Luidsprekers
de bandbreedte van luidsprekers
TechTalk
Root server » TechTalk » FAQ bruingoed » Bandbreedte van luidsprekers
De bandbreedte van een luidspreker is het frekwentiegebied dat de luidspreker correct kan weergeven.
-

-

"Wat is de bandbreedte van deze paar luidsprekers", en de klant toont een paar computerluidsprekers. "Kunnen de luidsprekers ook bassen van 20Hz weergeven?"

Een antwoord op deze vraag geven is complexer dan het lijkt. Een verkoper zal zeggen: "Maar natuurlijk dat deze boxen 20Hz kunnen weergeven, kijk, het staat zelfs in de folder!." De klant zal dan antwoorden: "Ben je goed gek? Zulke boxen, da's dikke rommel! Zelfs mediamarkt verkoopt dat niet meer!"


Afbeelding 1:
Dwarsdoorsnede door een luidspreker, met in het rood de spreekspoel (voice coil). Het magnetisch veld is het sterkst op de plaats van de spreekspoel in rust.

Het antwoord op deze vraag is complexer dan je zou denken. Laten we een frekwentie van 20Hz naar de luidspreker sturen. Men hoort niets, en dit is niet verwonderlijk, om zulke lage frekwenties te kunnen horen moet met grote hoeveelheden lucht in beweging brengen, iets dat de kleine luidsprekers niet kunnen doen. Kerkorgels kunnen zulke grote hoeveelheden lucht in trilling brengen.


Afbeelding 2:
Een electrisch signaal (sinusvormig) van 20Hz wordt naar de luidspreker gestuurd.

We verhogen het volume. Men hoort nog altijd niets, totdat er een limiet bereikt is. Ofwel begint de luidspreker te roken, ofwel hoort men een tikkend geluid: de spreekspoel tikt tegen de magneet of de bevestiging. Meestal gebeuren de twee fenomenen tegelijkertijd.

De bedoeling van onze test is natuurlijk niet om de luidspreker op te blazen, maar om na te gaan of de luidspreker deze lage frekwenties kan weergeven. Niet erg, je hebt nog een tweede luidsperker om verder te testen. We sturen een signaal in de luidspreker, maar op een wat lager vermogen, ongeveer 50%.


Afbeelding 3:
De mechanische beweging van de spreekspoel als men een wisselspanning van 20Hz aanlegt (half vermogen).

Een luidspreker is zodanig gebouwd, dat bij sterke signalen de uitwijking van de spreekspoel minder wordt, het is een vorm van automatische compressie om ervoor te zorgen dat de spreekspoel niet te snel tegen de bevestiging zou tikken als het geluid sterk is. Als de spreekspoel buiten de luchtspleet komt dan is het magnetisch veld minder en beweegt de spreekspoel minder bij een bepaalde aangelegde spanning. De sinus heeft een zeer afgeplatte vorm (overigens kan de sinus meer afgeplat zijn aan één kant dan aan de andere). De gevoeligheid van de spreekspoel hangt af van zijn positie in het magnetisch veld.

Laten we nu een tweede signaal toevoegen, een signaal met een goed hoorbare frekwentie, bijvoorbeeld 440Hz. Er zal een vreemd fenomeen gebeuren: het 20Hz signaal zal het 440Hz signaal moduleren. De luidspreker zal immers de tweede toon goed weergeven als de spreekspoel in het midden van de luchtspleet zit, en minder als de spreekspoel buiten de luchtspleet zit.


Afbeelding 4:
Bovenop het 20Hz signaal hebben we een zwakke signaal van een hogere frekwentie gesuperponeerd. De amplitude van het electrisch signaal blijft constant.

Afbeelding 5:
De mechanische uitwijking hangt af van het magnetisch veld, dat zwakker is als de spreekspoel buiten de luchtspleet komt. De amplitude van het 440Hz signaal hangt af van het laagfrekwent signaal.

Afbeelding 6:
Men bekomt een modulatie van het 440Hz signaal door het 20Hz signaal.

Men hoort een tremolo die in amplitude varieert op 40Hz. Het is een soort intermodulatie die in alle niet-lineaire systemen optreedt als men twee grondtonen mengt. In de meeste gevallen is deze intermodulatie ongewenst (men probeert die te vermijden in hifi installaties), maar in welbepaalde gevallen is de intermodulatie wel gewenst, bijvoorbeeld het mengen van twee frekwenties in ontvangers.

Om snel de eigenschappen van een versterker te meten (lineariteit), baseert men zich vaak op de hoeveelheid intermodulatie. Dit is een eenvoudige meting, maar er is echter geen standaard om de intermodulatievervorming te meten: welke frekwenties zal men gebruiken? Welke amplitudes?

En om de vraag te beantwoorden: de computerluidsprekers kunnen natuurlijk de lage frekwentie van 20Hz niet weergeven, maar men is wel gewaar van hun aanwezigheid door de tremolo. Onderbreek het signaal van 20Hz en je zal het verschil wel horen.


Afbeelding 7:
De zweving is een natuurlijk verschijnsel die optreedt bij alle golfvormen (interferentie).

De intermodulatie is niet hetzelfde als de zweving: de zweving ontstaat bij het samenvoegen van twee signalen van een verschillende frekwentie: soms versterken de twee golven elkaar (constructieve interferentie), soms werken ze elkaar tegen (destructieve interferentie). De zweving is een natuurlijk natuurkundig fenomeen en wordt niet veroorzaakt door een vervorming.

Bepaalde dure luidsprekermerken demonstreren hun produkten door luistertesten met aangepaste muziekstukken waarbij de vervormingen niet optreden. Gevaarlijke frekwenties worden weggegomd zodat het geheel wel "goed" klink (met extra laag-middentonen om het gebrek aan zeer lage tonen te verdoezelen). Het demonstreren van de speakers met audiomateriaal van de klant zelf wordt "ten stelligste afgeraden" om het eufemistisch te zeggen.

Hetzelfde merk (Bose) levert trouwens geen grafieken met de bandbreedte van hun luidsprekers. Dertig jaar geleden, toen ik nog bij een echt hifi-winkel werkte heb ik eens de grafiek van de bandbreedte van een bosespeaker opgetekent, en het was héél bedroevend.

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's

-