Voordat ik op je mooie stellingen in ga wil ik even het een en ander duidelijk maken voordat er scheve interpretaties zijn. Je omschreef mij als RE specialist wat ik
niet ben. Die tijd dat ik van audio leef, heb ik gehad na een aantal jaren ontwerpen van serieuze PA installaties. Op dit moment heb ik een goede baan en als vermaak doe ik af en toe nog wel eens wat in audio. Je komt naar mijn mening een beetje over als iemand die begint te piepen uit angst voor een concurrent. Je ging gelijk op je strepen staan dat je jezelf al hebt 'bewezen' blabla. Ik ben absoluut geen concurrent... Het intresseert mij vrij weinig of ik wel of geen klantjes bij je weg trek. Sterker nog, ik heb een schijt hekel aan patsertjes die denken dat ze hard kunnen gaan door groot materiaal en halve kerncentrales nodig hebben om het zooitje van voeding te kunnen voorzien.
Wat er dwars zit? Het hele verhaal klopt niet. Als het echt zo simpel is waarom spenderen bloedserieuze merken als Function One, REL, Bag-End, Ohm, enz. zoveel tijd en geld aan behuizingen en ontwerpen?
Geluid heeft meer eigenschappen dan druk en frequentie, zeker als het om een muziek installatie gaat. Daar komen klank-kleur, transparantie, reactie-snelheid en fase ook bij kijken. Een perfecte installatie hoor je zelf niet maar dit is onhaalbaar. Een goede installatie klinkt warm diep zonder bijgeluiden van de onderdelen, reageert snel, doet niet zeer aan je oren (transparantie) en alle fases liggen zoveel mogelijk op dezelfde as.
Een luidspreker unit heeft ook meer eigenschappen dan alleen een diameter zoals jij schetst in je verhaal. Straks zal ik een mooi voorbeeld geven waar dat dit duidelijk wordt en je verhaal compleet nat gaat. Een luispreker bestaat uit een diafragma (vaak een conus), aandrijving, ophanging en een korf. De aandrijving kan bij dynamische luidsprekers worden ontleed in een magneet en een spoel. Elk van deze onderdelen telt mee en worden omschreven in de Thiele/Small parameters. Zonder deze parameters kun je alleen maar gokken en kom je ongeveer net zo ver als een prefab kastje.
Ook de behuizing bevat wat meer dan alleen eigen resonantie zoals jij schetst. Het mooie is zelfs nog dat er pas van resonatoren kan worden gesproken als ze worden gebruikt zoals bijvoorbeeld een Helmholtz-resonator (bass-reflex opening). Een behuizing zorgt namelijk voor een demping op de luidspreker unit en kan worden uitbereid met eventueel een resonator (wanneer we alleen relatief simpele behuizingen onder de loep nemen). De verschillende soorten orde luidsprekers zal ik nu even op een rijtje zetten zodat een beetje duidelijk wordt over wat voor typen behuizingen het gaat.
[img]
http://www.zx-audio.nl/_pub/sprk_order_1.gif[/img] 1e orde behuizing, ook wel InfiniteBaffle genoemd. Geen demping aanwezig.
[img]
http://www.zx-audio.nl/_pub/sprk_order_2.gif[/img] 2e orde behuizing, ook wel gesloten genoemd. Enkelvoudige demping aanwezig.
[img]
http://www.zx-audio.nl/_pub/sprk_order_3.gif[/img] 3e orde behuizing, ook wel Bass-reflex genoemd. Enkelvoudige demping en een enkele resonator aanwezig.
[img]
http://www.zx-audio.nl/_pub/sprk_order_4.gif[/img] 4e orde behuizing, ook wel 4e orde band-pass genoemd. Dubbelvoudige demping en een enkele resonator aanwezig.
[img]
http://www.zx-audio.nl/_pub/sprk_order_5.gif[/img] 5e orde behuizing, nja alleen leuk om wiskundige examenopgaves over te geven. Dubbelvoudige demping aanwezig geen resonator.
[img]
http://www.zx-audio.nl/_pub/sprk_order_6.gif[/img] 6e orde behuizing, ook wel InfiniteBaffle genoemd. Dubbelvoudige demping en twee resonatoren aanwezig.
Dit zijn alle standaard orde behuizingen die te maken zijn met één enkele luidsprekerunit. De InfiniteBaffle (IB) kan ook een gesloten behuizing zijn met als voorwaarde dat de inhoud van de behuizing groter is dan de Vas waarde van de gebruikte luidspreker. Echter wanneer een behuizing zonder demping gebruikt wordt dan staat of valt alles met de kwaliteit van de ophanging van de gebruikte luidspreker unit. Hier worden dan meestal ook units gebruikt met een relatief strakke ophanging. Als een luidspreker met een slappe ophanging zou worden gebruikt dan zal deze bij het minste of geringste sneuvelen.
Een gesloten behuizing is de eerste (en meest simpelste) behuizing die een demping biedt. Deze demping ondersteund dus de ophanging van de luidspreker. De mate waarin deze demping is wordt bepaald met de dempingsfactor die
vooraf gekozen dient te worden. Hoe kleiner de behuizing gekozen wordt, hoe hoger de dempingsfactor uitvalt. Hoe hoger de dempingsfactor is, hoe strakker en sneller de reactie is van het geluid waarbij echter een hoop diepgang wordt ingeleverd. Hoe groter de behuizing, hoe lager de dempingsfactor uitvalt. Hoe dieper de het geluid klinkt maar er wordt een hoop ingeleverd op de reactie snelheid en strakte van het geluid. De demping loopt van oneindig (miniscule behuizing, bestaat niet) tot 0 (behuizing die dezelfde of grotere nominale inhoud heeft dan de Vas waarde van de gebruikte luidsprekerunit). Deze demping wordt het AS principe genoemd (Air Spring). Lucht gedraagt zich als een veer wanneer deze wordt gecomprimeerd (samengedrukt). Ook de ophanging van je luidsprekerunit werkt als een veer. Zo werkt ook het magnetische veld van de magneet op de spoel samen als een veer. Elke veer heeft zijn eigen dempingsfactor (veer constante theoriën die ik nu buiten beschouwing laat). De mechanische dempingsfactor van de luidsprekerunit wordt aangeduid als de Qms en de elektromagnetische dempingsfactor van de luidsprekerunit wordt aangeduid als de Qes. Deze twee dempingsfactoren geeft de totale dempingsfactor van de gehele luidspreker zelf welke wordt aangeduid als Qts. Naast deze dempingsfactor heeft de totaal veer een stijfheid welke wordt aangeduid met de Vas. Deze parameter wordt bepaald door een hoeveelheid lucht samen te persen in een kubus die een inhoud heeft van 1 liter. Naarmate er meer lucht in die ene liter geperst wordt stijgt de druk in die kubus. Het aantal liter wat nodig is om de hoeveelheid druk te verkrijgen die gelijk is aan de stijfheid van de totale veer van de luidsprekerunit is de waarde van deze Vas parameter. Een luidspreker met een lage Vas (10 liter bijvoorbeeld) heeft dus een slappe ophanging en is makkelijk met de hand te bewegen in tegenstelling tot een luidspreker die een hoge Vas heeft (100 liter bijvoorbeeld). Als laatste parameter die nodig is voor de dempingsfactor te berekenen is de resonantie frequentie van de bewegende delen in de luidspreker unit. Deze parameter wordt aangeduid met de Fs. Op deze frequentie stijgt de weerstand enorm en beweegt het diafragma ongecontroleerd met een hele lage output. Bij frequenties die dicht in de buurt komen van deze resonantie frequenties gaan de luidsprekerunits dan ook 9 van de 10 keer mechanisch kapot. Met een slechte demping kan dit al heel snel gebeuren, ver onder de opgegeven thermische belastbaarheid die meestal lekker groot op alle dozen en advertenties staan.
Nu we de 3 benodigde parameters van de luidsprekerunit hebben kunnen we aan de slag met de behuizing. Eerst dient er een totale dempingsfactor (Qtc) voor het totaal (luidsprekerunit + behuizing) gekozen worden op de frequentie waar alles in resonantie is (worst case scenario). Vaak worden waardes tussen de 0.6 en 1.0 als aanbevolen gegeven waar 0.707 het beste resultaat geeft. Met wat rekenwerk kan zo de nominale aantal liters met lucht (Vb) worden uitgerekend die voor deze demping zorgt.
Qr = Qtc / Qts
Vr = Qr^2 - 1
Vb = Vas / Vr
Nu de inhoud van deze luchtmassa bekend is kan het F3 punt (frequentie waar de output de -3dB lijn kruist, richtlijn voor hoe diep het resultaat kan spelen).
Fb = Qr * Fs
F3 = Fb * ( (1 / Qtc^2 2 + ( ( 1 / Qtc^2 2 )^2 + 4 )^0.5 ) / 2 ) ^ 0.5
Nu weten we de netto inhoud voor de kist en tot hoe diep deze ongeveer zal spelen. Zoals je ziet gaat dit slechts met dempingsfactoren net
niet met fb frequenties. Er worden namelijk geen resonatoren gebruikt. Gebruik je deze wel, dan komt er inderdaad een frequentie waarbij de resonator zelf resoneert en geluid produceert (hetzij 45 graden uit fase met de luidspreker unit zelf). Mocht de werking en de factoren van een simpele gesloten kast al afschrikken dan wordt het met hogere orde behuizingen alleen maar leuker. Een resonator heeft zelf ook weer een dempingsfactor en een eigen luchtmassa. Daarnaast komen er ook zaken kijken als luchtsnelheden, puls reflecties, koppelvertragingen, enz om de hoek kijken.
Op dit moment hoop ik dat de werking van een gesloten behuizing of in ieder geval het idee dat dit type behuizing een demping is zal ik ingaan op jouw stukje tekst met twee verschillende 10 subwoofertjes. Beide subwoofers hebben veel eigenschappen hetzelfde maar de stijfheid van hun ophanging verschilt nogal. De ene heeft een stijve linnen ophanging en een Vas van 82 liter waarbij de andere een über gebalanceerde erg soepele ophanging heeft met een foam-surround en een Vas van 12 liter. Beide units zul je gewoon tegen komen als je een beetje rondkijkt.
Nu nemen we jouw voorbeeld van een 10 subwoofer in een die kist van 20 liter. Deze heeft volgens je verhaaltje een eigen resonantie van 40Hz. Echter dit is alleen de kist zelf en wat de betreffende 10 subwoofer in die kist doet vergeet je helemaal. Als we de 10 subwoofer met de Vas waarde van 82 liter erin zouden plaatsen dan ontstaat er een redelijk hoge totaal dempingsfactor. De diepgang zal dus minimaal zijn maar het geeft wel een boomerig en fel geluid. Stop je daarentegen nu de 10 subwoofer met de Vas waarde van in precies dezelfde behuizing dan is er totaal
geen dempingsfactor aanwezig! De inhoud van 20 liter is namelijk groter dan die 12 liter van de Vas. Nu is je kistje een kistje zonder demping en dus eigenlijk voor die betreffende luidsprekerunit helemaal geen gesloten kist meer maar een InfiniteBaffle. Wat was nou precies een eis (om alles heel te houden) voor een IB? owja, een strakke ophanging
en uh? Wat had onze 10 subwoofer? Een Vas van 12 liter wat duidt op een slappe ophanging!....
Dat een 10 minder ruimte nodig heeft dan een 12 lijkt logisch
hij is namelijk ook 2 kleiner in diameter. Maar een 12 met een Vas van 12 liter heeft toch echt een kleinere behuizing nodig dan een 10 met een Vas van 280 liter (ja, die bestaan ook).
Ps. Leuk gevonden dat uitdagen. Lees je zin eronder nog eens over die slag en vraag jezelf dan eerst nog eens af of het wel zo wijs was om zo een uitdagingen te creëren. Een strakke bass weergave heeft namelijk niet veel te maken met de uitslag of wat je er ook mee bedoeld. Omgekeerd geldt ook hetzelfde. Een diepe weergave gaat ook niet per definitie samen met een lange slag. Ik ken systemen waarbij je de subwoofers niet eens echt ziet bewegen (worden alleen een beetje waziger) en bouwen toch een enorme druk op met een enorme diepgang.
(Y)
.
