Råd om selvbyg højtaler

Det at komme i gang med selvbyghøjtalere er nemmere en de fleste tror, med det sagt er det stort set umuligt at mestre. Så det er en udfordring og noget alle kan gå i gang med. Det er mit mål at introducere selvbyg højtaler emnet og gøre dig i stand til at lave dine egne.

Først kommer drømmen, hvad skal der bygges?

Måske en køleskabs størrelses fest blæser? En kunstnerisk gulv højtaler med smukt stereo billede? Små reol højtalere? Du vælger retning og grænser.

Første udfordring er valget af højtaler enheder. Der er mange slags højtaler enheder, og alt afhængig af hvad type retning eller design du går efter, vil en given højtaler være mere eller mindre ideel teknisk med også økonomisk.

Bassen spiller de dybe toner, der kræver mest luft at blive flyttet. Derfor er disse større og mere kraftfulde i forhold til de andre højtaler enheder. På grund af dens større membran areal, er den naturligt også mindre i stand til at følge højere frekvenser, altså meget små vibrationer. Hvad der typisk sker på et tidspunkt er at de høje frekvenser begynder at vibrere på tværs af membranen, udover at bevæge den ud og ind som normalvis. Det giver irriterende hæse lyde i det som vi kender som mellemtone området, typisk med stemmer og klaver kan dette problem virkelig høres. Dette fænomen kaldes opbrud, og er grunden til vi vælger at installere flere forskellig størrelse højtaler enheder i vores højtaler og så fordele forstærker signalet ud igennem delefilteret som vi vil komme ind på senere.

Til at spotte opbruddet skal du bruge noget som hedder Thiele & Small parametre, typisk forkortet til T&S parametre. Bestående af en dataliste og et diagram med nogle kurver, disse værdier er meget vigtige for at beregne din succes, uden dem er det simpelthen rent gætværk. I diagrammet kan man aflæse frekvens og impedans. Frekvensen er den vi skal holde øje med her, og den går ca. henover midten af diagrammet. Der hvor du kan se der er et løft/pukkel på kurven er hvor opbruddet begynder, så lige omkring 3,5KHz, derfor skal det ses som max brugbart frekvens område i det opbruddet er brutalt at høre på.

 Se vores udvalg af Højttaler enheder her

Nu kan beregningerne starte, og det kan gøres utrolig kompleks og der er konstruktører der ikke lade sig an på de fra fabrikken opgivet T&S parametre og vælger at købe udstyr til at måle deres egne. Men min erfaring er at fabrikkens opgivet er rigeligt tæt på, og den lille smule i sidste ende der måske kan forbedres er mulig at justere ved at ændre lidt frem og tilbage (tweak) med nogle lytte tests.

Jeg har valgt i denne artikel ikke gå ind i detaljer omkring parametrene, og i stedet her et link til forklaringer hvis du er interesseret, T & S parameter .  I stedet vil vi bare bruge vores T&S parametre til at fylde ind i en software beregning.

Her hos tec-connect har vi vores CAAD-42 software som har alle de beregninger der skal til under 300 kr, men igennem hollandske http://www.mh-audio.nl/spk_calc.asp kan du blot bruge deres gratis online beregner, det er en anelse mere arbejde, og CAAD-42 beregner et ideelt kabinet i første omgang, og ved et klik kan du ændre imellem systemer i stedet for at starte forfra på en ny beregning.

Lidt generelt og kabinet typer og valg af disse. Her vil jeg sige som nybegynder bør valget ligge imellem lukket eller basrefleks. Grunden er at disse er mere forgivende og du kan lave ændringer til kabinettet hvis nødvendigt, hvor transmissionsline og horn specielt er enten eller hvor du kunne ende ud med at skulle starte forfra, og de er svære at konstruere i det hele taget.

Det lukket kabinet er som det lyder, en kasse der ikke har nogen form for ventilation eller åbning. Her virker luften inde i kassen som en fjeder på basenheden, og derfor er det vigtigt at størrelsen er rigtig således kabinettet forbedre bassens præstation. Typisk er bassen præcis fra denne kabinet type, og har gode evner med hensyn til transiente lyde, altså hurtige opstående lyde. Men denne kabinet type er ikke den mest populære trods dens gode analytiske evner, fordi den tit og ofte mangler dybde bas i forhold til basrefleks kabinettet.

Det er specielt vigtigt for det lukket kabinet, at dit kabinet er luft tæt. Hvis du har en lille lækage kan den give den frygtlige hvisle toner. Derfor skær dine plader så præcist som du kan, brug lim på alle flader af samlinger, gå efter med lim i kanterne. Brug tætningsliste som MDM-20 til at tætne højtaler enhederne og evt. terminal plade.

Hertil kan du forbedre lyden betragtelig med dæmpeuld som MDM-2 og MDM-3, dette ikke bare hjælper imod at kabinettet vibrere og ringer, men også kan kabinettet til at virke større end det i virkeligheden er, og dermed typisk give lidt mere bas i forhold til størrelsen af kabinettet.

Ønsker du at lave et stort kabinet kan du eventuelt afstive siderne, ved hjælp af at placere plader eller bjælker på tværs for at styrke konstruktionen, og dermed mindre chance for at kabinettets vibrationer vil ødelægge lydbilledet fra dine højtaler enheder.

Hvor vidt en given basenhed er ideel til lukket eller basrefleks er også et spørgsmål. En indikator man kan bruge, er at beregne dens EBP. Har vores basenhed en EBP på imellem 50 og 90 er der god chance for succes med lukket kabinet. Her skal du bruge dine T&S parametre igen. Det du skal havde fat i er din Fs (resonanse frekvens) og Qts (Total Kvalitets værdi). Hvis du dividere FS med Qes får du EBP.  Så lad os sige vi havde en højtaler med en FS på 31Hz og en Qes på 0.4, vil vi havde regnestykket 31/0,4=77,5 og dermed en basenhed der vil virke fortræffeligt i et lukket kabinet.

Havde EBP værdien været over 90, er et basrefleks kabinet højst sandsynligt et bedre valg. Et basrefleks kabinet er et kabinet hvor et rør er installeret. Røret har til opgave at kreere en resonans af dybe toner, og dermed assistere bassen til at få din højtaler til at spille dybere og mere bas end bassen selv er i stand til.

Længden og tykkelsen afgøre hvad frekvens det er. Jo længere og smallere røret er, jo dybere er frekvensen. Men pas på med at lave røret for tyndt, i det du kan få hvisle lyde fordi der kommer for meget pres på. Tykkelsen vurderes på hvor meget luft at bassen flytter, derfor membran areal cm2 (SD) og membran vandringen i mm (Xmax).

I online kalkulatoren ovenfor, kan man indsætte de efterspurgte T&S parametre SD og Xmax, yderlige spørger kalkulatoren om hvor mange basenheder du ønsker (quantity of drivers), til sidst opgiver du hvad dit tuning frekvens for røret skal være. Generelt for gulv højtalere er 33Hz en god afstemnings frekvens. Og dermed er vores BR-45TR basrefleks lige nøjagtig stor nok. Prøv at ligge lidt flere liter nede i rubrikken enclosure volume, og du vil se at behovet for længden af røret bliver formindsket. Derfor er det nu opgaven og sidde og ændre data indtil du har noget der giver fysisk mening. Undgå at tune din basrefleks port til samme frekvens som basenhedens resonans frekvens FS. Dette giver den såkaldte boom effekt at mange billige mega-store højtalere har. Det er når bassen af kraftig i forhold til størrelsen, men virker mudret og ingen musikalitet eller ægtehed har.

Placeringen af basrefleks porten hvis den er blevet fint afstemt til volume (liter) og basenhed, vil give mest hvis placeret på forsiden af højtaleren. Hvis det er lidt uvist omkring hvor godt det bliver kan den placeres på bagsiden, hvis porten har noget hvisle lyd vil det blive mindre hørbart.

Det er vigtigt du ikke sender højere toner igennem basrefleks porten, disse toner kan virkelig ringe inde i røret, og give ”snakke igennem støvsuger slangen effekt”. Derfor placer basrefleks porten således du ikke kan se membranen på basenheden igennem røret, samt sørg for at dæmpe interne sider med dæmpe materiale, bedst til det er æggebakke skum som MDM-40 og MDM-60. Du kan i øvrigt dæmpe yderlige med akustisk uld MDM-2 eller MDM-3, det kan også dæmpe stående bølger men endvidere få kabinettet til at virke større. Vi anbefaler at du plukker lidt i det for at gøre det større så det ikke er slet så kompakt som det er når det kommer ud af posen.

19mm MDF plade er fantastisk til at lave kabinetter i, og de fleste tegninger på færdige afprøvet systemer er lavet over denne type plade. MDF er meget dæmpende overfor lyden, hvor mere traditionel spånplade er lige en anelse blødt, og metal af forskelig art vil tillægge lyden ringe lyde ved specifikke frekvenser. Krydsfiner kan hvis konstrueret rigtigt være formidable, men det kræver en godt konstrueret afstivning.

Hvis du ser på vores basenhed fra før og dens frekvensgang, kan vi se at den strækker sig fint og jævnt op til omkring 3,5KHz. Det gør den et fint valg til 2 vejs systemer, men du kunne så sandelig også vælge at lade en god mellemtone som MSH-115 til at tage sig af mellemtone området, i det den har et mindre membran areal og den er designet netop til det formål, og ved at formindske arbejdsområdet i frekvensen vil du kunne belaste mere i det nye mindre område, og mindre mulighed for forvrængning, det man vil kalde bedre dynamik. Men det er ikke en nødvendighed og det betyder også at du skal bruge mere delefilter (elektronik) og du er nød til at kreere et lille kammer til mellemtonen, ellers går bas trykket ind og skubber på mellemtone membranen.

Ved den valgte basenhed skal vi nu vælge en mellemtone eller diskant, alt afhængig om hvor stor en højtaler vi ønsker. For højtalere med mellemtone fordeler vi gerne forstærker signalet ud således fra omkring 600-800Hz og ned er til bassen, og diskanten får alt fra 3,5-6KHz, og imellem der er vores mellemtone område. Typisk er mellemtonen 2-4 gange mindre end bassen i diameter, og musik belastningen kan fint være det halve af bassen, i det der er mindre effekt afsat i de højere frekvenser.

Det er vigtigt at du vælger en mellemtone der matcher din bas i følsomhed.

Følsomheden finder i vores tekniske data fra basen under SPL eller sensitivity, her kan vi se at den er 88dB og derfor vil det være godt at finde en mellemtone med det samme eller måske 1 dB lavere. Tillige er det en god ide at holde impedansen den samme på de 8 ohm i dette tilfælde.

Med hensyn til diskanten skal vi først og fremmest være sikre på af den ikke bliver brændt af og at den ikke spiller for højt. Der er specielt fokus på at ikke at brænde den af i et 2-vejs system, i det bassen vil typisk kræve en lavere delefrekvens end en mellemtone. Derfor vil jeg gå igennem delefilteret nu, således det er lidt mere tydeligt hvad der foregår.

Råd om selvbyg højtalere

Hvordan kobler man mange højtalere sammen?

Det der er det vigtige er at du holder den samlede modstand (impedans) på et niveau hvor forstærkeren ikke skal på elektronik hospitalet eller det der er være. Typisk betyder det 4 til 16 ohm for forstærkeren i hjemmet og 1 til 4 ohm til bilen.

Derfor skal du finde ud af hvad hver enkelt højtaler har som impedans, herfra kan du vælge hvilken kombination vil give en god total modstand, men når vi snakker vekselstrøm som din forstærker udgiver kaldes det samled impedans.

Første eksempel nedenfor til venstre viser 4x 4 ohms højtalere koblet i serie, denne kobling giver en samlet impedans på 16 ohm. Som du kan se er plus terminalen forbundet til den første enheds plus terminal, og således er minus polen fra denne enhed forbundet til den næste enheds plus pol og så fremdeles hele vejen igennem de 4x højtalere tilbage til minus polen fra forstærkeren.

Eksemplet nedenfor til højre er 4x 16 ohms højtalere som alle er parallel forbundet, der gør den samlede modstand bliver 4 ohm. Havde modstanded været 8 ohm i stedet på denne kobling blevet kun 2 ohm, dermed mulig brug i en strøm stærk bil forstærker, men døden for en hi-fi forstærker.

Det der er humlen er at 2 ens højtalere i serie fordobles den samlede impedans, og kobles selv samme enheder i parallel i stedet halveres impedansen.

Det næste billede viser 2 mere brugte kombinationer. Her er den samlede impedans bevaret i forhold til den enkelte højtaler enheds impedans.

Her er en video hvis du ligesom mig at kan lide at læse

.

Vi vil løbende lave lidt dansk vejledning til begyndere.

Introduktion til fasedrej

Jeg skal forsøge mig at give en kort generel forståelse af fasedrej og hvorfor i audio verdenen der er så meget snak om det fænomen. Jeg har prøvet at gøre det så let så muligt, og kun forklare konceptet.

Det der vibrere vores trommehinde er luft tryks forskelle, der svinger oven over og nedenunder vores atmosfæriske tryk. Det er simpelt hen luften der bliver skubbet i en kæde reaktion som var det vand hvor en dråbe falder ned og laver ringe i vandet.

For at kan lave en solid og ensartet bølge skal tryk udgangs punktet være så statisk som muligt.

Hvis en tryk bølge skal starte fra et sted der er vacum, vil det kræve mere energi at opnå det samme slut tryk, som hvis trykket var neutralt.

Hvis du har 2 højtaler enheder der overlapper hinanden, skal man specielt holde øje med dette fænomen. Og det har man som regel, idet at man har typisk et 3 vejs eller 2 vejs system, hvor et delefilter administrere arbejdet imellem dem.

Udover placering i dybde eller distance imellem højtaler enhederne, er en endnu større faktor i delefilteret, i det både kondensatorer og spoler har en tidsmæssig effekt på strøm og spænding.

Med lad os vende tilbage til tryk, vi tager vores basenhed og lader en mellemtone overlappe således begge spiller i et givent område. Lad os sige at der 90graders fase drej, altså en kvart periode tid i forskydning. Nu vil den ene enhed stadig være i sin vacum vandring i det den anden enhed starter sin tryk vandring, dermed kreere en dæmpning. Havde der været et 180 graders fase drej, vil man havde en total cancellation, det vil sige ingen lyd vil forekomme i det pågældende frekvensområde, i det at en enhed har sit max vacum på nøjagtig samme tid som den anden enhed har sit max tryk.

Et anden ordens filter der deler med 12dB per oktav, har et 180graders fase drej. derfor er det utroligt vigtigt at for et 2 vejs system at diskantens plus pol, bliver forbundet til minus, og for 3vejs at mellemtonens plus pol er forbundet til minus. Hvis ikke man gør det er der total cancellation.

Som du nok kan se skal der ikke meget til ændre fasen, og spiller du i et rum der reflektere meget, vil man havde en masse forskellige situationer, der vil ændre sig meget ved at ændre afstanden til bag eller side væg, lytte position, absorbering og defusing via møbler og tæpper.

Måske ønsker du at bygge en højtaler med forstærker og batteri, så kan du læse vores artikel om festival anlæg, vi beskriver bla. hvor store batteri du skal og alt andet hvad der er vigtigt.