Terugblik Project 177

door Bob Vos (©2006):

Op dinsdag 16 mei 2006 organiseerde de Nederlandse sectie van de AES een bijeenkomst in het Beatrix-gebouw in Utrecht. Op deze buitengewone AES avond waren er twee van over de hele wereld bekende sprekers aanwezig. De sessie werd geopend door de vice-voorzitter Peter Swarte. Hij introduceerde bij de meer dan 80 bezoekers de beide sprekers.  Neville Thiele werd geboren in Brisbane op 4 december 1920(!) en Richard H.Small is van 1935, geboren in San Diego,  Californië. Al meer dan 30 jaar zijn de Thiele/Small (T/S) parameters de standaard voor diegenen die zich met het ontwerpen van luidsprekers bezig houden. In de zeventiger jaren van de vorige eeuw werd er door de beide sprekers fundamenteel onderzoek gedaan hoe je het gedrag van een nog te bouwen luidspreker al van tevoren kon simuleren. Zij publiceerden vervolgens hun bevindingen als Papers in het gezaghebbende Journal of the AES. De resultaten van hun theorieën en onderzoekingen zoals die in de toenmalige  Papers werden gepubliceerd kennen we vandaag de dag als de  Thiele-Small Parameters.

Neville Thiele

Neville Thiele was indertijd  technisch specialist en ontwikkelaar bij de Australian Broadcasting Commission en onder meer verantwoordelijk voor de gang van zaken bij het  Federal Engineering Laboratory. Richard Small was op dat moment (1964) student op de School of Electrical Engineering die deel uitmaakte van de universiteit van Sydney. Hij was erg in luidsprekers geïnteresseerd. Een van de docenten, Bob Frater, vertelde dat er onlangs een interessante publicatie op luidsprekergebied was verschenen. Richard kwam al snel in contact met Neville, ze wisten natuurlijk toen nog niet dat dit het begin werd van hun levenslange vriendschap. Samen voerden zij gedurende een aantal jaren onderzoek uit op het terrein van het ontwerpen van luidsprekers. Op de AES-avond in Utrecht werd  dat dan ook al snel duidelijk. Subtiele buitengewoon geestige grappen over en met elkaar volgden elkaar in hoog tempo op. Wat de bezoekers zich zeker nog lang zullen herinneren is hoe Richard vertelde dat ze vroeger alle metingen punt voor punt uitvoerden en in een grafiek brachten. Later gebeurde dit natuurlijk met de computer. Tijdens de live demonstratie verschenen de grafieken voor de toehoorders in een flits op het scherm waarop hij zei: "O, wat gaan de computers toch snel tegenwoordig, wat vervelend, nu zie je de opbouw van de grafiek niet goed!" De zeer vitale 86-jarige Thiele presenteerde zijn verhaal met behulp van de laptop op een zodanige manier dat de aandacht geen moment verslapte. De zaal luisterde ademloos naar zijn betoog. Zelfs op zeer hoge leeftijd kon je merken dat hij nog steeds onder de indruk was van de wonderen van de elektro-akoestiek en de radio. Hij maakte overigens al op twaalfjarige leeftijd kennis met die Radio (het was toen 1932!). De kleine Neville zong toen samen met zijn broer als sopraan bij Radio Brisbane.

Richard Small

Wat was nu het baanbrekende van hun later gezamenlijk uitgevoerde onderzoeken? Zij bedachten een theorie waarbij de mechanische en elektrische eigenschappen van een luidspreker (stijfheid van de conus, de compliance, de resonantie van de kast, de resonantiefrequentie, de spreekspoel-impedantie en nog vele andere parameters) getransformeerd werden naar een elektrisch model. Dit model werd gevormd door een samenstel van weerstanden, spoelen en capaciteiten. Omdat de gegevens van de onderdelen van dit samenstel in berekeningen (en later in computermodellen) kunnen worden omgezet kun je zonder dat een luidspreker gebouwd is of in een kast geplaatst is, goed voorspellen hoe het gedrag zal zijn. Dit is iets wat natuurlijk elke luidsprekerontwerper wil weten: "Hoe gaat mijn ontwerp klinken?" Kortom, de methode, het omzetten van elektromagnetische, elektromechanische, en akoestisch gegevens in een mathematisch model was voor die tijd volstrekt nieuw. Maar wat het werk van Thiele en Small interessant maakt is dat door de parameters T/S in de modellen van de computersimulatie te gebruiken, luidsprekers ontworpen kunnen worden zonder ze fysisch te moeten bouwen. Ze gingen bij het meten van een luidspreker uit van een verbluffend eenvoudig principe. Een luidspreker kan opgevat worden als een samenstel van weerstand, inductie en capaciteit. Op dit circuit zijn de standaard wisselstroomtheorieën van toepassing.

Vanuit een variabele signaalbron (toongenerator) werd via een versterker energie aan een luidspreker toegevoegd.   

 

Als we de luidspreker in verschillende behuizingen plaatsen zien we dat de behuizing het uiteindelijke resultaat bepaalt. De grote verdienste van Thiele en Small was het omzetten van de praktijkmetingen in een theoretisch model.

Na een uitvoerige uitleg hoe we een luidspreker moeten meten (moet het nu in een dode kamer of wellicht in het open veld en hoe stellen we de luidspreker tijdens de metingen op, etc. etc. ) kwam nog één onderwerp naar voren. Er is geen referentie meer waarmee we een door een luidspreker weergegeven geluid kunnen vergelijken. Vroeger was dit makkelijk, je liet  een orkest of band live spelen waarna de opname vervolgens werd weergegeven via de luidspreker die je wilde beoordelen. Dan kon je vaststellen of er sprake was van werkelijkheidsweergave. Tegenwoordig is vrijwel alle muziek afkomstig vanuit gemanipuleerde opnamen waarbij het maken van een nieuwe werkelijkheid de norm is. Dit vergelijken met het basismateriaal is dan nauwelijks meer mogelijk. Toch blijft de vraag naar goede weergevers nog steeds van kracht, ondanks de toenemende vraag naar luidsprekers die goede lage tonen moeten weergeven vanuit een open plekje in de boekenkast.