subwoofer

Subwoofer. Because it’s all about the bass.

Een home cinema surround set kan simpelweg niet als ‘echt goed’ worden bestempeld zonder een excellente bas van een subwoofer. Het treble en midrange geluid zijn natuurlijk een belangrijk deel van het proces waarmee een indrukwekkend surround geluid wordt gecreëerd, maar een krachtige, punchy en nimmer doffe bas zorgt er veelal voor dat het kaf van het koren wordt gescheiden. De bas zorgt voor het viscerale element bij home cinema – dit is de trilling die je voelt in je borst, het gevoel van gevaar dat het geluid van bliksem in je zenuwsysteem activeert. Een goede bas is ook een van de meest moeilijke aspecten binnen het genereren van audio weergave, om redenen die we in dit artikel zullen belichten.

De subwoofer: de geschiedenis in het kort

Subwoofers zijn over het algemeen aparte luidsprekers met een enkele grote woofer die verantwoordelijk is voor het reproduceren van het extreme laag van het frequentiebereik. De eerste subwoofers zijn ontwikkeld tegen het eind van de jaren 60 als toepassing binnen home stereo systemen en kostten ruim 1.000 dollar.

Het commerciële gebruik van subwoofers binnen bioscopen werd pas tijdens de rampenfilm ‘Earthquake’ in 1974 geïntroduceerd. Een zogenaamd ‘Sensurround’ systeem werd speciaal voor de film ontworpen, waarbij er meerdere subwoofers in de zaal werden geplaatst met ieder een bereik tot 17 Hz. In dit lage bereik – eigenlijk alles onder de 20 Hz – is geluid niet hoorbaar, maar voelbaar als een trilling. Dit effect was perfect voor de film – hierdoor was het mogelijk een onheilspellende trilling samen te laten smelten met specifieke geluidseffecten, terwijl mensen over elkaar heen klauterden om zichzelf te redden van de plotselinge scheuren in het aardoppervlak. Het systeem was mede verantwoordelijk voor het succes van het genre van de rampenfilms in de jaren 70.

Het tijdperk van de bioscoop als een kippenvel veroorzakende, op het randje van je stoel zittende c.q. alles omvattende ervaring was aangebroken en films zouden nooit meer hetzelfde zijn. De introductie van de LFE – Low Frequency Effects channel – door Dolby Stereo in de jaren 70 zorgde ervoor dat de subwoofer niet meer uit de bioscoop was weg te denken.  Aangezien soundtracks over het algemeen worden ontworpen voor het gebruik in bioscopen, betekende dit ook dat veel filmliefhebbers op zoek gingen naar speakeropstelling, waarmee een soortgelijk geluid kon worden gecreëerd in een kleinere ruimte.

De subwoofers waren toen echter nog veel te duur voor thuisgebruik. Daar kwam in de jaren 90 verandering in. De prijs van subwoofers daalde aanzienlijk en dit opende de deur voor het gebruik thuis. Tegenwoordig is het zelfs mogelijk een subwoofer voor minder dan 100 euro aan te schaffen. Deze modellen voel je natuurlijk niet zoals de duurdere modellen in je buik. Daara zul je toch nog echt iets meer aan moeten uitgeven.

Teufel gebruikt voor de subwoofers vaak het downfire principe
Teufel subwoofer met downfire principe

De uitdaging? Het accuraat plaatsen van luchtdruk

In vergelijking met andere luidsprekers zijn subwoofers vanwege hun massieve, vierkante afmetingen vaak makkelijk te herkennen. Bass drivers zijn namelijk veel groter dan tweeters of midrange drivers. Dit heeft ermee te maken dat er voor het creëren van lage frequenties meer luchtdruk nodig is dan van hoge frequenties.

Naast een groter formaat hebben baswoofers ook intern ‘bewegingsruimte’ nodig voor het produceren van een krachtig geluid. Oftewel om de driver heen en weer te laten bewegen. In een meer technische uitleg zou dit proces worden omschreven als het ‘long throw’ aspect van de woofer. Een long throw driver kan een kleiner membraan compenseren, waardoor het voor fabrikanten mogelijk is kleinere subwoofers te produceren met een nog immer indrukwekkend en krachtig basgeluid. Daarbij speelt ook het materiaal waarvan de driver is gemaakt een grote rol bij diens transiënte responsie en de mogelijkheid om te starten en te stoppen waar het audiosignaal dit dicteert. Een goede transiënte responsie betekent het verschil tussen een dreunende bas en de precieze weergave van motorgeluiden of de effecten van een waterval.

Het belang van subwoofer behuizingen

Een uniek gegeven van subwoofers is dat ook de behuizing een belangrijke rol speelt bij het creëren van de sound. Dit met name vanwege de ‘Helmholtz resonator’. Net zoals je bijvoorbeeld lucht in een lege fles blaast, begeleidt een geventileerde subwoofer behuizing de luchtdruk die wordt veroorzaakt door de achterkant van de driver. Dit op een dusdanige wijze dat er een lage toon wordt geproduceerd die het totale basgeluid versterkt. En net zoals het mogelijk is het geluid dat via de fles wordt weergegeven te manipuleren door het vergroten van het volume aan lucht dat in de fles wordt geblazen of het aanpassen van de diameter van de hals van de fles, is het ook mogelijk de bass reflex openingen te manipuleren. Om zo een frequentie respons te creëren die overeenkomt met hetgeen vanuit de subwoofer wordt weergegeven.

Een goed afgestemde basreflex behuizing versterkt de basfrequenties die de woofer produceert voor het creëren van een heavy basgeluid. Een proces dat niet mogelijk zou zijn bij een normale behuizing. Hoe indrukwekkend het principe van de bas reflex behuizing in theorie echter klinkt, het daadwerkelijk toepassen in de praktijk lijkt iets lastiger. Zo kunnen er bijvoorbeeld ‘pufgeluiden’, ook wel bekend als ‘windgeluid’, worden geproduceerd door de poort openingen. Dit gebeurt voornamelijk bij hoge levels, waarbij de lucht rondom de opening van de ventilatie snel beweegt. De turbulentie die ontstaat verstoort het geluid en kan daardoor een flinke domper zijn op het beleven van films, games en muziek. Daarom heeft Teufel zijn eigen lucht stream technologie ontwikkeld die ervoor zorgt dat lucht in hoge snelheid door de ventilatie wordt verplaatst, zonder dat er ‘windgeluid’ ontstaat.

De juiste crossover frequentie voor een harmonieus geluid

Een ander gegeven waardoor er een verre van ideaal geluidsbeeld ontstaat bij surround systemen met subwoofers, is een ‘frequentiekloof’ tussen de satelliet speakers en de subwoofer. Dit is vaak het geval bij systemen die zijn samengesteld uit verschillende componenten, met name als er onvoldoende aandacht is besteedt aan het instellen van de cross over settings. Met ‘cross over’ wordt er simpelweg gerefereerd naar het punt waar de laagste frequenties van de satelliet speakers samengaan met de hoogste frequenties van de subwoofer. Als dit proces niet op een juiste wijze is geconfigureerd, kan het ertoe leiden dat het geluid niet goed wordt gemixt. Als de cross over frequentie te hoog wordt afgesteld, zorgt dit ervoor dat de midrange of midbass drivers in de satellieten harder moeten werken om de lucht te verplaatsen, waardoor er uiteindelijk distorsie ontstaat.

Het is mogelijk het frequency cross over bereik zelf in te stellen, maar de aanschaf van een alles-in-een systeem garandeert dat de luisteraar geen last zal hebben van een mogelijke verstoring in de overdracht tussen de satellieten en de subwoofer. Een pure, meeslepende geluidsweergave zal het gevolg zijn.

Conclusie

creëren van een indrukwekkend home cinema geluid. En het is dan ook logisch dat wanneer de subwoofer technologie makkelijker zou zijn te beheersen, meer bedrijven zich op de markt van surround systems zouden begeven. Zoals we echter hebben concluderen zorgen de diverse aspecten van de technologie ervoor dat het ongelooflijk lastig is om dit type luidspreker te ontwikkelen en zo ook te integreren als onderdeel van een systeem. Daarom is het meestal beter een home cinema systeem te kopen bij een organisatie met veel ervaring op het vlak van subwoofer technologie.

All pictures: Property of Teufel Audio
Subwoofer. Because it’s all about the bass.

Nieuwste artikelen

Schrijf een commentaar

Je commentaar wordt beoordeeld voordat het wordt gepubliceerd.

Blogger

Pascale Teufel

Pascale Teufel