I genomsnitt kan det mänskliga hörselsinnet vid unga år uppfatta toner mellan 20 och 20 000 Hz. Med tilltagande ålder avtar förmågan att höra höga frekvenser. Vid 20 år hör man till ca 18 000 Hz och därefter avtar den övre gränsen med ca 2000 Hz per 10 år. En 50-åring hör enligt denna regel upp till 10 000 Hz, men det finns mycket stora individuella variationer. Bullerskador kan snabbt sätta ned förmågan att höra höga frekvenser.

Det som örat i genomsnitt uppfattar som en fördubbling av ljudstyrkan (individuella skillnader finns) kallade Bell för 10 dB. Enligt detta måttsystem blir 20 dB en fyrdubbling av ljudstyrkan, 30 dB en åttadubbling, 40 dB en 16-dubbling etc. Om ljudstyrkan minskar till hälften betecknar man detta med —10 dB etc.

                                        Jetmotor ..........................(25 m) 140 dB

                                        Nithammare................................ 130 dB =SMÄRTGRÄNS

                                        Propellerplan................... (50 m) 120 dB

                                        Bergborr maskin......................... 110 dB

                                        Plåtverkstad................................ 100 dB

                                        Tung lastbil................................... .90 dB

                                        Starkt trafikerad gata..................... 80 dB

                                        Personbil..................... ..................70 dB

                                        Vanligt samtal .......................(1 m) 60 dB

                                        Lågmält samtal ......................(1 m) 50 dB

                                        Dämpad radiomusik........................ 40 dB

                                        Viskning (1 m)................................ 30 dB

                                        Tyst stadsvåning............... ...............20 dB

                                        Prassel från löv.................................10 dB

Ljudåtergivning via skiv- och bandspelare är alltid behäftad med vissa tonhöjdsvariationer som kallas svaj (eller svajning). Orsaken är att de mekaniska detaljerna som driver skivan och bandet inte kan fungera med absolut precision. Svaj hörs värst på långsam musik, t ex piano.

Data för en ljudanläggning mäts med hjälp av ett antal mätinstrument, som ger en tekniskt riktig bild av prestanda. Örat reagerar dock i vissa fall på ett annat sätt. Man modifierar därför mätresultaten så att de överensstämmer med örats uppfattning av data. Detta kallas vägning och de korrigerade värdena kallas vägda värden.

Även mycket sammansatta ljud kan med gott resultat överföras via en enda högtalare. Ljudet kommer då från en punkt via en överföringskanal, och man kallar detta för monoåtergivning.

Överför man ljudet på tvä kanaler, alltså genom två mikrofoner, två förstärkare, två högtalare etc, får man en mer naturtrogen återgivning av det ursprungliga ljudet. Man kallar detta för stereoåtergivning

Vid en ljudöverföring måste alla frekvenser återges med rätt inbördes styrka. Egenskaperna i detta avseende beskrivs med hjälp av en frekvenskurva enligt fig. 2. Frekvensområdet brukar räknas mellan de punkter där kurvan har fallit 3 dB (-3 dB i fig. 2).

Fig. 2. En frekvenskurva kan t. ex. visa sambandet mellan ljud styrkan och frekvensen.

Distorsion betyder egentligen förvrängning, men har fått innebörden "illalåtande". Det finns ett stort antal orsaker till att distorsion uppträder. Det finns dock endast ett fåtal typer av distorsion:

Vid ljudöverföring uppstår andra typer av icke önskade signaler vid sidan av distorsion. Brum är en störning med låg frekvens. Brus sträcker sig över hela det hörbara frekvensområdet och låter ungefär som ett vattenfall.

Det önskade ljudet kan överrösta — maskera - brum, brus och eventuella andra störningar, under förutsättning att ljudet är tillräckligt starkt. Vad som är tillräckligt beror av det önskade ljudets karaktär. Klassisk musik kan kräva att störningarna ligger ca 60 dB under musikens starkaste partier. Popmusik däremot kanske endast kräver 30 dB. (Musiken låter då 64 ggr resp. 8 ggr starkare än störningarna.)

 Förhållandet mellan det önskade ljudet och summan av brum, brus och ev. övriga störningar kallas signal/brusförhållande och förkortas S/N (efter engelskans signal/ noise). Man kan också använda termen störavstånd, och måttenheten är i samtliga fall dB.

En förstärkare kan kopplas till ett antal programkällor, dvs skivspelare, bandspelareoch radio (om inte denna redan är inbyggd), samt till eventuellt ytterligare apparat, t ex TV eller filmprojektor. I vissa förstärkare finns dubbla programingångar, så att två skivspelare, två bandspelare etc kan anslutas.

Med volymkontrollen ställs ut-effekten och därmed ljudstyrkan in. Volymen är ofta försedd med en "fysiologisk" tonkontroll, som förbättrar balansen mellan bas, diskant och mellanregister när man spelar med låg volym. Denna funktion kallas "loudness" eller "contur" och bör vara urkopplingsbar.

Denna kontroll ändrar styrkeförhållandet mellan kanalerna, varvid ljudbilden flyttar sig i sidled mellan högtalarna. I studiosammanhang kallas detta "panorering". Balanskontrollen skall ställas in så att ett monoprogram verkar komma från en punkt mitt emellan högtalarna.

Normalt finns en bas- och en dis-kantkontroll för anpassning av programmaterialet och/eller rummets akustiska egenskaper till den personliga smaken. Det finns ibland också en kontroll för mellanregistret som kallas "pre-sens-kontroll". Orsaken är att röster, sång etc verkar vara "närmare" när mellanregistret höjs och "längre bort" när det sänks. Även mer avancerade konstruktioner med 5—10 kontroller på olika frekvenser förekommer.

Det finns ett antal s k filterfunktioner som påverkar frekvenskurvan. Vanligast är "nål-raspfilter" som dämpar diskanten och "rumble-filtren" som minskar den lägsta basen.

En förstärkares "styrka" anges i watt eller dBp. Sambandet framgår av fig. 3

Fig. 3. Sambandet mellan effekt uttryckt i watt och i dBp (effektivnivå i dB över en picowatt).

Förförstärkare

Med radioenhet — på engelska tuner — menas en mottagare som saknar effektsteg och som alltså inte kan driva högtalare, utan måste anslutas till en förstärkare.

FM

 Förkortning av frekvensmodulering, vilket anger den princip som används vid radioöverföringen. FM ger HiFi-kvalitet och möjlighet att överföra stereo.

AM

Förkortning av amplitudmodulation, vilket anger principen för radioöverföringen. AM används på lång-, mellan- och kortvåg och ger inte HiFi-kvalitet.

För att underlätta inställning finns en indikator (ofta ett visarinstrument) som visar den mottagna stationens styrka. Man ställer in stationen så att indikatorn gör ett så stort utslag som möjligt. Ofta finns ytterligare en indikator som noggrannare visar när stationen är rätt inställt. Denna indikator skall visa noll, varför nolläget är placerat på mitten av skalan.

Består ofta av en lampa som lyser när mottagaren är inställd på en sändare som ingår i stereonätet. Det är dock ingen indikering av att programmet sänds i stereo.

Anordning för indikering av flervägsdistorsion . Olika metoder: uttag för speciellt mätinstrument (används vid antenninstallationen), inställningsindikator som kopplas så att enbart distorsionen mäts (utslaget skall helst vara noll). Omkoppling av mottagaren så att endast distorsionen hörs (ljudet skall vara så svagt som möjligt).

Pilottonsfilter

Vissa skivspelare har fast inställda hastigheter som inte kan ändras, andra har inställningsmöjligheter (olika principer finns). I så fall fordras någon anordning som visar när rätt hastighet är inställd. Ett sådant är ett »stroboskop», som kan utgöras av ett antal prickar på skivtallrikens periferi som belysas med en lampa. När hastigheten är rätt inställd verkar dessa prickar stå stilla, annars rör de sig åt ettdera hållet. Det finns också lösa stroboskop som man kan lägga på skivans etikett.

Compliance - anger pick-upnålens medgörlighet att förflytta sig då den utsätts för en kraft lika med 1 dyn. Ju högre värde för compliance, desto bättre följsamhet erhålles vid ett givet nåltryck. Compliance anges i cm/dyn.

Dyn

Dyn - är den kraft som ger massan 1 gram en acceleration av 1 cm/sek.²

^{Dynamisk pickup}

Dynamiskpick-up - den dynamiska pick-upen har en permanent magnet och en rörlig spole. Avspelningsnålen styr spolens rörelser och i lindningarna induceras då en elektrisk spänning. Den magneto-dynamiska pick-upen däremot är så konstruerad att permanent-magneten är rörlig och utförd som en tunn stav, medan spolen är fast monterad. Gemensamt för dessa pick-uper är att de avger en relativt låg utspänning, endast några få millivolt.

För att kunna spåra bra måste nålen vara följsam, vilket innebär att nålen är mjukt upphängd. Egenskapen i detta avseende kallas fjädringsmjukhet och mäts i enheten mN/ um, vilket anger hur många um (1/1000 mm) som nålen fjädrar undan när spetsen utsätts för 1 mN (0,1 »gram») kraft. För HiFi-pickuper krävs en fjädringsmjukhet på minst 15.

Pickupen lämnar vid avspelning av en skiva en viss spänning till den efterföljande förstärkaren. Det är viktigt att förstärkaren klarar av den högsta spänning som pickupen kan avge (vid avspelning av mycket kraftigt inspelade skivor).

Pickupen skall belastas med en viss impedans för att uppfylla utlovade data. Ett vanligt värde på impedansen är 47 kohm.

Den nål som går ner i skivans spår är tillverkad av diamant. Nålen är permanent fastsatt på en mycket liten och lätt s k nålarm. Även om diamant är ett mycket hårt material är livslängden inte obegränsad. 500 timmars livslängd brukar anges under förutsättning att nålen inte skadas genom ovarsam behandling eller slits onormalt fort genom dåligt skötta skivor.

Det finns tre vanliga nålformer, den runda (eller sfäriska) i billigare pickuper, elliptisk nål som ger mindre distorsion men som är dyrare i tillverkning och specialslipade nålar ursprungligen avsedda för s k fyrkanalskivor.

Nål med nålarm och ytterligare några detaljer brukar lätt kunna tas bort från pickupen som en enhet och bytas mot en ny.

Pickupens förmåga att följa skivans spår utan att "släppa kontakten" i någon punkt kallas spårning. Spårningsförmågan har avgörande betydelse för skivslitaget. Ökning av nåltrycket förbättrar (till en viss gräns) spårningen. Detta är orsaken till att man rekommenderar högsta tillåtna nålkraft.

Dålig spårning p g a för låg nålkraft sliter skivorna mest. För hög nålkraft sliter också men med en HiFi-pickup kan man inte komma upp i farligt höga värden.

Den kraft med vilken pickupnålen trycker mot skivspåren (nålanliggnings-kraften eller nåltrycket) måste vara inställbar. Olika konstruktioner finns, men de har alla två funktioner: balansering av tonarmen så att pick-uper med olika tyngd kan användas och inställning av nålanliggningen på rätt värde. En skala för nåltrycket måste finnas. Enheten för nålkraften är numer millinewton (mN) = 0,1 "gram". Ett vanligt värde för HiFi-pickuper är 20—30 mN (2-3 "gram").

Bandspelare finns av två typer: spolbandspelare(Rullbanspelare) där tonbandet är upplindat på lösa spolar, och kassettbandspelare där tonbandet med sina två spolar ligger inneslutet i en kassett av plast. Spol-bandspelaren är ofta tekniskt avancerad och gerden bästa ljudkvaliteten, men bör användas endast av tekniskt intresserade och insatta personer för att apparatens möjligheter skall kunna utnyttjas. Kassettbandspelaren är den enkla apparaten för alla, vilken dock för hembruk ger fullt tillräcklig kvalitet i alla avseenden.

Manövrering

För manövrering av bandet (in-och avspelning, spolning fram och back etc) fordras ett antal kontroller. Dessa kan vara mekaniska eller elektriska. I det senare fallet kan fjärrkontroll lätt anordnas.

Räkneverk

En 3- eller 4-siffrig indikator visar var man är på bandet. Räkneverket visar i vissa fall speltiden i minuter, men det är mindre vanligt.

Automatiska funktioner

 Återspolning till noll på räkneverket (återspolningsminne, memory counter, memory rewind etc). När vid återspolning noll uppnås på räkneverket stoppas bandet.

Automatiskt stopp + återspolning. När bandet är slut, spolas det tillbaka till början och stannar.

Återspolning 4- avspelning. När bandet har spolats tillbaka till början påbörjas avspelningen automatiskt.

Ovanstående funktioner kan kombineras så att t ex kontinuerlig avspelning av en bandsida (eller delar av en sida) erhålls.

Utstyrningsinstrument

Som regel finns två visarinstrument för mätning av bandets inspelningsstyrka (utstyrning). Man vill spela in bandet så kraftigt som möjligt så att inte bruset från bandet blir störande, men man får inte spela in för kraftigt för då uppstår distorsion. Två typer av instrument finns, dels VU (voltage unit) som känner programmets medelvärde, dels toppvärdesvisande som känner av de starkaste partierna i programmet. Det senare ger större säkerhet mot överstyrning av bandet. Båda typer av mätare skall slå upp till 0 dB (eller 100 %) för de starkaste avsnitten i programmet. I stället för instrument kan rader av små lampor (lysdioder, LED) användas.

Automatisk utstyrning

 Utstyrning för hand med hjälp av instrumenten kräver en ständig uppmärksamhet. Utstyrningen kan emellertid skötas helt automatiskt med elektroniska kretsar. Automatisk utstyrning tenderar dock att utjämna dynamiken. Om man vill spela in seriös musik med stor dynamik bör man ställa in utstyrningen manuellt.

Brusreducering

För att HiFi-kvalitet skall uppnås med kassettband, fordras brusreducering i bandspelaren. Olika konstruktioner finns: DNL (dynamic nose limiter) som reducerar bruset enbart vid avspelning och Dolby, ANRS, dBx etc som förstärker svaga delar av programmet vid inspelning och försvagar samma partier lika mycket vid avspelning, varvid även bruset försvagas. I programmets kraftigare avsnitt har brusreduce-ringssystemet ingen inverkan, men där maskeras bruset av själva programmet och hörs av den anledningen inte.

Förmagnetisering

För att kvalitetsinspelningar på tonband överhuvud taget skall kunna utföras måste man - tillsammans med programsignalen — spela in en ohörbar hög ton (ca 100 kHz). Denna extra signal kallas förmagnetisering eller bias. Biåsens storlek påverkar flera av bandets egenskaper, och bandspelaren har därför en omkopplare för olika bandtyper. Den kan ha två eller tre lägen för järnoxid- och kromband respektive järnoxid-ferrikrom- och kromband. I vissa bandspelare finns det dessutom en kontinuerligt justerbar förmagnetisering. Hur bias- och dolby-inställningama kontrolleras beskrivs i en separat artikel.

Frekvenskorrektion

För att en rak frekvenskurva skall uppnås, måste frekvenskurvan korrigeras både vid in- och avspelning. Olika bandtyper behöver olika korrektion. Bandspelarna har därför en korrektionsomkopplare — ofta kallad equalizer (eq) — i två eller tre lägen. Bias- och eq-om-kopplaren kan vara kombinerad, varvid apparaten får en enda bandtypsomkopplare.

Flutter

F/utter - relativt snabba frekvensvariationer över 10 Hz. - Se svaj.

Svaj

Bandets låga hastighet gör det mekaniskt svårt att få goda svaj värden. Till det bidrar att kassetten innehåller viktiga delar av bandtransporten. Kvalitetsskillnader i kassettens mekaniska utförande påverkar därför svajet. Svajets karaktär har betydelse för hur störande det är. Snabbt svaj ger t ex ett "orent" ljud. Stor skillnad mellan svajets ovägda och vägda värden kan tyda på en sådan svajkaraktär.

Tonhuvud

In- och avspelningen på bandet sker via ett eller två tonhuvuden. Flera material kan användas: permalloy, senalloy eller ferrit. De olika materialen har olika magnetiska och mekaniska egenskaper och har både för- och nackdelar.

Duoplay

Duoplay - möjligheten att göra en inspelning på det ena spåret samtidigt som man kan avlyssna det andra.

 

Dolbynivå

För att brusreduceringssystsem av Dolbytyp skall fungera korrekt måste in- och avspelningsnivåerna vara lika. Denna s k dolbynivå bestäms av bandspelarens inställning (ofta inre inställningar) och av tonbandets egenskaper (känsligheten). Vissa bandspelare har från frontpanelen åtkomliga justeringsorgan för dolby-nivån.

 

Högtalare

I högtalaren omvandlas signalen från förstärkaren till ljud. Det hörbara tonområdet spänner över ett stort frekvensområde. I våglängd räknat från ca 20 m till ca 2 cm. Hur man än konstruerar högtalaren (för hembruk) blir den liten i förhållande till våglängden i basen och därmed blir verkningsgraden dålig. Den blir å andra sidan stor i diskanten och då får högtalaren ofrånkomligt en riktverkan på diskantljudet.

Högtalarelement

 De systemen som omvandlar signalen från förstärkaren till hörbart ljud kallas högtalarelement. I HiFi-sammanhang använder man flera element som täcker var sitt frekvensområde. Elementen består av en kraftig magnet i vilket en spole rör sig. Spolens rörelse överförs till en s k kon som måste vara så stor (i förhållande till ljudets våglängd) att ljudet kan överföras till luften.

Baffel

Baffel - är en skiva (ljudskärm) på vilken högtalaren monteras för att förhindra akustisk kortslutning. Högtalarens membran ger upphov till ljudvågor som dels går framåt dels bakåt. För att förhindra att dessa ljudvågor påverkar varandra (akustisk kortslutning) används en ljudskärm, en s.k. BAFFEL.

Bashögtalare

Högtalarelement som täcker de låga frekvenserna.

Mellanregisterhögtalare

Högtalarelement som täcker mellanregistret, där den viktigaste informationen hos tal och musik ligger.

Diskanthögtalare

Högtalarelement som täcker de höga frekvenserna. Könen är ofta utförd som en kupol för att sprida ljudet (dometweeter).

Lådprinciper

 Elementen monteras i ett varierande antal i en låda, vars funktion är att åstadkomma en önskad basåtergivning. De två vanligaste lådtyperna är:

Sluten låda, där volymen och baselementets egenskaper bestämmer hur långt ner i frekvens högtalaren fungerar.

Basreflexlåda har en öppning vars storlek och form är avpassad så att önskade basegenskaper uppnås med det använda högtalarelementet.

Impedans

Högtalaren belastar förstärkaren med en viss impedans. HiFi-högtalare har vanligen 4 eller 8 ohms impedans. Impedansen varierar avsevärt med frekvensen, men får inte inom någon del av tonområdet vara lägre än 80 % av 4 resp. 8 ohm.

Delningsfilter

Delningsfilter (eng. cross-over network) - En kombination av spolar och kondensatorer för att vid en bestämd frekvens, delningsfrekvensen, dela ett frekvensområde. Exempelvis kan man dela frekvensområdet 20-20.000 Hz i ett basregister, ett mellanregister och ett diskantregister.

 

Verkningsgraden

för en högtalare är förhållandet mellan det av högtalaren levererade hörbara ljudets effekt (akustiska uteffekten) och den inmatade elektriska effekten. Verkningsgraden för högtalare är mycket låg, 0,1 — 0,5 % är vanliga värden.

Web www.hifigoteborg.se