Inledning
Begreppet decibel
|
|
Varför har olika högtalare olika verkningsgrad? Och
kan jag göra något för att påverka den? |
|
|
|
Begreppet
decibel
I ljudsammanhang pratas det mycket om decibel (dB). Det är ett praktiskt
mått på ljudstyrka, nivåer på olika frekvensområden etc. För högtalarbyggaren
är det viktigt att hålla isär begreppen annars kan det lätt bli fel. Alexander
Graham Bell gjorde en smart mätmetod för ljud och uppkallade mätenheten
efter sig själv: Bell!
En "Bell"
är - enligt Bell själv - den höjning av ljudstyrkan som behövs för att
en person ska uppfatta ljudet som dubbelt så starkt. Men eftersom Bell
är en alltför grov enhet att jobba med, så delar man upp den i tiondelar,
dvs. deci-Bell (eller decibel som det heter), som förkortas dB.
För att man överhuvudtaget ska höra en skillnad i ljudstyrka krävs det
en förhöjning på 2-3 decibel. 6 dB är en påtaglig, klart hörbar förändring
och 10 dB är som sagt den nivå då örat hör en fördubbling av ursprungsnivån.
Örats totala lyssningsområde sträcker sig över ca 130 dB. Smärtgränsen
går vid ca 130 dB, men redan vid 110 dB finns risken för hörselskador.
Som
synes i tabellen krävs det en fördubbling av effekten för att få 3 dB
högre ljudnivå. 20 dB kräver 100 ggr mer effekt!
Exempel: Vi tänker oss att vi har en vanlig förstärkare med 2 x
50 watt. Fullt utslag på volymratten (innan det låter illa) ger då en
viss ljudstyrka i rummet. För att få en fördubbling av ljudnivån räcker
det alltså inte med 100watt på vardera kanalen, utan vi måste upp i 10
dB ( =1 Bell = fördubbling) vilket ger 50 x 10 = 500 watt! För att
från denna nivå sedan få ännu en fördubbling av ljudstyrkan krävs det
500 x 10 = 5000 watt!!!
Som vanligt finns det en fälla att trilla i.
Vi antar att vi har ett element med impedansen 8 ohm, och känsligheten
90 dB/1W/1m, dvs. effekten 1 W i högtalaren ger 90 dB ljudnivå på 1 m
avstånd. Om samma element hade impedansen 4 ohm, dvs. halverad, (och den
pålagda spänningen från förstärkaren fortfarande är den samma) skulle
vi få ljudnivån 93 dB (eftersom en halverad impedans ger en fördubbling
av effekten = 3 dB). Det omvända sker med en dubbling av impedansen. Om
vi använder två likadana element (8 ohm, 90 dB/1W/1m) och dessa parallell-kopplas
halveras impedansen (+3 dB). De båda elementens ljud adderas (+3 dB) men
eftersom elementen nu delar på effekten kan inte den dubblerade effekten
ge inflytande på ljudnivån, den akustiska uteffekten blir dubblerad, dvs.
ljudnivån ökar med 3 dB = 93 dB ljudtryck. Om elementen seriekopplas dubblas
impedansen vilket halverar effekten (-3 dB). De båda elementen delar nu
på denna effekt vilket bidrar till -3 dB, men då de båda elementens ljud
adderas blir den akustiska uteffekten bara halverad, dvs. ljudnivån sjunker
med 3 dB = 87 dB ljudtryck.
Dessa effekter kan användas om man vill använda högtalarelement med olika
känslighet i ett flervägssystem. Det får heller inte glömmas bort vid
dimensionering av signaldämpning
|