Als u van plan bent een hifi-muzieksysteem te kopen, bent u misschien termen tegengekomen als tweeters, mid-range drivers en woofers, maar wat betekenen deze termen?
Bieden deze stuurprogrammaconfiguraties ook een betere geluidskwaliteit?
Hoe horen we geluid?
Voordat we ingaan op luidsprekers en hoe ze werken, is het essentieel om te begrijpen hoe geluid wordt gecreëerd. Eenvoudig gezegd is geluid een trilling die je oor bereikt.
In het geval van een muziekinstrument zoals een trommel, wordt het geluid gecreëerd door fysiek trillingen op te wekken door op het cimbaal of de basdrum te slaan. Eenmaal geraakt, trilt de trommelhuid, waardoor een drukgolf ontstaat in de luchtmoleculen die er dichtbij zijn, waardoor een geluidsgolf ontstaat. Deze geluidsgolf is niets anders dan een reeks compressies en verdunningen die door de lucht reizen.
Bij het bereiken van uw oor brengen deze trillingen het trommelvlies in trilling, waardoor u het geluid van de trommel kunt horen.
Het menselijk oor kan alleen geluiden horen tussen de frequenties van 20 Hz - 20.000 Hz. Onze oren kunnen niets buiten dit bereik verwerken. En naarmate mensen ouder worden, neigt ons hoorbare bereik ook af te nemen.
Hoe werken luidsprekers?
Nu we een basiskennis hebben van hoe geluid wordt gecreëerd, kunnen we kijken hoe luidsprekers geluidsgolven creëren.
In tegenstelling tot een trommel, die geluidsgolven creëert door het trommelvel te laten trillen, gebruikt een luidspreker concepten van magnetisme om geluid te creëren. Simpel gezegd, een luidspreker gebruikt drie hoofdcomponenten om geluidsgolven te creëren, en samen wordt het een driver genoemd. Een kort overzicht hiervan wordt hieronder gegeven:
- Diafragma: Zoals een trommel een huid heeft, gebruikt een luidspreker een diafragma om trillingen te creëren. Dit diafragma is een dun membraan gemaakt van papier, metaal of plastic dat is verbonden met de spreekspoel.
- Spreekspoel: Zoals de naam al doet vermoeden, is de spreekspoel een spoel van koper die werkt als een elektromagneet wanneer er stroom doorheen gaat. De stroom in de spreekspoel verandert op basis van het audiosignaal dat het diafragma trilt.
- Permanente magneten: Het diafragma en de spreekspoelen zijn tussen een stel permanente magneten geplaatst. Deze combinatie van permanente magneten en elektromagneten zorgt voor geluid.
Nu we een basiskennis hebben van de componenten waaruit een luidspreker bestaat, kunnen we kijken hoe het werkt.
In de meeste gevallen is de speaker aangesloten op een digitaal apparaat zoals een computer of een DAC. Deze apparaten sturen audiosignalen naar de luidspreker die vervolgens worden verwerkt en naar de spreekspoel worden gestuurd. Deze audiosignalen zijn een combinatie van verschillende sinusgolven.
Zodra deze sinusgolven de spreekspoel bereiken, induceren ze een variërende stroom in de spreekspoel, waardoor deze wordt omgezet in een magneet die van polariteit verandert op basis van het ingangssignaal.
Nu het diafragma en de spreekspoel omgeven zijn door het magnetische veld van een permanente magneet, kan een aantrekkings-/afstotingskracht wordt toegepast op de spreekspoel op basis van de polariteit van het magnetische veld ervan bezit.
Het is dit basismechanisme van tijdelijke en permanente magneten dat luidsprekers helpt muziek met grote nauwkeurigheid na te bootsen, maar er zit een addertje onder het gras; een enkel diafragma kan niet alles.
Uitleg over tweeters, mid-range drivers en woofers
Zie je, de muziek waar we naar luisteren kan geluiden hebben variërend van 20 Hz tot 20.000 Hz, en een enkel diafragma kan niet trillen om zo'n grote verscheidenheid aan frequenties te genereren. Daarom gebruikt een luidspreker diafragma's van verschillende afmetingen om dit probleem op te lossen.
Vanwege het verschil in diafragmagrootte reproduceren verschillende drivers bepaalde frequenties nauwkeuriger. Dit verschil in grootte creëert tweeters, mid-range drivers en woofers.
Tweeters
Tweeters creëren hoogfrequente geluiden. Hoewel verschillende luidsprekers verschillende frequentiebereiken voor tweeters hebben, worden tweeters in de meeste gevallen gebruikt om geluiden te creëren in het frequentiebereik van 2.000 Hz tot 20.000 Hz.
Omdat de tweeter geluiden in een hoog frequentiebereik moet produceren, gebruikt hij een diafragma met een kleine diameter. Vanwege het kleine formaat kan de tweeter op hogere frequenties trillen, waardoor schrille geluiden met grote nauwkeurigheid worden gecreëerd. Niet alleen dit, maar dankzij het ontwerp met een klein diafragma kan de tweeter goed werken zonder veel stroom te verbruiken.
Middenklasse stuurprogramma's
Zoals de naam al doet vermoeden, zijn mid-range drivers ontworpen om geluiden te reproduceren in het midden van het menselijk hoorbare frequentiebereik. Meestal werken deze luidsprekers in het bereik van 500 Hz en 4.000 Hz. Door dit frequentiebereik is de output van de mid-range tweeters redelijk vlak.
Dat gezegd hebbende, de meeste vocalen en instrumenten in elke muziekcompositie bevinden zich in de middenfrequentie, waardoor het essentieel is om een driver te hebben die goed werkt bij het genereren van deze frequenties.
De mid-range driver ligt qua diafragmamaat tussen de tweeter en de woofer.
Woofers
De woofer op een luidsprekersysteem produceert het laagste deel van het frequentiespectrum en voegt de bas toe aan al uw muziek. Qua frequentiebereik werken de meeste woofers in het bereik van 20 Hz tot 2000 Hz.
Om deze laagfrequente geluiden te creëren, gebruikt de woofer een groot diafragma waardoor hij veel luchtmoleculen kan laten trillen. Dat gezegd hebbende, kan de woofer vanwege zijn grote formaat niet op zeer hoge snelheden trillen, waardoor hij geen hoge tonen kan genereren.
Een ander ding om op te merken over woofers is dat de behuizing waarin ze zijn geplaatst ook van invloed is op de bas die ze produceren. Om deze reden plaatsen de meeste luidsprekersystemen de woofer in een aparte kast om een betere basweergave te bieden.
Hoe bereikt het audiosignaal van uw computer de verschillende stuurprogramma's?
Wanneer je muziek afspeelt op je speakers, vindt er een enkele audiostream zijn weg van de computer naar de speaker. Dit audiosignaal wordt vervolgens gedeeld door het crossover-netwerk op basis van het luidsprekerontwerp.
De crossover netwerk is een elektronisch apparaat dat de frequenties in een audiosignaal scheidt in verschillende subfrequenties.
Dus als je een speaker hebt met een tweeter, een mid-range driver en een woofer, wordt het audiosignaal van je computer in drie delen verdeeld. Een voor de woofer, die bestaat uit het laagfrequente audiosignaal. Ten tweede een audiosignaal in de middenfrequentieband voor de midrange-driver en ten slotte een hoogfrequente audiostream voor de tweeters.
Al deze signalen worden tegelijkertijd naar de verschillende drivers gestuurd, wat een meeslepende audio-ervaring oplevert.
Moet u een luidspreker met meerdere stuurprogramma's kopen?
De muziek waar we naar luisteren is een samensmelting van verschillende frequenties. Daarom levert het gebruik van een ontwerp met één driver om muziek te reproduceren middelmatig geluid op.
Dus als u op zoek bent naar een fenomenale geluidservaring, moet u een luidspreker aanschaffen met speciale drivers die zijn ontworpen om specifieke frequenties te genereren, wat een meer meeslepende muziekervaring biedt.
