Høyttalere – Viktigere enn du tror

Posted on 23. august 2014 Updated on 18. februar 2018

Uansett hvor mye penger du har lyst til å legge ned i mikrofoner, lydkort, software og outboard – alle store musikkprodusenter vil si det viktigste du bruker pengene på er høyttalere. De kommer i utallige former og prisklasser – men visste du at noen av de beste høyttalerelementene produseres i Norge og at høyttalerne vi bruker knapt har forandret seg siden 1920 tallet?

Hva er en høyttaler?

En høyttaler er enkelt og greit en omformer (transduser) som får elektrisk vekselstrøm fra en audioforsterker og som konverterer denne energien til hørbar lyd. Alle høyttalere har enten en membran eller en plate som beveger seg fram og tilbake i takt med det elektriske vekselstrømsignalet.

Det er membranen som skyver og drar i lufta. Slik oppstår trykkvariasjoner, og det er disse variasjonene øret oppfatter som lyd. Høyttalere omdanner altså elektriske signaler til lydbølger og er i prinsippet det motsatte av en mikrofon.

Høyttalere finner du i alle størrelser til bruk i radioer, TV apparater, datamaskiner og til større PA systemer som brukes i teatre og i konsertlokaler.

Høyttalerelementer

Vi bruker begrepet høyttaler også om en kasse med flere høyttalere i. Da kaller vi hver høyttaler et høyttalerelement som gjengir hver sin del av frekvensområdet.

Toveis, treveis…..

Det er vanskelig å få hele det hørbare frekvensområdet (20Hz – 20kHz) korrekt gjengitt med ett enkelt høyttalerelement. For å få gjengitt lyden med høyere troverdighet (high fidelity) brukes ofte kombinasjoner av to eller flere høyttalerelementer i samme kasse. Ved hjelp av delefiltre kan man i en treveis høyttaler sende lave frekvenser til basshøyttaleren (woofer), de mellomste frekvensene til en mellomtonehøyttalere og de høyeste til en diskanthøyttaler (tweeter)

Litt historie

Høyttaleren ble oppfunnet av tyskeren Johann Philipp Reis i 1861, men det første patent som omfattet høyttalere ble gitt til skotsk-amerikaneren Alexander Graham Bell i 1876.

I perioden 1880-1920 var det hornhøyttaleren som regjerte. Thomas Edison, Magnavox og Victrola laget alle bra varianter som var vanskelige å slå.

Dagens mest utbredte høyttalerprinsipp, den elektrodynamiske høyttaleren, ble patentert i 1924 av amerikanerne Chester W. Rice og Edward W. Kellogg. Den bruker en magnetisk spole og et membran til å lage lyd.

Her en video som viser den første prototypen til herrene fra 1921:

Vebjørn Tandberg

I Norge ble den første elektrodynamiske høyttaleren bygget ved høyskolen i Trondheim (NTH) i 1925, av ingen ringere enn Vebjørn Tandberg, som senere grunnla Tandberg Radiofabrikk (1933)

Tandberg skulle bli et av norsk elektronikkindustris flaggskip og en av landets mest kjente merkevarer. På sitt største i 1976, hadde fabrikken over 3000 ansatte på syv ulike produksjonssteder i flere land.

Ulike typer

Alle høyttalere har en membran eller plate som beveger seg fram og tilbake i takt med vekselstrømsignalet som går inn i dem. Det er membranen som skyver og drar i lufta. Slik oppstår trykkvariasjoner, og det er disse variasjonene øret oppfatter som lyd.

Høyttalere omdanner elektriske signaler til lydbølger og er i prinsippet det motsatte av en mikrofon. Det finnes mange forskjellige omformingstyper som:

• Den elektromagnetiske høyttaleren. De første som Reis og Bell laget. Hadde klare begrensninger.
  
• Den piezoelektriske høyttaleren. Oppfunnet rundt 1880 av brødrene Curie. Brukes idag i høyttalere som vesentlig gjengir diskantområdet. Først og fremst innen ultralyd, sonar og alarmer f.eks. i røykvarslere).
  
• Den elektrostatiske høyttaleren Edward W. Kellogg, en av hjernene bak høyttalertypen vi bruker idag, er også mannen som i 1934 patenterte den elektrostatiske høyttaleren. Likevel tok det mer enn 20 år før elektrostaten fant veien ut på markedet. Dette skjedde i 1957, da britiske Peter J. Walker, grunnleggeren av nåværende Quad Electroacoustics, lanserte sin fantastiske ESL.
• Elektrostathøyttalere er eksotiske, de er kostbare og de er plasskrevende. De har en tynn folie som er gjennomsiktig og nesten ingen bevegelig masse. Låter veldig naturtro, men er dårlige på å gjengi bass så de har ofte en dynamisk høyttaler i tillegg som gjengir bassområdet som f eks disse fra Martin Logan

• Den elektrodynamiske høyttaleren. Dagens mest utbredte høyttalerprinsipp. Er i prinsipp lik en dynamisk mikrofon bare reversert. Den gjennomgikk en rivende utvikling på 1950 tallet, men på tross av stadige designforbedringer opp gjennom årene har det grunnleggende prinsippet forblitt uendret. I dag anslås det at over 99% av alle produserte høyttalere er nettopp av den elektrodynamiske varianten!

Trykk her for å se hvordan høyttalere lager

Joda, størrelsen teller

Skal du velge høyttalere må du huske på at høyttalerens størrelse, antall elementer, hvordan disse er konstruert og kvaliteten har stor innvirkning på lyden. En stor høyttaler spiller ikke bare høyere, den har også dypere bass enn en mindre høyttaler. I tillegg har den lavere forvrengning med det resultatet at den spiller renere. Men, likevel større er ikke alltid bedre. Det finnes nok av dårlige store konstruksjoner og heldigvis finnes det mange bra mindre høyttalere på markedet til de med begrenset plass til å jobbe med musikk.

Trykkammer, bassrefleks eller transmisjonslinje?

Trykkammerhøyttalere

Høyttaler hvor elementene sitter i en hermetisk lukket kasse med dempematriale. Mest brukt innen hi-fi men varianten du med fordel bør velge hvis du ikke har så stort budsjett når skal du kjøpe studiomonitorer. Fordelen med trykkammerhøyttalere er at de har lav forvrengning og en slakk avrulling av bassen. Den meste kjente studiomonitoren med trykkammer er Yamaha NS 10

Bassreflekshøyttaler

Et høyttalersystem hvor høyttalerkabinettet har en åpning eller ”port”. Porten gir itt mer trøkk og skyv i bassområdet. Ulempene er at mange billige varianter får alle basstoner til å låte likt (one note bass). De fleste dyrere studiomontorer er bassreflekshøyttaler og låter veldig fint.

Transmisjonslinje/Transmission line

Så dagens lys så sent som i 1965 og er systemet som gjengir bass best. Bassen blir sendt innvendig i en slags labyrint (kanal eller rør) og kan transporteres opptil flere meter internt. En bra designet transmisjonslinje høyttaler har ingen hørbar resonans og bassen er stor, tight og ren. Engelske PMC lager fantastiske transmisjonslinje høyttalere både til hi-fi og studio bruk. Ulempene med denne type konstruksjon er at mange er store, tunge og dyre.

Passive eller aktive?

Alle høyttalere trenger en forsterker for å gjengi lyd. Dette kan gjøres på to måter:

Passive høyttalere: Her er drives høytaleren av en separat ekstern forsterker. I høyttaleren sitter et passivt delefilter hvor effekten fordeles til bass, mellomtone og diskantelementene. Et godt høyttalersett og en god ekstern forsterker fra f eks Electrocompaniet kan låte helt fantastisk, men mange synes det er mer praktisk med aktive høytalere for da slipper du stresset med bl a høyttalerkabler.

Aktive høyttalere: Rett og slett høyttalere med en eller flere forsterkere innebygget. De har et elektronisk delefilter som dirigerer høye og lave frekvenser til hver sin dedikerte forsterker. Dermed kan hvert høyttalerelement drives direkte av hver sin kanal. Siden frekvensdelingen blir gjort på forhånd slipper du å bruke passive komponenter i signalveien. Brukes ofte i lydstudioer til studiomonitorer og til PA anlegg. Fordelen er at du slipper dårlige høyttalerkabler og forsterkerne kan skreddersys til elementene. Dessuten kan de brukes med balanserte kabler (xlr). Dette gir deg bedre lyd og de isolerer langt bedre mot ekstern støy.

Virkningsgraden til høyttalere er lav. Bare noen få prosent av den tilførte energien stråles ut som lyd. Resten omdannes til varme i høyttaleren. De trenger derfor gode og kraftige forstrekere for å låte bra. Og her ligger ofte problemet med aktive høyttalere; mange har for dårlige forsterkere.

Heia Norge og heia Moss

Mange er ikke klar over at vi i Norge produserer noen av de fineste høyttalerelementene i verden. I Moss ligger høyttalerfabrikken SEAS. De leverer elementer til mange kjente høyttalermerker som Mackie, Mordaunt Short, ATC, Jamo og Vienna Acoustics for å nevne noen. Selv med steinhard konkurranse fra lavkostland som Kina greier de fortsatt å konkurrere med de beste. Det er veldig bra jobba det!

Hva kjennetegner en god høyttaler?

En høyttaler er god hvis den klarer å reprodusere dynamikken og alle frekvensene i en innspilling balansert. Det er det ikke så mange som klarer. Derfor er virkelig gode høyttalere store, plasskrevende og dyre. Små høyttalere kutter i bassen og skal du ha god diskantgjengivelse må du opp i pris.

Du kan ikke vurdere en høyttaler utifra spesifikasjoner, merke eller pris. Målinger kan angi hvordan den vil lyde, men sier ingenting om hvordan den egentlig låter. Høyttalere er dessuten veldig romavhengige og siden alle rom er forskjellige kan de ikke lages for å låte fint overalt. Hvis du er på jakt etter nye høyttalere er derfor mitt beste råd: lytt alltid til høyttalere der de skal brukes!

Plassering

Høyttalere låter forskjellig alt etter hvor du plasserer dem i rommet. Setter du dem inntil en vegg eller i et hjørne blir bassen forsterket. Har du den liten høyttaler med lite bass kan du vinne endel ved å plassere den nærmere veggen eller i en bokhylle. Skal de gjengi musikken korrekt bør de stå en halv til en meter fra enhver vegg, gjerne på stativer. I et profesjonelt lydstudio er plasseringen svært viktig. Her slurves det dessverre ofte.

Det spiller nesten ingen rolle hvor dyre høyttalere du kjøper hvis rommet du skal bruke dem i lider av dårlig akustikk eller hvis du plasserer dem på feil sted.

 Oppsummert

• Den ideelle plasseringen er en likesidet trekant, dvs lik avstand mellom høyttalere og deg som lytter
• Plasser høyttalere slik at diskanthøyttaleren er i hodehøyde
• Unngå plassering for nærme vegg og hjørner
• Bruk penger på gode tunge stativ og dempematerialer
• Husk at ingen spesifikasjoner sier noe om hvordan høyttalere egentlig låter
• Lytt ALLTID til høyttalere der du skal bruke dem før du kjøper