Gulvstående høyttalere – en komplett lydopplevelse
Når man skal velge lydanlegg er en gulvstående høyttaler det som oftest vil gi deg en komplett lydopplevelse. Den vil kunne gjengi hele frekvensområdet uten at man trenger å supplere med en subwoofer (en subwoofer kan likevel gi deg et ekstra fundament i lyden). Med mindre rommet lydanlegget skal stå i er veldig lite, vil en gulvstående høyttaler i større grad makte å fylle rommet med lyd.
Høyttalerens oppgave er å omdanne det lynraske elektriske signalet til akustisk energi (eller lydbølger), helst uten å påvirke signalet. Fordi ingen høyttalere er helt lineære eller uten forvrengning er ikke dette så enkelt som det kan synes. I dag finnes det mage måter å konstruere en høyttaler på, og det ser du i form av et stort utvalg av høyttalerprodusenter der ingen høyttalermodeller låter helt likt.
Den gulvstående høyttalerens elementer
Den komponenten som gjør jobben med å omforme det elektriske signalet til luft i bevegelse er høyttalerelementet. Omformingen kan foregå på flere måter, men det vanligste er at en membran setter luften i bevegelse, akkurat motsatt av en mikrofon.
Ideelt skal elementet gi samme lydtrykk ved alle frekvenser i det hørbare området, helst uten forvrengning eller fasefeil. Forsterkeren må også klare å drive elementet, så impedansen bør helst ligge et sted mellom 4 og 8 ohm. Dette er altså målet i teorien. I praksis eksisterer ikke det perfekte element, men man kan lage elementer som er gode på noen områder og mindre gode på andre, avhengig av hvilke egenskaper man ønsker å fremheve.
Det vanligste elementet - svingspolen
Det elementet du finner i de fleste høyttalere i dag er svingspoleelementet. Her er prinsippet at man benytter en magnet med en slisse der magnetfeltet er konsentrert. I slissen sitter det en spole som er festet til en membran som er festet i et chassis med et fjæret oppheng. Når man tilfører spolen strøm genereres et elektrisk felt som setter spolen i bevegelse, og dermed flytter membranen.
Hvis man skal oppnå samme lydtrykk og en lineær frekvensrespons over hele det hørbare området vil ikke et svingspoleelement kunne dekke hele frekvensområdet. Derfor deler man opp frekvensområdet og bruker flere elementer. Da kan ett element ta seg av et smalere frekvensområde som det er spesielt konstruert for. Det vanligste er å dele frekvensen på ett eller to steder, altså med 2-veis eller 3-veis systemer. Et 2-veis system har ett element for bass og ett for diskant. Et 3-veis system har i prinsippet ett element for bass, ett for mellomtone og ett for diskant.
Basselementet - lydens fundament
Basselementet tar seg av de laveste frekvensene og skal ideelt kunne flytte mye luft. Hvor mye luft elementet klarer å flytte avhenger av membranens størrelse, slaglengde og hvor mye kraft som blir påtrykt.
Er membranmassen stor vil den være vanskeligere å sette i bevegelse, og det kreves dermed mer kraft for å ha kontroll på elementet. Om man dobler membranmassen vil effektiviteten synke med 6 dB, men den nedre grensefrekvensen vil bli lavere. Store elementer vil altså klare å gi høyere lydtrykk, men det er vanskeligere å få de til å spille presist.
En ideell membran er både stiv og lett. Dette kan synes som to motsetninger, i og med at membranen må være tynn for at den skal bli lett, og det går ut over stivheten. Siden kraften tilføres elementet fra spolen som er plassert midt i elementet, og motkraften er opphenget som er festet ytterst på membranen, vil elementet bøye seg dersom det ikke er stivt nok. Derfor må membranen lages av materialer som er både stivt og lett. Med den store utviklingen i dag av materialteknologi finnes det en rekke materialer som egner seg godt til formålet. Papp er det eldste membranmaterialet, og er fremdeles et yndet valg blant mange produsenter. Ellers finner du i dag elementer laget i plaststoff, metallegeringer og grafitt for å nevne noen.
Diskantelementet - der detaljene ligger
Diskantelementet skal ta seg av de høyeste frekvensene og må kunne bevege seg svært raskt. Her er det også viktig at membranen er stiv og lett. De fleste diskantelementer er dome-formet slik at de har kraftpåvirkning og demping i samme punkt. Dome-formen lar seg ikke deformere så lett, så membranen kan lages tynn og lett. Vanlige materialer i diskanten er plaststoff, bomull eller silke. Man finner også diskanter med membranmaterialer som aluminium, beryllium og titan, som har stor styrke i forhold til vekt.
Kabinettet - en viktig del av en gulvstående høyttaler
Høyttalerens kabinett er ikke bare et pent hus som elementene bor i. Det er en viktig del av høyttalerens konstruksjon. I og med at elementene som sitter i høyttaleren er rundstrålende, vil de gi like mye lyd bakover som fremover. Kabinettets oppgave er da å hindre uønsket spredning av lyden og samle den i en retning. Et rundstrålende element vil gi like mye energi i alle retninger. Dette er jo vel og bra bort sett fra to problemer. Hver gang avstanden dobles faller lydtrykket med 6 dB, og refleksjoner fra elementets bakside kommer i motfase og kansellerer ut de frekvensene du egentlig vil høre.
Ved å gjøre lyden mer direktiv blir det tapte lydtrykket ved en dobling av avstanden vesentlig mindre. For å hindre at lydbølger fra elementets bakside kansellerer ut lydbølger fra elementets forside, trenger man en fysisk hindring, og elementet monteres da i en baffel. For at ikke baffelen skal bli uendelig stor monteres den i en kasse som skal dempe og hindre energien bak elementet å nå energien som elementet sender fremover.
Dersom kabinettet ikke er godt dempet, kan det komme i resonans ved flere frekvenser og dermed farge lyden. Derfor er det viktig å benytte materialer med stor indre demping. Det vanligste er å benytte sponplater med høy tetthetsgrad, gjerne MDF-plater. Kabinettets tykkelse og indre avstiving påvirker i stor grad hvor mye det demper lyden.
Kabinettets form - ikke bare til pynt
Når du ser høyttalere som avviker fra den vanlige firkantede kassen, er det et bevisst valg, ikke bare for å gi høyttaleren et penere utseende. Det er en heldig bieffekt, men formålet er å gi høyttaleren bedre lyd.
Skarpe kanter på baffelen vil skape diffraksjoner i diskantområdet. Det betyr at lydbølger som sprer seg langs baffelen og treffer kanten, brytes opp og sprer seg til alle kanter. Dette roter til lydbildet og gjør det vanskeligere å plassere hvor i lydbildet de ulike instrumentene er plassert. Derfor har en god høyttaler avrundede kanter eller en «waveguide» i diskanten.
En annen utfordring er hvordan lydbølgene beveger seg internt i kabinettet. Lyden som beveger seg internt i kabinettet må dempes så fort som mulig. Hvis kabinettet har parallelle flater, skjer ikke denne dempingen likt over hele frekvensområdet. Dermed oppstår det stående bølger, som farger lyden. Stående bølger kan man motvirke med dempemateriale og unngå parallelle flater ved å bruke et buet eller skjevt kabinett.
Er gulvstående høyttalere best?
Som med de fleste andre temaer er det sjelden man kan snakke om absolutte sannheter. Slik er det også med gulvstående høyttalere. Hvor godt den gulvstående høyttaleren vil spille vil i stor grad avhenge av rommet den står i. Er rommet for lite kan en gulvstående høyttaler fort mette rommet med for mye energi. Da mister man presisjon, og lyden blir farget og udefinert. I slike tilfeller vil ofte en kompakthøyttaler være et bedre valg. Har du derimot plass nok i rommet til å ha en gulvstående høyttaler, vil denne orke å spille dypere og gi deg et mer komplett lydbilde. Den vil også ofte klare å lage et lydbilde som er større og mer realistisk proporsjonert, så er det lettere å lukke øynene og se for seg at artistene faktisk står på scenen foran deg.