dovuto alla quantizzazione dei domini magnetici, è fortemente nonlineare. La corrente alternata che scorre nella bobina mobile di un altoparlante induce un campo magnetico variabile nel magnete, che a sua volta perturba il moto della bobina mobile, sporcandone la linearità a bassissimo livello.
In un materiale magnetico conduttore (come AlNiCo ma anche Neodimio), invece le correnti indotte si chiudono in corto tramite il materiale magnetico stesso, limitando l'area sottesa e inducendo quindi meno flusso nell'avvolgimento della bobina mobile.

Secondo Watkinson, nessun altoparlante magnetodinamico con magnete in ferrite è compatibile con la risoluzione di 16bit, comune allo standard odierno.

Qualche fatto a supporto di tale visione sembra ci sia ...

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Piergiorgio


Originariamente inviato da plovati - 20/02/2008 : 14:55:28



comunque si fa presto a dire alnico... ce ne sono molti tipi, recentemente sfogliavo una rivista anni 60 dove era pubblicizzato un "alnicus", quindi ho cercato qualche info in più

"In the Alnico alloys, a precipitation hardening occurs with AlNi crystals dissolved in the metal and aligned in the direction of magnetization to give greater coercive force. This type of magnet is usually magnetized after setting in place. Alnico 1 contains 21% nickel, 12 aluminum, 5 cobalt, 3 copper, and the balance iron. The alloy is cast to shape, is hard and brittle, and cannot be machined. The coercive force is 400 Oe (31,800 A/m). Alnico 2, a cast alloy with 19% nickel, 12.5 cobalt, 10 aluminum, 3 copper, and the balance iron, has a coercive force of 560 Oe (44,520 A/m). The cast alloys have higher magnetic properties, but the sintered alloys are fine-grained and stronger. Alnico 4 contains 12% aluminum, 27 nickel, 5 cobalt, and the balance iron. It has a coercive force of 700 Oe (55,650 A/m), or 10 times that of a plain tungsten magnet steel. Alnico 8, of Crucible Steel Co., has 35% cobalt, 34 iron, 15 nickel, 7 aluminum, 5 titanium, and 4 copper. The coercive force is 1,450 Oe (115,275 A/m). It has a Rockwell C hardness of 59. The magnets are cast to shape and finished by grinding. Hyflux Alnico 9, of the same coercive force, has an energy product of 9.5 X 106 G • Oe (75,620 T • A/m). The magnets of this material, made by Indiana General Corp., are cylinders, rectangles, and prisms, usually magnetized and oriented in place. The Alnicus magnets, of U.S. Magnet & Alloy Corp., are Alnico-type alloys with the grain structure oriented by directional solidification in the casting which increases the maximum energy output. Ticonal, Alcomax, and Hycomax are Alnico-type magnet alloys produced in Europe."


Filippo

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Post 28 Feb 2008, 05:26

Sei sicuro che il magnete non abbia bisogno di una rimagnetizzazione?


ciao ,
no non sono sicuro se necessitavano di rimagnetizzazione , pero la
mia sesazione sembra coerente con qusi tutte le CP di Tannoy che mi sono passate sotto le mani.
Non ho capito se l ALNICO si smagnetizza sempre ( credo a temperature elevate ) con il trascorrere del tempo, ho letto in proposito cose molto contrastanti.
Chi sa ci dica.



Comunque spesso anche altoparlanti che non sono dello stesso lotto
(ma uguali come sigla) suonano in maniera diversa , e spesso è
una delle cause per il quale i prodotti commerciali (diffusori) non suonano
bene .


L ' industria si approvvigiona dei vari componenti dell' altoparlante mano a
mano che la produzione avanza , per esempio cambia lotto o fornitore
degli spider , poi magari la polpa di cellulosa è diversa dalla produzione
precedente e cosi via , immaginate che cosa rimane dell ' altoparlante
che il costruttore di diffusori ha usato nei suoi prototipi!



Prima di fare un diffusore,
misuro sempre gli altoparlanti ,dopo un minimo di rodaggio , e non c'è ne
è uno che assomigli solo lontanamente ai parametri di Thiel e Small
dichiarati dalla casa.

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Post 03 Mar 2008, 16:59

Delle tue prove non ho capito però la cosa principale. Tu cambi solo il magnete o tutto il driver?
Ciao Mauro

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Post 15 Mar 2008, 05:13

Tra ferrite alnico e neodimio, ci sono due cose fondamentali che cambiano, la prima è l'induzione magnetica residua, che nella ferrite è molto bassa, mentre sia nell'alnico che nel neodimio è assai più elevata, l'altra cosa che cambia molto, e in questo caso l'alnico è addirittura inferiore alla ferrite, è la forza coercitiva.. In pratica, il neodimio è il materiale che possiede una elevatissima induzione magnetica residua, quasi quanto l'alnico e la più alta forza coercitiva rispetto a tutti gli altri materiali ferromagnetici..

Per fare una prova comparativa tra tre altoparlanti che montano questi tre tipi di magneti, secondo me, non sarebbe nemmeno corretto che il resto della struttura debba essere identica, ma dovremmo fare una prova che permettesse di ottenere stessi parametri per tutti e tre gli altoparlanti, quindi, un complesso magnetico molto grande per l'altoparlante in ferrite contro gli altri due altoparlanti con i complessi magnetici più piccoli, in modo che il B dell'altoparlante resti identico in tutti e tre i casi..
Il fatto che la ferrite non è un conduttore elettrico mentre gli altri due contendenti, sono buoni conduttori, questo non lo vedo come un vantaggio, basta costruire un apposito anello da mettere dentro al magnete in ferrite e il problema è risolto..
A questo punto credo che le differenze udibili siano ben poche se non nulle... L'unica cosa che mi potrebbe preoccupare è la bassa forza coercitiva dell'alnico, se il nostro altoparlante avesse un BxL costituito da poco B e tanto L, la bassa forza coercitiva dell'alnico potrebbe far molleggiare il campo magnetico nel traferro, se non addirittura smagnetizzarlo, ma non mi preoccuperei troppo su altoparlanti larga banda, sove l'L è piuttosto esiguo a fronte di un B notevole.. di fatto i magneti in alnico vengono usati sui larga banda proprio per questo, dato che con questo materiale si riesce ad ottenere un campo magnetico elevatissimo anche usando piastre polari di elevato spessore, permettendo di costruire bobine mobili molto corte rispetto all'altezza del traferro, in modo tale da mantenere un BxL elevato anche con una L molto esigua..

Insomma, per me, a parità di parametri, avere un magnete in alnico o in ferrite, credo che non cambi un granché il suono.. Il vantaggio dell'alnico dovrebbe essere quello che ti permette di spingerti in soluzioni più adatte alla costruzione di altoparlanti a larga banda.. mentre la ferrite è un materiale più adatto alla costruzione di motori dove avere una L più consistente, non determina un calo delle prestazioni dell'altoparlante..
Il neodimio è un materiale che dovrebbe andare bene in entrambe le soluzioni, anche se è più delicato della ferrite per quanto riguarda la stabilità termica, anche se le leghe moderne sono migliorate molto sotto questo aspetto.. mentre per quanto concerne il confronto con l'alnico non riesce ad arrivare alla stessa induzione residua, anche se vi si avvicina molto.. mentre l'elevata forza coercitiva rende il campo magnetico più stabile alle variazioni di campo della bobina, anche se questo aspetto è di poca importanza, dato che la forza generata dalla bobina in genere è molto più bassa rispetto a quella esistente nel traferro... ma in un grosso woofer potrebbe avere una importanza più rilevante..

Almeno.. questo è il mio pensiero sull'argomento in questo momento.. :)

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Post 18 Mar 2008, 05:43

Secondo mè la differenza sostanziale stà tutta nella geometria
costruttiva :D
Penso che, dato un magnete fatto come il tipo ceramico,
cioè con il toroide di ceramica e le espansioni polari di ferro,
se si sostituisce la ceramica con l'Alnico o con il neodimio,
a parità di flusso e forza magnetica le differenze sarebbero minime... Imho.

L'unica cosa che cambia dopo la laurea in ingegneria e' l'opinione sul coopyright...

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