Del 4 – Bandmembranet

Bandhögtalaren har fått sin benämnig av det ljudalstrande membranet. Membranet måste vara elektriskt ledande och mycket lätt för att elementet skall fungera som avsett. Membranet måste placeras mitt i ett linjärt magnetiskt flöde så att den elektriska signalen som strömmar igenom får bandet att röra sig. Metoden omformar en elsignal till rörelseenergi som i sin tur omformar rörelseenergi till tryckförändringar i luften, ett ljud har uppstått.

Materialval

Vi börjar med att undersöka viktens storlek för några utvalda membrankandidater:

  • Aluminium 2,7 kg/dm3
  • Beryllium   1,7 kg/dm3
  • Plastfolie   1,4 kg/dm3
  • Papper      0,7 – 1,2 kg/dm3
  • Diamant    3,5 kg/dm3 (för jämförelsens skull)

I huvudsak finns endast två typer av material som praktiskt kan användas i ett bandelement.

1. Aluminium
Aluminium väger 2,7kg per dm3. Aluminium har en marginellt sämre ledande förmåga än koppar och kan valsas ut till mycket tunna band.
Med aluminium har man den stora turen att tunn folie framställs i stora mängder för hushåll och att den mycket stora produktionen håller nere priset.
Vanlig aluminiumfolie för hushåll håller, märkligt nog, en tjocklek som är perfekt avpassad för banddiskanter. Inte för tjock och inte för tunn. Hade folien varit för tunn skulle livslängden minska dramatiskt. Med andra ord, matfolie vinner många delpoäng till jobbet som band.

2. Beryllium
Berylium väger 1,7kg per dm3. Berylium har en marginellt sämre ledande förmåga än koppar och kan valsas ut till mycket tunna band.
Med berylium har man tyvärr oturen att det inte behöver användas i hushållet. Därav har den en betydligt högre kostnad.
Som band i en banddiskant måste detta vara det ultimata. Den är hälften så tung som aluminium och kan användas i samma tjocklek. Världens absolut bästa banddiskanter använder berylium, dvs TAD-diskanten. Men även om det var lätt att få tag på har den en stor nackdel som man inte kan komma över: Beryllium är mycket giftigt. Där tog den idén tvärstopp.

Valet
Efter denna genomgång står det helt klart att valet måste falla på aluminium pga det låga priset och tillgängligheten. Högt pris och dålig tillgänglighet får berylium på fall.

Bandmått

För att få jämn spridning av ljudet är bästa ljudstrålaren punktformad. Detta utvecklas inte här, det finns massor av litteratur om den saken på marknaden. I praktiken bör ljudet spridas med stor vinkel i vågräta planet medan det är önskvärt att ljudet strålar med mindre vinkel vertikalt. Ljudstrålaren bör alltså vara avlångt i det vertikala planet. Syftet är att tidiga reflexer från golv och tak skall undvikas.
För att få fram rätt mått måste minsta möjliga membranyta först räknas fram.
Formeln för minsta membranyta vid lägsta frekvens visar att vid delningsfrekvensen 2500hz skall ytan vara 5cm2.
När vi nu har ytan skall membranets längd tas fram. I formel för mått blir längden 68mm och bredden 7,5mm.
Breddresultatet, 7,5mm, skapar möjligheter till ett relativt kraftigt magnetfält då polerna kan läggas ca 9mm från varandra.
Med måtten 68 x 7,5mm avviker bandet utstrålning från den punktformiga på sådant sätt att önskvärd spridning uppnåtts. Spridningen vågrätt blir ca 160 grader och vertikalt ca 80 grader.

Bandutformning

Ett helt rakt band hade varit det bästa alternativet. På grund av att aluminiumfolie innehåller spänningar kommer bandet aldrig att kunna bli helt plant. Små bucklor kommer att täcka hela ytan. När bandet rör sig det allra minsta kommer bucklorna att ömsom tvingas inåt och ömsom tvingas utåt när bandet rör sig. Varje gång bucklan passerar bandets mittplan uppstår ett knäppande ljud. När hundratals bucklor rör sig fram och åter kommer aluminiumfolien att låta ganska ordentligt vid rörelse. Det kan enkelt åskådliggöras genom att hålla en halvmeter folie i handen medan man “rasslar” hastigt med handen.
Bandet måste förses med en struktur, av något slag, för att få bort de små bucklorna.

Den vanligaste metoden är att vecka bandet i hela sin längd. En del använder stora veck medan andra använder små veck. Vecken får bort det mesta av spänningarna i bandet och stabiliserar bandet på tvären. Man upplever oftast åtgärden som en förbättring av ljudkvalitén. Det som händer är att de små bucklorna slutar nästan helt att “knäppa” samt att vecken gör så att bandet rör sig likformigt i ett olinjärt magnetfält. De flesta bandelement uppvisar nämligen ganska storta olinjäriteter i magnetfälten.

Hur kan bandet göras bättre

För det första måste det ordnas så att magnetfältet som bandet skall arbeta i är så gott som helt linjärt. Om man lyckas med det öppnas många möjligheter till att få fram ett riktigt bra band helt utan “egenljud”.
Längst ut i ändarna på bandet, där bandet övergår i fast läge till rörligt läge, finns rimligtvis den största påfrestningen. För att höja livslängden bör ytan veckats i mycket små veck, max 1 mm höga, de första 5 till 10 mm i båda ändar. Vecken skall sedan målas med en mycket tunn silikonhinna, eller ännu bättre en mycket tunn neoprenhinna. Resultatet blir en flexibel och tålig början av bandet samtidigt som ändarna också fungerar som en fjädrande upphängningsanordning.
Det finns konstruktioner där man valt att anbringa plastfolie på aluminiummembranet. Detta är inte någon bra lösning för ett diskantelement som jobbar upp mot och kanske över 20khz. Plastfolien ökar nämligen på vikten med 50%.
Den övriga, ljudalstrande, delen av bandet skall ges en struktur som helt neutraliserar bandets spänningar. Strukturen bör, som säkerhetsåtgärd, vara uppstyvad i bandets tvärled. För bästa resultat bör strukturen vara oregelbunden så att inga frekvenser kan förstärkas över andra. Man bör också tillse så att strukturen inte blir högre än någon halv millimeter eller att plana ytor uppstår.
Motsägelser “i parti och minut”, men det går faktiskt att förena alla dessa krav.
Näst bästa strukturen är små tvärveck utan plana ytor eller spetsiga toppar och dalar, dvs att bandet veckas som en halv mm hög sinuskurva.

 

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.

Denna webbplats använder Akismet för att minska skräppost. Lär dig hur din kommentardata bearbetas.

Denna webbplats använder cookies. Genom att fortsätta använda denna webbplats accepterar du vår användning av cookies.  Lär dig mer