hoe werkt een luidspreker
Inhoud tabel
Hoe werkt een speaker?
Luidsprekers zijn apparaten die elektrische audiosignalen omzetten in mechanische trillingen die geluidsgolven creëren.
Er is een grote verscheidenheid aan verschillende luidsprekers beschikbaar – dit artikel zal zich richten op de meest courante types met elk hun voor-en nadelen en geven antwoord op de vraag “hoe werkt een luidspreker?”
- Conus (luidsprekers): subwoofers, woofers, tweeters
- Componentluidsprekers (luidsprekerbehuizingen)
- Coaxiale drivers
- Directionele luidsprekers
Types en gebruik van speakers
Kegel luidsprekers (zoals subwoofers, woofers of tweeters) kunnen worden gecombineerd in componentluidsprekers (luidsprekerbehuizing) of werken als coaxiale drivers. Er zijn luidsprekers beschikbaar voor geluidslokalisatie, zoals geluidskoepels.
Directionele (of parametrische) luidsprekers hebben een groter vermogen om geluid te lokaliseren. Vooral op grotere afstanden, in vergelijking met geluidskoepels is dit de beste keuze. Parametrische luidsprekers maken gebruik van ultrasone golven om geluid te creëren in een relatief smal gebied in vergelijking met conventionele conusluidsprekers.
Mogelijkheden en beperkingen van elk luidspreker systeem
We zullen de verschillende gebruiken, mogelijkheden en beperkingen van de meest voorkomende typen luidsprekers schetsen.
Luidsprekerbehuizingssystemen (Componentluidsprekers)
Voordelen Luidsprekers met een beperkt frequentiebereik (zoals woofers of tweeters) worden meestal gecombineerd in luidsprekerbehuizingen (ook wel luidsprekerkast genoemd). Ze werken samen om een volledige verscheidenheid aan geluiden te produceren. Afzonderlijk kunnen deze drivers slechts een beperkt bereik aan.
Audiofrequenties creëren:
- de subwoofers zijn ontworpen om extreem lage frequenties te creëren (16-100 Hz)
- woofers worden gebruikt voor lage frequenties (50-1000 Hz)
- mid-range drivers zijn ontworpen voor midden frequenties (250-2000Hz)
- tweeters produceren de hoogste audiofrequenties die door het menselijk oor worden gehoord (2kHz-20kHz).
Voordeel
Het grote voordeel van dergelijke luidsprekerbehuizingen is de hoge geluidskwaliteit. Dit wordt ook wel high-end quality/high fidelity (of HiFi/HiFi) genoemd. Elke driver die in de luidsprekerkast is geïmplementeerd, is van verschillende grootte.
Dit zorgt voor de productie van een uitstekende geluidskwaliteit binnen elk frequentiebereik. Tevens biedt het de mogelijkheid om deze voor verschillende volume-instellingen te behouden. Dergelijke geluidssystemen zijn gebruikelijk voor concert- of evenementenhallen, omroepinstallaties of elektronische muziekinstrumenten.
Nadelen
Aan de andere kant hebben luidspreker behuizingssystemen ook bepaalde nadelen.
Twee duidelijke nadelen
Ten eerste, elke driver kan slechts voor een beperkte frequentie worden gebruikt. Daardoor kan een volledig bereik alleen worden gedekt door meerdere drivers te gebruiken.
Dit verhoogt op zijn beurt de totale kosten per eenheid en beïnvloedt de grootte van het geluidssysteem. Een enkele driver met een volledig bereik kan als alternatief worden gebruikt, waardoor de nadelen van kosten en grootte worden overwonnen, maar wat resulteert in een lagere geluidskwaliteit.
Ten tweede zijn luidsprekerbehuizingssystemen meestal geïntegreerd in de kast. Hierdoor wordt de scheiding mogelijk gemaakt tussen naar achteren en naar voren gerichte geluidsgolven. Anders zou de interferentie van deze golven geluidsvervorming veroorzaken.
De noodzaak van een behuizingsdoos voor individuele drivers verhoogt het totale gewicht van de luidspreker (vergeleken met coaxiale drivers). De afmetingen van de behuizing kunnen variëren, afhankelijk van het aantal gebruikte stuurprogramma’s en hoe krachtig de luidspreker moet zijn.
Coaxiale stuurprogramma’s
Voordelen Een andere type populaire luidsprekers zijn coaxiale drivers. Net als luidsprekerbehuizingssystemen vertrouwen coaxiale drivers ook op een reeks drivers die op dezelfde plaats zijn gemonteerd en geluidsgolven uitstralen vanaf hetzelfde aspunt. Coaxiale drivers hebben verschillende belangrijke voordelen waardoor ze een van de meest populaire soorten luidsprekers op de huidige markt zijn.
Twee uitgesproken voordelen
Ten eerste zorgen ze voor een goede geluidskwaliteit door het werk van twee of drie drivers (zoals woofers of tweeters) te combineren. Daarom hebben coaxiale drivers een superieure geluidskwaliteit dan single-driver (full-range) luidsprekers, vooral bij geluiden met een hogere toonhoogte.
Ten tweede hebben coaxiale drivers meestal een kleinere vormfactor dan luidsprekerbehuizingen waarin afzonderlijke drivers naast elkaar passen. Dit formaatvoordeel draagt bij aan de bruikbaarheid van coaxiale drivers, omdat ze kunnen worden gemonteerd in ruimtes waar luidsprekerkasten niet handig zouden zijn (bijv. auto’s).
Nadelen Hoewel coaxiale drivers een betere geluidskwaliteit afgeven dan full-range luidsprekers (waar één full-range driver een grote verscheidenheid aan frequenties produceert), garanderen ze echter geen hifi-geluid zoals luidsprekerbehuizingen dat wel doen.
Dit komt omdat luidsprekerbehuizingssystemen geavanceerdere crossover-systemen gebruiken die een betere isolatie van ongewenste geluidsfrequenties mogelijk maken in vergelijking met coaxiale drivers.
Directionele luidsprekers
Voordelen Een andere groep luidsprekers die de laatste tijd in populariteit groeit, zijn directionele luidsprekers. In tegenstelling tot eerder besproken luidsprekeropties die geluid creëren met behulp van een kegel die de lucht pompt om geluidsgolven in een groot gebied voor de luidspreker te verspreiden, creëren directionele luidsprekers ultrasone golven (hoogfrequent geluid) die in een smalle, gecontroleerde straal worden gericht. Het geluid wordt gecreëerd als ultrasone golven door de lucht gaan als gevolg van niet-lineaire demodulatieprocessen.
Op deze manier zetten directionele luidsprekers, zoals de Focusonics Model A en Model B, elektrische audiosignalen om in geluid, en verspreiden ze deze minder wijd dan conventionele luidsprekers.
Een unieke benadering
Deze unieke benadering van het creëren van geluid brengt aanzienlijke voordelen met zich mee voor directionele luidsprekers. Eén van de meest opvallende voordelen van directionele luidsprekers is de mogelijkheid om geluid uit te zenden. Dit geluid kan grote afstanden afleggen zonder noemenswaardige demping.
Focusonics Model A en Model B luidsprekers werken op een optimaal bereik van 3-15 meter en 1-5 meter voor de laatste. Het geluidsniveau zal bijvoorbeeld sterk gelijk zijn als het onderwerp zich op 2 meter afstand of 4 meter van de parametrische luidspreker bevindt.
Daarentegen is het amplitudeverval van conventionele luidsprekers 6 decibel (dB) voor elke verdubbeling van de afstand.
Ze stellen ons ook in staat om geluidsoverlast in openbare ruimtes te verminderen en audio te concentreren op specifieke gebieden. Deze luidsprekers vormen een geweldige oplossing voor musea, bibliotheken of winkels. Audioboodschappen kunnen daarom worden gestuurd naar mensen in specifieke ruimtes (bijvoorbeeld voor een schilderij in een galerij of een bepaalde kledingcollectie in een winkel).
Nadelen Dat gezegd hebbende, heeft de technologie voor het creëren van geluid die wordt gebruikt door directionele luidsprekers één belangrijk nadeel in vergelijking met conventionele kegelluidsprekers: de kwaliteit van laagfrequente (bas) geluiden.
Als directionele luidsprekers zouden worden vergeleken met kegelluidsprekers, zouden ze in de middenfrequentie- of tweetercategorieën vallen, wat wijst op relatief slechte basprestaties.
Dit nadeel wordt echter gecompenseerd door de eerder genoemde unieke kenmerken van directionele luidsprekers die ongeëvenaard zijn door andere luidsprekertypes.
Conclusie over luidsprekers
Concluderend, de huidige luidsprekermarkt omvat een overvloed aan technologische oplossingen voor het creëren van geluid van hoge kwaliteit. Zoals besproken in het artikel, wordt de beste geluidskwaliteit gepresenteerd door luidsprekerbehuizingssystemen die het werk van verschillende drivers combineren en een groot bereik aan geluidsfrequenties bestrijken.
Kenmerken
De meest voorkomende luidsprekertypes worden gekenmerkt door onderscheidende kenmerken die van invloed zijn op hun grootte, prijs, samen met geluidskwaliteit, distributie en controle. Dit maakt bepaalde luidsprekers praktischer en handiger, afhankelijk van waar ze worden geïmplementeerd (auto’s, concertzalen, musea, algemeen gebruik, enz.).
Daarom zou het niet correct zijn om te beweren dat bepaalde typen luidsprekers beter zijn dan andere, aangezien er verschillende mechanismen zijn die bepalen welk type luidspreker in een bepaalde situatie uitblinkt.
Gerelateerde berichten over “hoe werkt een luidspreker”
Met dank aan Focusonics voor deze content
