Over luidsprekers.              Algemene uitleg bij millon techniek

Luidsprekers bepalen voor het allergrootste deel hoe een hifi installatie klinkt. Luidsprekers zijn vaak de zwakste schakel in de hifi keten. De omzetting van elektriciteit in een trilling van de lucht, dat is wat luidsprekers doen, is erg gevoelig. Net zoals het oor erg gevoelig is.  Daarom loont het de moeite om te zoeken naar goede luidsprekers.

Wat is het juiste versterkervermogen voor een bepaalde luidpreker?
Dit is in wezen afleidbaar van het conus-oppervlak van de basluidsprekers. Voor een bepaalde 'luchtverplaatsing' is een bepaald vermogen nodig. Ruwweg voor een 13 cm conus zo'n 60 watt. Voor een 17 cm conus 80 Watt. 25 cm 150 watt. Met twee conussen ipv een ook inderdaad twee maal zoveel. Een bassreflex systeem is hoger belastbaar dan een gesloten systeem. Het is wenselijk om een versterker te gebruiken die een min of meer overeenkomend vermogen heeft. Teveel, dan kan de luidspreker inderdaad wel eens teveel krijgen. Maar dit gebeurd niet snel, omdat het piek vermogen wat een luidspreker kan verdragen meestal veel hoger ligt dan het continue vermogen en omdat muziek bestaat uit een signaal met veel pieken en niet zozeer uit een continue gelijkblijvend signaal. Het gevaar ligt eerder in een veel te lichte versterker deze wordt tever uitgestuurd waardoor deze niet meer een mooi sinus signaal maakt maar een vervormd signaal met een deel gelijkstroom. Deze is onhoorbaar maar kan dan wel uiteindelijk schade toebrengen aan de basluidsprekers van een luidspreker. De praktijk is echter dat luidsprekers zelden stuk gaan. Ze kunnen heel wat mishandeling verdragen. Maar als iemand heel erg zijn best doet zal het heel soms lukken om een luidspreker stuk te krijgen. Voor versterkers geldt hetzelfde. Een veel te lichte versterker kan het iets zwaar hebben op een zwaardere luidspreker. Maar pas dan als het muziek signaal heel hard wordt gezet. Over het algemeen komt het wattage wat naar de luidspreker gaat zelden over de één Watt

Hebben luidsprekers last van slijtage?
Luidsprekers slijten zo goed als niet. (Helaas voor ons fabrikanten) De grootste slijtage bij luidsprekers is dat de speakers in de luidsprekers die een ophangrand hebben van schuim. Onder invloed van zonlicht verouderd deze en meestal na een jaar of tien valt deze rand geheel uit elkaar. Soms zijn deze te vervangen. Echter de flexibiliteit komt zelden overeen. Met als gevolg dat de luidspreker een andere klank krijgt. Heel soms raakt het ferrofluid, wat gebruikt wordt voor het beter laten klinken en koelen van de hoge tonen luidsprekers, verouderd. Het wordt dan wat stug (thixotroop) met als gevolg dat de hoge tonen weergave te wensen overlaat.

Zijn er ontwikkeling in luidsprekerunits?
De luidsprekerunit ontwikkeling blijft doorgaan. Recent op de markt zijn er betere drivers . met een fijnere klank, veel meer detail weergevend en natuurlijker klinkend. Met grotere dynamiek reserves. Met precieze gecontroleerde basweergave. Dit hangt ook af van fijne afstemmingen in de luidspreker, de soepelheid stijfheid en ophanging. En de lineariteit van het magneetveld. Lange slag luidsprekers. Grotere bewegingsvrijheid. Extreem gecontroleerde demping. Compressievrijheid.

Waarom is de belastbaarheid van een basreflex systeem groter dan een gesloten systeem?
Omdat de uitslag van de conus lager is. Om twee redenen: De Q factor is lager (hierover meer verderop in deze uitleg) waardoor de uitslag van de luidsprekerconus bij lage frequenties kleiner is. en de uitslag bij lage frequenties wordt aanzienlijk gedempt door de reflexwerking van de lucht in de luidspreker op de basreflexpoort. Waardoor ook de vervorming van een basreflex systeem aanmerkelijk lager is dan bij een gesloten systeem.

Welke invloed heeft de impedantie op de versterker?
De meeste moderne versterkers kunnen prima op luidsprekers spelen met een lagere impedantie. Een heel groot deel van alle luidsprekers is immers al rond de 4 ohm. En ook versterkers die op 8 ohm zijn afgesteld geven nog steeds een behoorlijk deel van hun vermogen af op een 4 ohmig systeem. Anders wordt het als meerdere laagohmige systemen samen (parallel) worden aangesloten op dezelfde versterker bijvoorbeeld twee sets van 4 ohm. Door deze parallel te zetten halveert de impedantie (dat is de weerstand die een versterker ziet) en wordt 2 ohm. Voor enkele versterkers kan dit een probleem gaan vormen. Sommige zijn hier niet voor ontworpen. Met als gevolg dat het vermogen wat deze versterkers kunnen afgeven bij deze lage impedantie veel kleiner is. Zacht spelen is geen enkel probleem, maar zodra erg hard gespeeld wordt gaat de versterker vervormen. En kan zelfs stuk gaan. De meeste versterkers hebben echter geen probleem met (wat) lagere impedanties van luidsprekers zolang ze maar niet heel hard spelen.

En buizenversterkers?
Deze hebben meestal veel minder vermogen en kunnen dan ook uiteindelijk minder hard spelen. Als ze goed zijn hebben ze echter wel een klank alsof ze veel 'groter' zijn en meer vermogen hebben. Vanwege het kleinere vermogen is het wel raadzaam om deze met luidsprekers te combineren die een niet te laag rendement hebben. Vanaf zo'n 90 dB gaat het prima. Vaak kunnen deze aan de impedantie van de luidsprekers aangepast worden.

De Q factor van een luidspreker wat is dat?
De luidsprekers geven tonen weer. Maar niet bij iedere frequentie even hard. Bij hele lage tonen hebben de luidsprekers een resonantiefrequentie. Dat wil zeggen dat de luidspreker als hij zelf in zijn geheel mag trillen hij dat bij die frequentie doet. Bijvoorbeeld bij 30 Hz. Als de luidspreker een Q factor van 1 heeft wil dat zeggen dat deze bij de resonatiefrequentie even hard speelt als bij de hogere tonen (bv 200 tot 700 Hz). Als de Q factor 0.5 is wil dat zeggen dat de luidspreker half zo hard speelt bij de resonantiefrequentie. Door een luidspreker in een kast te doen wordt de resonantie frequentie hoger en precies zoveel wordt ook de Q factor hoger. Dus als door de luidsprekerkast de resonantiefrequentie twee maal zo hoog wordt  wordt ook de Q factor twee maal hoger. Dat wil in de praktijk zeggen dat de luidsprekers voor een gesloten behuizing meestal een Q factor moet hebben van rond de 0.5 omdat deze dus door de luidsprekerkast wordt verhoogt en dan rond de 1 uitkomt. Afhankelijk van andere factoren kan dit uiteraard wisselen maar in grote lijnen komt het wel hier op neer. Bij een basreflex systeem worden door het basreflexsysteem de lage tonen nog iets extra versterkt dus om te zorgen dat dit uiteindelijk niet boven de 1 komt (en liefst ongeveer 0.7) moet met nog een wat lagere Q factor worden begonnen. Typisch voor basreflexsystemen is om luidsprekers te nemen met een Q factor van 0.35. Om deze Q factor zo laag te krijgen is wel een verhoudingsgewijs grotere magneet nodig. Deze geeft de hogere tonen wat harder weer en dempt de luidsprekers bij de frequentie waar deze resoneert.

Hoe werkt een filter in luidsprekers?
Het filter dient ervoor om te zorgen dat de luidsprekers de tonen krijgt die hij moet weergeven en geen andere tonen,Dus de lage tonen moeten naar de laagweergever en de hoge tonen naar de tweeter. Spoelen hebben een hogere weerstand naar mate de frequentie hoger wordt, Dat is als volgt te zien: Het signaal loopt door de lange opgewonden draad langs elkaar. Zolang het signaal rustig een kant opgaat ondervindt het geen weerstand van het signaal wat door de draden op dezelfde spoel dezelfde kant opgaat. maar als het signaal vaak wisselt van richting wordt de weerstand die de stroom in de draad in de spoel op elkaar uitoefent steeds groter. Dus komen de hogere tonen er moeilijker doorheen. En de lagere tonen heel gemakkelijk.  Ideaal dus om voor een basspeaker te zetten zodat deze alleen de lagere tonen krijgt.
De condensator werkt omgekeerd. Die kan bij iedere wisseling van stroomrichting een hoeveelheid energie doorlaten. Dus als de richting vaak wisselt (bij hoge tonen) kan er veel signaal doorheen. Bij lage toen wisselt de richting niet zo vaak en komt er dus weinig energie door. Ideaal voor een tweeter die lage tonen absoluut niet kan weergeven en er zelfs stuk van zou gaan als deze lage tonen wel aan hem zouden worden aangeboden.

Hogere orde filters?
het signaal wat bijvoorbeeld naar de tweeter gaat bevat zelfs als het de condensator gepasseerd is nog teveel lagere tonen. Nu wordt parallel aan de tweeter (voorbij de condensator) een spoel geplaatst. Zoals net uitgelegd heeft deze een lagere weerstand bij lage frequenties. Dus kiezen de lagere tonen er nu voor om niet door de tweeter te gaan maar de weg met minder weerstand te nemen door de spoel parallel aan de tweeter.  Omgekeerd doet de condensator dit bij de basluidspreker.  De weerstanden zorgen ervoor dat het signaal afgezwakt wordt zodat de tweeter bv niet te hard speelt tov de bas en midrange.

Butterworth, Chebyscheff, Bessel, welk filter is het beste?
In de praktijk van de luidsprekerbouw wordt met de vroegere ontwikkelaars (helaas voor hen) geen rekening gehouden. Filters worden bij ons op maat gemaakt. De filtering die het beste is voor een luidspreker hangt af van de praktijk van de gebruikte luidsprekers. En nog meer van de combinatie. Want niet alleen moeten de luidsprekers samen een gelijkmatige geluidsdruk frequentiegang hebben  ook moeten zij in dezelfde fase en met hetzelfde tijdsgedrag samen het signaal weergeven. Dit betekend op maat maken. En dat betekend dat niet een standaard filter gebruikt kan worden.

Wat voor effect heeft de luisterruimte op het geluid?
Het geluid komt uit de luidsprekers in een ruimte met een effect op de klank. Tonen worden gedempt maar welke tonen. Andere worden versterkt. Een kleine ruimte versterkt de laagweergave. Een grote veel minder. Het bankstel absorbeert de meeste energie. Daarna de vloerbedekking mits aanwezig. Een kale ruimte geeft vaak ook relatief minder demping in het midden/hoog. Zachte (bv houten) wanden laten het laag goed door en zorgen er dus voor dat er relatief minder laag in het geluid blijft.

Luidsprekerbouw hoe is dat?

Ondanks dat het zo misschien eenvoudig lijkt is niets minder waar. Luidsprekerbouw is een complexe materie. Vele muzieksoorten. Opname technieken. Verschillende luisterruimtes Opstellingen.Conusmaterialen, stijfheid, demping, massa, resonantiefrequentie, demping van de ophanging, hoogte van de speakerchassis ten opzichte van de vloer, de vorm van de kastinhoud, de plaats van de speaker ten opzichte van de kastinhoud, de demping, hoeveel, welke soort, welke plaats, het filter. Meer facetten dan de grootste diamant. En wat ons betreft minstens zo boeiend. Het koste vele jaren om enig inzicht te krijgen in hoe geluid nu eigenlijk precies werkt. Ervaring en kennis om vele complexe dingen voor ons eenvoudig te laten lijken. Om te weten wat welk effect heeft. Hebben wij geheimen? Misschien toch een paar verstopt in onze ervaring.