Michiel Van Zaane gaat verder in deze boeiende reeks :
Zo, de koffie is op en het is tijd om door te gaan waar ik vorige keer gebleven was. Luidsprekers dus. Vandaag gaan we kijken naar de verschillende soorten en maten luidsprekerunits. Dat zijn er nogal wat. Ik beperk me hier tot de ‘conventionele’ units die werken met een magneet, spreekstoel en een conus of ‘dome’ om de lucht in beweging te brengen. Er zijn uiteraard ook andere soorten (waarom makkelijk doen als het ook moeilijk kan?), waaronder één die helemaal geen fysiek materiaal gebruikt om lucht te laten trillen maar bliksem. Echt waar. Lees hier maar (Duits). Maar, hoe interessant ook, daar ga ik het nu niet over hebben.
Eerst even een definitie van hoge-, midden- en lage tonen. In een tweewegsysteem geeft de lagetonenluidsprekers vaak/meestal (maar lang niet altijd) het frequentiegebied tot 2.500 Hertz weer. De hogetonenluidspreker begint dan bij 2.500 Hertz en gaat door tot-ie niet meer kan, wat hopelijk 20.000 Hertz of meer is. In een driewegsysteem (laag, midden en hoog) werkt de woofer vaak tot 1.000 Hertz, de middentoner van 1.000 tot 5.000 Hertz en de tweeter vanaf 5.000 Hertz. Maar hier zijn, afhankelijk van de filosofie van de bouwer, enorme variaties op te vinden. Beschouw mijn definitie maar als een schatting, niet als een natuurwet. Dat geldt overigens voor wel meer dingen die ik schrijf…
Woofers
Zoals ik vorige keer al zei moet je voor lage tonen veel meer lucht in beweging brengen dan voor hoge. Dat vraagt dus om een groot bewegen oppervlak. De lagetonenluidspreker of ‘woofer’ is dus groot en kan ook nog eens behoorlijk heen en weer bewegen. Daardoor heb je wel een behoorlijke magneet en spreekstoel nodig om dat zaakje in beweging te brengen. En te stoppen! Maar ook het materiaal van de conus, het bewegende gedeelte, krijgt redelijk wat te verduren. Dat materiaal moet licht zijn, maar ook heel stijf. Je wil ten slotte niet dat het ene deel van de conus nog naar voren gaat terwijl een ander gedeelte al weer naar achter gaat (‘opbreken’).
Er worden dan ook verschillende materialen gebruikt voor woofers: papier, papier met een kunststof coating, kunststoffen zoals polypropyleen, kevlar en metaal en allerlei combinaties. En welke is de beste? Dat is niet te zeggen. Dat hangt af van de grootte, hoeveel laag je eruit wil krijgen, van de magneet, spreekstoel, wisselfilter, de kast… Wat je wel kunt zeggen is dat het maken van kevlar of metalen woofers duur is, terwijl papieren en polypropyleen woofers goedkoper te bouwen zijn. Maar dat zegt lang niet alles over de kwaliteit…
Ook kun je de vorm van de woofer aanpassen. De meeste woofers zijn rond, maar er zijn ook vierkante en ovale woofers. Hoewel met name vierkante woofers theoretische voordelen hebben (groter effectief oppervlak) is dat geen garantie voor beter geluid. En omdat ze duur zijn om te maken kom je ze niet vaak tegen. Dat is ook niet perse nodig: gewone, ronde woofers kunnen prima klinken. Overigens speelt de kast waarin de woofer gemonteerd zit daar een cruciale rol in. Niet alleen de inhoud van de kast (dus de grootte) is bepalend, maar ook de vorm en de constructie. Door het gebruik van bepaalde principes (basreflex, transmissielijn, gevouwen hoorn) kun je het laag enorm beïnvloeden. Maar daar kom ik op terug in het hoofdstuk over de kasten.
De ophanging van de woofer is ook van belang. De rolrand zoals dat heeft is het gedeelte dat de conus met de metalen rand verbindt. Die rand moet behoorlijk flexibel zijn en is meestal gemaakt van ‘foam’, een soort schuimrubber, of rubber. In sommige gevallen wordt linnen gebruikt. Qua klank is er volgens mij (let op: potentieel discussiepunt!) geen verschil tussen foam en rubber. Het grote nadeel van foam is dat het uitdroogt en afbrokkelt. Hoewel de woofer dan nog wel kan bewegen is de kans op schade aan de spreekstoel groot. Normaal zweeft die spreekstoel om de vaste magneet heen, maar doordat er nu geen steun van de rolrand is kan die spreekstoel naar beneden zakken. Dan schraapt-ie over de vaste magneet en dat is niegoednie. Zo’n foamrand is zelf te vervangen. Dat is een precies werkje, waar een vaste hand, lijm en een heleboel wasknijpers aan te pas komen. Daar kom ik op terug. Zodra ik het zelf onder de knie heb…
Tweeters
Aan een tweeter worden hele andere eisen gesteld dan aan de woofer. De tweeter moet licht zijn omdat hij heel snel moet kunnen bewegen. Gelukkig hoef je voor hoge tonen minder lucht in beweging te brengen dan voor lage, dus een tweeter kan klein blijven. Nu hebben hoge tonen de vervelende eigenschap dat ze ‘bundelen’. Dat betekent dat het hoog op de ene plaats heel goed te horen is, terwijl het een stukje verder ineens een stuk minder is. Om te zorgen voor een betere spreiding is de conus van een tweeter vaak niet trechtervormig, zoals bij een woofer, maar een bol (‘dome’, dat is Buitenlands voor ‘koepel’). Hierdoor worden de hoge tonen veel beter gespreid dan met een trechtervormige conus. Om die dome zo mooi rond te houden heb je wel een stevig materiaal nodig, dat ook licht moet zijn. Veelgebruikte materialen zijn zijde, metaal en kunststoffen.
Deze dometweeters hebben nadelen. Om de een of andere reden hebben ze een enorme aantrekkingskracht op kindervingers (en sommige uiterst vervelende volwassenen). Er zijn wel wat manieren om zo’n ingedrukte dome weer in model te krijgen: een stofzuiger, een naaldje met een druppeltje lijm en het totaal uit elkaar halen van de tweeter, waarna je de losse dome van achter met een stukje gum uitdeukt. Maar met name bij metalen domes zul je het toch altijd blijven zien. In hoeverre het echt hoorbaar is is de vraag. Ik denk eigenlijk van niet, maar tegelijkertijd stoor ik me er wel aan. Waarschijnlijk meer een spiegelogische dan een fysieke kwestie.
Een ander nadeel van een dometweeter, en trouwens ook van een conus tweeter, is dat de belastbaarheid niet zo hoog is. Met andere woorden: als je er te veel vermogen (in Watt,zie hier) op loslaat gaan ze stuk. Het hele dunne draadje van de spreekstoel kan smelten en dan is het einde verhaal. Helaas zie je dat van buiten niet, dus luister altijd voor je een luidspreker koopt. Overigens kan een tweeter ook stuk gaan als je een versterker hebt met weinig vermogen. Als je zo’n lichte versterker te hard zet gaat hij ‘clippen’, vervormen. Dat betekent dat er een overmaat aan hoge tonen wordt geproduceerd (ik versimpel de zaken nu. Excuses voor de kenners) waardoor de tweeter kan overlijden. Een ander risico is dat de versterker gelijkspanning (DC) produceert. Het muzieksignaal bestaat uit een wisselspanning (AC), maar elke versterker produceert daarnaast een klein beetje DC. Daar hoor je helaas niets van. Tot zo’n 50 milliVolt is er niets aan de hand, maar sommige defecte versterkers produceren Volts of meer. De meeste tweeters worden dan te warm en geven het uiteindelijk op. Zelfs als er geen muziek is! Die gelijkspanning is namelijk niet afhankelijk van het volume, maar het is een continue spanning die ontstaat zodra je de versterker aanzet. In sommige versterkers zit een beveiliging die zelf aan de luidsprekeruitgang meet of er DC is, en als dat zo is schakelt hij de eindtrap in. In sommige andere versterkers zit een condensator aan de uitgang die alle DC tegenhoudt. En soms ook een stukje muziek… Het kan dan ook geen kwaad om bij met name oudere versterkers even de DC te meten. Dat kan met een simpele multimeter. Mocht ik er ooit aan toekomen om het over versterkers te hebben leg ik uit hoe.
Middentoners
Dan zijn er in sommige gevallen nog middentoners. Afhankelijk van welk frequentiebereik die moeten weergeven kun je zowel een conus als een dome gebruiken. Het nadeel van een dome-middentoner is dat de dome relatief groot moet zijn om de lucht in beweging te brengen. En het is moeilijk om zo’n grote dome rond te maken en te houden. Ze zijn dan ook behoorlijk kwetsbaar en duur om te maken. Middentoners met een conus hebben, net zoals een woofer, een rolrand. Als die van foam is kan die verdrogen. Kijk dus bij een middentoner of de dome mooi rond is, en bij een conusmiddentoner of de rolrand nog goed is.
Coaxiale luidsprekers
Een bijzondere plaats is gereserveerd voor coaxiale luidsprekers. Dit zijn twee units in één. De tweeter zit in het midden van de woofer gebouwd. Bekende fabrikanten zijn Tannoy (Dual Concentric) en Kef (UniQ). Het grote voordeel van deze constructie is dat de fasefouten (zie hier) voor een groot deel voorkomen worden. Een nadeel is de ingewikkelde constructie (duur!) en het feit dat als de tweeter het begeeft, de woofer eigenlijk ook waardeloos is. Repareren is echt heel ingewikkeld. Maar het kan bijzonder goed klinken, dat dan weer wel…
Breedbanders
Als laatste voor vandaag (ik heb alweer trek in koffie!) kijken we nog even naar ‘fullrange drivers’, of breedbanders in het Binnenlands. Dat is één luidspreker die het hele frequentiebereik weergeeft. Hoewel het in de praktijk tegenvalt. Een grote breedbander gaat over het algemeen wel laag, maar produceert weinig hoog. Een kleine breedbander is weer beter in hoge tonen, maar blijft achter in het laag. Nu zijn er wel trucs om het frequentiebereik te vergroten. Zo wordt bij sommige breedbanders een extra conus geplaatst voor de hoge tonen (‘whizzer cone’). Of een kleine breedbander wordt in een speciale kast gebouwd die extra laag weergeeft.
Maar als een breedbander zo beperkt is, waarom zou je hem dan uberhaupt gebruiken? Omdat een breedbander geen filter gebruikt. Dat betekent dat er tussen versterker en luidspreker geen passieve componenten zitten die de klank kunnen verpesten veranderen. Naar mijn smaak (let op!) is dat een hoorbare verbetering. Ik heb zelf een paar goedkope breedbanders gebouwd waar ik met veel plezier naar luister. Zeker, er mist hoog en laag, maar het klinkt toch lekker. Hoewel ik, als ik daarna mijn andere luidsprekers aansluit, ook weer geniet van het lekkere laag en het gedetailleerde hoog. Het is ook nooit goed….
Volgende keer gaan we kijken naar de kast van een luidspreker. Is het nou echt nodig om ze zo groot te maken? En moeten ze nu echt in het midden van de kamer staan? En waarom mag je er geen plantjes op zetten?
Origineel artikel : https://michielvanzaane.wordpress.com
Auteur : Michiel Van Zaane
Dit artikel is meer dan 5 jaar oud - waarschijnlijk is deze informatie niet meer relevant of van toepassing.