Reference Sounds Did You Know #4 – The Power of Compression.

We hebben er al heel wat kinderen teleurgesteld naar zien kijken. Met vette vingertjes tevergeefs speurend naar de glimmende dome van de tweeter om hem vervolgens liefdevol tot gortepap te drukken. Daar hebben de engineers van JBL een hoorntje voor gestoken. Niet per se omdat ze een hekel hebben aan kindervingertjes maar vanwege een diep geworteld geloof in het gebruik van de compressiedriver plus hoorn als optimale weergever van de hoge tonen. Maar wat zit er eigenlijk achter die als gesmolten brievenbus ogende hoorn en waarom is JBL er zo gek mee. We vertellen je er alles over in deze nieuwe Did You Know.

Eigenlijk begint dit verhaal diep in de vorige eeuw. Ergens rond 1927, gemotiveerd door de introductie van de geluidsfilm besluit een filmmaker dat het hoog tijd is om films van stuk dialoog en geluid te voorzien. Tot dan toe waren de films stil. Hooguit begeleid door een spaarzaam stuk pianospel of een vent met een stuk hout, hengstend op het podium wanneer Charlie Chaplin weer eens met zn gaffeltje tegen de deur liep. De muziek op de geluidsfilm liep synchroon met de weergave van de film en moest natuurlijk gereproduceerd worden en wel zo dat het de hele zaal kon vullen. Elektrische Wattjes waren schaars dus moet de gebruikte speaker efficiënt zijn en het geluid gericht op het publiek projecteren. James B. Lansing was een absolute pionier op het gebied van luidspreker techniek en ontwikkelde speciaal voor deze applicatie een unieke compressiedriver hoorn combinatie. In 1939 won het MGM Theater, uitgerust met Lansing’s Shearer Horn System een Academy Award voor beste geluid. Hij timmerde de basis voor Cinema en Live geluid zoals wij dat nu kennen en startte uiteindelijk in 1946 zijn commerciële bedrijf. James B. Lansing Sound. JBL.

Efficiëntie en het beheersen van het afstraalgedrag vormen dus de hoofdingrediënten van JBL’s compressiedriver hoorn combinaties. Maar hoe? Verreweg de meeste speakers zijn voorzien van een ‘normale’ dome tweeter. Veelal zo’n 25mm in diameter, komend in de meest exotische materiaalsoorten en super aantrekkelijk om even lekker in te drukken. Deze direct stralende driver is een beproefd concept en speakerbouwers bouwen hier fantastische luidsprekers mee. Toch heeft deze techniek – net als iedere andere – zijn uitdagingen. Allereerst vormt de overgang van de kleine dome naar het grote omringende luchtvolume een uiterst inefficiënte koppeling. Het is precies de reden waarom de ouders langs de zijlijn van het hockeyveld hun handen rond de mond krommen als ze hun Wouterrrr toeschreeuwen.

De akoestische mismatch van tweeter dome naar lucht als gevolg van de akoestische stralingsimpedantie maakt dat slechts een heel klein deel van het elektrische ingangssignaal omgezet wordt in geluid. Slechts zo’n 2 tot 5%. De rest moet het arme tweetertje verstouwen in zijn spreekspoel met toenemende vervorming en risico tot overbelasting als gevolg. Daarnaast is die energie opbrengst van de tweeter heel erg afhankelijk van de hoek waaronder je hem toehoort én bovendien heel frequentie afhankelijk. Recht voor de speaker is zijn geluidsopbrengst super strak maar naast de as van de speaker zakt de opbrengst als een pudding in elkaar. Het gevolg is een relatief kleine plek waar de speaker zijn energie in optimale klankbalans projecteert – de sweetspot. Niet ideaal dus als je met het hele hockeyteam van een film of stuk muziek wil genieten.

Dit is precies de reden waarom James in 1927 de eerste Compressiedriver hoorn combinatie ontwikkelde. Met talloze patenten is JBL heer en meester van deze techniek. Een kunstig samenspel tussen driver en hoorn, overgang van hoge naar lage akoestische stralingsimpedantie en het gericht de kamer in projecteren van energie. Het begint met de driver. In plaats van de directe koppeling aan de lucht zoals bij een standaard tweeter, koppelt JBL het diafragma aan een kleine kamer – de compressiekamer. Vervolgens kan de opgebouwde energie de compressiekamer verlaten via een faseplug voorzien van kleine openingen. Door deze speciale constructie neemt de geluidsdruk toe, een beetje alsof je de rubberen tuinslang dichtknijpt terwijl je staat te sproeien. Hier zit dan ook de eerste winst in efficiëntie.

JBL D2 Compressie Driver doorsnede

Vervolgens koppelt JBL de compressiedriver aan een speciaal gevormde hoorn waarbij de hals met kleine opening direct aan de driver wordt gekoppeld. De hals loopt vervolgens uit naar de hoornmond die aanmerkelijk groter is. De lage stralingsimpedantie van de bron wordt zo veel beter aangepast aan de hoge stralingsimpedantie van de lucht waardoor de efficiëntie opnieuw toeneemt. Het maakt de combinatie van compressiedriver en hoorn extreem veel efficiënter dan zijn traditionele dome variant en levert zomaar 20dB meer output bij hetzelfde ingangssignaal. Lekker als je de Gelredome van geluid wil voorzien en op 50 meter afstand nogsteeds 100dB geluidsdruk wil aantikken.

JBL perfectioneert en verfijnd deze techniek al jaren voor thuis gebruik. En nou komt de truc – wij hebben die extreme geluidsdruk in onze woonkamer of cinema helemaal niet nodig! Om de boel in balans te krijgen wordt het elektrische ingangssignaal van de tweeter namelijk verzwakt zodat hij op het zelfde niveau speelt als zijn inefficiëntere metgezellen, de midrange en woofer. En omdat die tweeter zo zuinig omspringt met het aangeboden elektrisch vermogen gaan er maar heeel weinig wattjes naar de spreekspoel van de tweeter. Die worden namelijk allemaal afgevangen in het scheidingsfilter van de speaker. Het gevolg: de elektrische belasting is minimaal, net als de membraanuitwijking en de vervorming. En daar gaat het JBL om. Het dynamisch en onvervormd weergeven van de hoge tonen zonder enige vorm van stress.

JBL HDI hoorn

En dan de vorm van die hoorn. Iets waarin JBL ook al jaren de absolute koning is. Van de Shearer’s in de jaren 30. Gevolgd door de Folded-Plate Acoustic Lenses, de Dolly Parton’s en de Bi-Radial Horn’s tot de HDI technologie van vandaag. Voortschrijdend inzicht gevoed door steeds beter wordende meettechnieken en onderzoek hebben de hoornsystemen gevormd tot wat ze nu zijn. Er is namelijk een directe relatie tussen de vorm van de hoorn en zijn afstraalgedrag. Net als tussen de afmeting en zijn werkgebied. Daarnaast is een hoorn verre van heilig. In tegendeel zelfs, er kleven behoorlijk wat uitdagingen aan die techniek en in alle eerlijkheid zitten er bij andere ontwerpers ook heel veel schreeuwlelijken tussen. Onder audiofiel publiek heeft de hoorn dan ook niet altijd een even liefdevolle waardering. Mechanische resonanties van de hoorn als gevolg van dunwandige constructies, en langs resonanties over de lengte van de hoorn kunnen bepaalde tonen luider doen klinken dan andere. En dat is natuurlijk niet echt prettig. Zo niet bij JBL.

De laatste generatie hoorn hebben de mannen High Definition Imaging Wave Guide gedoopt. HDI voor vrienden. De speciale aperture van de dikwandige hoorn dirigeert de energie vakkundig richting de luisteraar waarbij de lobben in de hoornmond resonanties elimineren. Daarbij past de afstraling van de hoorn en dus de tweeter veel beter bij het afstraalgedrag van de woofer of midrange waarmee hij een eenheid moet vormen. De openingshoek waarin een JBL luidspreker optimaal uitgebalanceerd presteert is daarmee veel groter dan bij een standaard luidspreker en daar waar hij begint te bundelen doet hij dat veel gecontroleerder.

Een JBL luidspreker met compressiedriver en HDI hoorn klinkt super energiek en dynamisch. Meeslepende muzikale impulsen of filmeffecten worden extreem natuurgetrouw en met het grootste gemak weergegeven. Daarbij kan er over een veel groter zitvlak van optimale klank genoten worden. Dynamieksprongen volgt hij met 2 vingers in de neus. Zonder enige stress of risico op overbelasting. Geen wonder dus dat JBL het meest geliefde merk is voor de Cinema en wij er in het Reference Sounds Experience Center 17 in onze Cinema gesleuteld hebben.

Heel verhaal weer. Korte samenvatting? Nou toe maar dan:

JBL Compressiedriver + HDI hoorn = Super efficient + hoog belastbaar + grote sweetspot