Baggrund
En højttaler eller højttaler er en anordning, der omdanner elektriske energibølger til mekaniske energibølger eller hørbare lyde. Lyd frembringes ved vibration af en genstand. Denne vibration sætter en række krusninger eller bølger i gang, der minder meget om det, der ses, når en sten kastes i en dam. Højttalere gengiver lydbølger (eller lyd) ved forskellige frekvenser. Frekvensen er den hastighed, hvormed partiklerne i luften vibrerer. Lyd, som det menneskelige øre kan høre, er fra ca. 20 hertz (Hz) til 20.000 Hz eller 20 kilohertz (kHz). Højttalere anvendes i alle typer kommunikations- og underholdningsudstyr såsom radio- og tv-modtagere, båndoptagere, telefonsvarere, babyalarmer og stereoanlæg til hjemmet
Historie
Det grundlæggende princip for en dynamisk højttaler har ændret sig meget lidt, siden Ernst Siemens tog patent på den i 1874. Siemens beskrev sin opfindelse som et middel til at opnå mekanisk bevægelse af en elektrisk spole ud fra elektriske strømme, der flød gennem den. Den oprindelige hensigt med hans opfindelse var at bevæge en telegrafarm. Alexander Graham Bell anvendte principperne i Siemens’ anordning til telefonen to år senere. Thomas Edison er krediteret for at have opfundet højttaleren, som den er kendt i dag. Den bestod af en fleksibel membran (kegle), der var fastgjort til halsen på et akustisk horn.
De tidlige højttaleres koner var fremstillet af forskellige materialer, f.eks. tynde metalplader, læder og papir. Papir blev (og bruges stadig) til konstruktion af højttalerkoner, fordi det er billigt og let tilgængeligt.
Råmaterialer
Den dynamiske højttaler har ikke ændret sig i årtier. Rammen er fremstillet af stemplet jern eller aluminium. Den permanente magnet er et keramisk ferritmateriale bestående af jernoxid, strontium og et keramisk bindemiddel. Konus, surround og spindel er fremstillet af behandlet papir belagt med en klæbende lim. Svingspolen består af en plastikspole med en fin isoleret kobbertråd viklet rundt om den.
Design
Den mest almindelige højttaler er den dynamiske højttaler. Den består af en ramme, en permanent magnet, en blød jernkerne, en svingspole og en konus. Rammen støtter konen og den permanente magnet. Svingspolen består af en isoleret tråd, der er viklet om en plastspole. Den ene ende af spolen er fastgjort til konen, og spolens krop glider over den bløde jernkerne.
Ledningerne fra svingspolen er forbundet til en lydforstærker. Når elektriske lydsignaler fra forstærkeren påføres svingspolen, dannes der et elektromagnetisk felt omkring svingspolen. Dette får stemmespolen til at bevæge sig frem og tilbage langs den bløde jernkerne, som hjælper eller modarbejder det magnetfelt, der produceres af den permanente magnet. Svingspolens bevægelse får den fastgjorte kegle til at vibrere og frembringe lyd.
Der findes fire hovedtyper af højttalere: full-range, diskanthøjttaler, mellemtone og bashøjttaler. Full-range-højttaleren kan gengive det meste af lydspektret. En enkelt højttaler kan dog ikke nøjagtigt gengive hele lydfrekvensområdet for det menneskelige øre. Derfor blev der udviklet andre højttalere for at afhjælpe begrænsningerne ved full-range-højttaleren.
Diskanthøjttaleren er beregnet til de højere lydfrekvenser eller diskantlyde i intervallet 4-20 kHz. De er meget små, normalt omkring 5,1 cm (2 in) i diameter eller derunder. Mellemtonehøjttaleren gengiver lyde i frekvensområdet 1.000 Hz til 10 kHz. Deres størrelse varierer fra 5,1-20,3 cm (2 in til 8 in) i diameter. Wooferen gengiver basen eller meget lave lyde i frekvensområdet 20-1.000 Hz. En subwoofer kan udvide dette område til helt ned til 3 Hz. Woofere varierer fra 10,2-38,1 cm (4 in til 15 in) i diameter, hvor 25,4-30,2 cm (10-12 in) i diameter er den mest almindelige.
Akio Morita blev født den 26. januar 1921 i den japanske landsby Kosugaya. Morita skulle have været den femtende generationsarving til sin families 300 år gamle sakevirksomhed, men i stedet gik han ind på den prestigefyldte ottende højere skole som fysikstuderende.
I stedet for at blive indkaldt til Anden Verdenskrig blev Morita indskrevet på Osaka Imperial University og indvilligede i at tjene i den japanske kejserlige flåde efter endt uddannelse. Der mødte Morita Masura Ibuka, en elektronikingeniør. Efter krigen oprettede Morita og Ibuka Tokyo Telecommunications Engineering Corporation med kun 500 dollars og 20 ansatte. I 1953 købte Morita rettighederne til transistoren, et miniatureelektronikkredsløb, der var udviklet af det amerikanske firma Bell Laboratories og blev anset for at være upraktisk. I løbet af to år skabte Morita og Ibuka AM-transistorradioen. I løbet af yderligere to år begyndte de at fremstille transistorradioer i lommestørrelse, AM-FM transistorradioer og det første tv-apparat med transistorer.
I 1958 ændrede Morita virksomhedens navn til Sony Corporation og flyttede til New York for at etablere USA-aktiviteter. Sony blev den første udenlandsk ejede virksomhed til at udbyde aktier til salg i USA og blev i 1970 den første japanske virksomhed, der blev noteret på børsen i New York.
I løbet af 1980’erne og begyndelsen af 1990’erne skrev Morita to bøger, der handlede om karrierer i erhvervslivet og international handel med virksomheder: Made in Japan (1986) og The Japan That Can Say No (1991). I 1994 trak han sig tilbage som 73-årig efter at have fået et invaliderende slagtilfælde. Morita døde af lungebetændelse i Tokyo den 3. oktober 1999.
Fremstillingsprocessen
- Den permanente magnet konstrueres ved at blande jernoxid med strontium og derefter fræse forbindelsen til en meget fin kraft. Strømmen blandes med et keramisk bindemiddel og lukkes derefter i en metalform. Stemplet anbringes derefter i en ovn og sintres for at binde blandingen sammen.
- Rammen er konstrueret af en aluminium- eller stålplade. Pladen ankommer til fabrikken præformet. Det placeres derefter på et transportbånd og transporteres til en skæremaskine, der ved hjælp af en hydraulisk presse skærer huller i pladen for at give mulighed for fri luftbevægelse fra keglen. Pladen formes derefter af en hydraulisk presse, der tvinger pladen ind i en matrice med den ønskede form. Der bores derefter monteringshuller på de rigtige steder.
- Konus, surround og spindel er individuelt formet af kompositpapir og derefter limet sammen som en samling.
- Svingspolen opbygges ved at vikle mange vindinger af meget fin isoleret kobbertråd på en plastspole. Spolen og svingspoleenheden er limet fast på konens støvdæksel.
- Rammen, den bløde jernkerne og den permanente magnet er boltet sammen som en enhed.
- Konusaggregatet fastgøres derefter til rammeaggregatet ved først manuelt at lime spindlen på bunden af rammen og derefter lime surroundet på toppen af rammen.
Kvalitetskontrol
Inspektører overvåger alle trin i fremstillingsprocessen. Den permanente magnet kontrolleres for spåner eller revner. Papirkeglerne inspiceres for fejl eller huller i materialet og for korrekt limning af kegelsamlingen. Hele samlingen inspiceres for den overordnede kvalitet og overholdelse af specifikationerne.
Den endelige højttalersamling tilsluttes en lydgenerator, der tester højttalerens frekvensrespons og effektkapacitet for at sikre, at den frembringer lyd inden for de krævede specifikationer.
Biprodukter/affald
Metalskrot fra rammen og papirskrot fra konen sendes til genbrugsanlæg med henblik på genanvendelse. Eksotiske materialer som f.eks. strontium skal bortskaffes i henhold til de offentlige bestemmelser.
Fremtiden
Industrien eksperimenterer konstant med råmaterialer for at forbedre højttalerens lydkvalitet, frekvensgang og udgangseffekt. Der er ved at blive udviklet nye teknologier i form af en højttaler med direkte drev, som ikke anvender nogen kegle.
Hvor kan man få mere at vide
Bøger
Prompt Publications. Højttalere til dit hjem og din bil. Indianapolis: 1992.
Andet
McIntosh Laboratory Web Page. December 2001. < http://www.mcintoshlabs.com >.
Ernst S. Sibberson
