Hoe werken luidsprekers ?

5. Het scheidingsnetwerk

Luidsprekers kunnen van nature uit slechts een bepaalde bandbreedte weergeven. Het toegevoerde frequentiespectrum wordt verdeeld door een scheidingsfilter in lage tonen die voor de woofer bestemd zijn, hoge tonen voor de tweeter en middentonen voor de mid driver. Dit hebben we uitgelegd in het vorige hoofdstuk.

Hetzelfde signaal toegevoegen aan zowel een hogetonen- als lagetonenluidspreker zorgt meestal voor een vroegtijdige dood van de hogetonenluidspreker, naast het feit dat de overgang tussen hoog en laag nogal chaotisch zal verlopen (beiden overlappen elkaar bij een gedeelte van de bandbreedte).

Het frequentiespectrum van het toegevoegde audiosignaal meot dus VERDEELD worden. Dit gebeurt door een zogenaamd scheidingsfilter, scheidingsnetwerk of cross-over. Dit netwerk stuurt dan respectievelijk de lagetonenluidspreker of woofer, de middentonenluidspreker of mid driver en de hogetonenluidspreker of tweeter aan.

De theorie rond filters wordt hier achterwege gelaten en zal zeker nog in een ander deel eens uitgelegd worden in het "Elektronica"-gedeelte. We houden ons hier aan een korte uitleg.

Er zijn twee soorten crossover. Meest voorkomend is een passieve crossover. Daarnaast hebben we ook een actieve crossover.

Passieve scheidingsfilter zijn redelijk eenvoudige netwerken bestaande uit condensatoren, spoelen en weerstanden. Dergelijk netwerk wordt meestal in de behuizing van de luidsprekerboks ingebouwd. De naam "passief" komt door het feit dat dit soort filter geen externe voedingsspanning nodig heeft om te werken. Hoe werkt nu kortgezegd zo'n filter? Een voorbeeld voor de tweeter: Een condensator heeft een LAGE impedantie (= weerstand tegen wisselspanning) bij stroomdoorgang met HOGE FREQUENTIE. mgekeerd zal de condensator een HOGE impedantie hebben bij LAGE FREQUENTIES. De condensator laat dus enkel hoge frequenties door. Nog een voorbeeld voor de woofer: Een spoel heeft een LAGE impedantie bij stroomdoorgang met LAGE FREQUENTIE, maar biedt een HOGE impedantie voor HOGE FREQUENTIES. Vanaf een bepaalde frequentie zullen alle hogere frequenties afgezwakt worden.

Hieronder ziet u een voorbeeld van een zeer simpel scheidingsnetwerk:

Passief scheidingsnetwerk

Aansluitingen luidspreker

Scheidingsfilter of crossover in een luidspreker

Nog even herhalen. Het elektrisch audiosignaal passeert door de crossover. De hoge frequenties gaan door de condensator naar de tweeter en doen het diafragma van de tweeter bewegen en de lage frequenties gaan door een spoel naar de woofer en doen het diafragma van de woofer bewegen. Voor de mid range passeert het signaal door een combinatie van condensatoren en spoelen zodat de middenste frequentieband overblijft.

Daarnaast zijn er ook actieve scheidingsfilters. Actieve scheidingsnetwerken worden meestal tussen de voorversterker en de respectievelijke eindversterkers geschakeld. Voor elke aparte frequentieband dient er dus een eindversterker voorhanden te zijn.

Actieve crossover

Het actieve scheidingsfilter wordt ook wel "elektronische crossover" genoemd. Bij het splitsen in twee frequentiebanden noemt men het systeem: BI-AMPLIFICATIE, bij drie frequentiebanden: TRI-AMPLIFICATIE.

Noteer dat bi- of tri-amplificatie enkel slaat op het aantal benodigde eindversterkers, en niet op het aantal gebruikte luidsprekers. Eén van de eindversterkers kan immers nog een passieve cross-over aansturen die op zijn beurt nog eens de frequentieband verder verdeelt.

Bi- of tri-amplificatie geeft steeds betere resultaten dan het gebruik van een passief filter. Voor de kenners onder jullie volgt hier de uitleg. Een gemiddeld geluidssignaal bevat een ganse reeks fundamentelen en harmonischen. Sommige frequenties zullen veel meer vermogen van de versterker vergen dan andere. Hierdoor kan het gebeuren dat de lage en midden tonen zoveel vermogen opslorpen dat de hoge tonen (die specifiek gevoelig zijn voor harmonische vervorming) bovenaan de "clippin" grens gemoduleerd worden.

Bij bi- of tri-amplificatie zal er een aparte versterker zijn voor de hoge tonen, die op zo'n wijze veel meer "headroom" ter beschikking zal hebben. Bovendien zullen ook harmonischen, geïntroduceerd door de eindversterker van de lage tonen, niet doorgegeven worden aan de tweeter, hetgeen bij een passief netwerk wel het geval is.

Actieve crossovers worden slechts gebruikt bij hele dure systemen aangezien je voor iedere frequentieband een aparte versterker nodig hebt. In bioscopen wordt hier bijvoorbeeld wel gebruik van gemaakt.

Meestal zit de passieve crossover in de luidsprekerkast. Over luidsprekerkasten gaat het volgende hoofdstuk.

Ga naar het volgende hoofdstuk

Keer terug naar het vorige hoofdstuk

Inhoud "HOE WERKEN LUIDSPREKERS ?":