Luidsprekers. Overzicht van systemen

Waarschuwing busjes verkoop

Luidsprekers

Elekrtodynamysche luidsprekers (de gewone)

Elektrostatische luidsprekers

Piezo- Elektrische luidsprekers

Band luidsprekers, engels: Ribbon tweeters

Air Velocity transformer, Air Motion Transformer

Plasma luidsprekers

Luidspreker polariteit

Luidspreker impedantie

Meerdere luidsprekers door het huis

Solosound Elektrostaten (enkele gegevens)

Er zijn technische artikelen over  luidspreker behuizingen,   wisselfilters,   luidspreker kabels, versterkers    de demping van luidsprekers (en hoe die verknald wordt door het wisselfilter)

Waarschuwing busjes verkoop

Er is in Nederland nog steeds een firma actief die luidsprekerkasten verkoopt vanuit een vrachtbusje zonder bedrijfsaanduiding (of een huurbusje)
Het gaat vaak zo: Op straat stopt er een busje naast je, en een knul vraagt "of je misschien belangstelling hebt voor een goed stel luidspreker kasten voor een koopje. Ze hebben n.l. een partij luidsprekers afgeleverd aan een grote klant, maar er was meer ingeladen dan wat de klant besteld had. Die luidsprekers zijn toch al afgeboekt uit het magazijn, en terugboeken geeft zo'n rompslomp... We kunnen een deal maken, voor een paar honderd euro koop je een stel kasten die nieuw wel over de duizend kosten. Het moet natuurlijk wel contant...."

Schrijver dezes heeft ooit eens zo'n stel luidsprekers aan de tand kunnen voelen,  en ik verzeker je, het is absoluut onbegrijpelijk hoe men een kast heeft kunnen samenstellen die zo belabberd klinkt. Het eerste-de-beste prut plastic stereo setje klinkt daarbijj vergeleken als een verademing. 
Er zullen wel meerdere modelletjes in omloop zijn. Wat ik destijds zag was een kast van zo'n 3 x 5 x 8 dm, netjes met fineer afgewerkt in een doos met veelbelovende Hifi termen.
Ik heb die kasten later ook destructief kunnen onderzoeken, Dat kostte niet zo veel moeite, want 1 keer stevig neerzetten en dan rolden ze uit elkaar. Het spul was opgebouwd uit spaanplaat van misschien wel 15 mm dik, netjes gezaagd en met een trapje in elkaar gelijmd. Er zaten dacht ik 2 luidsprekers in, een grote en een kleine, de kleine was via een serie condensator aangesloten bij wijze van wisselfilter. De luidsprekers waren van Chinese makelij.

Er was ook demp materiaal aanwezig: Op het achterpaneel was een stukje schuimrubber van ca. 3 x 4 dm vastgeniet !

Tsja, juridisch is deze firma helaas niet aan te pakken. Het verkoop praatje lijkt op fraude of heling, maar in feite is er geen sprake van zulke zaken. De verkopers werken op commissie en hangen een verhaal op om je lekker te maken... Dat mag allemaal.....  Je zult zelf voldoend stevig in de schoenen moeten staan om niet in zo'n kuil te vallen. 

Top

Luidsprekers.

De belangrijkste schakel in de HiFi keten thuis zijn de luidsprekers en hun opstelling. Als je niet tevreden bent met het geluid van je installatie moet je als eerste de luidsprekers onder de loep nemen. In nieuw gekochte "complete installaties" is er vrijwel altijd bezuinigd op de kwaliteit van de luidsprekers en/of de behuizing. 

Als je een stereo installatie niet kunt kopen zonder de "bijbehorende luidsprekers" moet je naar een andere winkel gaan (en wellicht je budget vergroten). 

Als er beweerd wordt dat "deze versterker en deze luidsprekers speciaal voor elkaar ontworpen zijn" moet je onmiddelijk weg, want dan wordt er gegarandeerd rommel verkocht. Iedere goede versterker kan overweg met iedere goede luidspreker. (twee uitzonderingen: Sommige versterkers kunnen niet goed overweg met elektrostatische luidsprekers, maar dat is eigenlijk een ontwerpfout van de versterker) en bij actieve luidsprekers die werken volgens een  "motional feed back" principe moet je de bijbehorende speciale versterker gebruiken, maar die zit dan in de luidsprekerkast ingebouwd, dus je hebt geen keuze.
Ook de opstelling van de luidsprekers is belangrijk.

Top

Elektrodynamische, of Electromagnetische luidsprekers

Hier wordt een conus van karton-achtig of kunststof  materiaal aangedreven door een spoel die vrij om de pool van een sterke magneet kan bewegen. De elektrische stroom door de spoel veroorzaakt krachten –en dus beweging- van de conus. De conus is verend opgehangen in een meestal rond metalen frame.

Dit type wordt veruit het meest gebruikt. Voor de consumenten markt worden ze uitsluitend aangeboden ingebouwd in een behuizing, doorgaans een rechthoekige luidsprekerkast. De betere systemen bevatten meer dan 1 luidspreker per kast. Voor doe-het-zelvers zijn er uitstekende losse luidsprekers te koop.
De afzonderlijke luidsprekers worden onderscheiden in bas-luidsprekers, "woofers", midden-toon luidsprekers "squakers" en hoge tonen luidsprekers "tweeters"

In de categorie "tweeters" is vooral de "dome tweeter" veelvoorkomend. In plaats van een conus heeft deze een bolvormig stralings lichaam van licht en stijf materiaal, daar waar de andere luidsprekers de stofkap hebben. De conus is nagenoeg afwezig.

Zie verderop voor andere weeter principes.

Het type en de uitvoering van de luidspreker behuizing bepaalt vooral het gedrag bij lage tonen. Het hoge tonen gedrag wordt vrijwel uitsluitend bepaald door de kwaliteiten van de hoge tonen luidspreker(s) en in veel mindere mate door de behuizing. Zie: "luidspreker behuizingen"

In het algemeen geeft een grotere kast een betere weergave van de lage tonen. Er zijn echter kasten van bescheiden afmetingen die ook een zeer goede basweergave geven. Die zijn wel wat duurder, want het is moeilijker om met een kleine kast een goede lage tonen weergave te maken.
Bij grote kasten moet er erg op gelet worden dat er geen paneel resonanties optreden. D.m.v. allerlei tussenschotten en zwaar materiaal kan dit voorkomen worden. Een zeer lichte luidsprekerkast is altijd verdacht.

Een bijzonder geval vormt de "magnetostaat". Alhoewel alle elektrodynamische luidprekers in wezen magnetostatisch zijn (de magneet staat stil en het elektrische deel, de spreekspoel, beweegt) is de "magnetostaat" wat anders opgebouwd. Er is een frame met veel magneten, en langgerekte spoelen die aan een mebraan verbonden zijn. Het membaan wordt over de hele oppervlakte aangedreven. Deze luidsprekers worden niet in een kast ingebouwd, maar -net als bij elektrostaten- los neergezet.

Voor doe-het-zelvers zijn er diverse mogelijkheden om voor een relatief bescheiden bedrag een uitstekend luidsprekersysteem in huis te halen. Er zijn bouwpaketten te koop waarbij je alles kant-en-klaar gezaagd koopt en alleen het in elkaar schroeven/lijmen en de afwerking (bijv. fineren) hoeft te doen, en andere paketten waarbij je zelf het hout moet (laten) zagen.
In alle gevallen heb je een grote vrijheid in de uiteindelijke afwerking. Als je niet opziet tegen een flink aantal avonden klussen loont het in hoge mate om zelf een luidspreker systeem van zeer goede kwaliteit te bouwen.

Top

Elektrostatische luisprekers

Hier is een uiterst dunne elektrisch geleidende folie gespannen tussen elektroden die geluid kunnen doorlaten. Door hoge elektrische spanningen wordt de folie in trilling gebracht.
Het voordeel van elektrostaten is dat ze erg weinig kleuring aan het geluid geven. Het nadeel is dat ze erg duur zijn en ook wel onderhouds gevoelig. (schoonmaken en folie spannen)
Elektrostaten doen het erg goed in het midden- en hoogfrekwente gebied. Voor de laagste frekwenties worden ze erg groot en nog duurder. Het nut van elektrostaten bij de laagste frekwenties is ook wat twijfelachtig. Men ziet dan ook wel combinaties van magnetische luidsprekers voor het laag, en elektrostaten voor het midden en hoog.
In sommige gevallen wordt voor de allerhoogste frekwenties weer een dome-tweeter gebruikt omdat de elektrostaat daar toch weer te veel richt effect heeft.

Het is heel goed mogelijk om zelf elektrostatische luidsprekers te bouwen. De materiaalkosten zijn vaak lager dan die voor meer conventionele luidsprekerkasten. Het boek van E. Fikier geeft uitgebreide informatie en bouw handleidingen voor elektrostaten van een paar honderd euro.  Zie mijn link pagina.  en kijk op website van de ESL-doe-het-zelvers

Sommige (eind)versterkers kunnen niet goed overweg met elektrostaten. Informeer je daarover.

Elektrostaten worden vrijwel uitsluitend als dipool uitgevoerd, d.w.z. ze stralen aan de achterkant net zoveel geluid af als aan de voorkant. Dat betekent dat je ze ruim van de muur moet zetten.

Zie ook de Solosound elektrostaten

Top

Piezo-Elektrische luidsprekers

Ook wel Keramische luidsprekers genoemd.

Het stralend element is hier een keramisch materiaal dat onder invloed van een elektrische spanning vervormt (Piezo-elektrisch effect)

Meestal vind je ze ingebouwd in een trechter vormig huisje (plastic) en zijn ze alleen geschikt voor zeer hoge frequenties.

De geluidskwaliteit is over het algemeen matig.

Top

Band luidsprekers, engels: Ribbon tweeters

Bij dit type is er een dun reepje metaalfolie gespannen tussen twee magneetpolen. De stroom uit de versterker loopt door deze metaalfolie en veroorzaakt krachten op de folie die zich vertalen in geluid. Het voordeel van ribbon tweeters is dat ze een uiterst geringe bewegende massa hebben en daardoor een zeer getrouwe hoogweergave. Nadeel is de relatief hoge prijs en de kwetsbaarheid van het bandje, zowel voor invloeden van buitenaf (je moet er niet hard tegen blazen) als overbelasting. Bandluidsprekers zijn er uitsluitend voor de hogere frequenties.

Niet getekend: In praktische constructies is het bandje geribbeld om het meer dwarsstijfheid te geven.

Op de Do It Yourself Audio Dag 2005 in Zuphen vertelde Dhr. A.Brussen hoe hij zelf ribbon tweeters bouwt voor hooguit een paar tientjes aan materiaalkosten. Ik heb helaas nog geen links naar zelfbouw sites gevonden, maar deze vertelt hoe je een defecte bandluidspreker kunt repareren.

Top

Air Velocity transformer, Air Motion Transformer

Verwant aan de ribbon luidspreker is een principe dat onder de namen "Air Velocity Transformer" of "Air Motion Transformer" in de handel is, en ook aangeduid wordt als de "Harmonica" luidspreker. Hier is een dun membraan als de balg van een trekharmonica gevouwen. Op het midden van de vouwen is een elektrische draad of folie zizag aangebracht. Hieronder zie je zoiets van boven gezien. Het magneetveld gaat van voor naar achter.

De stroom gaat beurtelings omhoog en omlaag door de geleiders, en dat veroorzaakt dat de plooien om de andere wijder c.q. smaller worden. De lucht tussen de plooien wordt aan de ene kant van het membraan weggedrukt en aan de andere kant aangezogen.
In de schets hierboven zitten de magneten in de weg voor het geluid. In de praktische uitvoeringen zijn de magneet polen uitgevoerd als een rij "vingers" waar het geluid tussendoor kan. Die contructie heft ook een belangrijk nadeel van dit principe op. Het grote stralend oppvlak van ongeveer 1 dm2 zou n.l een zeer sterk richt effect veroorzaken voor deze hoge frequenties. Omdat de geluidssnelheid tussen de vingers echter wat lager is dan in de vrije ruimte ontstaat er toch een benadering van een lijnbron, oftewel een goede spreiding in het horizontale vlak. In het vertikale vlak is de spreiding matig, deze luidsprekers moeten echt op oorhoogte staan.

Top

Plasma luidsprekers

Hierbij wordt door een hoogfrequent elektrisch veld met hoge spanning (een soort radio zender) een beetje lucht geioniseerd. Door die zender te moduleren met het audio signaal ontstaat er geluid zonder  resonanties en kleuringen. De lucht wordt direct in beweging gebracht, zonder dat er eerst iets mechanisch moet gaan trillen. Het principe bestaal al vele decennia, maar het is tot nog toe uiterst lastig gebleken om een aantal praktische problemen op te lossen.

• Er ontstaat het schadelijke en onaangenaam ruikende ozon, een molucule met 3 zuurstof atomen. Die ozon moet worden afgeschermd en dat gaat eigenlijk alleen goed met een hermetisch dichte behuizing, maar daardoor raken een aantal akoestische eigenschappen in het gedrang.

• Het principe leent zich nog moeilijk voor grote ionisatie gebieden. Dat betekent dat het alleen geschikt is voor tweeters voor tamelijk hoge frequenties.

• Het rendement, beter gezegd de maximaal haalbare geluidsterkte is wat beperkt. Veel uitvoeringen hadden een hoorn om het geluid te versterken. Het nadeel daarvan is weer dat er meer richtwerking optreedt.

• Er zijn diverse websites, ook over het zelf bouwen. Zoek op "ionophone" of  "Plasma tweeters". Op mijn experimenten pagina staan een paar links.

Hier het vlammetje (ca. 5 mm hoog) van 1 van mijn eerste experimenten op dit gebied. Ik kon hier krap 70 dBa geluid uit krijgen op 1 meter afstand, dus er moet nog wat gebeuren. Met die ozon valt het tot nog toe erg mee.

Top

Luidspreker polariteit

Het is erg belangrijk dat de beide luidsprekers van een stereo installatie met dezelfde polariteit aangesloten zijn. Als dat niet het geval is heb je een sterk vertekend ruimtelijk geluidsbeeld, vaak een zwakke basweergave en mogelijk treedt er  "luister moeheid" op doordat je oren met een onwerkelijke situatie geconfronteerd worden.
Hoewel er op testplaten vaak signalen staan waarmee je dit kunt controleren is er een eenvoudige en zeer doeltreffende test, die ook zonder tesplaat gaat:

Deze werkt het best als je een mono-signaal hebt, dus zet je tuner op een middengolf station. Schuif de luidsprekers frontaal naar elkaar toe tot op zo'n 5 cm afstand. Als nu de lage tonen weergave geheel verdwijnt is het fout en moet je de aansluitdraden van 1 van de luidsprekers verwisselen. Je zult horen dat de lage tonen dan weer terug zijn.

Deze test controleert uitsluitend of de basluidsprekers goed aangesloten zijn. Bij gekochte luidspreker kasten mag je verwachten dat de andere luidsprekers dan ook goed aangesloten zijn. Bij zelfbouw luidsprekerkasten moet je de bedrading zorgvuldig controleren.  Als je luidsprekers van verschillende merken door elkaar gebruikt kunnen er verschillen in opvatting zijn over de relatie tussen  polariteit en het plus-teken of de rode stip. (De AES heeft weliswaar een norm voorgschreven over signaal polariteit door de hele audio keten, maar ik vrees dat niet iedereen zich daar aan houdt)

Door een batterij van 1.5 of 4.5 Volt aan te sluiten op de individuele luidsprekers kun je zien in welke richting de conus beweegt. Benoem de "Plus" en "Min" aansluitingen eenduidig voor alle gebruikte luidsprekers. Bedenk dat bij sommige schakelingen van het wisselfilter de middentoon luidpreker schijnbaar "verkeerd-om" aangesloten moet worden. Hou je daaraan.

Een z.g. Pole-Checker is niet bruikbaar bij het bepalen van de juiste luidspreker polariteit.

Top

Luidspreker impedantie

Luidsprekers worden geleverd met een impedantie of weerstand van 8 Ohm  of  4 Ohm. Een enkele keer zie je wel eens 2 Ohm of 16 Ohm.

Voor huiskamer Hifi is 8 Ohm het meest gebruikelijk. 

Bij luidsprekers voor gebruik in de auto is 4 Ohm zo'n beetje de standaard. De achtergrond is de beperkte voedingsspanning van 12 Volt in de auto. Met een lagere luidspreker impedantie kun je bij de zelfde spanning meer vermogen maken. Zie "brugschakeling"

Het een is niet beter of slechter dan het andere. Maar je moet er wel op letten dat de versterker er mee overweg kan.

Alle versterkers kunnen met 8 Ohm luidsprekers werken. Ze zijn echter alleen geschikt voor 4 Ohm als dat er duidelijk op staat.
Op een versterker voor 4 Ohm kun je gerust luidsprekers van 8 Ohm aansluiten, maar dan wordt het maximum versterker vermogen niet gehaald. 

Andersom is af te raden, want je kunt de versterker opblazen. (Nou ja, meestal gaat het wel goed, als de versterker een flink vermogen kan leveren en je toch nooit zo hard speelt)

Top

Meerdere luidsprekers op 1 versterker

Soms wil je het geluid ook in andere ruimtes kunnen horen, keuken, slaapkamer, hobbykamer of zo.

Het is dan verleidelijk om daar extra luidprekers te zetten en die op de huiskamer versterker aan te sluiten.
In het algemeen gaat dat wel, als je niet met een hoog volume gaat spelen. Als je in de in de huiskamer echt voor een concert gaat zitten is het raadzaam om die andere luidsprekers af te schakelen.
Sommige versterkers hebben de mogelijkheid om 2 of meer luidspreker groepen aan te sluiten en die afzonderlijk aan of uit te zetten. 

Gebruik in de periferie 8 Ohm luidsprekers. Bij het paralell schakelen van meerdere 4 Ohm luidsprekers kan de versterker gemakkelijk overbelast raken, en bijna zeker neemt de vervorming toe.

De mooiste methode voor geluid door het hele huis is om in elke ruimte waar je dat wilt een eenvoudige versterker en een setje redelijke luidsprekers neer te zetten. 
Gebruik de "rec out" uitgang van de huiskamer versterker om het signaal door het hele huis te verspreiden. 
Een enkele keer kan het gebeuren dat er bij erg lange kabels wat hoog-verlies optreedt. In dat geval moet er een lijnversterker bij de centrale bron geplaatst worden.

De versterker(s) voor de periferie kunnen wat oudere tiepjes met beperkte bedienings mogelijkheid zijn, en veel vermogen is er doorgaans ook niet nodig. Kijk eens wat er op de rommelmarkt te vinden is. Let op: die oudere dingen hebben vaak last van krakende volume- of klankregelaars.

Top