Beste ontwerppraktijken voor microluidsprekerbehuizingen

Microluidsprekerbehuizingen beschermen de luidspreker tegen ongewenste schade, maar verbeteren ook het audiovolume. Door de basisprincipes van de juiste technieken voor het ontwerpen van luidsprekerbehuizingen die in dit artikel worden beschreven te begrijpen, kunnen gebruikers de audioprestaties van hun beoogde toepassing verbeteren.

Principes van luidsprekerconstructie

De basisconstructie van een luidspreker bestaat uit verschillende onderdelen. Elke luidspreker bevat een draadspoel, die tussen de polen van een permanente magneet wordt geplaatst en vervolgens aan een membraan wordt bevestigd. De membraan wordt zo opgehangen dat hij vrij naar voren en naar achteren kan bewegen. Zodra er een elektrisch signaal door de draadspoel loopt, gaat deze in het magnetische veld bewegen waardoor ook de membraan beweegt. Deze beweging leidt tot drukgolven in de lucht die zowel vanaf de voorkant als de achterkant van de luidspreker uitstralen en vervolgens als geluid worden gedetecteerd. Omdat deze golven uit fase zijn, kunnen ze elkaar echter gedeeltelijk of volledig opheffen. Het juiste ontwerp van een luidsprekerbehuizing kan de verlaging in het geluidsniveau als gevolg van dit faseverschil verbeteren.

Afbeelding 1: Basisconstructie van luidsprekers (Bron afbeelding: Same Sky.)

Basisprincipes van microluidsprekerbehuizingen

De holte aan de voorkant van de behuizing dient als fysieke bescherming van de luidspreker, maar ook om demping van het gewenste geluid te minimaliseren. De holte wordt gewoonlijk gevormd door een afscherming of door middel van gaten in een massieve plank. Een gatenpatroon van ongeveer de grootte van de luidspreker zorgt voor een efficiënte voortplanting van het geluid en kan worden bereikt door slechts 20% van het vaste oppervlak te verwijderen. Ook moet aandacht worden besteed aan de afstand tussen de voorkant van de behuizing en de luidspreker. Een opening van 1 tot 2 mm voorkomt in de meeste gevallen dat de bewegende luidsprekermembraan contact maakt met de voorkant van de behuizing.

Wat betreft de achterkant van de microluidsprekerbehuizing moeten ontwerpers een luchtdichte holte creëren die verspreiding van de geluidsgolven aan de achterzijde voorkomt. Dit kan worden bereikt door geluidabsorberend materiaal in de holte te plaatsen of door een stug materiaal voor de behuizing te selecteren dat niet met het geluid meetrilt. In sommige behuizingen is het mogelijk om de drukgolf naar achteren te gebruiken om de frontale geluidsgolven te verbeteren, maar dat is een techniek die voornamelijk gebruikt wordt voor complexere toepassingen.

Afbeelding 2: Voor- en achterluidsprekerbehuizing (Bron afbeelding: Same Sky)

Het ontwerp van de achterkant van de behuizing is een delicate balans tussen de grootte van de kast (volume) en de drukveranderingen. Voor de meeste compacte toepassingen waarvoor microluidsprekers worden gebruikt, is een kleiner volume van de behuizing wenselijk, maar dit gaat gepaard met grote luchtdrukveranderingen die worden veroorzaakt door de bewegende luidsprekermembraan. Deze luchtdrukveranderingen beperken uiteindelijk de beweging van de membraan en dus het geluid dat door de luidspreker wordt geproduceerd. Als vuistregel is de diameter van de luidspreker een goed uitgangspunt voor het bepalen van de diepte van de ruimte achter de luidspreker. Zo worden de luchtdrukveranderingen geminimaliseerd, terwijl de compacte afmeting die gewenst is voor microluidsprekertoepassingen behouden blijft. In toepassingen waarbij diepte een probleem kan zijn, kan het oppervlak van de ruimte achter de luidspreker worden vergroot, terwijl de diepte wordt verkleind om hetzelfde volume te behouden.

Montage van de microluidspreker in de behuizing

De manier waarop een microluidspreker wordt gemonteerd, speelt ook een cruciale rol in de uiteindelijke geluidskwaliteit van een product. De luidspreker moet strak tussen de voor- en achterkant van de behuizing zitten en een onderdeel vormen van de structuur van de achterkant van de kast. Dit helpt niet alleen om geluid vanuit de achterkant van de behuizing te verminderen, maar voorkomt ook dat er een ratelend geluid wordt gegenereerd. Schuim met een hoge dichtheid kan verder helpen bij het creëren van een stevige en strakke aansluiting.

Conclusie

Je hoeft geen audio-expert te zijn om de geluidskwaliteit van een bepaalde luidspreker of microluidspreker te verbeteren. De hierboven beschreven basisrichtlijnen zijn een eerste stap voor ingenieurs naar uitstekende audio in hun ontwerp. Same Sky maakt dit proces nog eenvoudiger met een reeks microluidsprekeropties in compacte verpakkingen van slechts 10 mm en dieptes van slechts 2 mm. Same Sky biedt ook een lijn van gesloten luidsprekers die zijn geoptimaliseerd voor superieure geluidskwaliteit en vereenvoudigde ontwerpintegratie, waardoor technici een andere geluidsuitvoeroptie hebben zonder dat ze hun eigen behuizing hoeven te ontwerpen.

Afbeelding 3: De micro-luidsprekers van Same Sky bieden een verscheidenheid aan pakkettypen (Bron afbeelding: Same Sky)