Kort om Bredbandshögtalare (Under arbete) [Tillbaka]

Vad är ett Bredbandselement?

Ett bredbandselement är ett element som kan återge ett brett frekvensregister. I princip det som återger från - säg - Fo:50Hz till runt 15kHz uppåt. Fast det är väl - för oss - inte nog med enbart detta. Vi vill väl antagligen ha ett bra ljud. Då måste elementet också ha en något så när rak frekvensgång mellan dessa frekvensgränser. Vi vill också att ljudet skall ha en något så när god spridning. I övrigt så är det väl inga direkta ytterligare krav... tja, möjligen en god effektivitet också på - säg - över 94db/Wm så att vi kan driva dem med en förstärkare som ger dem rättvisa.
Men hur gör man då för att uppnå detta. Det får väl vara högtalafabrikanternas hemlighet, men vi får nog akta oss för att blanda ihop "riktiga" bredbandshögtalare typ Lowther och Fostex med "bakljudsljudshögtalare" som det finns mängder av...
Men givetvis finns det några typiska drag. Exempelvis så är ett högt magnetflöde önskvärt för god upplösning i diskanten, men då får elementet ofrånkommligt(?) ett lågt Q-värde och således en väl dämpad bas. (Väl dämpad bas är väl att elementet inte gärna vill svänga på lite extra av sig självt.) Har man ett lågt Q-värde så behöver elementet hjälp från lådan (horn, TQWT etc. enligt nedan). Men lyckas man få god diskantupplösning utan stor magnet (exepelvis genom löjligt låg vikt eller m.h.a. avkoppling av konen för de högsta frekvenserna) och därmed ett högre Q-värde så kan elementet användas fritt på en baffel. Men normala lådor då? Tja, de stör egentligen elementet ganska mycket (reflexer och ojämn belastning), och med lätta papperskoner som bredbandselement oftast har så är det väl inte så bra. Dessutom så har elementet en olika belastning (kopplingsimpendans till luften) på bak och framsidan, så det "upplever" två olika världar beroende på om det rör sig utåt eller innåt (och borde då ha olika styvhet på fram och baksidan: hur man nu skulle bygga en sådan kon?). Men visst finns det "tjommar" som har Lowther-element i basreflexlådor och som är lyckliga med det, och många Fostex-element går "juste" i en basreflex.
Vara dock hur det vara vill med Q-värden och Vas:er och annat. Det vi vill vinna på bredbandselementet är att slippa filter och dämpning av något element för att anpassa det effektivitetsmässigt till ett annat. Båda dessa saker är a/ att elda för kråkorna (förstärkareffekten blir inte ljud) b/ att tigga om fasförskjutningar etc. då filter förskjuter strömen i förhållande till spänningen (och således effekten), och det räcker så väl så väl med de fasproblem en talspole (och en ev. utgångstransformator) har, samt c/ att dämpa bort transientegenskaper då filter, kondensatorer etc. fungerar som energilagrare och gissa vad som händer med en transient - rätt: den dämpas ut; och motsvarande så lämnar filtret effekt när det egentligen skall vara tyst (och detta är kanske viktigare) och ger tji dynamik. [Tillbaka]

Bredbandshögtalare: Vad är det?

Tja, när vi nu vet vad ett bredbandselement är så kan vi nog gissa att det är en högtalare med ett sådan element i. Gissa vad: Det är rätt...
Men nu är det inte fullt så lätt - så som det sällan är - då vi gärna vill utnyttja elementet så gott det går. Vi vill få nytta av den transientförmåga som elementer har. Vi vill få ut lite bas trots att elementet troligen har lite svårt med det. Så vi får anpassa "lådan" efter elementet (vi antar att vi står där med ett element med lågt Q-värde, och antagligen högt Vas: Vas/Q ung. 100-250 eller så). Inga problem, vi bygger ett horn :-)
[Skulle man stå där med ett element med högt Q och samtidigt en brak frekvensgång så är "öppen baffel" idealiskt: Tänk bara på att avståndet mellan fram och baksida på elementet skall vara över en halv våglängd för lägsta frekvensen: 40Hz->ljudhastigheten 340m/s-> så 4.4m.]
Så då bygger vi ett horn: Sätter oss och räknar lite.Lägsta frekvens är en halv våglängd och så långt skall hornet vara. Tänker på att starten på hornet skall vara ung 30% av elementytan (för ett "bakladdat") och att det mot öppningen skall växa exponetiellt. Sedan inser vi att så stora högtalare kan vi ju inte ha, och börjar kolla om vi kan "veckla ihop" hornet och tumma något på öppningsstorleken (och detta kan man om man är medveten om vad kompromissen innebär). Kommer vi fram till något trevligt så har vi bums ökat verkningsgraden på elementet med 50% i den frekvens som hornet förstärker och står där med en rejäl bas (nåja) utan att ha "förstört" det mellanregister / diskant som elementet redan kunde prestera. Men det troligaste är väl att vi ger upp när vi ser hur komplicerat vårt horn blir.
Räddnignen är en kvartvågspipa. Detta är som framgår av namnet en kvarts våglängd lång, och således hälften så långt som vårat horn. Yttermera så är ett kvartvågshorn inte lika kinkigt med storleken på "pipan". Tyvärr så får vi dras med en konstruktion som inte förstärker all frekvenser lika effektivt då pipan bara har resonans vid avstämningsfrekvensen och multiplar därav, i princip en ton i varje oktav (i basen, högre upp blir det jämnare förstärkning, men där vill vi inte ha någon förstärkning). Men å andra sidan har vi ett lättbyggt horn med rimliga dimmensioner.
Så nu över till den så kallade kärnan av pudeln för lite kärnklyvning. [Tillbaka]

TQWT

TQWT (tapered quarter wave tube) är i princip en konad (måste inte vara konad) kollumn med öppning i ena ändan och med elementet plasetat en tredjedel från andra ändan (en plasering på halva längden kan också funka). Det hela ser ut ungefär som en TL (transmission line) fast konad åt andra hållet och med elementet placerat en bit "ner
Så enklast bygger vi det genom att fixa fram två spånplattor (3/4" eller så) som är en fot breda (vi antar 8" element) och en famn långa. (OK: säg 20mm; 30cm och 1.8m då...) En av skivan kapar vi diagonalt och får på så sätt två sidor. En skiva får bli bakstycke (är den för kort? gör inget botten skall luta) och en kapar vi så att den slutar en tre á fyra tum "för kort" i underkanten. Vi gör också ett hål för vårt element drygt en aln (70cm) från överkanten i framstycket. Sen "meckar vi dit" botten mellan underkanten i framkanten av sidorna och underkanten på den bakre skivan. Vi har nu ett koniskt rör med ett elementhål ungefär en tredjedel ner som är tätt i överkanten och öppet på framsidan "där nere": Allt ser dessutom ganska hemskt ut eftersom det är gjort på en höft i spånplatta. I vilket fall är detta "grundformen" för en TQWT.
Vill man göra det hela lite stiligare så kan man använda folierad spånplatta och list, eller plywood eller liknande. Vill man få det hela att se lite mindre stort ut så går det utmärkt att "vika" pipan (tänk på en "box" med en lutande vägg innuti, gärna med mjuk övergång mellan främre och bakre del). Vill man minska hornets förstärkning av höga frekvenser så dämpar man mellan elementet och öppningen, vill man göra förstärkningen mindre markerad (mindre frekvensberoende) så dämpar man i överkanten av konen, och vill man förstärka runt hornets undre gränsfrekvens så "trixar" man med storlekem på öppningen (tänk basreflex). Kort och gott: TQWT är inget man kan räkna ut speciellt noga, utan man får prova sig fram (men det låter hyfsat i de flesta fall) innan man får en anpassning mellan element, kollumn, dämpning, rum och personliga preferenser som låter så bra som man bara hade hoppats på...´
När vi nu lyckats "fippla till" våran kollumn så att den ser bra ut och låter bra så återstår nu det bästa: Vi har en lättdriven högtalare (inga filter här inte) med hög effektivitet (inte behövs det många watt här inte) och extrem homogenitet över frekvensområdet (inga olika element med olika egenskaper här inte). Vi kan också börja nyttja en liten rörförstärkare eftersom allt det som gör den olämplig för "moderna" högtalare inte finns här (fasvinklar och låg effektivitet) och den således enbart har fördelar... [Tillbaka]