Artikel top billede

Klog på tre minutter: Alt du behøver vide om højttalere

Mikrobølgeovne, mobiltelefoner, vækkeure - næsten alt har en højttaler indbygget. Men hvordan fungerer det egentlig? Lær her, hvordan lyd bliver skabt i en højttaler.

Der er højttalere overalt. Kigger jeg rundt på kontoret, finder jeg højttalere i min iPhone, i min IP-telefon, i min Apple Cinema Display, i mine høretelefoner og i min bærbar. Selv mit vækkeur og min mikrobølgeovn har højttalere.

Lyd - hvad enten det er musik, der blæser ud af dine højttalere eller lyden af dine fingre, der trommer på tastaturet - er grundlæggende bare trykbølger i luften, som din hjerne tolker som lyd, når de når dine ører.

Højttalere af alle størrelse udfører alle den enkle opgave at skabe lydbølger. Mere specifikt tager de imod en forstærkers elektroniske repræsentation af et lydsignal og skaber vibrationer i en membran for at skabe tilsvarende lydbølger, der gengiver den oprindelige lyd.

(Når man optager musik, konverteres lyden til digitale eller analoge repræsentationer af lydbølger. For at afspille sådanne optagelser har man brug for udstyr, der kan konvertere dataene tilbage til de relevante elektriske signaler, der kan sendes til ens højttalere. Den opgave klares af komponenter i for eksempel stereoanlægget eller mobiltelefonen.)

Sådan fungerer højttalere

Ordet "højttaler" bruges om flere ting. Det bruges både om de individuelle komponenter, der hver især producerer eksempelvis diskant, mellemtoner og bas, og om det færdige produkt, der som regel indeslutter flere af disse komponenter i et kabinet. I det følgende vil jeg kun bruge ordet højttaler i den sidste betydning, mens jeg kalder det andet for enheder.

De fleste enheder benytter et meget enkelt design.

Bag på enheden sidder en permanent magnet (der som regel er rund), som holdes på plads af en fast ramme. Når der sendes elektricitet ind i enheden får ændringer i det elektriske felt en kobberspole inden i magneten til at vibrere. Det får en membran, der er forbundet til spolen, og som sædvanligvis består af papir elle plastik, til at bevæge sig frem og tilbage og således skubbe til luften foran enheden - og derved skabe lydbølger. Når disse bølger i luften rammer dine ører, hører du lyden ...

Når den elektriske strøm løber i den ene retning, skubbes membranen væk fra magneten, og når den løber den anden retning, trækkes membranen tilbage.

Denne veksling af retning tilpasses frekvensen af de lydbølger, som det er meningen, højtaleren skal producere. For lave frekvenser (bas) kan det være et tocifret antal gange i sekundet, mens det for højere frekvenser (diskant) kan være mere end 20.000 gange i sekundet.

Derfor bruger man flere enheder

Enhedens fysiske størrelse er afgørende for, hvilke frekvenser den er bedst til at gengive. En større enhed kan flytte mere luft af gangen, men kan ikke bevæge sig så hurtigt, hvilket gør den bedst egnet til at gengive dybe toner. En mindre enhed flytter ikke nær så meget luft af gangen, men kan bevæge sig meget hurtigere, hvilket gør den bedre egnet til at gengive høje toner. Derfor indeholder de fleste hi-fi-højttalere flere forskellige enheder.

(Visse højttalere indeholder eller består dog af kun en enkelt enhed - det gælder for eksempel højttaleren i en telefon. Selvom der findes højtalere med kun en enkelt enhed, der kan gengive næsten hele det spektrum af lyd, det menneskelige øre kan høre, så bruger de fleste musikhøjttalere to eller flere enheder for at gøre lydoplevelsen bedre.)

En hi-fi-højttaler af standardkvalitet indeholder som regel to enheder: En basenhed og en diskantenhed. Mellemtonerne - der dækker det frekvensinterval, hvor sang som regel foregår, gengives oftest af diskantenheden, selvom visse mindre højttalere såsom reolhøjttalere lader basenheden håndtere nogle af mellemtonerne.

Og hvordan afgør højttaleren så, hvilken enhed der skal håndtere hvilke frekvenser? En højttaler med flere enheder indeholder et kredsløb, der kaldes et delefilter. Det sørger for, at de elektriske signaler sendes til den rette enhed baseret på signalets frekvens. For eksempel kan delefilteret i en lille reolhøjttaler tænkes at sende alle frekvenser over tre kilohertz til diskantenheden og alt under tre kHz til basenheden.

Nogle hi-fi-højttalere har en eller flere ekstra enheder, der specifikt er beregnet til mellemtoner - det giver behov for flere delefiltre - ligesom nogle højttalersystemer inkluderer en større enhed, der kaldes en subwoofer, specifikt til at lave dybe toner - det kræver et særligt subwoofer-delefilter et sted i signalkæden. Hver enhed er altså optimeret til at gengive forskellige frekvenser og kan således ordnes fra dybe til høje toner (og generelt også i fysisk størrelse fra stor til lille) i rækkefølgen: Subwoofer, basenhed, mellemtoneenhed, diskantenhed.

Sådan skal du anbringe højttalerne

Bølgelængde

Længden af en lydbølge afhænger af dens frekvens. Det er ikke sikkert, du bruger meget tid til daglig på at tænke på bølgelængder, men de kan være vigtige for, hvordan du bør placere dine højttalere.

Lad os starte med at se på subwooferen, som producerer dybe toner med stor bølgelængde.

Der er en grund til, at man (som regel) kun har én subwoofer: En lydbølge på 40 Hz - en meget lav frekvens - kræver som regel en subwoofer at lave og er mere end 8,5 meter lang. I et rum af en nogenlunde standardstørrelse for en bolig kan man simpelthen ikke høre lydbølger af den længde i stereo og derfor har man kun brug for én subwoofer.

Herudover kan man heller ikke stedbestemme så lange lydbølger, hvilket er grunden til, at det ikke er så afgørende, hvor man placerer subwooferen (selvom det er bedst i det mindste at placere den i samme side af lokalet som resten af højttalerne).

Hvad angår diskantenheder, har en lydbølge på fire kHz - det er noget nær den højeste tone en guitar eller violin kan producere (hvis man ikke tager højde for overtoner) - en længde på kun cirka 8,6 centimeter.

Da disse høje frekvenser har så korte bølgelængder, skal man befinde sig midt i lydbølgens udbredelse for at høre lyden korrekt. Det er derfor, diskantenheden altid sidder øverst på højttalere, hvilket betyder, at der er en bedre chance for, at enheden er i nærheden af ørehøjde. Det betyder, at man bør placere henholdsvis højre og venstre højttaler, så diskantenheden cirka er ud for og peger i retning af det respektive øre for at få den bedste lydoplevelse, når man ser film eller lytter til musik.

Mindre højttalere bør således placeres på høje fødder eller hylder, så diskantenhederne befinder sig i ørehøjde. Skrivebordshøjttalere, der er sluttet til computeren, bør også placeres, så diskantenhederne peger mod ørerne, eventuelt ved at skråtstille dem.

Placeringen af bas- og mellemtoneenheder er knap så vigtig som placeringen af diskantenheder. (Derfor gør det ingen skade, at basenheden er placeret nederst på gulvhøjttalere.)

Generelt gælder det, at jo højere frekvens, des mere tydeligt bliver det, om lytterens ører befinder sig på enhedens "akse" - et begreb man bruger om den direkte retning af en højttalers lydudbredelse.

Hvordan højttaleres lyd opleves, drejer sig således om den fysiske udbredelse af trykbølger gennem luften. Teknologien er enkel og en grundlæggende forståelse af bølgelængder kan hjælpe dig til at placere dine højttalere, så lyden bliver optimal.

ComON's "Klog på tre minutter" fortæller dig på få minutter, alt hvad du egentlig behøver vide om en teknologi.

Oversat af Thomas Bøndergaard




Brancheguiden
Brancheguide logo
Opdateres dagligt:
Den største og
mest komplette
oversigt
over danske
it-virksomheder
Hvad kan de? Hvor store er de? Hvor bor de?
Alfapeople Nordic A/S
Rådgivning, implementering, udvikling og support af software og it-løsninger indenfor CRM og ERP.

Nøgletal og mere info om virksomheden
Skal din virksomhed med i Guiden? Klik her

Kommende events
Strategisk it-sikkerhedsdag – Identificer, beskyt og forsvar

Trusselsbilledet er rødglødende og it-sikkerhedslandskabet har aldrig været mere anspændt end nu. Flere organisationer end nogensinde før bliver som følge udsat for cyber-angreb, der er udført af professionelle og målrettede hackere Vi tager temperaturen på trusselslandskabet lige nu og giver dig overblikket over de nyeste trusler, de mest aktuelle tendenser og de bedste løsninger og værktøjer til at sikre effektiv drift og høj compliance.

23. august 2022 | Læs mere


Strategisk it-sikkerhedsdag – Identificer, beskyt og forsvar

Trusselsbilledet er rødglødende og it-sikkerhedslandskabet har aldrig været mere anspændt end nu. Flere organisationer end nogensinde før bliver som følge udsat for cyber-angreb, der er udført af professionelle og målrettede hackere Vi tager temperaturen på trusselslandskabet lige nu og giver dig overblikket over de nyeste trusler, de mest aktuelle tendenser og de bedste løsninger og værktøjer til at sikre effektiv drift og høj compliance.

25. august 2022 | Læs mere


CIO Trends 2022: Sådan ser opgavelisten ud hos Danmarks bedste CIOs

En hurtig og strategisk fokuseret implementering af nye teknologier er i disse år med til at sikre konkurrencekraften hos de bedste digitale vindere. Det sætter vi fokus på med konferencen CIO Trends 2022, hvor du blandt andet kan blive inspireret af en række danske topfolk inden for digitalisering og it-ledelse.

30. august 2022 | Læs mere






CIO
10 gratis artikler: Få gode råd fra Danmarks bedste it-ledere