
Hi-Fi-Voigthorn
VH-1
Rent, öppet,
naturtroget ljud. Så bra att du plötsligt kan höra
tydliga skillnader mellan olika förstärkare. Läs
mer om våra personliga erfarenheter här.
Många vanliga högtalare låter instängda och luddiga vid en direkt jämförelse. Varför är det så?
En vanlig orsak är att bastoner gör att högtalarkonen rör sig utanför högtalarens magnet/spoles linjära område. Alla ljud i både basen och det känsliga mellanregistret som högtalaren hanterar förvrängs.
Om en högtalare exempelvis är
linjär inom +/- 2mm men en basresonans gör att
högtalarkonen rör sig +/- 4mm leder detta till distorsion.
Inte bara hos den aktuella tonen, utan också det känsliga
mellanregistret som samma högtalare hanterar under tiden. (Med
mellanregister menar vi det känsliga området 200-1000 Hz
där mänsklig röst och flertalet instruments grundtoner
befinner sig.) Om man skall komma undan det här problemet (utan
att montera högtalaren i ett horn) behöver man en subbas
som inte går högre än c:a 150-200 Hz.
Voigthornet
dämpar högtalarkonens rörelse. Tryckförändringarna
vid konens insida blir höga, men själva konrörelsen
blir liten, och i stället leds basen ut genom hornets öppning
(nederst på lådan). Resultatet blir att basen återges
normalt, trots liten konrörelse. Därmed håller
sig högtalaren inom sitt linjära område, och
mellanregistret blir rent och klart även vid hög volym. Att
tryckförändringarna vid högtalarkonens insida blir
höga betyder dock att kraven på själva
högtalarelementet höjs. Det måste vara styvt, helst
av strukturerad plast eller kolfiber. Papperskon kan vara alldeles
för mjuk.
En annan finess med en öppen konstruktion är att materialvalet för lådan blir mindre kritiskt
Själva lådans ytterväggar utsätts inte för speciellt högt tryck, eftersom basen släpps ut genom en stor öppning. Det räcker därför med helt vanlig spånplatta. Det är hårt nog, tack vare den låga belastningen.
Om högtalaren däremot är av sluten typ, eller basreflextyp, blir det lika högt tryck inuti lådan som omedelbart framför den. Detta kräver hårda material i lådan för att inte väggarna skall vibrera och ge distorsion när ljudet från vibrerande låda blandas med det som lämnar bashögtalaren på fronten. Det finns de som byggt högtalare av betong och marmor (!) av det skälet...
Låga krav på förstärkaren. Det är givetvis så att en riktigt dålig förstärkare skulle försämra ljudet, men flertalet moderna förstärkare (från 1980-talet eller senare) låter mycket bra. Att det ibland låter litet dåligt när man lyssnar i s.k. HiFi-butiker beror snarare på högtalarna.
Effektkraven är synnerligen
låga. Man brukar ange 90 dB som max rekommenderad långvarig
ljudvolym för att inte skada hörseln. Den volymen får
du från Voigthornet (med HSV-1-högtalarsatsen) redan
vid en halv watt (!). Du behöver alltså inte bekymra
dig om förstärkareffekten med de här högtalarna.
En 2x10W-förstärkare kan med Voigthornen driva grannarna
till vanvett om du bor i lägenhet.
Har du en förstärkare
med hög uteffekt kan du seriekoppla säkringar i serie med
högtalarelementen: 1,6A snabb till bashögtalaren och 1,0A
snabb till diskanthögtalaren. Resistansen i säkringarna är
försumbar och påverkar inte ljudet.
Minimalt delningsfilter. Fasdistorsion (som ger diffus ljudbild och därmed försämrad rumskänsla) är i regel obefintlig i förstärkare, men kan vara hög i högtalare, beroende på de delningsfilter som sitter i alla högtalare med minst två högtalarelement.
För att minimera fasdistorsionen i
övergångsfilter bör dessa göras så enkla
som möjligt, helst bara med en induktans (spole) och en
kapacitans (kondensator). Induktansen i bashögtalaren räcker
i vissa fall (som i fallet med bashögtalaren i HSV-1-satsen),
och då behövs endast en seriekondensator till
diskanthögtalaren.
Filter med -12dB/oktav eller mer gör
visserligen att diskanthögtalaren belastas mindre, men å
andra sidan blir fasvridningen högre, vilket kan leda till
försämrad ljudbild. Elektroniska delningsfilter och fler
slutsteg löser i regel inte problemet.
Delningsfiltret i den högtalarsats vi säljer (HSV-1) är endast en kondensator. Och delningsfrekvensen är hög över 3 kHz. Hela mellanregistret hanteras av samma högtalare för bästa faslinearitet där örat är som känsligast.
Men blir det verkligen bra när man bygger själv? Här är några email som tydligt besvarar den frågan!
Klicka här, så kommer du till materiallistan och ritningen.
Skriv ut dem på din skrivare, och gå sedan tillbaka hit.
Så här enkelt bygger du dina Voigthorn:
1. Gör hål för
bas/mellanregister- och diskanthögtalare på bafflarna. Om
du använder högtalarsats HSV-1
skall hålen ha en diameter på 185 respektive 75 mm.
2.
Limma alla delar som är 25 cm breda på ena sidostycket.
Först överdel, sedan bakstycke, underdel, baffel,
innerstycken...
3. Dämpa med vanlig filt de ytor som
markerats med grått på ritningen, d.v.s. större
delen av 84-cm-innerstycket, överdelen, avböjare 1 och den
del av bakstycket som inte syns genom öppningen nertill.
Dessutom bör ena sidostycket (efter montering av alla
25cm-stycken) dämpas hela vägen utom där det syns
genom öppningen nertill.
Tips: Försök få tag
på s.k. hästfilt. Den är relativt tät, och
dämpar därför utmärkt. Och ändå
billig. Kolla i tygaffärer eller hästsportaffärer!
4.
När allt annat sitter på plats limmas det andra
sidostycket fast. Högtalarelementen kopplas slutligen samman med
delningsfilter och sladd och skruvas fast.
Konstruktionen bygger på en princip för hornhögtalare som en forskare vid namn Voigt tog fram på 1930-talet.
Hans formel för högtalaren var enkel:
1) Hornet består av ett rör
med ena änden sluten. Ytan i den slutna änden är samma
som högtalarens aktiva yta och ökar linjärt till 3x
denna yta i öppningen.
2) Högtalarens totala längd
skall vara en fjärdedel av högtalarens resonansvåglängd
3)
Högtalarelementet placeras så att dess mitt hamnar 1/3
från den slutna änden på lådan. (2/3 från
den öppna änden.)
VH-1:an är ett "hopvikt" horn, med en totalhöjd på 135 cm. (Hornets längd är egentligen 2 meter. Det börjar i frontplattans nedre ände, fortsätter uppåt förbi högtalarna, bakåt, nedåt igen och slutligen framåt till öppningen nederst på lådan.)
Därmed hamnar högtalarelementen så att ljudet inte "skuggas" av möbler, utan hamnar i lagom lyssningshöjd när man sitter ner.
Vill du hellre bygga ett rakt horn i
fullhöjd (2 meter) kan du klicka här.
Fem
viktiga krav på
bas/mellanregister-högtalaren:
1) Resonansfrekvens
40-45 Hz. Annars stämmer inte lådans längd.
2) Den
rörliga delen (membranet) skall ha en yta på c:a 225 cm².
(Knappt 17 cm diameter) Annars stämmer inte hornets
tvärsnittsarea.
3) Högtalarelementet måste klara
upp till 4 kHz med låg distorsion. Annars blir mellanregistret
orent, och stereobilden kan bli diffus.
4) Membranet måste
vara stumt. Högtalaren får inte ge någon efterklang
när den utsätts för en likspänningspuls. Detta
kräver ett kraftigt flöde i högtalarens luftgap och en
väl balanserad upphängning som matchar membranets övriga
egenskaper. Tyvärr är det sällsynt att högtalare
(oavsett pris) klarar detta krav.
5) Högtalarmembranet måste
vara mycket styvt och samtidigt lätt. Ett strukturerat
plastmembran eller ett kolfibermembran är bäst. Ett mjukare
material (papper) kan ge "böljande" membran vid det
höga tryck membranet utsätts för i den här
konstruktionen, och det resulterar i sämre ljud.
Fyra viktiga
krav på diskanthögtalaren:
1) Resonansfrekvens
under 2 kHz.
2) Frekvensomfång ner till 2 kHz.
3) God
faslinearitet . Kalottmembran (dome-tweeter) brukar vara bra. Vi
avråder från piezo-horn som ofta ger oren diskant.
4)
Minst samma verkningsgrad som bashögtalaren (dB/W@1m) , dock max
4 dB högre.
Tag hänsyn till bas/mellanregister-högtalarens induktans när delningsfiltret konstrueras! Totala induktansen (seriespolens + bashögtalarens) skall anpassas efter den delningsfrekvens som önskas.
Tycker du att den här högtalaren är för stor? Då finns det ett mindre alternativ. Klicka här!
Angående extragrov kabel...
(Vi
har fått frågor om det några gånger...)
Jag som konstruerat VH-1:an var med i Ljudtekniska Sällskapet i Göteborg under den tid då specialkablar och spikes började dyka upp. Själv var jag först övertygad om vikten av grova kablar, men vid rena blindtester visade det sig att det var fullständigt omöjligt att urskilja skillnader mellan vanlig 0,75mm²-kabel och svindyr grov specialkabel. Och det är inte alls underligt:
När det gäller högtalaren, så matas den via en serieresistans (i kabeln) på 0,23 Ohm om du har en 5 m lång kabel på 2 x 0,75 mm², d.v.s. vanlig lampsladd. Eftersom en någorlunda normal 8-ohms-högtalares impedans aldrig understiger 6 Ohm i hela registret (med rätt dimensionerade delningsfilter), är kabelresistansens påverkan försumbar. Ljudvariationerna blir max 0,23/6= 3,8% vilket motsvarar c:a 0,35 dB. Ingen människa kan höra nivåvariationer under 1dB. De flesta reagerar inte ens på 3dB-förändringar.
När det gäller förstärkaren, så belastas den med den totala resistansen hos högtalare + kabel. D.v.s. de 8 Ohm högtalaren har plus de 0,23 Ohm som en 0,75-kabel på fem meter har. Som du ser är kabelns resistans helt försumbar (mindre än 3%) också i det sammanhanget.
Men induktansen, då? Grovleken på kabeln har ingenting med induktansen att göra. Och den induktans en högtalarkabel har när den hänger ner någon meter från förstärkaren, löper några meter till högtalaren och går upp till anslutningarna där påverkar inte ljudet ett dyft. Det vill till frekvenser på flera hundra kHz innan det gör någon skillnad över huvud taget. Vill en försäljare få dig att köpa dyr kabel för att minska induktansen är han endera okunnig eller oärlig.
Om du fortfarande tror att klena ledningar förstör ljudet, så öppna ett par riktigt fina högtalare och se hur grov ledning tillverkaren har inuti. Den är sällan grövre än 0,5 mm², såvida inte högtalareffekten överskrider 100W eller mer, för då behövs grövre ledning av rent elektriska skäl. De bästa tillverkarna vet nämligen att ledningsgrovleken är oväsentlig för ljudet.
Om du har trott att man behöver grov ledning för att få bra bas, så är det bara att se på delningsfiltrets seriespole till bashögtalaren. Är den grov? Ingalunda. Och den sitter lika mycket i serie med högtalaren som din högtalarsladd, och är dessutom mycket längre.
Kort sagt: Vanlig lampsladd (2 x 0,75 mm² eller 2 x 1,0 mm²) är utmärkt, åtminstone om den är mindre än 20 meter (!) lång.
Angående spikes...
Formen på
VH-1:an undertill är inte en slump. Högtalarens
bottenplatta är upphöjd, och det är endast
högtalarlådans sidor som når ner till golvet.
Eventuellt mellanregister-ljud från bottenplattan leds alltså
inte ner i golvet, så några spikes behövs därför
inte för ljudets skull. Vill man isolera högtalaren
ytterligare, är det bara att klä sidogavlarnas bottenytor
med filt.