Hi-Fi Skolen del 2

La meg innlede med følgende bekjennelse: Jeg er høyttalermann. Forsterkere er fete, streamere er artige. Men det klart mest interessante i anlegget er høyttalerne!

Det svakeste ledd?

Høyttaleren blir ofte beskrevet som det svakeste leddet i hi-fi-kjeden. Det er i hvert fall det leddet hvor det er lengst mellom ideell teori og fysisk virkelighet. Oppgaven med å konvertere elektriske signaler til fysiske svingninger i luften er nemlig langt vanskeligere å gjøre med samme presisjon som behandling av et rent elektrisk signal – eller for den saks skyld et digitalt.

Det er lett å konstruere en forsterker som behandler et frekvensområde fra null hertz (DC) og opp til flere hundre kilohertz, og enda med en forvrengning på langt under en prosent og med en frekvensgang som er plant som et stuegulv. Noe som ikke nødvendigvis er ensbetydende med at den låter perfekt. Men det er en annen sak.

Til sammenligning kjemper selv store og kostbare høyttalere med å dekke bare det hørbare området fra 20 Hz til 20 000 Hz noenlunde lineært. Og forvrengningen skal – spesielt i bassområdet – måles i hele prosent.

Det er med andre ord ikke lett å bygge høyttalere. Men vi gjør jo ikke dette fordi det lett – men fordi det er morsomt.

Høyttalere deles opp etter størrelse og plassering. De fleste er enten kompakte stativhøyttalere eller større gulvhøyttalere. Ved siden av de to hovedgruppene finner man også vegghøyttalere.

Vi ser i dette avsnittet av Hi-Fi-skolen spesielt på passive høyttalere (altså høyttalere uten innebygd forsterker). Aktive høyttalere vender vi tilbake til i et senere avsnitt, men de grunnleggende prinsippene er de samme.

Stativhøyttalere

Stativhøyttalere eller kompakthøyttalere er de minste – og dermed mest innredningsvennlige – høyttalerne. De blir også kalt reolhøyttalere, men ta det ikke som en oppfordring. Med mindre det ikke finnes bedre alternativer, bør høyttalerne plasseres med fri luft omkring. Det gir det beste perspektivet og den mest lineære frekvensgangen. Se også avsnittet om plassering, sist i artikkelen.

Det finnes ingen standard for hvor store stativhøyttalere kan være. De er rett og slett definert ut fra at de ikke kan plasseres direkte på gulvet, men må løftes opp for å spille etter hensikten. Som en tommelfingerregel er stativhøyttalere sjelden større enn 40 liter, mens de minste kan være miniputter på bare fire-fem liter i volum. Det finnes høyttalere som er enda mindre, men da blir det vanskelig å finne et stativ som passer.

Den typiske kompakthøyttaleren er en toveiskonstruksjon hvor én høyttalerenhet (diskantenheten) dekker det høyeste toneområdet, mens en annen og større enhet dekker resten av frekvensspektret. Denne enheten kalles tradisjonelt bassenheten, men betegnelsen bass/mellomtoneenhet brukes ofte i toveishøyttalere, da enheten også dekker mellomtoneområdet.

Den kompakte toveishøyttaleren er et godt kompromiss, spesielt i små rom. Den lille bassenheten, som oftest er på fem–seks tommer i diameter, kan godt bevege seg raskt nok til å nå opp til diskantenhetens dekningsområde. Men den kan ikke flytte tilstrekkelig med luft til å fylle en stor stue. Spesielt ikke i bassområdet.

Gulvhøyttalere

Gulvhøyttaleren er stativhøyttalerens jordbundne storebror som har føttene solid plantet på gulvet. Da høyttaleren samtidig skal være høy nok til at diskanten kan plasseres i ørehøyde, blir dimensjonene naturlig litt større.

Det hersker en utbredt vrangforestilling om at store høyttalere er stygge og klossete. I motsetning til TV-skjermer, som åpenbart ikke kan bli store nok.

I virkeligheten tar et par slanke gulvhøyttalere ikke mer plass enn et par kompakthøyttalere på stativ. Og den plassen som stativet ellers ville oppta blir utnyttet til noe fornuftig – nemlig bass.

Gulvhøyttalerens større kabinettvolum betyr at man kan bruke en eller flere større bassenheter og gi dem fornuftige arbeidsforhold. Det betyr at den typiske gulvhøyttaleren kan spille både dypere og kraftigere enn kompakthøyttaleren. Noe som gjør den bedre egnet til større rom.

I gamle dager var gulvhøyttalere oftest av treveistypen, hvor en mellomtoneenhet tar seg av toneområdet mellom bassenheten og diskantenheten.

I dag er mange gulvhøyttalere 2,5-veistypen. Det finnes selvfølgelig ikke halve høyttalerenheter; de skjeve tallene betyr at høyttaleren grunnleggende er toveis, men at de to bassenhetene har hver sin delefrekvens. Den ene jobber hele veien opp til diskanten, mens den andre bare hjelper til i det dypeste området. For å gjøre forvirringen komplett lager DALI ennå gulvhøyttalere etter prinsippet 2,5 + 0,5-veis! Hvor de siste 0,5 betyr at en superdiskant assisterer den vanlige diskanten ved de høyeste frekvensene.

Vegghøyttalere

(Foto: Lyngdorf Audio)

Til slutt finnes det en liten gruppe høyttalere som er beregnet til å henges opp på veggen med et beslag. Innredningsmessig er det genialt, da høyttalerne overhodet ikke tar plass på gulvet. Men det krever at høyttalerne er designet spesielt til den plasseringen, så man må ta høyde for at nærheten til veggen forsterker bassen.

Det er vanskelig å få et like godt stereoperspektiv fra vegghøyttalere som fra fritt plasserte høyttalere. Men i små rom kan de være en god løsning. Og bak- og sidehøyttalerne i et surroundsystem kan med fordel være vegghengte. Selv ikke den mest fanatiske entusiasten har lyst til å ha hele syv høyttalerstativer stående på stuegulvet.

Frekvensområde og frekvensgang

En av de viktigste parameterne for en høyttaler er frekvensområdet – altså hvor langt ned i bassen og hvor høyt opp i diskanten høyttaleren kan gjengi. En bred frekvensgang er viktig for alle deler av anlegget, men høyttaleren er den som har vanskeligst for å oppfylle kravet.

Frekvensområdet oppgis som henholdsvis den laveste og den høyeste frekvensen høyttaleren gjengir. For eksempel 40–20 000 Hz. Tallene er imidlertid meningsløse hvis man ikke samtidig opplyser toleransen det er målt med, for eksempel (+/- 3 dB). Selv den minste kompakthøyttaleren kan jo dekke et frekvensområde ned til 20 Hz, hvis man ser stort på at nivået ved den laveste frekvensen er falt til en tusendel (-30 dB).

Det er ikke lett å bygge høyttalere. Men vi gjør jo ikke det fordi det er lett – men fordi det er morsomt.

Jo mindre toleranse frekvensområdet oppgis med, jo mer lineær vil gjengivelsen være.

Mange – til og med også noen produsenter – forveksler frekvensområde og frekvensgang (eller frekvensrespons). Frekvensområdet definerer grensene for det området høyttaleren kan gjengi, mens frekvensgangen beskriver nivåforløpet av det dekkede toneområdet når det tilføres et lineært målesignal. Frekvensgangen er altså en kurve i et koordinatsystem.

Effekt, følsomhet og belastning

Efter frekvensområdet er belastningskapasiteten den parameteren de fleste ser på: ”Hvor mange watt har den?” Selv om det er nyttig nok å vite at høyttaleren ikke brenner av, er belastningskapasiteten et stort sett meningsløst tall.

For det første gjelder tallet bare ved frekvenser og signaltyper. Det er derfor fullt mulig å ødelegge en 200 watts høyttaler med en 50 watts forsterker. Les mer om klipping i avsnittet om forsterkere.

For det andre er belastningskapasiteten halve sannheten om hvor høyt en høyttaler kan spille. Følsomheten er den andre halvdelen, og den handler om hvor stor del av den tilførte effekten som gjøres om til lyd. Følsomheten oppgis i dB, og beskriver lydtrykket en meter fra høyttaleren når den tilføres 2,83 volt, tilsvarende 1 watt ved 8 Ohm.

Små kompakthøyttalere har ofte en følsomhet på 84–87 dB, mens det ikke er uvanlig at velvoksne gulvhøyttalere kan ha en følsomhet på 93–96 dB. Da 10 dB tilsvarer en tidobling av effekten, betyr det at en høyttaler med en følsomhet på 96 dB kan spille like høyt med en 10 W forsterker som en høyttaler med 86 dB følsomhet kan gjøre med en 100 W forsterker. Det setter belastningskapasiteten i relieff.

Impedans – og impedanssving

Høyttalerens impedans er uttrykk for den belastningen den utgjør på forsterkeren. Impedansen måles i Ohm. Forskjellen på impedans og motstand er at en vanlig motstand har samme verdi hele tiden, mens impedansen i en høyttaler varierer i takt med frekvensen.

De fleste høyttalere er oppgitt til en impedans på 4, 6 eller 8 Ohm. Det er ingen sammenheng mellom impedans og kvalitet, så en 4 Ohms høyttaler kan være like god eller like dårlig som en med en impedans på 8 Ohm. Lavere impedans betyr imidlertid at forsterkeren belastes hardere. Til gjengjeld vil de fleste forsterkere levere mer effekt når impedansen er lavere. Det kan du også lese om i forsterkeravsnittet.

Alle normale forsterkere kan fungere fint med høyttalere med impedans ned til 4 Ohm. Men mens du oftest kan slippe greit fra å koble til to 8 Ohms høyttalere til hver kanal på samme tid, da det gir en samlet belastning på 4 Ohm, kan du bare koble til et par 4 Ohms høyttalere til en forsterker.

Som nevnt varierer impedansen med frekvensen. Derfor skal du bare betrakte tallene for impedans som veiledende. Selv om det står 8 Ohm på etiketten på baksiden av høyttaleren, kan den reelle impedansen ved noen frekvenser være 4 eller til og med 2 Ohm, mens den ved andre kan stige til 20–30 Ohm. Dette kan ikke ses på databladet, men bare på en frekvens- og impedanskurve. Og den tør bare de modigste produsentene legge ved. Men det er en grunn til å være forsiktig med å koble til flere høyttalere på samme tid.

Hvor skal høyttalerne plasseres?

Du er naturligvis fri til å plassere høyttalerne hvor du har lyst og plass – de er dine, og du har betalt for fornøyelsen. Men hvis du vil ha mest mulig vellyd ut av investeringen, er det noen regler det lønner seg å følge.

Hvis du vil ha en noenlunde troverdig opplevelse av at orkesteret eller bandet står i rommet foran deg og spiller, må høyttalerne plasseres slik at diskantenheten er i ørehøyde. Hvis høyttalerne er langt under ørehøyde, folder ikke lydbildet seg skikkelig ut i rommet, men virker innelukket og smalt.

Hvis høyttalerne plasseres for lavt, vil lyden også lett bli dempet av møbler.

Og nei, du kan IKKE plassere høyttalerne diskré bak sofaen! Hvis du ikke kan se høyttalerne, kan du heller ikke høre dem!

Hvis du plasserer høyttalerne oppe under taket, får lyden sånn sett god mulighet til å spre seg i rommet, men det virker bare unaturlig når Taylor Swift svever vektløst rundt over hodet ditt.

Hva du enn gjør, så plasser begge høyttalerne på samme måte. Det vil si i samme høyde og i samme retning. De færreste høyttalere kommer til å låte bedre ved å bli lagt på siden. Men hvis du absolutt må gjøre det slik, så legg i det minste begge to ned. Ulik plasserte høyttalere gir aldri et godt stereoperspektiv. Og plasser høyttalerne symmetrisk med diskantene i begge kanaler tettest på midten.

De må ut! Ut!

Og så kommer den regelen som gir de mest følelsesladede diskusjonene ved middagsbordet: Vil du ha det beste stereoperspektivet, må høyttalerne stå et godt stykke fra hjørnene og bakveggen.

For det første forsterker det bassen når en høyttaler plasseres tett på en avgrensende flate. Det er egentlig ganske logisk ettersom hver flate (gulv, sidevegg og bakvegg) halverer det rommet som høyttaleren spiller ut i, sammenlignet med om den var svevende midt i et uendelig rom. Og hver halvering betyr at bassen får mer kraft – helt nøyaktig 3 dB, som jo er en fordobling – da lydbølgene ikke unnslipper i den retningen.

Bass er fint, og noen kan ikke få nok av den, men hvis høyttaleren var konstruert til å ha en lineær frekvensgang, betyr hjelpen fra omgivelsene at lyden blir unaturlig.

For det andre betyr plassering tett på andre flater i de fleste tilfeller at stereoperspektivet og fornemmelsen av dybde i lydbildet blir dårligere enn hvis høyttalerne ble trukket et stykke ut på gulvet. Det henger sammen med refleksjoner fra veggene. Refleksjoner er uunngåelige, men hvis avstanden mellom høyttalerenhet og vegg er kort, kommer refleksjonen så kort etter originallyden at hjernen ikke kan skille dem fra hverandre. Resultatet blir et tåkete og uklart perspektiv.

Vi kommer for øvrig tilbake til plassering av høyttalerne i avsnittet om lytterommet.