Aansluitingen
In dit artikel zal worden beschreven welke mogelijkheden er bestaan om luidsprekers aan te sluiten. Hoe de aansluiting in zijn werk gaat en welke componenten benodigd zijn. Het is niet de bedoeling in de tekst een waarde oordeel te hechten aan de gebruikte methodes of materialen, de tekst is bestemd als uitleg.
Nader zal worden ingegaan op de volgende onderwerpen:
Luidsprekerkabel Spades, banaanstekers en overige connectie methodes Normale aansluiting Mono versterkers in stereo opstelling Bi-wire aansluiting en tri-wire Redenen om bi-wire wel of niet gebruiken Bi-amping en tri-amping Actieve versus passieve cross-overs en de gevolgen voor de aansluiting Actieve luidsprekers Aansluiten van subwoofers Bridgen van versterkers
Een warboel van kabels en interconnects. Toch is het zorgvuldig en juist aansluiten van essentieel belang voor het optimale gebruik van uw set!
Luidsprekerkabel
Luidspreker kabel of snoer heeft geen ander doel dan het transporteren van een elektrisch signaal tussen de versterker enerzijds en de luidspreker anderzijds. Voor het transport is een geleidend materiaal noodzakelijk en ingegeven door de eigenschappen en de prijs is koper het meest voor de hand liggend om toe te passen. Andere gebruikte materialen zijn zilver, een zilver-goud legering of zelfs koolstof. Dikkere kabels zouden ook gemaakt mogen zijn met aluminium geleiders, maar die worden voor zover wij weten niet voor audio doeleinden toegepast.
Om de geleider wordt een isolatie materiaal aangebracht dat veelal een PVC verbinding is. De duurdere kabels gebruiken als isolatie vaak teflon. Esoterische exemplaren zijn nog wel eens omwikkeld met katoendraad.
Kabels: kern en isolatie
Welke isolatie en geleider gebruikt wordt is aan de fabrikant, vast staat alleen dat:
De doorsnede van de geleider groot genoeg moet zijn om een flinke stroom aan te kunnen De weerstand, inductie en capaciteit van de kabel als geheel laag dient te zijn Het materiaal van de geleider zo zuiver mogelijk moet zijnAfhankelijk van de materiaalsoort zal de oppervlakte van de geleider 1 mm2 of meer zijn. Gangbare koper kabels die gebruikt worden in de betere audio installaties hebben een oppervlakte tussen de 1,5 en 10 mm2. De elektrische eigenschappen als weerstand, inductie en capaciteit worden bepaald door de doorsnede van de geleider en de opbouw van de kabel. Een kabel waarvan de geleiders parallel lopen zal voornamelijk inductief zijn (spoel werking) terwijl een coaxiale kabel voornamelijk capacitief is (condensator werking). Een getwiste kabel is afhankelijk van het aantal twists per meter, in combinatie met het isolatie materiaal, meer of minder capacitief of inductief. De geleiders zelf kunnen massief worden uitgevoerd of bestaan uit samengeslagen dunne draadjes. Ook dat heeft invloed op de elektrische eigenschappen.
Coaxiale kabel en aansluiting
Zoals opgemerkt kan een luidsprekerkabel gefabriceerd zijn met parallel lopende geleiders, wat het meeste voorkomt, maar kan ook coaxiaal zijn opgebouwd. Dat laatste wil zeggen, een binnengeleider die omgegeven is door isolatie materiaal, waaromheen in gevlochten vorm een buitengeleider is aangebracht waarover ook isolatie materiaal komt. Sommige kabelfabrikanten brengen ergens in de kabel passieve elektronische componenten aan als spoelen en/of condensatoren, die de eigenschappen van de kabel beïnvloeden, met als doel een hoorbaar beter resultaat na te streven. Tegenstanders van deze techniek stellen juist dat elk component dat kan worden vermeden in de signaalweg ook vermeden moet worden.
De geïsoleerde geleiders van luidsprekerkabels zijn veelal gemerkt. Dat kan door de isolatie van één geleider rood te kleuren en van de andere geleider zwart. Of op slechts één geleider tekst te drukken. Of door de aansluitingen te kleuren aan beide uiteinden. Wij spreken over een “plus” en een “min”. Veelal vertaald naar “rood” en “zwart”. Onterecht plus en min genoemd want de stroom en spanning die luidsprekerkabels geleiden is een wisselstroom/spanning met een telkens veranderende polariteit.
Het kleurcoderen van de kabel. En de aansluitingen
Spades, stekers etc.
Daar waar de kabel moet worden aangesloten aan de versterker of de luidsprekers wordt een stukje isolatiemateriaal verwijderd. Het is nu mogelijk de blank gemaakte draad aan te sluiten aan de terminals. Wie na verloop van tijd de moeite neemt de kabel eens aan de uiteinden te bekijken zal opmerken dat het koper of zilver geoxideerd is. Omdat koperoxide een slechte geleider is voorkomt men het oxideren door spades (vorkjes) of banaan stekers aan het uiteinden van de kabel te monteren. De inwerking van zuurstof wordt onmogelijk gemaakt door de kabeleinden te solderen of met speciaal gereedschap in de connector te persen. Veel versterkers en luidsprekers zijn voorzien van terminals die blank draad accepteren, banaanstekers accepteren en/of spades. De meningen lopen uiteen of banaan stekkers of spades de voorkeur hebben.
Verschillende soorten aansluiting: banaan en vork
Behalve deze afwijkende aansluiting zien wij ook Ocos connectoren toegepast. Ocos is een coaxiale luidspreker kabel die afgewerkt wordt met eigen stekkers. Een laatste optie is het toepassen van Speakon connectoren. Veel toegepast in de professionele audio techniek en aan subwoofers. Het voordeel van een Speakon connector is dat kortsluiting tussen de geleiders niet kan voorkomen (tenzij de kabel is beschadigd), de verbinding erg degelijk is en de plus en de min connectie in één keer worden gemaakt of verbroken.
Luidsprekerkabels ondergaan de invloed van tijd...
Soorten aansluitingen
Normale aansluiting
Een normale verbinding tussen de versterker en een luidspreker wordt gemaakt met een kabel of snoer dat bestaat uit twee geleiders, elke geleider apart geïsoleerd. Belangrijk is dat de “plus” en de “min” aan beide uiteinden van de kabel correct zijn verbonden. De “plus” van de versterker dient verbonden te zijn met de “plus” van de luidspreker. Hetzelfde geldt voor de “min” aansluiting. In het geval van stereo dient dat aan beide luidsprekers zo te zijn, zijn er nog meer kanalen, dan geldt dat voor alle overige kanalen net zo.
Er is één reden om hiervan af te wijken. Het kan zijn dat uw versterker de fase omkeert. Dat wil zegen het signaal dat van de cd speler komt en bestaat uit “plus en min” verandert in de versterker naar “min en plus”. Dat heeft te maken met de gekozen techniek in de versterker zelf waar hier verder niet op in wordt gegaan. In een voorkomend geval is het voldoende om of aan de versterkerzijde of aan de luidsprekerzijde de plus en de min van beide kanalen te verwisselen. Verwisseld u de plus en de min aan zowel de versterker als aan de luidsprekerkant, dan heeft u het signaal weer in omgekeerde fase gebracht.
De fasegelijkheid is belangrijk. Van twee luidsprekers die in fase staan bewegen de conussen op hetzelfde moment naar voren en naar achteren en zij versterken elkaar. Zouden ze in tegenfase staan, dan beweegt één conus naar voren terwijl de andere conus naar achteren gaat. Zo heffen zij elkaars werking op. Een onrustig geluidsbeeld is het gevolg en een duidelijk waarneembaar verlies aan lage tonen. Fase controle is het gemakkelijkste uit te voeren met een roze ruis signaal (een tuner die naast de zender staat). De ruis die uit beide luidsprekers komt moet lage tonen bevatten en moet uit het midden klinken. Beweegt u uw hoofd van links naar rechts en hoort u duidelijk de luidsprekers apart, dan is de kans groot dat uw speakers uit fase staan. Verwissel in dat geval op één van de luidsprekers de plus en de min draden met elkaar.
Mono versterkers in stereo opstelling
Wie geen stereo geïntegreerde of eindversterker maar mono eindversterkers gebruikt, sluit per versterker één luidspreker aan als boven. Het is omstreden welke methode van aansluiten de voorkeur heeft die door het gebruik van monoblokken mogelijk wordt gemaakt. Een lange luidsprekerkabel toepassen met een korte interconnect. De eindversterker staat dus dicht bij de voorversterker. Of een korte luidspreker kabel gebruiken met een lange interconnect. De eindversterker staat dan dus dicht bij de luidspreker. Over het algemeen zullen lange interconnects voordeliger zijn dan lange luidspreker kabels. Diverse “specialisten” spreken elkaar tegen welke manier van aansluiten het beste is.
Bi-wire aansluiting en tri-wire
Bi-wire of tri-wire betekent niets anders dan het aansluiten van luidsprekers met twee of drie paar geleiders in plaats van één paar. Luidsprekers die geschikt zijn voor bi- of tri-wire zijn herkenbaar aan de meerdere aansluitpunten aan de achterzijde. Veelal doorverbonden met een metalen plaatje of een draadbruggetje. Bi-wire en tri-wire berusten een op een overeenkomstig principe en de uitvoering is ook nagenoeg gelijk. Dus beperkt de uitleg zich tot bi-wire. De eerste handeling is het verwijderen van het metalen plaatje of draadbruggetjes tussen de beide “minnen” en “plussen”. Nu is het zaak om een kabel vast te maken aan de + en de – van de tweeter terminals. Een tweede kabel wordt verbonden met de + en de – van de woofer terminals. Zie hiervoor de normale aansluitmethode als boven omschreven.
Wie aan de achterzijde van de luidspreker geen dubbele terminals aantreft kan dus geen gebruik maken van bi-wire. Bi-wire is luidspreker afhankelijk. Hetzelfde geldt voor tri-wire. Luidsprekers met breedband systemen die wij vaak tegenkomen in hoorns en waarbij dus één luidspreker het gehele frequentie bereik dekt, kunnen uiteraard niet worden gebruikt voor bi-wire. Deze laatste categorie luidsprekers moet niet worden verward met woofers waar in het midden een tweeter is gemonteerd. Zogenaamde coaxiale luidsprekers.
Tri- en biwiring.
Ook een digitale versterker heeft natuurlijk kabels nodig om het signaal te transporteren...
Wel of niet bi-wire?
Bi-wire is op enig moment door een luidsprekerfabrikant bedacht om een voorsprong te krijgen op de concurrent. Daarna zijn de concurrenten als een haas ook hun luidsprekers gaan uitrusten met bi-wire terminals. Sommigen lichtten de hand met de aansluiting en soldeerden inwendig de terminals voor de tweeter en de woofer gewoon met elkaar door. Dat kon tot grote problemen leiden als er niet bi-wire maar bi-amping is toegepast. Daarover later meer. Al snel kwam met tot de ontdekking dat bi-wire niet alleen commerciële voordelen heeft maar ook de geluidskwaliteit ten goede komt.
"Ouderwetse" aansluitingen
Achtereenvolgens enige voor- en nadelen op een rijtje:
Voordelen:
Een woofer werkt als een elektromotor. Als er stroom wordt toegevoerd zal de conus bewegen. Echter door de conus te bewegen (en dus de spoel aan de conus die zich in een magnetisch veld bevindt) zal energie worden opgewekt. Overeenkomstig een dynamo. Die opgewekte stroom zal merkbare invloed hebben op het gedrag van de tweeter. Bi-wire maakt die invloed minimaal, omdat het punt waar de kabels van de tweeter en de woofer bijeenkomen de weerstand vrijwel nul is. Het door de luidspreker opgewekte signaal wordt daar als het ware kortgesloten. De “tegen energie” wordt opgewekt als de conus elektrisch uit de nulstand wordt gedrongen en terugkeert naar het nul punt zodra de toevoer van stroom stopt. Door verschillende kabelsoorten te kiezen voor de woofer en de tweeter kan de klank van de luidspreker beïnvloed worden. In veel gevallen zal de kwaliteit van het geluid positief beïnvloed worden.Nadelen:
Kabels dienen dubbel uitgevoerd te worden wat de nodige kosten met zich mee brengt. Extra kosten zijn er ook voor spades of banaanstekkers. Het kiezen van verschillende kabels voor de woofers en de tweeters doet afbreuk aan het oorspronkelijke ontwerp en verandert de klank van de luidspreker ten opzichte van wat de fabrikant in gedachten had. Niet altijd levert bi-wire kwaliteit winst op. Wie kabels onzichtbaar wil aanleggen heeft meer problemen.
Voorkeuze voor de te gebruiken luidsprekerset: A, B of A + B
Redenen voor fabrikanten om wel of niet voor bi-wire te kiezen zijn onder meer:
De concurrent heeft het ook. Bi-wiring is alleen mogelijk met parallel scheidingsfilters en niet met de in principe betere seriefilters. Extra kosten voor terminals. Men wil voorkomen dat de totaalklank geweld wordt aan gedaan door toepassing van verschillende kabels voor woofers en tweeters. Men levert zelf ook luidspreker kabel en dubbele lengtes genereren meer omzet. Bewezen is dat bi-wiring een positief effect kan hebben op de klank en weergave kwaliteit van de luidspreker.Of bi-wiring een optie is dient te worden uitgemaakt in de uiteindelijke luisterruimte. Levert het een beter geluid op en is het financieel haalbaar, dan altijd doen, kwaad kan het nooit. Levert het geen hoorbare verbetering op, dan kunt u uw geld beter aan iets anders besteden. Bedenk eveneens dat het geld dat wordt besteed aan een tweede kabelpaar ook besteed kan worden aan een betere versterker of cd speler. Of aan betere luidsprekers en dat die winst wel eens groter zou kunnen zijn.
Bi-amping en tri-amping
Een stap verder dan bi-wiring is bi-amping. Wij voeren nu het signaal naar twee eindversterkers. Eén van de eindversterkers stuurt de tweeters aan, de tweede eindversterker de woofers. De kosten lopen aardig op omdat nu niet alleen twee kabellengtes per kanaal noodzakelijk zijn, maar tevens twee eindversterkers. De winst in dynamiek en betere geluidskwaliteit is vaak opvallend. Dat komt ook omdat de eindversterkers een eigen specifieke taak krijgen. De versterker die de tweeters aanstuurt hoeft nog nauwelijks vermogen te leveren. De hoge stromen die noodzakelijk zijn om basweergave te bereiken komen in deze versterker niet voor. Het delicate signaal voor de tweeter blijft gevrijwaard van spanningsschommelingen in de voeding. De basversterker voorziet de woofer van energie. Bij tri-amping zien wij versterkers voor de hoge tonen, de midden tonen en de lage tonen.
Het is niet raadzaam om een stereo versterker op te splitsen in een kanaal voor de hoge tonen en een kanaal voor de lage tonen. Dan heeft de zware belasting van de lage tonen nog steeds invloed op de hoge tonen weergave via de gemeenschappelijke voeding. Beter is één stereo versterker te reserveren voor de bassen en één stereo versterker voor de hoge tonen. Waar ook extra aandacht aan dient te worden gegeven is het voorkomen dat er sluiting aan de luidsprekerzijde ontstaat tussen de aansluitingen van de eindversterkers. Mochten de twee plussen of minnen van de verschillende eindversterkers elkaar raken, dan is de kans groot dat beide eindversterkers in rook opgaan.
Actief en passief
Actieve versus passieve cross-overs en de gevolgen voor de aansluiting
Het gros van de verkochte luidsprekers is inwendig voorzien van een cross-over filter of scheidings filter. Dat filter zorgt ervoor dat de woofers uitsluitend energie in de bassen krijgen en de tweeters uitsluitend de hoge tonen voor de kiezen krijgen. Er is nog een andere optie om de signalen te scheiden en dat is tussen de voor- en eindversterker. Met het gebruik van een elektronisch actief cross-over dat net als bij een passief cross-over aangepast moet zijn aan de speakers zelf. Het cross-over kan los zijn uitgevoerd of ingebouwd worden in de eindversterkers (o.a. Linn).
Het gebruik van een actief cross-over heeft grote voordelen waaronder:
Elke versterker krijgt ruimte zijn eigen specifieke taak optimaal te volbrengen. Onvermijdbare fase fouten van passieve cross-overs kunnen niet of in mindere mate ontstaan bij actief filteren. Het ontbreken van spoelen en condensatoren in de signaalweg naar de luidspreker beïnvloed de geluidskwaliteit zeer positief Het ontbreken van spoelen en condensatoren koppelt de speaker unit direct met de versterker. De versterker kan de speaker unit beter in de hand houden (denk aan de dempingfactor). De versterkers kunnen voor de hoge tonen kleiner en met minder vermogen uitgevoerd worden.Nadeel is naast de behoorlijk hoge kosten voor versterkers, filter en bekabeling, dat de speakers met de filters en de versterkers één geheel vormen en dat upgrades niet realiseerbaar zijn, anders dan door hoge kosten te maken.
Actieve luidsprekers aansluiten
Een combinatie van actief filteren, eindversterking en luidsprekers in een enkele kast noemen we actieve luidsprekers. Actieve luidsprekers worden aangesloten op een voorversterker en aangestuurd op lijn niveau of tegenwoordig zelfs digitaal vanuit een cd loopwerk of mengtafel. Dit soort speakers vindt vaak toepassing in studio’s (o.a. Yamaha, Genelec en M&K), maar ook in de huiskamer (o.a. B&O, PMC en Meridian). Soms zijn deze speakers instelbaar op de akoestiek. Het is gemakkelijk om lange kabels toe te passen, verkrijgbaar tegen een veel lagere prijs dan lange luidsprekerkabels en bovendien geven lange signaalkabels soms minder verlies. Hier geldt nog sterker dat een upgrade van eindversterker of speaker onmogelijk is. De combinatie ligt immers geheel vast en is bepaald door de fabrikant.
Subwoofers en bridgen
Aansluiten van subwoofers
Subwoofers kunnen op meerdere manieren worden aangesloten.
En korte opsomming:
Indien per kanaal een actieve subwoofer wordt ingezet is deze parallel aangesloten aan één van de twee stereo luidsprekers. De kabel van de subwoofer wordt verbonden met de plus en de min uitgang van de versterker, net als de luidspreker zelf. Indien bij stereo een enkele actieve sub wordt toegepast sluiten we drie draden aan die naar de sub lopen (veelal uitkomend in een speakon plug). Een signaaldraad gaat naar de plus van het linker kanaal. Een tweede signaaldraad gaat naar de plus van het rechterkanaal. Een derde draad gaat naar de min van één van de twee kanalen. Ook is het mogelijk de subwoofer(s) aan te sluiten op een pre-out van een versterker en zo mee te laten lopen met de eindversterking. Een methode die mijns inziens de voorkeur heeft. Bij Home cinema toepassing sluiten we de sub aan op de LFE of subwoofer uitgang. De handleiding behorend bij de subwoofer laat het juiste aansluitschema zien voor uw toepassing.
Bridgen van versterkers
Sommige eindversterkers hebben de mogelijkheid tot bridgen. Stel u bent in het bezit van een bridgebare eindversterker die u in de normale stand voor stereo gebruikt. Na aanschaf van een tweede (eind)versterker van gelijk type schakelt u beide eindversterkers in bridged mode.
Afhankelijk van de door de fabrikant gekozen oplossing bereikt u dat of:
De eindversterker die oorspronkelijk een stereosignaal afgaf, nu twee maal zoveel stroom kan leveren bij een gelijke spanning in mono. De reserve wordt daardoor veel groter. Lastige speakers met een lage impedantie zijn beter bruikbaar. Of de eindversterker die oorspronkelijk een stereosignaal afgaf nu twee tot drie maal zoveel vermogen kan leveren in mono bij een gelijke impedantie. Helaas neemt de beschikbare hoeveelheid stroom niet toe. Een te lage impedantie van de luidspreker kan de versterker daarom beschadigen of oververhitten.Voor het aansluiten van versterkers in bridge mode verwijs ik naar de gebruiksaanwijzing van het betreffende apparaat omdat lang niet alle fabrikanten eenduidig te werk gaan. Ongeacht hoe de fabrikant omgaat met bridgen, u kunt gebruik blijven maken van bi-wiring, bi-amping, passief filteren en/of actief filteren. De meest kostbare oplossing bereikt u door vier of zes stereo versterkers te gebruiken in mono bridged mode en die of actief of passief te filteren en met vier of zes lengtes speakerkabel aan te sluiten.
Noot van de redactie
Het is niet de bedoeling geweest met het bovenstaande compleet te zijn, De tekst is bestemd om een lezer die geen ervaring heeft met het aansluiten van luidsprekers, inzicht te geven in de mogelijkheden en begrippen. Aanvullingen, suggesties en opmerkingen gericht aan de auteur zijn van harte welkom en zullen waar mogelijk in de tekst worden verwerkt.