Tweeter högtalare

Vad är ljud? Luften i rummet består av olika atomer och molekyler.

Vad gör en förstärkare

När ett ljud uppstår svänger partiklarna i det vibrerande ämnet fram och tillbaka kring ett jämnviktsläge, och svängningsrörelsen utbreder sig som en ljudvåg. Ljudvågen rör sig framåt genom luften och uppfångas av vårt ytteröra. Är det dålig kvalitet på tillbehöret kan ljudkvaliteten ofta bli lidande. Hålen för högtalarna kan vara för små eller felplacerade. En annan väg att gå är att skaffa en app som förbättrar ljudet, på såväl iPhone som Android finns ett flertal sådana.

Börja med att tillsammans med en kamrat göra en skiss på hur du vill bygga högtalaren. Tänk på att skriva vilka mått den ska ha och vilka material du tänk att använda. Du använder små magneter och spolen tillverkar vi själva av tunn koppartråd. Membranet kan du göra av vanligt skrivpapper. Den ekvivalenta volymen för ett högtalarelement är ett mått på dess akustiska fjädringsmjukhet, dvs det motstånd man möter då konen pressas in i en låda. Det piezoelektriska kristallmaterialet kan också användas i en mikrofon, och i billiga ekolod är det vanligt att ett och samma element används för att avge pingen och för att lyssna på ekot. Joniserande högtalarelement är ovanliga och bygger på att luft som värms upp av elektriska urladdningar utvidgar sig i likhet med vad som sker vid ett blixtnedslag. Ett sådant högtalarelement består av en jonisationskammare där signalen från förstärkaren styr urladdningen. Kammaren är ofta kopplad till en tratt för att öka verkningsgraden.

Fördelen är att tröghetsmotstånd saknas nästan helt — nackdelen är att konstruktionen är komplicerad. Joniserande högtalarelement har hittills bara använts för diskantåtergivning. För att olika element skall kunna samverka kopplas de normalt till ett delningsfilter vilket ser till att varje element endast arbetar inom det frekvensområde för vilket det är konstruerat samt anpassar elementen till varandra. Delningsfilter är uppbyggda av spolar , kondensatorer och resistorer och innehåller en lågpasskrets som filtrerar bort höga frekvenser, en högpasskrets som filtrerar bort låga frekvenser och ibland även en bandpasskrets som endast släpper igenom mellanregistret. När membranet eller konen rör sig framåt blir lufttrycket framför konen högre och bakom konen lägre ljudvågorna från membranets fram- och baksida befinner sig i motfas. Är ljudvåglängden större än membranets diameter utjämnas tryckskillnaden runt kanten på elementet - så kallad akustiskt kortslutning.

Det innebär att låga frekvenser inte kan återges om inte luften på elementets fram- och baksida isoleras från varandra. En baffel är en skiva stor nog att förhindra akustisk kortslutning vid de frekvenser som elementet skall återge. I diskantområdet är elementets egen storlek tillräcklig. I mellanregistret krävs par kvadratdecimeters baffelyta utöver elementets egen storlek. För återgivning av låga bastoner är den yta som krävs flera kvadratmeter och följaktligen opraktisk i de flesta sammanhang. Panelhögtalare elektrostater och magnetostater måste därför vara mycket stora för att återge basregistret. Dämpmaterial i högtalarlådor används främst för två syften, dels för att dämpa stående vågor i lådan minska Q-värden vid resonanser , dels bidra till adiabatisk kompression och expansion, det vill säga att emulera en större låda, vilket är möjligt då kompression och expansion kan ske med nästan konstant lufttemperatur i dämpmaterialet. Högtalares effektivitet definieras som ljudeffekten dividerad med den elektriska ineffekten.

Återstoden omvandlas till värme, mestadels i talspolen och magnetenheten. Den främsta orsaken till detta är att det är svårt att uppnå korrekt impedansanpassning mellan den akustiska impedansen hos drivenheten och den omgivande luften. Effektiviteten i högtalarelementet varierar också med frekvensen. Till exempel minskar ljudeffekten från ett bashögtalarelement med frekvensen på grund av den allt sämre matchningen mellan omgivande luft och element. Gradering av högtalarelement baserade på SPL Sound Pressure Level , ljudtrycksnivå för en given ineffekt kallas elementets känslighet och är teoretiskt lika med effektivitet. Känsligheten brukar definieras som antalet decibel för 1 W elektrisk ineffekt, mätt vid 1 meters avstånd med undantag för hörlurar , ofta för en enda frekvens. Spänningen som används är ofta 2,83 VRMS, vilket motsvarar 1 watt för en 8 Ω:s nominell högtalarimpedans ungefär sant för många högtalarsystem. Mätningar som görs med denna referens anges som dB med 2,83 V 1 meter.

Ljudtrycket mäts vid eller genom beräkning skalas för att motsvara en mätning vid en meter från högtalaren och på högtalarens axel, under förutsättning att högtalaren strålar ut i ett oändligt stort utrymme och monteras på en oändlig baffel. Detta innebär att känsligheten inte korrelerar exakt med effektivitet, eftersom det beror både på elementet som testas och den akustiska miljön framför högtalaren. Exempelvis producerar ett horn mer ljud i den riktning det pekar, genom att koncentrera ljudvågor i denna riktning, alltså att "fokusera" dem. Ett horn förbättrar också impedansanpassningen mellan membran och luft och ger en högre akustisk effekt för en given ineffekt.

Ljudvågor

Ett element med en högre maximal effekt kan inte nödvändigtvis drivas till högre nivåer än ett lägre rankat, eftersom känslighet och effekthantering är i stort sett oberoende egenskaper. De senaste decenniernas utveckling av ljudanläggningar har inte inneburit några stora förändringar när det gäller högtalare och högtalarelement, utan för högtalarnas del främst handlat om gradvisa förbättringar av existerande konstruktionselement som lett till högre effekttålighet, utvidgade frekvensområden, bättre spridningsegenskaper med mera. Främst har utvecklingen omfattat komponenterna före högtalaren, såsom digitalisering av ljudkällor och förstärkare. En högtalares impedans är svårbestämd och kan endast redovisas noggrant i grafisk form. Oftast anges någon typ av medelvärde ibland kallat nominell impedans. Standardvärden för moderna högtalare är 4, 6 eller 8 ohm. Förstärkaren som används bör vara anpassad till högtalarimpedansen.

För låg högtalarimpedans kan skada förstärkaren. En högtalare med för hög impedans kan inte utnyttja förstärkarens maximala uteffekt och stående vågor kan uppkomma. Konstruktionen av transistorförstärkare förenklas om belastningsimpedansen är något högre än förstärkarens inre impedans; [ 2 ] därför väljs ofta 8 ohm i moderna anläggningar. Huvudartikel: Hornhögtalare. Huvudartikel: Delningsfilter. Self on Audio: Load invariant power amplifier. Oxford: Newnes,