Op deze pagina wordt beschreven wat er komt kijken om een ideale luidspreker te maken. Hierbij gaat het om een theoretische benadering en minder om een bouwbeschrijving. De bedoeling is om aan te geven welke zaken belangrijk kunnen zijn en waarom. Bij het zelfbouwen is het bijvoorbeeld geen vereiste om alle genoemde zaken consequent op te volgen, maar is elk punt een afweging of er rekening mee gehouden moet worden.
Het grootste doel van een behuizing is het isoleren van de geluidsweergave aan de voor- en achterzijde om zo een akoestische kortsluiting te voorkomen. Daarnaast verzorgt de behuizing de mechanische bevestiging van de unit(s).
Een behuizing dient te voldoen aan de volgende punten:
Een gesloten behuizing heeft als voordeel dat het relatief eenvoudig is om een gewenste afstemming te krijgen, zo kan de weergave aangepast worden door de inhoud van de behuizing te wijzigen. Het nadeel is een grotere behuizing dan in vergelijk met een andere uitvoeringen.
Over het algemeen worden er luidspreker units gebruikt voor de basweergave waarbij de Qts bij voorkeur groter of gelijk is aan 0,35 ą 0,4 en de resonantie frequentie (Fs) is bij voorkeur lager dan 35Hz en de weergever moet geschikt zijn voor een lineaire uitslag (X-lin) die groter is dan 4mm.
Bij normale afstemmingen heeft de luidspreker een hoog doorlaat gedrag met een helling van -12dB/oct beneden het lage kantelpunt. De afstemming van de behuizing is zelden hoger dan (Q) 0,9; de beste response wordt verkregen met een Q die tussen de 0,6 en de 0,7 ligt.
Aan de middentoner (wanneer aanwezig) worden niet zo veel eisen gesteld, voornamelijk dat deze akoestisch gescheiden is van de bas-weergever, dus een eigen afgestemde behuizing heeft en dat deze behuizing een redelijke vulling heeft met akoestisch dempend materiaal.
Dit type behuizing is het meest ideaal voor een zuivere bas en geschikt voor bijna alle muzieksoorten. Vooral vanwege het goede impulsgedrag wordt dit type veel gebruikt bij high-end toepassingen. De gesloten behuizing is de beste keus voor pure high-end toepassingen.
Een basreflex heeft als voordeel dat met een relatief kleine behuizing toch veel laag weergave gekregen kan worden, dit wordt bereikt door een afgestemde opening (poort) in de behuizing te maken. Deze poort wordt afgestemd op zowel de eigenschappen van de luidspreker driver als op de inhoud van de behuizing. Dit is gelijk het nadeel, de afstemming van die poort vereist enige kennis om een correcte weergave te krijgen.
De gebruikte (bas) luidspreker units hebben bij voorkeur een Qts van kleiner dan 0,4 (ą 0,45) en een resonantie frequentie die kleiner is dan 45 ą 50Hz. Het volume van de behuizing (Vas) is in de meeste gevallen kleiner dan 100 liter.
Bij normale afstemmingen heeft de luidspreker een hoogdoorlaat gedrag met een helling van -18dB/oct beneden het lage kantelpunt. De afstemming van de behuizing met de poort kan variėren van een Q= 0,6 tot 1,2 die de benaming krijgen van SBB4, SC4 en QB3. Een afstemming met een Q van rond de 0,7 tot 0,8 (QB3 tot SBB4) geeft redelijk goede resultaten.
Aan de middentoner (wanneer aanwezig) worden dezelfde eisen gesteld als bij een gesloten behuizing, dat deze akoestisch gescheiden is van de bas-weergever met een eigen afgestemde behuizing en dat deze behuizing een redelijke vulling heeft met akoestisch dempend materiaal.
Dit type behuizing is vooral geschikt voor de populairdere (pop) muziek, het heeft over het algemeen een iets nadrukkelijkere bas. Mits goed afgestemd is een redelijk tot goed impulsgedrag haalbaar en geschikt voor high-end toepassingen. Een basreflex is een compromis tussen goede weergave en kleine(re) kast afmetingen.
De transmissie lijn (TL) [noot 1] neemt een bijzondere plaats in bij de luidsprekerboxen. De bekendheid is niet zo groot van dit systeem. Een transmissie lijn heeft enkele specifieke voor- en nadelen, vooral de nadelen vereisen een redelijke tot grote ervaring om deze te kunnen (na)bouwen of ontwerpen. Het opvallende aan de transmissie lijn is de lange 'pijp', deze is een beetje vergelijkbaar met de werking van de bas-reflex box. De afgestemde poort zorgt ervoor dat de lage tonen van de achterzijde van de luidspreker ook gebruikt worden zodat de lagere tonen wat duidelijker (luider) weergegeven worden.
Hieronder worden enkele specifieke voor- en nadelen genoemd:
Voordelen: Goede en luidere weergave van lagere frequenties; een lagere impedantie piek; minder paneel resonanties; goede weergave van middentoon bereik.
Nadelen: zeer gevoelig voor resonanties in de pijp; vereist redelijke kennis om deze te kunnen bouwen; geen hoog rendement; niet elke driver is geschikt voor een TL.
Mede vanwege de nadelen is de transmissie lijn niet geschikt voor massa productie, ook in de zelfbouw-wereld is niet zo veel (specialistische) kennis aanwezig om een TL correct te ontwerpen. De meeste TL's zijn nagebouwd van enkele goede ontwerpen die als zeer goed bekend staan. In algemene zin heeft een TL niet veel voordelen op een bas-reflex kast, alleen kan een TL een wat beter 'gecontroleerde' basweergave hebben in bepaalde kleinere ruimten.
De meest ideale luidspreker unit is een enkele puntstraler die geschikt is om alle frequenties weer te geven. Maar aangezien een ideale luidspreker niet bestaat, wordt deze meestal opgebouwd uit meerdere afzonderlijke units die in een kast worden gebouwd. Hieronder staan punten waaraan een unit zou moeten voldoen:
- vervorming (lineair en niet-lineair) liefst buiten het hoorbare bereik en uiteraard zo laag mogelijk,
- minimale decay (time smearing; opgeslagen energie)
- het weergave bereik verloopt zo vlak mogelijk en bevat geen plotselinge overgangen,
- het weergave bereik bevat geen resonanties, b.v: die door het chassis of de conus worden veroorzaakt,
- de resonantie frequentie ligt minstens 1 octaaf buiten het
gewenste weergave bereik,
- elektrische en thermische belastbaarheid zijn ruim voldoende om de gewenste volumes op langere termijn aan te kunnen,
- weergave naast de hoofd-as (dus rond-om) moet in het gewenste weergave bereik net zo vlak zijn als op de hoofd-as.
Aanvullend geldt dat de fysieke afmetingen van een driver voor een groot deel al het weergave bereik bepalen. Uit een tweeter komt nu eenmaal geen bas, omgekeerd kan een woofer geen hele hoge tonen weergeven.
Voor een middentoner en/of een woofer is de behuizing waarin deze gemonteerd wordt ook van belang. Vooral de bas-weergave komt juist tot stand door de wisselwerking van de kast(inhoud) en driver eigenschappen.
Vaak een zwak punt bij de goedkopere commerciėle luidsprekers, is in veel gevallen een punt van bezuiniging.
- Lange termijn stabiliteit (soort van kwaliteitsfactor),
- serie weerstand bij zowel spoelen als condensatoren (ESR),
- gebruikte filter orde in combinatie met weergever(s) zorgt voor een vlakke weergave,
- compensatie van looptijd(en),
- impedantie egalisatie,
- notch filtering,
...
Kun je uit het bovenstaande een conclusie trekken? Waarschijnlijk heb je dat al gedaan...
Heel kort samengevat bestaat de ideale luidspreker niet. Het beste wat je kunt bereiken, is een compromis in voor- en nadelen wat voor een ieder persoonlijk het beste is of het beste klinkt.
Heb je vragen? Stuur een gerust een email.
Op de pagina contact vind je meer informatie en een contactformulier.
[1]: Bronnen: Luidsprekerkasten ontwerpen, V. Dickason; Transmission Lines updated in Speaker Builder (2000) door G.L. Augsperger.
www.the-paradox.nl