En klok man sade till mig: “Det finns inga bra högtalare, bara olika dåliga högtalare.”
För mig som lägger ned mycket arbete på att göra högtalare som jag tycker är bra, är det förstås lite dräpande att få höra något sådant, i synnerhet som orden kom från en person som har arbetat med ljud under en stor del av sitt liv.
Men, jag kan inte göra annat än att krypa till korset och erkänna att han har rätt.

Högtalare kan göras på massor av olika sätt av konstruktörer som alla har olika infallsvinklar.
En del högtalare består av stora paneler med högspänning, andra av paneler utan högspänning, en del använder stora trattar, andra föredrar bakvända trattar, en del sätter elementen i lådor med hål i, andra i lådor utan hål. En del rakar ett får och stoppar in ullen i sina lådor, andra köper kuddar på utförsäljning och flyttar över deras innehåll till sina högtalare. Vissa sätter elementen i skivor som de ställer på högkant, en del använder massor med små element, medans andra använder ett fåtal eller ett enda, osv. Det mest spännande av allt är att oavsett vilken princip man väljer så kan man göra högtalare som låter utmärkt. Det går alltså inte att säga ett en viss princip är dålig.

Men, det finns vissa grundläggande saker som man måste ha klart för sig om man skall göra en tilltalande högtalare.


Teknik
Högtalaren måste vara så tekniskt korrekt som möjligt. Korrekt blir den aldrig, men man bör åtminstone försöka.

Kostnad och storlek
Högtalare är mycket dyra att tillverka, så dyra att de flesta inte kan, eller vill, köpa dem. De blir dessutom så stora att fruar lätt lämnar kaskader av synpunkter. För tyvärr är det så att hifi är mansdominerad. Den dag som kvinnan i huset släpar hem ett par högtalare som får mannen att få fnatt, då är allas vår lycka gjord.
Därför måste en högtalare, i de allra flesta fall, vara en kompromiss. Lägg till inledningen om att det inte finns några bra högtalare, så kompliceras bilden ytterligare.

Systemanpassning
För mycket länge sedan så köpte Sveriges Radio in massor med Yamaha NS1000. Hifi Sverige vred sig i våndor, för de tyckte verkligen illa om den där högtalaren. Men faktum är att det inte var en enda studiotekniker på SR som klagade på dem. NS1000 var helt enkelt ett utmärkt redskap för att höra hur det verkligen lät. Visst, man kan ha en mängd olika synpunkter på dem, främst på filtret som bestod av lågprisprylar, men summan är ändå att NS1000 var och är, en högtalare som på ett tämligen skoningslöst sätt avslöjar om en förstärkare är bra eller inte.
Grundprincipen för interaktion är ju som bekant ”det är inte mig det är fel på, det är alla andra knäppgökar som har fel”. Alltså var det inget fel på hifi Sveriges elektronikprylar, det var NS1000 som det var fel på.

Om man skall göra en högtalare som är kommersiellt gångbar på hifimarknaden så måste den låta bra ihop med den elektronik som saluförs. Prislappen på riktigt bra saker förtäljer att elektronikprylar, självklart från andra tillverkare än mig, i lägre prisklasser lider av stora kompromisser. Högtalaren görs alltså vanligtvis ”dålig på rätt sätt”.


Lådan
Eftersom jag av någon slenterianmässig anledning har fastnat för att stoppa in elementen i lådor så vill jag nämna några ord om själva lådan.

Lådan måste vara så stabil att den inte ger ifrån sig något ljud. Ljudet skall komma från elementens koner, om det kommer ljud från lådan så kommer högtalaren att låta suddigt.

Enklaste sättet att testa en högtalarlåda är genom att hålla en speldosa mot den. Om lådan förstärker speldosans ljud, då är lådan kass, för då kommer dess rörelser att göra att ljudet blir grumligt.
Om man på ett billigt och enkelt sätt vill förbättra sina högtalare så kan man, med ett slags gummilim, limma fast tunn minerit eller annan hård skiva på insidan av lådan.

Våra egna högtalarlådor tillverkar vi i tät, tjock och styv björkplywood som lamineras med viskoelastiska skikt. Det ger ett lådmaterial med en mycket hög undertryckning av resonanser och störningar.
Det finns idag flera tillverkare som använder samma teknik, men vi var faktiskt först när vi genom Stridbeck HiFi lanserade 45X och SL12X i mitten på 80-talet.

Som kuriosa kan nämnas att träfiber är den tredje starkaste fibern. Armid (kevlar) är starkare, kolfiber är starkast. Allra bäst är förstås att bygga högtalare i kolfiber och viskoelastiska skikt, men det blir fruktansvärt dyrt.

Myten om att en låda i MDF låter bra
I mitten av 80 talet tillverkade vi två olika högtalare: 45 och 45X. Det var ett tvåvägssystem i en öppen låda på 45 liter.

45 tillverkades i 19 mm MDF. Lådorna var ordentligt stagade inuti och ihopsatta efter alla konstens regler. 45 kostade 2600 kr.

45X var identisk med 45, bortsett från lådan, som var tillverkad av samma material som vi använder idag: Björkplywood dämpad med viskoelastiska skikt.
45X kostade 3600 kr.

Vi hade båda högtalarna för demo i butiken. Kunderna kunde alltså i lugn och ro jämföra de båda varianterna mot varandra. Det tog flera år att sälja de 15 par 45 som vi hade knåpat ihop. Under samma tid sålde vi ett flera hundra par 45X, trots deras högre pris.

Delningsfilter
Delningsfiltrets uppgift är att fördela strömmen från förstärkaren till rätt element. Delningsfiltret filtrerar bort de frekvenser som inte skall matas in i ett visst element och de korrigerar för elementens olika verkningsgrad vid olika frekvenser. Delningsfiltret arbetar tillsammans med den last som högtalarelementet utgör.

Anledningen till att man är så angelägen om att filtrera bort höga frekvenser från ett baselement och låga frekvenser från ett diskantelement är att elementens koner inte kan hantera frekvenser utanför det frekvensområde där de är avsedda att arbeta.
Om ett element får signal med en annan frekvens än vad det är avsett att hantera, då skapas distorsion, ett hemskt oljud som vi inte vill höra.

Olika typer av filter
Filter har olika branthet, vanligen 6, 12, 18 eller 24 db, eller första, andra, tredje och fjärde ordningens filter.

24 db ger bäst dämpning av de frekvenser som man vill filtrera bort och det ger bäst stereobild. Ett 24 db filter består av fyra olika komponenter per filtersektion. I en tvåvägshögtalare består filtret av två sektioner. Ljudmässigt så är ett 24 db filter överlägset. Nackdelen med ett 24 db filter är dess komplexivitet.

Ett 6 db filter är enkelt då det endast består av en komponent per filtersektion. Ljudmässigt är det ingen höjdare eftersom det är dåligt på att dämpa bort oönskade frekvenser och man upplever att ljudet ändras när man flyttar sig någon decimeter från ”sweetspot”. Däremot har det ett något bättre transientsvar än ett 24 db filter, något som ofta brukar framhävas såsom överlägset och så åtråvärt att brantare filter är dåliga.
Mäter man på transientsvaret så kommer man att finna att det visserligen är bättre än för 24 db, men att skillnaden är liten, så liten att ett 24 db filtrets fördelar överväger.

Den enda anledningen till att man väljer ett 6 db filter är dess låga pris: En komponent per filtersektion.

I aktiva högtalare använder man alltid 24 db filter eftersom den extra kostnaden för fler filtersektioner i ett aktivt filter är försumbar.

Det finns olika typer av filter. Vissa av dem har en dämpning som är skarpare medans vissa dämpar med en mjukare form på sin kurva. De kallas bland annat för Linkwitz-Riley, Butterworth, Bessel. Vilken typ av filter man väljer att använda beror på var man delar och vad för sorts element man använder.

Impedanskorrigering
De flesta högtalarelement har en impedans som varierar kraftigt. Baselement har alltid en betydligt högre impedans långt ned i frekvens. Det betyder att filtret får svårt att fungera eftersom den last som filtret ser är det som avgör vid vilken frekvens filtret filtrerar.
Därför så är det nödvändigt att lägga in kompenseringskretsar mellan filter och element så att den last som filtret ser blir någorlunda statisk. Eftersom sådana kompenseringskretsar är dyra så utesluter man dem ofta, vilket tydligt syns i tidningarnas tester av olika högtalare då diagrammen som visar uppmätt impedansgång uppvisar en stor variation av impedansen. Eftersom ett filter behöver en last som är så linjär som möjligt, för att i samspel med lasten dela vid rätt frekvens så kommer en sådan högtalares filter naturligtvis att ha mycket svårt för att fungera som avsett.
Dock finns en reservation: När man mäter på ett komplett högtalarsystem så mäter man inte bara elementens impedans, utan den totala lasten från element och filter. Därför så kan en helt korrekt högtalare uppvisa variationer i sin impedansgång.


Filterkomponenter
För att en högtalare skall låta bra så krävs kondensatorer av högsta kvalité och man måste använda spolar av tjock tråd, eller spolar som består av kopparfolie. Ett sådant filter kräver komplicerad montering och ofta manuell lödning, vilket är dyrt jämfört med att låta ett kretskort passera genom en lödmaskin.

Ett filter som består av små komponenter är lätt att montera in i högtalarlådan. Nackdelen är att det inte låter bra, ett bra filter blir stort och om man inte delar väldigt högt så blir filtrets spolar så stora att deras tyngd gör dem olämpliga för kortmontering, såtillvida man inte använder extra tjockt laminat i korten.

Att lägga två spolar i ett filter bredvid varandra i samma position fungerar inte eftersom det kommer att påverka ljudet negativt. Spolarna måste läggas på ett sådant sätt att deras magnetfält inte kan påverka andra spolar. I enkla system så kan man diskutera om spolarnas placering i relation till varandra är hörbar, men i fina system så är ljudförsämringen påtaglig. 

De spolar som består av folie är bäst. Vanligen har denna typ av spole även en stor area på sin ledare, vilket ger låg resistans och därmed låg förlust.

De spolar som består av tråd är näst bäst. Tjockleken på tråden, alltså arean på ledaren, är av stor betydelse. Tjock tråd kan vara nästan lika bra som en foliespole, medans tunn tråd ger en billigare spole med en liten area på sin ledare, vilket ger större förlust.

Spolar som består av tråd lindad runt en järnkärna är den billigaste sorten. Fördelen med dem är att det inte går åt så mycket tråd, vilket ger en mindre spole med lägre förlust till ett lägre pris. Nackdelen är att järnkärnan färgar ljudet, särskilt om den är så liten att den går i mättning.

Det är samma sak med kondensatorer. En elektrolyt tar i princip ingen plats alls och den är nästan gratis, till skillnad från en polyprop som är både dyr och skrymmande.

Vad motstånd beträffar, så är det annorlunda. Anledningen till att man använder den fyrkantiga sortens keramiska motstånd i ett delningsfilter är därför att de nästintill är gratis. Kostnaden för bättre motstånd är dock försumbar om man jämför med vad element och låda kostar.

24 db filter består av många komponenter som är stora och klumpiga och som måste placeras på ett visst sätt i förhållande till varandra. Därför tvingas man ibland att fuska. En kondensator i en impedanskorrigeringskrets får lätt ett värde långt över 1000 uF. En spole i samma krets kan få ett värde uppåt 20 mH. Att använda polypropylenkondensatorer och bandspolar i sådana kretsar är inte praktiskt möjligt därför att det blir litervis med komponenter som kostar en förmögenhet i både inköp och montering.

Våra filter
Vi använder 24 db filter i våra högtalare. Det gör vi därför att dessa filter är överlägsna. De ger en ljudbild där man har stereobild i hela lyssningsrummet, inte bara i lyssningsposition och de gör att elementen arbetar optimalt.

I våra högtalare 105M och 125 så har vi monterat de små och lätta komponenterna på ett kretskort som maskinlöds. De stora spolarna är monterade runtom kortet. Förutom att monteringen förenklas i och med kretskortet, så blir variationen mellan varje filter minimal.

Aktiva filter
När man gör passiva filter måste man sätta en gräns: Vad får ett filter kosta att tillverka innan dess kostnad blir så stor att fördelarna med aktiva filter överväger? För hur man än vänder och vrider, så är ett passivt filter inget annat än en kompromiss. Ett aktivt filter är totalt överlägset i allt.

Bas
Ibland kan man läsa att små högtalare presterar bra bas. Det är inte sant. Det är inte fysiskt möjligt för en liten högtalare prestera djup, tydlig och slagkraftig bas.

För att få bra bas finns det inga genvägar, det krävs stora element och ibland aktiv frekvenskompensering.
Det finns en hifi myt som säger att stora element inte är tillräckligt snabba för att få ”snabb bas”. Dravel. Ett 6,5 tums element tappar transientsvar redan vid 200 hz. Vid 40 hz finns inte speciellt mycket transientsvar kvar.

En öppen låda, alltså en vanlig basreflex, har den stora fördelen att den har en hög verkningsgrad. Nackdelen är att den, förvisso lite beroende på hur den stäms av, faller snabbt i nivå under den frekvens till vilken den har rak frekvensgång. Det gör att den riktigt djupa basen försvinner helt och hållet, det blir helt tyst i botten.

En sluten låda har lägre verkningsgrad, vilket är en stor nackdel, men den har en mycket stor fördel som den öppna lådan saknar: Under den nivå till vilken frekvensgången är rak, så faller den långsamt. Det betyder att de allra djupaste tonerna hörs, även om deras nivå är begränsad.

Det finns många små högtalare som går djupt i basen. Det har man kunnat uppnå genom att man har dämpat de högre frekvenserna. Sådana högtalare får en verkningsgrad som ligger runt 85 db/W/m och de små konerna gör att transientsvaret i botten blir dåligt.
Jag anser att en så låg verkningsgrad är förkastlig eftersom det tar bort känslan av ”live” och närvaro. Dessutom så krävs en större förstärkare för att driva dem, vilket är en fördyrande faktor.

Ett trevägssystem med ett bassystem med låg verkninsgrad, som går djupt, som man matchar med ett lättdrivet diskant/mellanregistersystem som dämpas resistivt, kan fungera, därför att en låg delning gör att den övre basen hanteras av ett lättdrivet element.
Men, man måste hålla i minnet att det är meningslöst att pressa små element att gå djupt i basen eftersom de inte kan prestera något annat än bludder i de lägsta frekvenserna.

Basens skärpa styrs av högtalarens Q värde. Lågt Q betyder skarp och tydlig bas. Högt Q betyder suddig och diffus bas. Ett Q på 0,5 ger en bas med bra skärpa och slagkraft. En bas som känns.
När man spelar klassisk musik skall basen vara så skarp och slagkraftig att man förnimmer hela konsertsalen, när man spelar rockmusik så skall basen upplevas som om man rullar ett stort, skrovligt järnklot över golvet. När man ser på film så skall man känna hur ett gammalt parkettgolv knarrar när skådespelarna rör sig i rummet, på samma sätt som om man vore där.

Men ett lågt Q värde räcker inte, för att det skall bli bas så måste man ju även komma ned i frekvens. Nöjer man sig med 80 hz, då är det lätt att göra ett system med Q på 0,5. Men om man vill ned till 40 hz, då blir det genast betydligt krångligare, därför att när man pressar ned systemet i frekvens så krävs ett högre Q. Det enda sättet att komma undan är att använda stora element. Dessa måste ha kraftiga magneter och lätta koner, vilket gör det hela ännu besvärligare.
Om man vill ha ett Q på 0,5 med en tolvtummare som har en riktigt stark magnet och en lätt kon, då krävs att man skickar signalen genom en förstärkare som höjer den djupa basen, aktiv frekvenskompensering.

Canton Ergo var en högtalare som hade en sådan förstärkare. Det var en liten låda som man kopplade mellan försteg och slutsteg. Högtalaren i sig hade ett Q värde som var så lågt att man inte kunde få ut någon bas ur den, men förstärkaren i den lilla lådan fixade till det hela så att man fick en bas som var både tydlig och djup.
Nackdelen med Ergos lilla låda var att prylarna i den var billigt skräp, 78 och 79 regulatorer som nätdel och signalförstärkare av billigaste sort. Men bas fick man. Och man kunde ju alltid betala någon för att byta ut skräpet i den lilla lådan. Cantons idé var bra, det är synd att inte fler har tagit efter. Nätdel och signalkretsar i deras lilla låda var inte sämre än vanligt, de var av exakt samma sort som satt i 95% av alla CD spelare på den tiden. 78 och 79 regulatorer används lika frekvent idag, men man använder ofta bättre signalförstärkare.

Att få fram den bas som finns när man spelar in musiken är alltså svårt, dyrt och skrymmande. Därför så tvingas vi att leva med kompromiss. En kompromiss som skapas av att man genom ett riktigt bra nedre mellanregister, eller övre bas, bygger upp en illusion om djup och bra bas. En illusion som fungerar så bra att många anser att små högtalare har bra bas. För faktum är att det nedre mellanregistret, eller övre basen, är avgörande för hur vi upplever den allra djupaste basen.
Men, akta dig för att lyssna på aktiva bassystem med stora element. Det riskerar att ruinera dig och din fru kan bli vansinnig.