Ingeniørerne har været oppe på dupperne og har skabt en ny bashøjttaler, der er bedre end sin ellers ret fantastiske forgænger. Læs her om den spændende konstruktion med de kreative løsninger.

Den nye og den gamle. Slægtskabet er til at få øje på, når du ser den nye bashøjttaler til venstre og den gamle til højre. Det er evolutionen, der er på spil.

Hvis du synes, at bashøjttalerne på disse billeder ligner noget, der sidder i enhver højttaler, så lad mig bare sige: Skynd dig, at læse videre! For at give dig et indtryk af, hvor specielle de her højttalerenheder fra danske Scan Speak er, så hør lige denne sammenligning punkt for punkt. Magneten, altså motoren, på en god bashøjttaler af samme størrelse som vores har normalt en diameter på 72-85 mm. Her er den 110 mm. Svingspolen, der arbejder i magnetgabet, har almindeligvis en størrelse på 25 mm. Her er den 38 mm. På en almindelig god bashøjttaler har membranen en lineær slaglængde på +/- 3 mm. Her er den +/- 6,5 mm. Den slags forskelle har naturligvis en pris og en Scan Speak koster da også omkring tre gange så meget som en almindelig god bashøjttaler, når vi taler om den version en selvbygger kan købe til sit projekt. Det er nu ikke bare de objektive data, der er interessante. Det er den kreative ingeniørkunst, der for alvor giver Scan Speaks ambitionsniveau luft under vingerne, efter min mening.

Slidser virker som fælder for vibrationer

De meget iøjnefaldende streger på membranen er i virkeligheden gennemgående slidser, der bliver udstanset i den proces, hvor membranen støbes. Slidserne sidder i et irregulært mønster der gør, at opbrydninger i membranen minimeres. De er fyldt med en klæbrig substans, der dæmper vibrationer og hver anden slidse har forskellige materialer sprøjtet ind, der dæmper på forskellige måder. Og der er flere sjove løsninger.

Stor motor og ingen bremse

Den gule centreringsskive, der holder svingspolen fast i magnetens gab er ikke bølgeformet som normalt. Derfor strækkes den ikke, og bremser ikke membranen, når musikken har en kraftig energiudladning og kræver store udsving af de bevægelige dele. Magneten er højttalerens “motor”, og dens styrke afgør dens evne til at kontrollere membranens bevægelser. Kobberringe (patenteret princip) i magnetgabet giver højttaleren mindre dynamisk forvrængning, og udluftningen i polstykket forhindrer at luften komprimeres bag membranens støvhætte. Man kan derfor roligt sige, at der er gjort noget for at musikkens energi slippes fri, og nogle af de indbyggede bremser, der normalt findes i en højttaler er langt mindre i en Scan Speak Revelator.

Sådan forbedrer vi det bedste

Der vil næppe være nogen, der føler sig trådt over tæerne, når jeg påstår at Scan Speak 15W Revelator er en af verdens bedste 5½ tommer bas/mellemtonehøjttalere. Da vi udviklede SA2K i sin tid, var det da heller ikke en helt ombygget version, vi endte med at bruge. Det var en version, der var tilpasset til formålet.

Den gamle. En frekvensmåling på bashøjttaleren til SA2K, uden kabinet og delefilter. Et bredt dyk omkring 1 kHz påvirker helhedsindtrykket. En forbedring her, vil være hørbar.

En ren Formel 1 racer

Da vi konstruerede SA2K havde vi en udfordring med, at højttaleren kunne risikere at spille sig selv i smadder. Den store bevægelighed i det mekaniske system og fraværet af en bremsefunktion, kunne sende membran og svingspole ud i så store udsving at begge dele krøllede sammen og sendte det hele til de evige højttalermarker. Lidt som en Formel 1 racer, der mister vejgrebet. Hvis det går galt, går det helt galt. Derfor måtte vi gøre noget, som altid har ærgret mig lidt. Vi måtte bruge en form af aluminium til svingspolen. Det er der ikke noget odiøst i, for materialet leder svingspolens varme væk og det er godt. Men aluminiumsformen virker også som en spole (med én vikling), og når den bevæger sig i et magnetfelt, vil den forsøge at modvirke bevægelsen, jo mere den flytter sig. Ligesom en bremse. Det var præcis den virkning, vi var ude efter, for at højttaleren kunne beskytte sig selv. Det var bare surt at indsætte en bremse, når der nu var gjort så meget for at fjerne dem. Derudover blev bashøjttaleren til SA2K den første danske højttaler til at anvende træfiber som membranmateriale. Et stærkt og let materiale, der består af fem typer træfibre og et bindemiddel. Og så lyder det godt! Der var alligevel en ting, vi ikke fik bugt med dengang. Lige omkring 1 kHz havde vores ellers meget heftige og fine bashøjttaler et 2 dB dyk på frekvensresponsen, som vi gerne ville have været foruden.

Derfor er det helt klart hvad evolutionen går ud på

Evolution går ud på at forbedre noget, der beviseligt virker. Derfor tager den nye bashøjttaler også udgangspunkt i den oprindelige grundkonstruktion af Scan Speaks 15W Revelator. Ingeniørernes opgave har drejet sig om, at finde en måde til at fjerne de to skønhedspletter, der var i den tidligere version, nemlig behovet for at bremse svingspolen og dykket på 2 dB ved 1 kHz. Her gælder det, ligesom i snakken om kantrefleksioner, at det er det ingeniørmæssige håndværk og den minutiøse tilgang, der driver udviklingen.

Ingeniørerne klarede opgaven

Den første overvejelse gik ud på at indkredse hvor dyb bas, der i realiteten er behov for. Det står nemlig udenfor enhver tvivl, at selv en lille minimering af membranens udsving, vil kunne fjerne behovet for en bremsevirkning i højttaleren. Det vil vi gerne. Den dybeste E-streng på en basguitar ligger på omkring 41 Hz, hvilket de fleste små højttalere ikke magter at gengive. Omvendt, er det vel netop det man forventer af en højttaler i verdensklasse? SA2K kunne klare det med lidt besvær, men Q113 skal gøre det uden at kny. Derfor er en nedre grænsefrekvens på 40 Hz et mål i sig selv, og det vil være med til at give lydbilledet en dejlig størrelse. Hør hvordan opgaven blev løst.

Simulering af basrespons. Brugbart output ned til omkring 40 Hz. Det er rigtig godt for en højttaler med et volumen på bare 10 liter.

Ny arbejdsfordeling i bassen, uden bremse

Basgengivelsen i en basreflekshøjttaler opstår i et sindrigt sammenspil, der er gennemgået i et tidligere blogindlæg, som du kan genopfriske her. Ingeniørerne har foretaget en analyse, der viser hvor meget de enkelte dele bidrager til basgengivelsen med og f.eks. kan man se hvor meget membranen bevæger sig ved forskellige frekvenser og hvor stor lufthastigheden er i basrefleksporten m.v. Her kunne ingeniørerne konstatere, at i SA2K står bashøjttaleren for en lidt for stor del af det samlede output. Basrefleksporten kunne godt lave lidt mere, uden at lufthastigheden ville blive for høj. Derfor blev der beregnet nogle nye Thiele/Small parametre, baseret på et lidt stivere ophæng af bashøjttalerens membran og en ændring basrefleksafstemningen i forhold til SA2K. Q113 Evolution får (på papiret) en basgengivelse som SA2K, men det er i højere grad basrefleksporten, der gengiver bassen. Det giver lavere forvrængning. Den nye bashøjttaler er nu konstrueret med en svingspoleform af glasfiber og ikke aluminium. Det er et vigtigt mål. Derfor bliver det meget spændende at høre højttaleren uden bremser!

Nu med kantsmøring. Det brede dyk omkring 1 kHz viser sig at stamme fra overgangen mellem membranen og dens ophæng. Den nye bashøjttaler får derfor en coating og dykket er væk.

Dykket kom fra membranens kant

Idéen til udbedringen af dykket på 2 dB ved 1 kHz er ikke ny. Den stammer fra højttalerens ungdom, hvor man skulle finde mekaniske løsninger på udjævning af højttalerens frekvensrespons. Det er ikke desto mindre en forbløffende enkel og effektiv metode. Den såkaldte kantsmøring ligger som en vulst af et tyktflydende materiale, der lægges ind i overgangen mellem membranen og dens ophæng. Kantsmøringen kan i princippet ligge på enten forsiden eller bagsiden af membranen. Vi har lagt den foran. Træfibermembranen har vi beholdt. Den bare farvet sort.

Den nye. Kantsmøringen virker og der er et fint og regulært forløb på frekvensresponsen op til de ca. 2 kHz, hvorfra lydudstrålingen bliver mere direktiv. Det er vigtigt, for vi skal have styr på power responsen.

Delene til Q113 Evolution er klar!

Q113 Evolution er kommet dertil, at vi har højttalerenhederne klar, vi har designet højttaleren og vi har simuleret at tingene virker. Nu mangler vi bare nogle prøvekabinetter, så vi kan komme videre med rigtige målinger, delefiltre og lytteprøver med Ingeniørens læsere. Det er vildt spændende! Nu mangler vi bare, at tage de sidste teknologiske favntag med klassens urolige dreng: Q113 Revolution.

Mere nyt inden længe. Ingeniørerne arbejder!