Højttalere er langt mere enkle – og alligevel komplicerede – end du måske er klar over.
Højttalersystemer består af flere typer højttalere, herunder diskanthøjttalere. Men hvad er diskanthøjttalere? Og hvad gør tweetere?
I dette omfattende indlæg vil jeg besvare dine spørgsmål på en måde, som alle kan forstå.
Jeg vil også hjælpe dig med at lære meget mere om de forskellige typer af tweetere. Du lærer, hvordan de bruges, hvorfor de er vigtige og meget mere.
Infografik – Tweeter-fakta
Hvad er tweetere?
Tweetere er de lyddrivere i et højttalersystem, der producerer det øverste område af den lyd, du hører. Fordi højere lydfrekvenser har mindre lydbølger, er deres størrelse mindre end de andre højttalere, som de arbejder sammen med.
En diskanthøjttaler er en type elektromekanisk højttaler, der producerer lyd og musik i det øvre (højere frekvens) musikområde. De komplimenterer woofere og andre højttalere, der ikke kan producere højere lyde.
Tweetere er typisk små i størrelse, da de producerer lyd med mindre bølgelængder og har en lille kegle. Generelt set bruges de bedst, når de er rettet mod lytteren.
De fleste er begrænset til et bestemt område af lydproduktion som f.eks. 3 kilohertz til højst 20 kilohertz (kHz), selv om det afhænger af den specifikke højttalers begrænsninger. Det typiske område for den menneskelige hørelse er omkring 20 Hz til 20 kHz.
Kilohertz er et udtryk, der bruges til at beskrive frekvensen af den producerede lyd eller cyklusserne pr. sekund i en lydsignalbølgeform.
Basisdele til diskanthøjttalere
Billede af en adskilt bildiskanthøjttaler. Her ses magnetsamlingen (til venstre) og kuplen/grillen/ledningsklemmsamlingen (til højre). Svingspolen er fastgjort på bagsiden af kuplen. På dette billede er kuplen fremstillet af sølvmateriale – højst sandsynligt mylar eller en anden type plast eller et andet letvægtsmateriale.
Den typiske diskanthøjttalerkonstruktion (selv om der findes forskellige andre typer) består af en lille magnet med et cirkulært hul indeni. En svingspole af viklet kobbertråd, kaldet en svingspole, er fastgjort til en højttalerkupé, der er fremstillet af mange forskellige materialer.
Denne samling er indsat i og ophængt inde i magnetens hulrum. Kuplen understøttes på siderne, ligesom andre højttalere, af et fleksibelt, men stift materiale.
Hvad gør diskanthøjttalere?
Nyder du god musik? Tweetere gør god musik mulig i højttalersystemer, som du ser overalt. Stereohøjttalere til hjemmet som disse Dayton Audio B652-bogreolhøjttalere bruger en billig, men effektiv diskant til at udfylde det lydområde, som en woofer ikke kan producere. Sammen arbejder de for at give et fuldt lydproduktionsområde.
Tweetere bruges til at producere lyd i det øvre område (diskant) og supplerer andre højttalere, der ikke er egnede til dette.
“Diskant” er et ord, der bruges til at beskrive de dele af musikken i det øvre område, f.eks. bækkener, syntetiske keyboardlyde, trommeeffekter og “tssst tsst”-lyde (høje toner) fra forskellige musikinstrumenter.
Når et forstærket musiksignal tilføres diskanthøjttaleren via de positive (+) og negative (-) ledningsforbindelser, skaber svingspolen et magnetfelt inde i magnetens permanentmagnetiske spalteområde.
Dette varierende felt får diskanthøjttalerspolen og kuplen til at bevæge sig fremad og baglæns, så luften flyttes meget hurtigt efter signalet. Når dette sker, produceres der lyd.
Tweetere i musikgengivelse – hvorfor de er vigtige
Musik består af meget mere end et begrænset udvalg af lyde. Det er en meget kompleks kombination af forskellige toner, frekvenser og andre egenskaber. Disse er skabt af forskellige instrumenter, sangerens stemme og elementer, der tilføjes, når musikken optages.
Tweetere er afgørende i et lydsystem for at producere det fulde spektrum af lyde, som du kan høre.
Musik er meget sjovere og lyder meget mere naturligt på grund af dette.
Stereo imaging
Stereo imaging er det udtryk, der bruges til at beskrive, hvordan musik optages og afspilles for at give rumlige signaler. Musik, der er optaget af musikere, kan f.eks. have nogle instrumenter i venstre kanal, center og højre kanal. Tweetere er også vigtige i denne forbindelse, da de gengiver de højere lydsignaler, der fortæller din hjerne, hvor lydene kommer fra, ved at skabe et “billede”.
Musik har forskellige lyde i næsten hele det område, som vores ører kan høre. Desuden er det normalt optaget i stereo på en sådan måde, at det originale studieinstrument og lydplacering (venstre, højre, center osv.) kan gengives.
Dette skaber det, der kaldes stereobilleddannelse.
Disse forskellige lydtoner & signaler er vigtige. De giver “signaler” til din hjerne om, hvad du hører, samt hvor i lytteområdet de er placeret.
Bilhøjttalere
Et billede, der viser 3 af de mest typiske fabriksmonterede diskanthøjttalermonter. Til venstre: instrumentbræt. I midten: monteret på søjle. Til højre: monteret i øverste dør. Ligesom stereohøjttalere i hjemmet bruges de sammen med andre højttalere som f.eks. woofere. I biler er de ofte monteret højere oppe i køretøjet og er mere rettet mod lytternes hoveder. Det skyldes, at diskanthøjttalere er retningsbestemte.
Da diskanthøjttalere producerer højfrekvente lyde, bruges de i biler som en del af et højttalersystem, men aldrig alene. De bruges altid sammen med andre højttalere.
Disse højttalersystemer består normalt af en woofer (eller “mellemtone”-højttaler), en eller flere passive delefilter og en separat diskanthøjttaler.
Woofere producerer lavere frekvenser, som har større lydbølger og ikke er så krævende med hensyn til placering. Tweetere er derimod “retningsbestemt”. Det betyder, at den lyd, der produceres af dem, høres optimalt bedst, når de er rettet mod dine ører.
Fabriksmonterede diskanter er ofte placeret på et sted, der ikke er ideelt. Det skyldes, at det er et kompromis mellem plads i køretøjet, produktionsomkostninger og lignende faktorer.
Bilproducenterne anser ikke placeringen af diskanthøjttalere for særlig vigtig, undtagen for luksusbiler og andre premium lydsystemer.
Specialfremstillede bilstereoanlæg får ofte den bedste lyd ved at bruge specialmontering for at overvinde begrænsningerne med hensyn til plads og monteringssteder. Derudover findes der eftermarkeds (ikke-fabriks) diskanthøjttalere i et bredt udvalg af kvalitetsniveauer, som jeg vil diskutere yderligere.
Hvordan bruges diskanthøjttalere?
Fælles anvendelser i højttalersystemer
For lyd af høj kvalitet bruges et sæt som dette CT Sounds Strato bilkomponentsystem. Komponenthøjttalersystemer bruger typisk en bashøjttaler og diskanthøjttalere, der er forbundet med højttalerkrydsere, der er designet til at matche dem og adskille lydproduktionen. Selv moderat prissatte som dette sæt kan producere fremragende lyd.
Tweetere bruges i højttalersystemer af et begrænset antal grunde (de bruges aldrig alene):
- I et 2-vejs eller 3-vejs højttalersystem for at producere lyd, som de andre højttalere ikke kan
- For at tilføje mere højfrekvent lyd (diskant) for ekstra effekt
De fleste højttalersystemer, der anvendes i dag, kaldes “2-vejs”, da de anvender en kombination af 2 højttalere, der får leveret et begrænset lydområde at producere. Dette skyldes, at næsten ingen højttalere, der sælges i dag med en enkelt kegle, kan producere det fulde lydområde, som du kan høre.
Den vigtigste grund til dette er, at store højttalere ikke kan producere højere (diskant) frekvenser godt og små højttalere ikke kan producere større (bas) frekvenser.
Højttalere er generelt specialiserede og egner sig bedst til en række lydområder.
Woofere (ofte kaldet “midbass”-højttalere, “midwoofere” og nogle gange fejlagtigt “midrange”) har normalt en dårlig lydproduktion i det øvre område.
Derfor er diskanthøjttalere afgørende for at levere dette manglende område af lyd.
Hvorfor har diskanthøjttalere brug for frekvensomformere?
Fra frekvensomformere til bilhøjttalere (til venstre) og frekvensomformere til stereohøjttalere i hjemmet (til højre) er ansvarlige for at lede bas til en woofer og diskant til en diskanthøjttaler. De beskytter diskanthøjttaleren og forhindrer forvrængning og potentielt skadelig baskraft i at overstyre den.
Som jeg nævnte tidligere, har diskanthøjttalere brug for frekvensomformere som dem på billedet ovenfor af en række årsager:
- Tweetere kan ikke afspille lavfrekvente lyde – de forvrænger kraftigt
- De kan blive beskadiget, hvis et eller flere tilstrækkeligt store lavfrekvente signaler driver dem
- Det reducerer den påførte effekt og er med til at beskytte den
Forståelse af højttalerskifter
2-vejs højttalerskifter (passive) er meget almindelige. Diskanthøjttaleren modtager lyde, der tillades at passere over krydsningspunktet. Under krydsningspunktet. Den viste 2-vejs frekvensomskifter er fremstillet ved at kombinere en højpassektion og en lavpassektion. I dette diagram er en induktor (trådspole) vist som “L” og kondensatoren som “C.”
I mange tilfælde leveres diskanthøjttalere med en simpel kondensator, der er tilsluttet i serie med en af ledningsudgangene. Dette er normalt den positive (+) terminal ved konvention.
Kondensatorer fungerer som en single order (single stage) audio crossover. Det vil sige, at de har en overgangsbøjning, der virker med en hastighed på -6 decibel pr. oktav (dB). En oktav er et begreb, der anvendes i forbindelse med lyd og repræsenterer en fordobling eller halvering af en frekvens.
For eksempel: 400 Hz er en oktav over 200 Hz.
Tilpasningsfilter af højere orden filtrerer endnu mere bas, der ville nå diskanthøjttalerne, og er endnu mere effektive. -12 dB/oktav (2. orden) er en af de mest almindelige og er effektiv uden at være for dyr.
Som du kan se på billedet ovenfor, kræver en 2. ordens (-12 dB) frekvensomskifter en ekstra komponent kaldet en induktor. Det er spoler af tråd, som reagerer på musik og reducerer output til højttaleren ved visse frekvenser.
Det er vist: En typisk 2-vejs-hjemstereohøjttaler med en diskanthøjttaler. I dette billige design anvendes en enkelt kondensator i serie som en højpasstrømsfilter til at filtrere basen fra. Dette forhindrer forvrængning og mulig skade på den også.
Hvad betyder en diskanthøjttalers impedansangivelse?
Impedans, angivet i ohm, er et udtryk, der bruges til at beskrive den samlede elektriske modstand mod strøm for en højttaler.
En diskanthøjttalers svingspole er lavet af en lang mængde tråd, der er viklet til en spole. Denne ledning har elektrisk modstand.
Impedans er vigtig, da frekvensomformere er designet til din diskanthøjttalers rating. Desuden skal diskanthøjttalere matches med bashøjttalere og andre højttalere med en lignende rating.
Hvis du ikke matcher højttalerimpedansen korrekt, vil den ene højttaler spille ved en højere lydstyrke end den anden, da mere strøm driver dem. Dette skyldes, at den effekt, der udvikles af en højttaler, er direkte beregnet i forhold til dens ohm-værdi.
Traditionelt set er stereohøjttalere til hjemmet beregnet til 8 ohm, mens bilhøjttalere typisk er 4 ohm. Dette kan variere.
Det interessante er, at f.eks. 8 ohm-højttalere ikke er præcis 8 ohm. Det er en tilnærmelse. De falder normalt en smule under det i praksis.
Tweeter-effektværdier
Den gennemsnitlige diskanthøjttaler kan ikke håndtere store mængder strøm, som større højttalere kan. Woofere og andre større højttalere kan aflede større varmemængder og har større svingspole-ledningsmål.
Med nogle undtagelser er effektangivelser som 15 W (watt) RMS og derover realistiske. 25W-50W er ret almindelige for modeller i mellemprisklassen, der sælges i dag.
Tweetere skal matche den nominelle impedans, der forventes af en forstærker. Forstærkere kan overophede, hvis de bruges sammen med højttalere, der er for lave i forhold til deres design. (F.eks. er det ikke acceptabelt at bruge tweetere på 4 ohm med et stereoanlæg, der er normeret til mindst 8 ohm).
Tweetereffektivitet (SPL-rating)
Som andre typer højttalere har tweetere en effektivitetsklassificering. Dette fortæller dig, hvor meget lydstyrke i decibel (dB) en diskanthøjttaler producerer for en bestemt mængde effekt. Dette er normalt angivet som parameteren “SPL”.
For højttalere er det ønskeligt med en højere effektivitet. For gennemsnitlige diskanthøjttalere kan man forvente at finde denne på mellem 89 dB og 91 dB ved 1 W.
Note: dB @ 1 W/1m er en standardmetode til at måle højttalerens effektivitet med testudstyr med en mikrofon placeret 1 meter væk. Der findes dog 2 typer af test til dette og kan være forvirrende.
Det er vigtigt, når man sammenligner diskanthøjttalere, at være sikker på, at målingerne er baseret på lignende måleformer. Når det er muligt, skal du sammenligne 2 diskanthøjttalere med målinger baseret på den samme effektivitetsstandard (1W/1M eller 2,83V/1M).
Grunden hertil er, at diskanthøjttalere med 8 ohm skal have en højere spænding påført for at skabe 1W effekt i modsætning til en model med 4 ohm. På samme måde kræver det samme omhu at matche diskanthøjttalere med bashøjttalere, når man køber.
Gængse diskanthøjttalertyper og materialer
Materialer
Eksempler på nogle af de mest almindelige typer diskanthøjttalere i dag. Soft dome tweetere (til venstre) er ofte fremstillet med tekstiler eller silkematerialer som disse vist. Metal-dome-tweetere (til højre) er typisk fremstillet af aluminium, titanium eller et eller andet hybriddesign. Nogle lyttere foretrækker den ene frem for den anden, selv om en veldesignet diskanthøjttaler af den ene type kan overgå den anden. Det er vigtigt at kontrollere alle specifikationerne og frekvensgangen, hvis den er angivet.
Der er simpelthen alt for mange materialer, der anvendes, til at de kan opregnes her, men jeg vil dække nogle af de mest almindelige. Glem ikke, at nogle af dem, der sælges i dag, er fremstillet af en række mindre almindelige materialer.
Det er også vigtigt altid at tjekke nøje, da specifikationerne nogle gange ikke er tydelige og vildledende.
Nogle af de mest almindelige materialer, der anvendes til diskanthøjttalere, omfatter:
- Silke, tekstil eller andre stoffer
- Mylar eller andre plastmaterialer (typisk i lavprisdiskanthøjttalere)
- Metalbelagte plastmaterialer & PEI-dome diskanthøjttalere
- Metaller: Aluminium, titanium og legeringer
- Keramik og keramisk belagte kuppler
- Kapton (i båndhøjttalere)
Silke og tekstil er nogle af de mest almindelige materialer, der anvendes i bløde kuppeltweetere. Titanium og andre typer metaller som f.eks. aluminium er også ret almindelige til tweetere i mellem- og øvre prisklasse.
Silk dome-tweetere er nogle af de mest almindelige typer, der sælges i dag. De er ofte et godt kompromis mellem pris, ydeevne og lydkvalitet. Et godt eksempel er dette par Polk Audio DB1001 bilhøjttalere.
Disse typer har tendens til at yde godt, og på grund af deres ekstra stivhed forbindes de ofte med en bestemt “farve” i lyden. Andre specielle materialer som keramik og endda diamant anvendes også i andre.
Det er dog meget vigtigt at forstå, at den type materiale, der anvendes til diskanthøjttalerens kuppel, ikke alene er afgørende for dens kvalitet. Du skal altid kontrollere specifikationerne som f.eks. frekvensresponsdiagrammet, hvis det er angivet.
Hvis der ikke er angivet nogen, er det bedst at overveje at søge flere oplysninger og købe en model, der giver disse oplysninger.
I modsat fald tager du en chance ved at købe en diskanthøjttaler, der er for “lys” eller “hård”, idet den måske har visse lydområder, som den fremhæver for meget eller for lidt.
“Super tweeters” og horn
Horn tweeters (til venstre) drives ofte af en piezo-driver i stedet for en magnetenhed. Piezo-tweetere er meget høje og effektive, men de er ikke særlig gode med hensyn til musikkvalitet. En “super tweeter” er normalt magnetdrevet og producerer mere volumen og har en højere effekt end gennemsnitlige produkter. Begge anvendes ofte til udendørs musikarrangementer og sammenkomster.
Horn- og kompressionsdrivere
Horntweetere er en særlig klasse af højttalere. Indgangsmodeller som piezo-tweetere er billige og er ikke gode til at producere gode musikalske toner, men de er billige og meget effektive. Deres lydstyrke er ofte meget højere end standard tweetere (f.eks. 96 dB mod 91 dB produceret ved 1 watt).
Andre horntweetere, der anvendes i hjemmestereoanlæg af ekstrem høj kvalitet, har et meget godt frekvensrespons samt en god lyd. Disse er oftest højttalere af typen “kompressionshorn”.
Kompressionshorn anvender en lille åbning i et hornhus, der udvider sig fra diskanthøjttalerens kuppel udad. De bruger en specielt designet magnet og diskanthøjttaler-dom til at lede lyden på en mere effektiv måde.
Standardhorn-tweetere bruger et letvægts plasthusmateriale.
Super-tweetere
Super-tweetere er bygget til højere effekt og til at producere højere lydstyrker, og er som en stærkere version af standard-tweetere. Deres effektværdier er normalt også højere.
Du kan bruge tweetere som disse til situationer, hvor høj effekt og høj lydstyrke er de vigtigste krav. Til kritisk lytning og nydelse indendørs er de normalt ikke særlig praktiske.
Ribbon-tweetere
Ribbon-tweetere er en smule anderledes end traditionelle kuppel-drevne produkter. De bruger et unikt design med en meget tynd “bånd”-membran, som bevæger sig frem og tilbage på en lineær måde for at producere lyd.
Tweetere af denne type er nogle af de bedste og mest musikalske, der findes i dag, men det afhænger i høj grad af design &kvaliteten. Priserne varierer fra i omkring $25 til $600 eller deromkring.
En af grundene til, at de er så unikke, er, at i modsætning til tweetere, der er baseret på en svingspole og en magnet, er deres impedans meget mere flad over lydområdet.
Det betyder, at der er mindre interaktion med din crossover på grund af udsving, der opstår, når lydsignalets frekvens ændres.
Ringradiator (koncentriske) tweetere
Dual-ring radiator (undertiden kaldet “koncentriske” ring) tweetere er en unik type diskanthøjttaler med en bevægelig overflade bestående af flere ringe og en centerprop. Disse typer er mere lydmæssigt præcise og musikalsk detaljerede tweetere.
Tweetere af denne type er dog mindre almindelige.
En ulempe er, at de i modsætning til andre typer producerer langt mindre lyd ved vinkler (kaldet off-axis respons). Det betyder, at de egner sig bedst til højttalersystemer, hvor de er rettet direkte mod lytterne.
Grundlæggende om frekvensresponsen for weetere
Tweetere har unikke egenskaber ligesom alle andre højttalere. På dette billede kan du se det lydniveau, der produceres over forskellige lydfrekvenser (kaldet “respons”). Denne grafik viser lydresponsen ved forskellige vinkler.
Følger man de sorte linjer, kan man se, at Tweeter A har dyk og toppe, der vil medføre, at lyden mangler i nogle områder og er for stærk (eller “hård”) i andre områder. Tweeter B har en meget mere flad og ideel respons, da den er næsten konsekvent den samme i hele det område af den producerede lyd.
Tweetere har ligesom alle andre typer højttalere begrænsninger. For et givet område har de frekvenser, hvor deres respons (lydstyrkeniveau for en given anvendt effekt) er højere eller lavere end en gennemsnitlig decibel (dB) lydstyrke, der produceres.
Det betyder, at det er vigtigt at vide, at forskellige diskanthøjttalere opfører sig forskelligt, når der produceres lyd. For eksempel vil nogle tweetere have “toppe” (højere lydstyrke ved visse lydfrekvenser) end andre.
Disse toppe og dale (områder, hvor lydproduktionen falder lavere) kan ikke overvindes uden en equalizer eller anden kompensation. Det er vigtigt at forstå, at der er begrænsninger mellem forskellige mærker og modeller.
Der findes ikke en “perfekt” diskanthøjttaler – de har alle gode og dårlige egenskaber. Det er dog muligt at finde en god diskanthøjttaler med god ydeevne, hvis du handler omhyggeligt.
Summarum – Hvad er diskanthøjttalere, og hvad gør de?
Tdiskanthøjttalere er små, specialiserede højttalere, der producerer lyd i det øverste område af den menneskelige hørelse. De findes i en række forskellige stilarter og materialer, men de bruger oftest en kuppel af letvægtsmateriale og en magnet til at drive keglen (kuppel) og producere lyd.
Da de er mindre end andre højttalere som f.eks. woofere, har de brug for crossovers til at filtrere og blokere lyde, der potentielt kan skade dem og vil forårsage uønsket forvrængning.
Hvis du er interesseret i at lære mere om, hvordan man tilslutter højttalere, kan du tjekke mit store indlæg med højttalertilslutningsdiagrammer og info.