Hoppa till innehållet

Högtalarskolan del 1

speakers-faq3.jpg

En guide för dig som funderar på att bygga egna högtalare.

En högtalare består av ett antal högtalarelement som var och ett är bra på olika frekvenser. Ett delningsfilter delar upp frekvenserna mellan de olika elementen. Skilj på teori och praktik. Även om beräkningarna visar på ett och samma och öronen säger något annat får man kompromissa.

Funderar du över att bygga en helt egen låda och filter så rekommendationerna att fortsätta med högtalarskolan del 2.

 

Elementen
Elementen delas upp i vilka frekvenser de skall spela och vad de skall användas till. En grundregel är att ett större element som spelar lägre frekvenser skall tåla högre effekt t.ex. en högtalare med tre element är bestyckad med en 10" bas, ett 4" mellanregister och en 1" diskant. Basen är på 200W, då räcker det oftast med att mellanregistret är på 50W och diskanten på 25W. Glöm inte att detta är ett exempel. I verkligheten påverkas de mindre elementens effekter när de tillsammans med ett baselement används i system ihop med ett delningsfilter. Det beror på delningsfrekvenserna mellan elementen. Med en högre delningsfrekvens kan ett elements effekt minskas och vid lägre delningsfrekvens ökas.

 

Frekvensomfång
Frekvensomfånget talar om hur stort område i frekvens högtalaren kan klara av. Ett ensamt element klarar inte av att täcka det frekvensomfång det mänskliga örat har (ca 20-18000Hz) därför kopplas flera element ihop som var och ett tar hand om sitt frekvensomfång. Det är aldrig bra att låta ett element arbeta till sin yttersta gräns. En tumregel är att bara använda hälften av maximala frekvensen uppåt och dubbla nedåt. Skall en högtalare med frekvensomfånget 400-8000Hz användas som mellanregister skall den inte arbeta med större frekvensomfång än 800-4000Hz. Diskanten som används måste ha frekvensomfång från 2000Hz och uppåt. Det står oftast vad tillverkaren rekommenderar och då bör man följa det.

Många gånger är det svårt att hitta ett element som fungerar ihop med en högtalare bestyckad med två element. Baselementet måste klara att gå upp i frekvens och diskantelementet att gå ner i frekvens. Det finns en risk att diskanten överbelastas och kan sluta fungera. Om en diskant utan någon begränsning nedåt i frekvens kopplas direkt till förstärkaren kommer den att gå sönder redan vid låg volym. Det är inte är konstigt eftersom ju lägre frekvens den får desto mindre effekt tål den Mellanregister är inte lika känsliga men även de måste delas nedåt i frekvens. Om den inte delas av uppåt i frekvens saknar egentligen betydelse. Den kommer att klinga av men ljudbilden blir oftast bättre om delning sker uppåt.

 

Känslighet
Känslighet är ett mått på verkningsgrad och denna parameter är intressant. Den anger hur högt högtalaren/elementet spelar om den får 1 watt. Ju högre decibel (dB) värde desto mer låter den och desto högre kan den spela. En högtalare med 90dB känslighet behöver 4ggr kraftigare förstärkare för att spela lika högt som en högtalare med 96dB känslighet. Det är därför PA-högtalare oftast har hög verkningsgrad. De skall nå ut långt och är oftast billigare än att köpa en kraftig förstärkare. Tänk på att alla element i högtalaren ska ha ungefär samma verkningsgrad. Annars riskerar något frekvensområde att bli överrepresenterat.

En diskant eller mellanregister som har bättre (högre) känslighet än baselementet kan alltid dämpas med t.ex. en L-pad eller en dämpsats. Basar ska i princip aldrig dämpas. Det behöver inte vara exakt samma utan +/-2 till 3dB i känslighet kan man direkt acceptera men det är inte bra att para ihop en bas med 96dB känslighet med ett mellanregister på 87dB och sedan tro att det kommer att låta neutralt. 10dB motsvarar ungefär så mycket som att vrida bas eller diskantkontrollen i botten. Det är bättre att använda en bas på 87dB och ett mellanregister på 96dB. Den går att dämpa. Detsamma gäller diskanten.

 

Delningsfilter
Högtalaren/elementen skall bara arbeta inom ett visst frekvensområde och det är delningsfiltret som har till uppgift att dela upp signalen från förstärkaren i de olika frekvensområdena som sedan leds till respektive element. Därför är det viktigt att delningsfiltret passar till de elementen som skall användas. Det finns färdiga delningsfilter att köpa. Det är oftast enklast att köpa ett sådant.

Man kallar att filtren har olika karakteristik och det finns 3 olika typer av filter. I ett högpass filter (HP) passerar höga frekvenser som diskant. I ett lågpass (LP) filter passerar låga frekvenser som bas och i ett Bandpass (BP) passerar frekvenser inom ett visst område. Det är inte låga och höga frekvenser utan de som ligger däremellan. Ett filter för tre element består av lågpass, bandpass och högpass.

Branthet är en annan viktig parameter och anges i 6,12,18 eller 24dB/Oktav och detta anger hur effektivt filtret tar bort ljud utanför det område det ska släppa igenom. Ju större branthet ett filter har desto effektivare sorteras oönskade frekvenser bort. Ett 6dB filter räcker ofta för att dela högtalare uppåt i frekvens men sällan nedåt där brukar man använda 12dB eller mer. Ju brantare ett filter är desto mer effekt tål elementen samtidigt som det filtret blir dyrare. Det som egentligen anger hur brant filtret måste vara är det som presenterades tidigare genom att bara använda halva frekvensomfånget. Om mellanregistret ska delas nedåt vid 800Hz och frekvensomfånget är 100-8000Hz. Med området mellan 100 - 800Hz räcker det oftast med ett filter med 6dB/oktav. Ju närmare frekvensomfångets gränsvärden man vill använda elementet desto brantare filter behövs. En oktav motsvarar en halvering eller dubblering av frekvensen t.ex. är 80-160Hz är en oktav liksom 600-300Hz är en oktav och anger hur många dB filtret har dämpat (sänkt nivån) till elementet en oktav från delningsfrekvensen.

 

2 eller 3-vägs system
Skillnaden är att frekvenserna delas upp mellan 2 eller 3 element, och här menas elementgrupper. Det går mycket väl att använda två basar och en diskant d.v.s. en grupp med två basar och en grupp med en diskant och ett tvåvägs filter behövs. Har man t.ex. en bas, ett mellanregister och en diskant blir det tre grupper och då behövs ett trevägs filter. Om det ska vara 2 eller 3-vägs löses ofta automatiskt eftersom stora basar har dåligt frekvensomfång uppåt och därför kan man inte få dessa att fungera ihop med en diskant utan måste komplettera med ett mellanregister.

 

Impedans
Alla högtalare utgör en belastning på förstärkaren och denna belastning mäts i ohm Kopplas två högtalare parallellt så halveras impedansen och kopplas de i serie dubbleras impedansen. Förstärkaren belastas hårdare vid en lägre impedans och riskerar överbelastning om den undetstiger den tillåtna. (kolla i bruksanvisningen eller på baksidan på förstärkaren). 4 ohm klarar alla normala förstärkare och många PA-steg även 2 ohm. Bilslutsteg klarar normalt 0,5-2 Ohm. Elementen i en högtalare behöver inte ha samma impedans men filtret måste anpassas till elementens impedans individuellt.

 

Olika lådor
Högtalarlådan är inte en resonanslåda. En gitarr har en resonanslåda men inte en högtalare. Resonans är samma som vibration (självsvängning). Det finns flera olika typer av lådor och den vanligaste är basreflexlådan som ger bäst förhållande mellan känslighet och frekvensomfång. Lådtypen karaktäriseras av att den har en röröppning (eller tunnel). Detta rör måste noggrant beräknas. Röret beräknas med hjälp av det element som valts och lådans innervolym. Byts elementet ut är sannolikheten stor att även röret måste bytas detsamma gäller om lådans volym ändras.

För att räkna ut basreflexporten används dataprogram och ett exempel på mycket bra sådana är t.ex. Basbox och Lspcad. Det finns även ett enklare som Interactive Speaker Designer. För att kunna räkna ut lådor måste det finnas parametrar på elementen som bl.a. Fs, Vas, Qts men det finns även andra parametrar som kan vara bra att ha.. Tänk på att det är innervolymen på lådan som är viktig inte lådans utseende och form. Det får heller inte finnas något i vägen för basreflexporten. Minst längden motsvarande rörets diameter måste vara fritt på bägge sidor om basreflexröret, därför skall man inte ställa en högtalare med basreflexröret på baksidan direkt mot en vägg. 

Det är viktigt vid bygget av en basreflexlåda att man är noggrann. En volymförändring på 10-15% är inte obetydlig. Den slutna blir mindre än basreflexlådan och ger samtidigt sämre frekvensomfång men har ofta ett torrare och distinktare ljud. Det är inte lika viktigt att lådan är exakt rätt i storlek som hos basreflexlådan. Det går att acceptera volymändringar upp till 30 % utan betydande skillnader. Dessutom finns det bandpasslådor av olika typer. Dessa anses vara rätt komplicerade och det är inte utan förbehåll att rekommendera dem till nybörjare. Det bästa är om man önskar bygga en sådan att helt enkelt kopiera en färdig låda som fungerar. Var noggrann, en miss i lådvolym på 10 % är stor.

 

Bygga lådan
Ju större låda desto tjockare material behövs. Spånskiva är ett bra och billigt material som finns att få tag i nästan överallt. Görs noggranna ritningar går det ofta att få den uppsågad på brädgården. Det kan vara värt att notera är att det är olika kvalité på spånskivor. Limma och spika eller ännu hellre skruva ihop bitarna och se till att det blir tätt. Sprickor kan lätt fyllas igen med trälim eller silikon och bör fyllas från insidan för att bl.a. färg inte fäster på silikon. MDF är också ett bra material att bygga i som dock är dyrare och kräver borrning innan den skruvas ihop, annars finns det risk att den spricker. Plywood ett lätt material som också är bra. Den har dessutom en naturlig finish som kan slipas och lackas men har ett högre pris.

Skall lådan byggas i spånskiva måste den vara av tjockare material än om den byggs i MDF eller Plywood. Till lådor upp till 20 liter duger 16mm spånskiva och till 50-70 liter 19 mm och däröver 22 mm. Användes MDF eller Plywood används ca 30 % tunnare material. I större lådor sätter man med fördel stag på insidan mellan sidoväggarna för att styva upp konstruktionen.

 

Dämpa lådan
För att det inte ska kunna studsa ljudvågor mellan väggarna och sätta lådan i resonans fylls lådan med dämpvadd. Till basreflexlådor sätts vadden på väggarna och i slutna lådor fluffar man upp den och fyller hela lådan jämt. Slutna lådor har i regel mer vadd än basreflex. Glasull av den luftiga typen går också bra att använda men har förmågan att klia. Det allra finaste materialet är fårull. Lådor för mellanregister skall också fyllas med dämpmaterial.

 

Sist av allt
Montera aldrig ett mellanregister som har en öppen baksida direkt i en baslåda. Den ska monteras i en separat låda på någon liter eller köp en färdig låda i plast och skruva fast den inuti lådan. Görs inte detta fungerar varken mellanregistret eller baslådan som den ska.

Vissa element fungerar inte ihop med vissa lådor. Kontrollera innan vilken låda som passar till vilket element, speciellt viktigt är det med bandpasskonstruktioner.

Hur långt ner en bashögtalare kan gå i frekvens beror inte på elementet utan kombinationen element och låda, värdet som anges påvisar bara hur långt ner högtalaren kan kunna fungera i den ultimata lådan gjord för bästa möjliga frekvensomfång.

Kom ihåg att det bästa verktyget är att lyssna dvs. en kombination av uträkningar, dataprogram och det mänskliga örat.

logotypes-se.png
 
Produkten har lagts i kundvagnen