Zelfs niet-audiofielen hebben door dat er geluid uit een luidspreker komt. Maar hoe werkt een luidspreker eigenlijk en hoe worden audiogegevens omgezet in jouw favoriete sound? We leggen alle stappen uit: van de verwerking van het muzieksignaal tot de oscillatie van de luidsprekerspoel.
Muziekgegevens worden elektrische impulsen
Hoe werkt een luidspreker? In simpele woorden: een luidspreker zet gecodeerde geluidssignalen om in geluidsgolven, vandaar de naam “geluidsomzetter”. Deze signalen kunnen analoog (zoals op een plaat) of digitaal (zoals op een CD of MP3) zijn.
Luidsprekers kunnen geen digitale gegevens verwerken. Daarom moeten deze signalen eerst worden omgezet naar eem analoog signaal, naar wisselspanning om specifiek te zijn. Dit gebeurt met een digitaal-naar-analoog omzetter (DAC), die vaak al in afspeelapparaten is ingebouwd. Externe converters zijn verkrijgbaar voor analoge hifisystemen en andere toepassingen.
Het stroomsignaal moet naar de juiste transducer worden gestuurd
Zodra de geluidssignalen zijn omgezet in elektrische stroompulsen, worden deze naar de luidsprekers gestuurd voor verdere verwerking. Meerkanaals luidsprekers – zoals hifi- en home cinema-speakers – bevatten soms twee, drie of zelfs vier transducers, elk voor een specifiek frequentiebereik, zoals bas, midden en hoog. Deze worden vaak woofers, middenbereikluidsprekers en tweeters genoemd.
Deze stroompulsen, nu in wisselspanning, worden geleid naar de transducers die verantwoordelijk zijn voor hun specifieke frequentie. Dit wordt geregeld door een scheidingsfilter, bestaande uit weerstanden, condensatoren en spoelen, die bepaalde frequenties doorlaten en andere afsnijden. Het exacte punt van scheiding varieert per luidspreker.
Maak je speaker stabiel met deze Teufel producten
De versterker helpt het signaal een handje
Nu ontbreekt er nog één stap: de geluidsomzettersmoeten de stroompulsen kunnen omzetten in… geluid! Het signaal is normaal gesproken te zwak om de luidsprekers aan te sturen. Daarom wordt stroomopwaarts een versterker aangesloten.
Het stroomsignaal dat wordt gegenereerd uit de opgeslagen audiogegevens dient als stuursignaal voor een bipolaire transistor, zoals gebruikt in de meeste versterkers. Het regelt de spanning van de stroom die door de versterker loopt. Een versterker kan zijn stroom bijvoorbeeld uit een stopcontact of een batterij halen. Hoe dit principe in individuele gevallen wordt geïmplementeerd, hangt af van de versterker. Er wordt onderscheid gemaakt tussen verschillende versterkerklassen. Bij zogenaamde actieve luidsprekers zijn de versterker en vaak ook de (actieve of passieve) crossovers geïntegreerd in de luidspreker.
Begin maar met dansen
Zodra de muziekgegevens zijn omgezet in analoge signalen, naar de juiste transducers zijn geleid en zijn versterkt, kan een luidspreker eindelijk geluid produceren.
Dit gebeurt altijd volgens hetzelfde principe:
- Een luidsprekermembraan wordt in trilling gebracht.
- Deze trillingen veranderen de luchtdruk in de onmiddellijke omgeving.
- De veranderingen in luchtdruk verplaatsen zich als geluidsgolven door de ruimte naar onze oren.
- Het frequentieniveau van de geluidsgebeurtenis wordt geregeld door de trillingsfrequentie van het luidsprekermembraan.
Het membraan wordt meestal aangedreven door een bewegende spreekspoel en een vaste permanente magneet. Het proces is gebaseerd op het elektrodynamische principe en werd voor het eerst gebruikt in de tweede helft van de 19e eeuw. Het versterkte wisselstroomsignaal stroomt door de spreekspoel en genereert een magnetisch veld. De spoel kan naar voren en naar achteren worden bewogen en bestaat meestal uit een geleidende draad en een drager.
Videohandleiding: Hoe luidsprekers werken
Door de video te downloaden ga je akkoord met het privacybeleid van YouTube.
Meer informatie
De wisselstroom keert de polariteit van de spoel voortdurend om. Omdat de spoel zich binnen het magnetische veld van de permanente magneet bevindt, wordt hij aangetrokken en afgestoten. De kracht die hierbij optreedt, staat bekend als de lorentzkracht. De magneet is meestal gemaakt van ferriet of neodymium. De frequentie van de polariteitsomkering van de stroom bepaalt de frequentie waarmee de spoel wordt aangetrokken en afgestoten – en dus hoe snel de luidsprekerkegel trilt.
Deze animatie toont duidelijk de structuur van een luidspreker:
Door de video te downloaden ga je akkoord met het privacybeleid van YouTube.
Meer informatie
De luidsprekerkegel duwt de lucht
De kegel van een luidspreker wordt zo geïnstalleerd dat hij de bewegingen van de spoel precies volgt. Hiertoe is hij enerzijds bevestigd aan de spreekspoel en anderzijds aan de surround en de spin. Net als veren zorgen deze elastische onderdelen ervoor dat het membraan altijd terugkeert naar zijn oorspronkelijke positie. Door te trillen duwt het de lucht eromheen. En deze veranderingen in luchtdruk verspreiden zich uiteindelijk als geluidsgolven door de kamer.
Zoals reeds vermeld, worden er verschillende soorten transducers gebruikt afhankelijk van het frequentiebereik. Een belangrijke reden hiervoor is dat geluidsgolven aanzienlijk langer zijn bij lage frequenties dan bij middelhoge en hoge frequenties. Grote diafragma’s met zware spreekspoelen zijn daarom geschikt voor lage frequenties om een overeenkomstig groot luchtvolume voort te stuwen. Voor hogere frequenties zouden ze echter te traag zijn. Daarom is de diafragmadiameter van mid-range en tweeters aanzienlijk kleiner.
Breid je thuisbioscoop uit met deze Teufel luidsprekers
▶ Satellietspeaker S 600 FCR: Deze hoogwaardige satellietluidspreker staat garant voor uitstekend geluid voor films, muziek en meer. Plaats hem waar je maar wilt – op een plank, aan de muur of met een standaard in de kamer – en geniet van het uitgebalanceerde geluid.
▶ Effekt 2: Heb je niet genoeg aan stereoluidsprekers? Ga dan voor dit draadloze luidsprekerduo met geïntegreerde klasse D versterker. Dan staat niets je volgende filmavond met surround sound meer in de weg!
▶ Meer luidsprekers en een digitale koopgids vind je in onze online shop.
Misschien ben je ook geïnteresseerd in de volgende producten
Conclusie: uiteindelijk moet het toch swingen
- De muziekgegevens zijn beschikbaar in analoge of digitale vorm.
- Deze gegevens worden omgezet in stroompulsen.
- Een versterker verhoogt de sterkte van de stroompulsen zodat ze de luidsprekerconus kunnen aansturen.
- De wisselstroom zet een spreekspoel in beweging, die zich in het magnetische veld van een permanente magneet bevindt.
- Het luidsprekermembraan is bevestigd aan de spreekspoel. Het vangt de frequentie van de stroompulsen op, resoneert en genereert zo geluidsgolven.
