Over luidsprekers techniek

De luidsprekers zijn doorslaggevend in hoe een hifi
installatie klinkt.
Meestal zijn de Luidsprekers de zwakste schakel in de hifi installatie.
De omzetting van elektriciteit in een drukgolf van de lucht,
dat is wat hifi luidsprekers doen, is heel erg gevoelig.
Net zoals het oor erg gevoelig is. Het is daarom zeer lonend om goede luidsprekers te bemachtigen.

Is er een juiste versterker vermogen voor een luidpreker?

Dit is in wezen afhankelijk van het conus-oppervlak van de basluidsprekers
en de iutslag die de conus kan maken. 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, twee maal zoveel.
Een bassreflex systeem is hoger belastbaar dan een gesloten systeem doordat de uitslag in het
bruikbare audio gebied kleiner is. Het is wenselijk maar niet noodzakelijk om een versterker te
gebruiken die een min of meer overeenkomend vermogen heeft. Is het vermogen te veel voor de
luidspreker 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 is groter bij een veel te lichte versterker.
Deze kan te ver uitgestuurd worden waardoor deze niet meer een mooi sinus signaal
maakt maar een vervormd signaal met bijvoorbeeld een deel gelijkstroom.
Dit is niet goed hoorbaar maar kan dan wel schade aan de basluidsprekers van een luidspreker geven.
De praktijk is echter dat luidsprekers zelden stuk gaan. Ze verdragen heel wat mishandeling.
Maar als iemand heel erg zijn best doet zal het heel soms lukken om een luidspreker wel stuk te krijgen. Hetzelfde geldt voor versterkers. 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 en lopen zowel de luidsprekers als de versterker geen enkel gevaar.

Slijten luidsprekers ?

Luidsprekers slijten zo goed als niet.
(Helaas voor ons fabrikanten) De grootste slijtage bij luidsprekers hebben de speakers in een luidsprekers die een ophangrand hebben van schuim. Onder invloed van zonlicht verouderd deze wordt zelfs poederachtig poreus 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 verouderd of is verbrand.Dit wordt voor koeling gebruikt maar kan hard worden als het te heet is geworden. Het wordt dan wat stug (thixotroop) met als gevolg dat de hoge tonen weergave te wensen overlaat.

Ontwikkeling in luidspreker-units.

De luidspreker-unit 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 een preciezere en meer 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. Gecontroleerde demping. Compressievrijheid.
En stijfheid van de conus van de luidspreker.

Waarom is de belastbaarheid van een basreflex systeem groter dan een gesloten luidspreker 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 zowiezo kleiner is. en de uitslag bij lage frequenties wordt gedempt door de reflexwerking van de lucht in de luidspreker op de basreflexpoort. Daardoor is ook de vervorming van een basreflex systeem aanmerkelijk lager dan bij een gesloten systeem.

Luidspreker impedantie en versterkers

Bijna alle moderne versterkers kunnen prima op luidsprekers spelen met een lage 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 ohm luidspreker. 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 minder afgegeven 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 de 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 zo hoog. 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 lage frequentie

Hoe werkt een filter in luidsprekers?

Het filter zorgt ervoor 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 komen heel gemakkelijk door de spoel. Ideaal dus om voor een bas speaker te zetten zodat deze alleen de lagere tonen tot zich krijgt.
De condensator werkt juist 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 voor hifi luidsprekers?

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 en paralel aan de hoge tonen luidspreker) 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 bas luidspreker. 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 voor een speaker?

In de praktijk van de luidspreker bouw wordt met de vroegere ontwikkelaars weinig 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 met de andere luidsprekers in een systeem. Want niet alleen moeten de luidsprekers samen een gelijkmatige geluidsdruk frequentiegang hebben ook moeten zij in dezelfde fase en met hetzelfde tijdsgedrag het muziek signaal weergeven. Dit betekent maatwerk. En dat betekent dat niet een standaard filter gebruikt kan worden.

Wat voor effect heeft de acoustiek van de luisterruimte op het geluid van de luidsprekers?

Het geluid komt uit de luidsprekers in een ruimte met een effect op de klank. Tonen worden gedempt maar welke tonen en in welke mate. Andere worden versterkt. Een kleine ruimte versterkt de laagweergave. Een grote veel minder. Het bankstel absorbeert meestal 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.

Luidspreker bouw hoe is dat?

Ondanks dat het zo misschien eenvoudig lijkt is niets minder waar. Luidspreker bouw 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.