Waarom en hoe exponentiële hoorns gebruiken?

Waarom hoorn luidsprekers?

Luidsprekers voor public address (PA) gebruik, zoals disco en zaalversterking, zijn best geen gesloten of bass reflex systemen. Hiervoor zijn een aantal goede redenen.
Vooreerst, ze zijn niet bijster efficiënt. Typische gesloten of bass reflex luidspreker boxen hebben een efficiëntie van minder dan 5%. De boxen die verkocht worden samen met stereo installaties voor thuisgebruik halen soms nog geen 1%. Goedkope disco boxen komen nauwelijks aan 2%. Deze dingen genereren dus veel warmte en relatief weinig geluidsvolume.
Ook het maximale akoestisch vermogen dat kan geproduceerd worden is gelimiteerd. Dit betekent dat voor je box misschien wel een vermogen van 100Watt RMS is opgegeven, maar dat het onmogelijk is om een significante stijging van het geluidsvolume te verkrijgen boven een veel lager vermogen. Het is goed mogelijk dat je box zijn maximale geluidsvolume reeds produceert bij 50% van het opgegeven vermogen en dat elke verdere stijging van het vermogen enkel resulteert in extra vervorming, niet in extra geluidsvolume. Dit is een van de belangrijkste redenen waarom gesloten of bass reflex boxen bij een disco zo slecht klinken en pijnlijk zijn voor het gehoor. Een opgegeven vermogen van 100Watt betekent dus enkel dat de luidspreker pas de geest geeft indien meer vermogen wordt toegevoerd.
Nog een ander probleem met gesloten of bass reflex boxen is dat de omvang van de ruimte waarin ze staan opgesteld een belangrijke rol speelt in de frequentieweergave van de luidspreker. Lage tonen kunnen met dergelijke systemen enkel goed worden weergegeven indien de ruimte voldoende groot is.

Zo, wat staat een disk-jockey of rockster in de dop dan te doen? Een exponentieel hoorn systeem kopen of zelf bouwen natuurlijk!

Een hoorn systeem (ofwel "horn loaded cabinet" in goed Nederlands) is een beetje te vergelijken met het koppelen van een trompet aan de luidspreker. Het effect is te vergelijken met het plaatsen van je handen rond je mond om te roepen naar iemand in de verte. Het geluid wordt sterker en draagt ook verder. De luidspreker wordt met een hoorn beter akoestisch gekoppeld aan de omgeving. Je hebt al wel zeker die grote zwarte boxen gezien bij rockgroepen die in grote zalen of open lucht spelen. Dat zijn hoorn systemen.

Waarom al die moeite, wanneer je ook meer geluidsvolume kan verkrijgen door simpelweg het vermogen op te drijven van gewone luidspreker boxen? Een hoornsysteem ontworpen voor maximale efficiëntie kan wel 50% efficientie halen. Je hebt dus 10 keer zoveel luidsprekers en versterkers nodig indien je bass reflex systemen gebruikt om maar enigszins vergelijkbaar te zijn met zulk een hoornsysteem. Bovendien kan het opgegeven vermogen bij een hoornsysteem meestal wel omgezet worden in geluidsvolume, en niet in vervorming zoals bij gesloten of bass reflex systemen. Dat is de reden waarom bijna elk professioneel PA systeem hoornsystemen toepast. Ook de frequentieweergave van een hoorn is veel minder afhankelijk van de ruimte waarin ze opgesteld staat.

Indien hoorns zo goed zijn - ik bedoel efficiënt, luid en weinig afhankelijk van ruimte - waarom zijn dan alle luidsprekersystemen geen hoorns? Dit komt vooral door de omvang en de complexiteit van hoornsystemen. Een hoornsysteem moet vrij groot zijn om lage tonen goed weer te geven. Indien je een kast van 1 kubieke meter in je living wil plaatsen, dan zul je toch wel enige problemen ondervinden om de andere gezinsleden te overtuigen vrees ik. Bovendien is de constructie van een hoorn vrij complex. Een hoorn is meestal opgevouwen in een kast om zo weinig mogelijk plaats in te nemen. De exponentiële vorm van de hoorn maakt het er ook niet eenvoudiger op. Dit alles maakt de constructie van een hoorn duidelijk moeilijker en duurder dan van andere luidsprekersystemen. Om deze reden is het zelf bouwen niet weggelegd voor de meeste mensen en zal een hoornsysteem ook steeds duurder zijn dan gesloten of bass reflex boxen. Maar 1 relatief duur hoornsysteem is nog steeds beterkoop en neemt minder plaats in dan de massa bass reflex boxen en versterkers die je ervoor in de plaats moet zetten om hetzelfde resultaat te boeken.

Stacken van hoorn luidsprekers

Hoorn luidsprekers die gebruikt worden als subs hebben een heel specifieke eigenschap. Namelijk de laagst weergegeven frequentie daalt indien de luidsprekers worden gestackt. Stacken is het dicht op elkaar stapelen of naast elkaar plaatsen van de boxen. Bovendien wordt de frequentierespons ook vlakker. Dit laatste gebeurt echter ook bij andere type speakers.

Maar enkel een hoorn sub zal zijn frequentiebereik zien uitbreiden. In de grafiek kan je zien wat de weergave is met 1 hoorn (onderste curve), 2 hoorns, 4 hoorns en tenslotte 8 hoorns (bovenste curve).

Dit effect is zo belangrijk dat het doorgaans beter is om - indien je slechts 2 hoornkasten zou hebben - die te stacken in plaats van ze ver uit elkaar te plaatsen. Best is dan om de stack van hoorn subs in het midden te plaatsen en op de uiteinden kunnen dan de mid en hoog kasten geplaatst worden.

Plaatsen van hoorn subs

Het is doorgaans gebruikelijk om speakers aan beide zijden van de stage te plaatsen. Dit is echter niet de beste manier om subs (hoorn subs maar ook andere subs) te plaatsen. Subs werken het best wanneer ze vlak bij elkaar worden geplaatst om een geluidskoppeling te verwezenlijken (=3dB extra geluidsdruk door koppeling). Voor hoorn subs is er bovendien nog het voordeel van de lagere frequentieweergave indien de subs worden gestackt.

Subs moeten steeds op de vloer staan. Subs ophangen zal hun rendement halveren. Bij voorkeur worden subs ook in een hoek geplaatst. Hierdoor wordt het rendement gevoelig verhoogd. Indien het gebruik van een hoek niet mogelijk is, worden de subs best met hun rug tegen een muur geplaatst.

In het geval van hoorn subs kunnen sommige specifieke opstellingen resulteren in nog eens een bijkomende verbetering van het rendement en de weergavefrequentie. In een hoek wordt de hoornsub met de hoornmond gericht naar de hoek. De sub staat dan ongeveer 25 tot 40cm van de muren vandaan. Hierbij worden beide muren van de hoek gebruikt om de hoorn te vergroten. De tekening hiernaast verduidelijkt deze opstelling.

In de laatste tekening kun je een mogelijke opstelling van twee hoorn subwoofers zien, waarbij deze schuin tegen de muur zijn geplaatst met de hoornmonden naar de muur. Hierdoor wordt er feitelijk één grote hoorn gemaakt met behulp van 2 hoornsubs en de muur.

Mixen van luidsprekersytemen voor sub gebruik

Verschillende luidsprekersystemen mag je niet mengen. Dus geen hoornsubwoofer gebruiken samen met een bassreflex subwoofer, of met een bandpass subwoofer. Indien je toch verschillende systemen mixt, zul je merken dat het quasi onmogelijk is om een behoorlijke geluidsbalans te verkrijgen. Equalising zal doorgaans het probleem verergeren in plaats van te verbeteren. Een equaliser per type subwoofer kan redding brengen, maar is moeilijk in te regelen.

Het verschil tussen bashoorn en bashoorn

Eén van de belangrijkste verschillen tussen de verschillende soorten bashoorns op de markt is de weergave van lage frequenties. Hoe laag kan een bashoorn eigenlijk? Om dit exact te kunnen bepalen moet je al ongeveer een ingenieursdiploma op zak hebben. Je kan echter ook zonder een hoop wiskunde vrij goed aan de constructie van twee bashoorns zien welke de betere laagweergave heeft. Hierbij moet je de afstand waarbij het oppervlak van de hoorndoorsnede verdubbelt vergelijken. Hoe langzamer de hoorn groter wordt, des te lager zal de onderfrequentie zijn die de hoorn kan weergeven.

Hieronder zijn twee w-bins te zien. Indien je dacht dat er geen verschil is tussen twee w-bins, dan moet je goed kijken. De eerste is een tekening van een klassieke w-bin (de meeste w-bins zijn van dit type) waarbij de hoorndoorsnede elke 20cm verdubbelt. De tweede toont de foto van een opengewerkte Earthquake8xx w-bin waarbij de hoorn veel langzamer opent (en tevens ook een veel langere hoornlengte heeft). De hoorndoorsnede verdubbelt hierbij slechts om de 30cm. De hoorn van de Earthquake8xx kan duidelijk veel beter lage frequenties weergeven dan de eerste.

In de klassiek w-bins zal men dikwijls pogen om de beperkte laagweergave te verbeteren door het toevoegen van baspijpen. Hierbij werkt de w-bin vanaf een bepaalde frequentie zoals een klassieke bassreflex. Hierdoor zal er iets meer laag te horen zijn, maar er blijft een duidelijk afvallen van de frequenties beneden ongeveer 80-100Hz te horen. Bovendien zullen frequenties beneden de afstemfrequentie van de baspijpen de speaker zeer snel beschadigen.
De Earthquake8xx w-bin heeft een veel betere laagweergave en behoeft geen baspijpen waardoor de speakers in een gesloten compressiekamer zitten en hierdoor veel beter een hoge belasting kunnen verdragen.

Terug naar home page