Posted

Dutch & Dutch 8c: een korte uitleg

Martijn Mensink / Acoustics Designer

Martijn Mensink is responsible for the acoustic design of Dutch & Dutch products.

"Goede techniek is onhoorbare techniek, en dat is dan ook wat we met onze luidsprekers nastreven: een systeem dat niets toevoegt en niets weglaat. Enkel de muziek blijft over."

De Dutch & Dutch 8c is een luidspreker die samenwerkt met de akoestiek van de luisteromgeving. Een slim uitgekiend akoestisch ontwerp, ondersteund door DSP, is hiervoor verantwoordelijk. Martijn Mensink legt uit hoe het werkt.

Een nieuwe generatie luidsprekers

De 8c is één van de eersten van een nieuwe generatie high end luidsprekers, waarbij niet alleen de prestaties in een dode kamer, maar vooral de prestaties in 'normale' kamers van belang zijn. Momenteel zie je op shows en in vakliteratuur nog vooral conventionele luidsprekers, maar ik ben ervan overtuigd dat het speelveld er over een aantal jaren heel anders uit ziet. Dat de akoestiek van je luisterruimte een grote invloed op het geluid heeft is inmiddels velen bekend; systemen die op een slimme manier met de akoestiek omgaan klinken simpelweg beter. Bovendien is de 8c compact, maar compleet: hij biedt krachtig, fullrange geluid en alle benodigde elektronica en versterking zit erin.

A single image

Dutch & Dutch 8c Aanzichten

De muur als springplank

Voor de weergave van het laag gebruiken we de wand achter de luidsprekers als een soort springplank. In tegenstelling tot luidsprekers die vrij in de kamer worden opgesteld, heb je niet te maken met een reflectie. De luidspreker en de wand vormen één systeem dat een coherent golffront in de vorm van een halve bol naar voren afstraalt.

Een midkast met richtwerking

De middentoner zit in een semi-open cardioide behuizing die zich min of meer zo gedraagt als een cardioide richtmicrofoon, maar dan dus met omgekeerde werking. Een luidsprekermembraan beweegt naar voor en naar achteren en maakt zo geluid. Simpel gezegd gaat er daardoor ongeveer evenveel geluid de kast in als er aan de voorkant uit komt. In conventionele luidsprekers moet die energie allemaal gedempt worden, zodat het zich niet kan mengen met het gewenste geluid vanaf de voorkant van het membraan.

In plaats van het te dempen, maken wij juist gebruik van dat geluid dat in de kast wordt afgestraald. Door de interne constructie en door gebruik te maken van akoestische materialen, zorgen we ervoor dat het geluid dat uit de openingen in de zijkanten van de luidspreker komt, gelijk is aan het geluid dat vanaf de voorkant om de kast heen buigt, maar in tegenfase. Het geluid vanaf de voorkant en het geluid dat door de sleuven komt ontmoeten elkaar aan de achterzijde van de behuizing, waar ze elkaar uitdoven. Het middengebied wordt daardoor enkel naar voren afgestraald en ‘ziet’ de wand achter de luidspreker akoestisch gezien niet.

In dit plaatje is te zien hoe een cardioïde sterk naar voren afstraalt en niet of nauwelijks naar achteren:

Cardioid Dispersion Pattern

Cardioïde afstralingGrafische weergave

Het is niet makkelijk om zo'n open midkast op basis van theorie te ontwerpen, omdat er veel variabelen zijn die grote invloed op de werking van het systeem hebben en waarvan sommige in verschillende mate afhankelijk van elkaar zijn: het is ondoenlijk om daar een voldoende nauwkeurig rekenmodel van te maken. We beginnen dus wel met een wiskundige benadering, maar gaan vanaf die basis verder met systematiek die we zelf ontwikkeld om de akoestische filterwerking van de midkast tot in de puntjes te optimaliseren.

Een bijkomend voordeel van een open midkast is dat staande golven en paneelresonanties geen kans meer krijgen. Daardoor wordt kastkleuring tot een absoluut minimum gereduceerd. Samen zorgen al deze eigenschappen voor een bijzonder gedetailleerd geluid, zowel in termen van klank als ruimtelijkheid.

Hogetonenweergave

Het hoog wordt weergegeven door een dome tweeter met een waveguide. Ook de waveguide is ontworpen om een coherent golffront naar voren af te stralen, met een zeer constante afstraling die perfect aansluit op de cardioide afstraling van de middentoner en zonder versmering in de tijd als gevolg van diffractie. We werken met een Seas dometweeter en niet met een compressiedriver, omdat we met een dome nog net wat schonere en meer verfijnde weergave kunnen realiseren.

Voor de geometrie van de waveguide, de vorm van de afgeronde baffleranden en de positie van de tweeter ten opzichte van die baffleranden geldt opnieuw dat we in de theorie begonnen zijn, om vervolgens aan de hand van onze eigen methode verder te optimaliseren. Na meer dan tien subtiel verschillende versies zijn we uitgekomen op het huidige ontwerp, dat compleet glad is vanaf de tweeter tot voorbij de bafflerand: ook montageschroefjes en naden in de constructie leiden tot verstoringen van het geluid, hoe klein ook. We zijn trots op het resultaat: door de gelijkmatige afstraling en het ontbreken van diffractie klinkt de 8c ontzettend neutraal, of je er nu recht voor zit of niet.

DSP

De DSP doet een aantal zaken. Ten eerste fungeert het als wisselfilter tussen de subwoofers aan de achterkant, de cardioide middentoner en de waveguide tweeter. Een DSP-gebaseerd wisselfilter heeft een aantal voordelen ten opzichte van andere filters. Je koppelt de versterker direct aan de luidsprekereenheid, waardoor je meer controle hebt over het signaal dat naar de eenheden gaat. Er zitten dus geen passieve filtercomponenten zoals weerstanden, spoelen en condensatoren in de signaalweg, met hun inherente niet-lineariteit. Daarnaast kun je in het digitale domein bepaalde filters toepassen, die analoog heel lastig of niet mogelijk zijn. Ook daardoor heeft de ontwerper een veel grotere controle over hoe de luidsprekereenheden, en daarmee het systeem als geheel, zich gedragen. De middentoner en tweeter zijn akoestisch uitgelijnd op de baffle, maar we gebruiken de DSP om het midhoog en het laag ‘op tijd’ te zetten. Analoog kun je dat eigenlijk niet fatsoenlijk doen, maar met een DSP is het kinderspel. Ten slotte gebruiken we de DSP om de fasevervorming die als gevolg van het wisselffilter ontstaat op te heffen. Dat resulteert in een perfect gedrag in het tijddomein, zelfs beter dan dat van een breedbander of elektrostaat.

"Het is onze filosofie dat je ten eerste moet zorgen voor een akoestisch ontwerp dat klopt, om pas daarna DSP toe te passen voor de puntjes op de i."

We zijn echter wel spaarzaam met het toepassen van DSP-filters. Het is onze filosofie dat je ten eerste moet zorgen voor een akoestisch ontwerp dat klopt, om pas daarna DSP toe te passen voor de puntjes op de i. De subwoofers zitten bijvoorbeeld in een gesloten behuizing van een optimaal volume, voor een Q-factor van 0,7 en een kantelfrequentie van om en nabij 30 hertz. Zonder DSP heb je daarom al zeer strak en best wel diep laag. Met behulp de DSP kan het laag praktisch gezien worden doorgetrokken tot hoe laag je maar wilt. De standaardinstelling geeft een -3 dB punt op 20 hertz. In het laag gedragen de luidspreker en de kamer zich min of meer als één systeem, dus in sommige kamers wil je meer sublaag en in andere juist minder. Daarom is het belangrijk om de afstelling van het laag op locatie middels de app te optimaliseren.

Een goed geïmplementeerd digitaal filter voegt niets toe en laat niets weg. Het zorgt enkel voor de gewenste filtering. Dat betekent dat het eindresultaat juist méér overeenkomt met het oorspronkelijke signaal dan bij een analoog filter, laat staan een passief filter. Goede techniek is onhoorbare techniek, en dat is dan ook wat we met onze luidsprekers nastreven: een systeem dat niets toevoegt en niets weglaat. Enkel de muziek blijft over.

Dit artikel is een bewerkte en uitgebreide versie van een tekst die eerder op Alpha Audio verscheen.