Hoe werkt een luidspreker?

Ze zijn er altijd geweest. Lang voordat we een binnen no time een audioclip konden openen en alles in seconden konden opnemen. Eigenlijk zien we het als vanzelfsprekend. We hebben het natuurlijk over de vertrouwde luidspreker. Ze zijn het meest belangrijke onderdeel van elke studio.

Of het nu gaat om hoofdtelefoons of monitors, we hebben ze allemaal op een bepaald moment nodig om muziek te maken en ervan te genieten. Maar ondanks de bekendheid van de speaker, is de manier waarop luidsprekers werken geen algemeen bekend onderwerp.

Dus om wat licht te werpen op hoe luidsprekers werken, heb ik deze blog geschreven. Laten we nu eens kijken hoe luidsprekers en hoofdtelefoons precies werken. Zodat je de volgende keer dat je naar de nieuwste muziek luistert, precies weet hoe dat proces in gang is gezet.

Hoe werkt geluid in relatie tot luidsprekers?

Geluid beweegt in drukgolven. Wanneer luchtdeeltjes snel genoeg worden gecomprimeerd en verdampt, horen we het als geluid. Hoe sneller de luchtdruk verandert, hoe hoger de “frequentie” van het geluid dat we horen.

Wanneer eenĀ luidspreker heen en weer beweegt, drukt deze op luchtdeeltjes die de luchtdruk veranderen en geluidsgolven creĆ«ren.

hoe werkt een luidspreker?

Welke onderdelen heeft een speaker?

De onderdelen van een luidspreker zijn:

  • De kegel en de stofkap Ć  Dit zijn de delen die lucht verplaatsen en het geluid produceren.
  • De spin en de rand Ć  Dit wordt ook wel de ophanging genoemd, dit zijn de delen die de kegel op zijn plaats houden terwijl ze nog steeds kunnen bewegen.
  • De magneet en de spreekspoel Ć  Dit zijn de delen die op elkaar inwerken om elektrische energie in beweging om te zetten
  • De mand
  • De paal en bovenplaat

En tot slot het frame dat alles samen monteert

onderdelen-luidspreker

Hoe werkt het dan precies?

Luidsprekers werken door elektrische energie om te zetten in mechanische energie (beweging). De mechanische energie comprimeert lucht en zet de beweging om in geluidsenergie of geluidsdrukniveau (SPL).

Wanneer de elektrische stroom door een draadspoel wordt gestuurd, wekt dit een magnetisch veld op. In de luidsprekers wordt de stroom door de spreekspoel gestuurd. De spreekspoel produceert een elektrisch veld dat samenwerkt met het magnetische veld van de magneet die aan de luidspreker is bevestigd.

Terwijl een audiosignaal door de spreekspoel wordt gestuurd en de muzikale golfvorm op en neer beweegt, wordt de stemspoel aangetrokken en afgestoten door de permanente magneet.

Dit zorgt ervoor dat de kegel waaraan de spreekspoel is bevestigd, heen en weer beweegt. De heen en weer gaande beweging creƫert drukgolven in de lucht die we waarnemen als geluid.

Wil je meer weten? Bekijk dan eens deze achterliggende pagina van Wikipedia.

hoe werkt een luidspreker

Hoe maak je onderscheid tussen een goede en een high end luidspreker?

Wanneer je luidsprekers met elkaar wilt vergelijken dan kun je kijken naar het volgende: Hoe is de golfvorm in de lucht (de drukgolf) in combinatie met het elektronische signaal (de geluidsopname) die naar de versterker werd gestuurd.

Als elke frequentie nauwkeurig wordt gereproduceerd naar de luisteraar zonder informatie toe te voegen of te verwijderen, is het waarschijnlijk een uitstekende luidspreker.

Er zijn verschillende factoren die bepalen hoe nauwkeurig de luisterervaring is. Denk hierbij aan de frequentierespons, de hoeveelheid vervorming en de directionaliteit (dispersie) van de luidspreker.

high end luidspreker

Wat is frequentierespons en waarom is het zo belangrijk?

Frequentierespons is hoe luid de uitvoer van een luidspreker op verschillende frequenties is. Een typische test voor frequentierespons stuurt frequenties van de bas naar de middentonen en naar het hoge tonenbereik om te zien of het geluid van de luidspreker in al deze gebieden hetzelfde is.

De ideale frequentierespons voor een luidspreker is zeer vlak. Dit betekent dat de luidspreker op lage frequentie hetzelfde niveau heeft als op de midden- en hoge tonen.

Het doel van een vlakke frequentierespons is ervoor te zorgen dat de mensen die naar muziek luisteren het ervaren zoals de artiest het bedoeld heeft. Als de muziek goed klinkt op luidsprekers met een vlakke respons, kun je er vanuit gaan dat dit goed klinkt op ieder afspeelsysteem.

center speaker

Platte luidsprekers versus alle andere speakers

Er zijn weinig platte speakers. Sommigen hebben niet genoeg hoge of lage tonen, of ze hebben pieken of dalen in hun frequentierespons. Hierdoor zijn frequentie bereiken overbelast, verborgen of gemaskeerd.

Als dit gebeurt, kunnen sommige instrumenten luider of zachter klinken dan eigenlijk de bedoeling was. En hierdoor wordt de muziek niet goed weergegeven.

Voor hoge frequenties moeten luidsprekers zeer snel bewegen. Voor lage frequenties moeten luidsprekers veel lucht duwen. Dit is de reden waarom tweeters (hoogfrequent drivers) meestal kleine koepels zijn en woofers (laagfrequent drivers) meestal groot.

We horen 10 octaven (20 Hz – 20 kHz), wat een zeer breed bereik is (ter vergelijking tot zien, we kunnen namelijk slechts minder dan Ć©Ć©n octaaf licht zien).

Het is veel gevraagd om een ā€‹ā€‹luidspreker zo’n breed bereik nauwkeurig te laten reproduceren. Er zijn vaak 2 (woofer + tweeter), 3 (woofer + middenbereik + tweeter), 4 (sub + woofer + middenbereik + tweeter) drivers nodig om dit brede bereik goed te produceren.

luidspreker

Hoe kunnen sprekers verbeteren? Ā En waar schieten de meeste sprekers tekort?

Veel sprekers die we gebruiken hebben beperkte frequentierespons. Denk bijvoorbeeld aan de speakers in je laptop. De meeste luidsprekers hebben ook een lager uitgangsvermogen. Ooit geprobeerd je telefoon te gebruiken om muziek af te spelen op een feestje? Dit werkt dus niet.

Veel luidsprekers produceren ook vervormingen, wat betekent dat ze frequenties aan de muziek toevoegen die er niet waren in de originele opname. En als echte muziekliefhebber wil je dit natuurlijk niet!

Grotere luidsprekers zijn over het algemeen veel beter als we kijken naar de frequentierespons en vervorming. Maar het zou pas echt een verbetering zijn als kleinere luidsprekers ook beter geluid kunnen produceren.

speaker

De toekomst van luidsprekers: wat is Graphene en waarom verbetert het de luidsprekerprestaties?

Grafeen is een nieuwe materiaalsoort dat is ontdekt in 2004. Het verbetert de luidsprekerprestaties aanzienlijk.

Grafeen is het sterkste en lichtste materiaal dat er bestaat. Omdat het licht is, kan het heel snel bewegen, waardoor het zeer geschikt is voor hoge frequenties.

De sterkte betekent dat het niet vervormt of vervormt terwijl het heen en weer beweegt, wat een hifi-geluid oplevert uit luidsprekers die kleiner en efficiƫnter kunnen zijn.

Traditionele luidsprekers zijn eigenlijk een van de minst efficiƫnte technologieƫn die we vandaag de dag nog steeds gebruiken. Minder dan 1% van het vermogen dat naar een luidspreker gaat, wordt omgezet in geluid.

De meeste energie wordt omgezet in warmte. Traditionele luidsprekers zijn eigenlijk minder efficiƫnt dan gloeilampen, die op dit moment vrijwel verboden zijn!

Omdat Grafeen zo licht is, kost het veel minder energie om heen en weer te bewegen.

Nieuwe materialen en hun toepassingen vormen de toekomst van de luidsprekertechnologie. Ze zullen de problemen oplossen die luidsprekers al tientallen jaren hebben doorstaan.