HC12 - elektro.pptx

# Basisprincipes van akoestiek en signaalomzetting Dit onderwerp verkent de fundamentele concepten van geluid, de omzetting van akoestische naar elektrische signalen en vice versa, en de invloed van diverse systemen op geluidskwaliteit. ## 1. Geluid als signaal Geluid begint vaak als een elektrisch signaal, zoals hersenactiviteit, dat via spraakorganen wordt omgezet in akoestisch geluid. Omgekeerd wordt akoestisch geluid via een microfoon omgezet in een elektrisch signaal. Dit elektrische signaal kan vervolgens worden doorgegeven naar een luidspreker, die het weer omzet in akoestisch geluid. In het menselijk oor wordt dit opnieuw omgezet in een elektrisch signaal dat naar de hersenen gaat. Deze omzettingen vinden plaats via snoeren of intern in het lichaam. Elk systeem in de signaalketen, van microfoon tot luidspreker en hoortoestel, heeft invloed op de geluidskwaliteit. Een hoortoestel kan bijvoorbeeld specifieke frequenties versterken of dempen, terwijl een luidspreker doorgaans alle frequenties versterkt. Stemversterking kan de luidheid verhogen en de belasting van de stem verminderen. Ook de omgeving, zoals akoestische eigenschappen van een ruimte, beïnvloedt hoe geluid de ontvanger bereikt en daarmee de verstaanbaarheid. ### 1.1 Elektrische lading en potentiaal Stoffen bestaan uit atomen, met een kern (protonen, neutronen) en schillen (elektronen). De lading van protonen ($+$) en elektronen ($-$) beïnvloedt de versterkings- en overdrachtssystemen. Een verschil in lading tussen de kern en schillen kan leiden tot vrije elektronen en een restlading (overschot of tekort aan elektronen). Een geladen stof streeft naar neutraliteit. Dit "streven" wordt potentiaal genoemd en wordt uitgedrukt in Volt (V). Neutrale lichamen en de aarde hebben een potentiaal van 0 V. Een tekort aan elektronen resulteert in een positieve potentiaal, een overschot in een negatieve potentiaal. #### 1.1.1 Spanningsverschil en elektrische stroom Tussen twee lichamen met een verschillend potentiaal (zelfs als beide negatief of positief geladen zijn) ontstaat een spanningsverschil ($U$). Door deze lichamen met een geleider te verbinden, verplaatsen elektronen zich van de negatieve naar de positieve pool om neutraliteit te bereiken. Dit is de elektrische stroom. De conventionele stroomzin is tegengesteld aan de elektronenstroom. #### 1.1.2 Elektriciteitsleerbegrippen * **Spanning ($U$)**: Gemeten in Volt (V). Dit is de "stuwkracht" of de oorzaak van de stroom. * **Elektrische stroom ($I$)**: Gemeten in Ampère (A). Dit is het gevolg van de spanning. * **Vermogen ($P_{el}$)**: Berekend als $P_{el} = U \times I$. De eenheid is Watt (W). * **Weerstand of impedantie ($R_{el}$)**: Berekend als $R_{el} = U / I$. De eenheid is Ohm ($\Omega$). ### 1.2 Analogieën in natuurkunde * **Mechanica**: Vermogen ($P_m$) is $F \times v$. Weerstand/impedantie ($R_m$) is $F / v$. * **Akoestiek**: Vermogen ($P_{ak}$) is $p \times v$. Weerstand/impedantie ($R_{ak}$) is $p / v$. ## 2. Elektromagnetisme en inductie ### 2.1 Inductie en magnetische velden Stroom door een geleider wekt een magnetisch veld op. Dit fenomeen, inductie, wordt gebruikt om signalen door te geven zonder fysieke geleider, bijvoorbeeld in hoorsystemen met een ringleiding of telecoil. #### 2.1.1 De rechterhandregel Bij een rechte geleider: leg de duim in de richting van de stroom; de vingers tonen de richting van het magnetische veld. #### 2.1.2 Magnetisch veld in een lus en spoel Wanneer een geleider in een lus wordt gelegd, geven de vingers de richting van de stroom aan, terwijl de duim de richting van het magnetische veld aangeeft. Meerdere lussen achter elkaar vormen een spoel of solenoïde, die zich bij doorlating van stroom gedraagt als een permanente magneet met een noord- en zuidpool. #### 2.1.3 Inductie: elektrische naar magnetische en omgekeerd Inductie is het omzetten van een elektrisch signaal naar een magnetisch veld en vice versa. 1. Een elektrisch signaal (uit een microfoon) kan via lusjes een magnetisch veld opwekken. 2. Een magnetisch veld kan stroom laten lopen in een leiding (inductie). Dit fenomeen wordt gebruikt in toestellen die een elektromagnetisch veld uitstralen en in een spoel een stroom opwekken die karakteristiek is voor het akoestische geluid. Dit wordt vervolgens weer omgezet in een elektromagnetisch veld en akoestisch signaal. ### 2.2 Eigenschappen van magnetische velden * **Veldsterkte ($H$)**: De sterkte van een magnetisch veld, gemeten in het midden van een spoel. Deze wordt bepaald door de stroom ($I$) en het aantal windingen per lengte-eenheid ($n/l$). * Voor spoelen waarbij de lengte ($l$) groter is dan de diameter ($d$): $H = (n \times I) / l$. De eenheid is Henry per meter (H/m). * Voor spoelen waarbij de lengte ($l$) kleiner is dan de diameter ($d$): $H = (n \times I) / d$. * Een langere spoel resulteert in een kleiner magnetisch veld; een grotere stroom in een groter magnetisch veld. * **Permeabiliteit ($\mu$)**: De maat voor de mate waarin een medium een magnetisch veld geleidt en polariseert. Het is de verhouding tussen magnetische fluxdichtheid ($B$) en magnetische veldsterkte ($H$): $B = \mu \times H$. De eenheid van $B$ is Tesla (T) of N/Am. * $\mu = \mu_r \times \mu_0$, waarbij $\mu_0 \approx 4 \pi \times 10^{-7}$ N/A² (vacuüm permeabiliteit) en $\mu_r$ de relatieve permeabiliteit is. * Materialen zoals ijzer zijn beter magnetiseerbaar dan plastic, wat te maken heeft met de polariseerbaarheid van het materiaal. ### 2.3 Toepassingen van inductie * **Inductiekookplaat**: Een spoel wekt een magnetisch veld op dat de pan verwarmt door magnetisatie. * **Telecoil (ringleiding)**: Een ingebouwde spoel in hoortoestellen die magnetische velden opvangt en omzet in elektrische signalen. Dit biedt een verbeterde signaal-ruisverhouding door akoestische omgevingsfactoren uit te sluiten. ## 3. Signaalomzetters (Transducers) ### 3.1 Microfoons Microfoons zetten akoestische energie om in elektrische energie en worden daarom ook wel transducers genoemd. * **Werking**: Geluidstrillingen worden opgevangen door een membraan, waarvan de beweging wordt omgezet in elektrische spanningsvariaties. Microfoons zijn doorgaans lineaire systemen. * **Typen microfoons**: * **Dynamische microfoon**: Gebaseerd op elektro-dynamische principes. Een membraan is verbonden met een spreekspoel (koperen windingen) die beweegt in het magnetische veld van een permanente magneet. De beweging induceert een stroom waarvan de frequentie evenredig is aan de trilling van het membraan. Deze microfoons zijn robuust en minder gevoelig. * **Condensator microfoon**: Het membraan is onderdeel van een condensator. De afstand tussen de platen varieert met akoestische trillingen, wat het spanningsverschil en dus de stroom beïnvloedt. Deze microfoons bieden de beste kwaliteit en stabiliteit, maar zijn fragiel en vereisen een voorversterker. * **Electret microfoon**: Maakt gebruik van een geladen folie (electretlaag) met een elektronen overschot aan de ene kant en een tekort aan de andere. Deze ladingen trekken tegengestelde ladingen aan op het membraan en een rugplaat. Wisselende afstand varieert de spanning. Vaak ingebouwd. * **Belangrijke specificaties van microfoons**: * **Impedantie ($R_i$)**: De inwendige impedantie is laag (50-600 Ohm). Een lage impedantie is wenselijk voor minimaal signaalverlies. Onafhankelijk van de frequentie. * **Maximale SPL (Sound Pressure Level)**: Het maximale geluidsdrukniveau waarbij de microfoon het geluid nog niet vervormt. * **Gevoeligheid ($S_m$)**: Uitgedrukt in millivolt per Pascal (mV/Pa). Hoe hoger de gevoeligheid, hoe beter. 1 Pa komt overeen met 94 dB SPL. * **Specifieke gevoeligheid ($S_{sm}$)**: Uitgedrukt in dB ten opzichte van 1 Volt per Pa. Een negatieve waarde; hoe dichter bij nul (minder negatief), hoe gevoeliger. * **Dynamisch bereik ($D_b$)**: Het verschil tussen het maximale geluidsdrukniveau ($L_{max}$) en het ruisniveau ($L_{eqs}$). Dit geeft de bandbreedte aan van geluiden die de microfoon kan opnemen zonder significante vervorming of verlies van kwaliteit. * **Richtwerking ($F_i$)**: De verhouding in dB tussen de gevoeligheid voor directe en diffuse geluiden. Een hogere $F_i$ betekent een meer gerichte microfoon, wat de spraakverstaanbaarheid verbetert. * **Omnidirectioneel**: Gevoelig in alle richtingen. * **Cardioïde (nier/hartvormig)**: Gevoelig aan de voorkant, sluit ongewenste geluiden van achteren uit. * **Hypercardioïde/Supercardioïde**: Nog gerichter dan cardioïde, met een smaller frontaal gevoeligheidsgebied en mogelijk een kleine gevoeligheid aan de achterkant. * **Bidirectioneel (drukgradiënt)**: Gevoelig aan voor- en achterkant, minder aan de zijkanten. Reageert op drukverschil. * **Gunmicrofoon (richtinggevoelig)**: Zeer gerichte microfoon, vaak met een interferentiebuis, voor specifieke toepassingen zoals filmopnames. * **Kalibratie**: Microfoons moeten gekalibreerd worden om hun eigenschappen te vergelijken met een standaard en indien nodig gejusteerd te worden. ### 3.2 Luidsprekers Luidsprekers zetten elektrische energie om in akoestische energie. * **Werking**: Een elektrische stroom door een spreekspoel, bevestigd aan een conus, wekt een axiale kracht op binnen het magnetische veld van een permanente magneet. Dit zorgt voor beweging van de conus, die geluidsgolven produceert. De kast van de luidspreker voorkomt akoestische kortsluiting (interferentie tussen voor- en achterzijde van de conus). * **Belangrijke specificaties van luidsprekers**: * **Specifieke impedantie ($R_i$)**: Maat voor de maximale levensduur bij maximale belasting, uitgedrukt in Ohm. Hoe hoger, hoe beter. Wordt vaak gelijkgesteld aan de nominale impedantie ($Z_{nom}$). * **Resonantiefrequentie**: De frequentie waarbij de membraantrillingen ongecontroleerd worden en het geluid kunnen kleuren. Een vlakke impedantiecurve is wenselijk. * **Gevoeligheid ($S_i$)**: Het aantal decibel dat de luidspreker produceert met één Watt vermogen op één meter afstand. Hoe hoger, hoe beter (bv. 92 dB is hoog, 87 dB is laag). * **Specifieke gevoeligheid ($S_{si}$)**: Het niveau gemeten bij een aangeboden geluidsdruk van 1 Pascal met een spanning van 1 Volt op 1 meter afstand. * **Rendement ($\eta$)**: Het percentage elektrische vermogen dat wordt omgezet in akoestisch vermogen. Dit is vaak laag (enkele procenten). * **Richtfactor ($Q$)**: Geeft aan in welke richting het geluid wordt uitgestuurd. Een omnidirectionele bron heeft $Q=1$; een gerichte bron heeft $Q>1$. Voor hoortoestellen is dit minder relevant door de directe geluidsoverdracht via het oorstuk. * **Polair diagram**: Geeft de gevoeligheid weer als functie van de hoek bij een constante frequentie. * **Maximale vermogensdissipatie ($P_{max}$)**: Het maximale vermogen dat een luidspreker kan verwerken zonder beschadiging. * **Aanbevolen vermogen**: Indicatie van de belastbaarheid in Watt (bv. 30-300 Watt), met een onderscheid tussen continu en piekvermogen. * **Frequentiebereik**: Geeft aan welk deel van het oorspronkelijke geluid weergegeven kan worden. Een breed bereik is essentieel voor gevarieerde geluiden zoals muziek. ## 4. Transport zonder geleider (Radiofrequenties) Dit betreft de overdracht van signalen zonder fysieke verbinding, zoals bij afstandsbedieningen, radio, telefoons, Bluetooth en hoorsystemen. * **Werkingsprincipe**: Elektrische signalen worden doorgegeven via radiogolven. Een zender (transmitter) moduleert de karakteristieken van een elektromagnetische golf (drager) met het audiosignaal. Een ontvanger (receiver) detecteert de gemoduleerde drager en produceert een spanning die overeenkomt met het oorspronkelijke audiosignaal (demodulatie). * **Modulatietechnieken**: * **Frequentiemodulatie (FM)**: Bij spanningsverandering wordt de frequentie van de drager gewijzigd. Nadelig zijn storende effecten van andere frequenties in de omgeving. * **Amplitude Modulatie (AM)**: Vergelijkbaar met FM, maar de amplitude van de drager wordt gewijzigd. * **Differential Binary Phase-Shift Keying (DBPSK)**: Bij spanningsverandering (een 1) wordt de fase van de drager omgekeerd (180° gedraaid). * **Frequency-Hopping**: De dragerfrequentie verandert meerdere malen per seconde volgens een geordende sequentie. Elke frequentieverandering leidt tot een fase- en spanningsverandering. Deze techniek wordt toegepast in Bluetooth (2402 MHz – 2480 MHz met 1600 hops/seconde). **Tip:** Begrijpen hoe deze verschillende omzettingen en principes samenwerken is cruciaal voor het analyseren van geluidssystemen en het verbeteren van geluidskwaliteit in diverse toepassingen. Besteed aandacht aan de formules en hun betekenis, en de specifieke toepassingen zoals in hoortoestellen en microfoons. --- # Elektromagnetisme en inductie in akoestische systemen Hier is een gedetailleerde samenvatting voor het onderwerp "Elektromagnetisme en inductie in akoestische systemen", gebaseerd op de verstrekte documentinhoud en gericht op examenniveau. ## 2. Elektromagnetisme en inductie in akoestische systemen Dit deel van de studie verkent de fundamentele principes van elektromagnetisme, met een focus op inductie, en hoe deze principes cruciaal zijn voor de werking van diverse akoestische technologieën zoals hoorsystemen, microfoons en luidsprekers. ### 2.1 Basisprincipes van elektromagnetisme en elektrische lading De materie waarin we werken, bestaat uit atomen, die op hun beurt weer bestaan uit een kern (met protonen en neutronen) en schillen met elektronen. Protonen dragen een positieve lading, neutronen zijn neutraal, en elektronen dragen een negatieve lading. Het aantal vrije elektronen in een stof bepaalt de netto lading; een overschot aan elektronen resulteert in een negatieve lading, terwijl een tekort aan elektronen leidt tot een positieve lading. Deze ladingen hebben een directe invloed op de versterkings- en overdrachtssystemen binnen akoestische apparatuur. Een geladen stofdeeltje streeft naar neutraliteit. Dit streven wordt uitgedrukt als **elektrische potentiaal**, gemeten in **Volt (V)**. Neutrale lichamen, inclusief de aarde, hebben een potentiaal van 0 Volt. Een positief geladen object heeft een positieve potentiaal, en een negatief geladen object heeft een negatieve potentiaal. Het verschil in potentiaal tussen twee lichamen creëert een **spanningsverschil** (aangeduid als $U$, gemeten in Volt). Wanneer deze twee lichamen met een geleider worden verbonden, ontstaat er een verplaatsing van elektronen van het negatieve naar het positieve potentiaal. Dit fenomeen is de **elektrische stroom**, aangeduid als $I$ en gemeten in **Ampère (A)**. De conventionele stroomzin is tegengesteld aan de beweging van elektronen. Belangrijke afgeleide parameters zijn: * **Elektrisch vermogen ($P_{el}$)**: De kracht die elektrische energie levert. $$P_{el} = U \times I$$ Gemeten in Watt (W). * **Elektrische weerstand of impedantie ($R_{el}$)**: De mate van tegenwerking tegen de elektrische stroom. $$R_{el} = \frac{U}{I}$$ Gemeten in Ohm ($\Omega$). Deze concepten hebben analogieën in mechanica en akoestiek: * Mechanisch vermogen: $P_m = F \times v$ (Kracht maal snelheid) * Mechanische weerstand/impedantie: $R_m = \frac{F}{v}$ * Akoestisch vermogen: $P_{ak} = p \times v$ (Druk maal snelheid) * Akoestische weerstand/impedantie: $R_{ak} = \frac{p}{v}$ ### 2.2 Elektromagnetisme en inductie in akoestische systemen #### 2.2.1 Het principe van inductie Elektromagnetisme is van essentieel belang voor akoestische systemen, met name door het principe van **inductie**. Inductie beschrijft het fenomeen waarbij een veranderend magnetisch veld een elektrische stroom of spanning opwekt in een nabijgelegen geleider. Dit principe maakt het mogelijk om signalen over te dragen zonder fysieke geleiders, wat cruciaal is voor toepassingen zoals hoorsystemen en telefoons die gebruik maken van een "telecoil" (inductiespoel). #### 2.2.2 Het opwekken van een magnetisch veld 1. **Stroom door een rechte geleider:** Wanneer een elektrische stroom door een rechte geleider loopt, wekt deze een magnetisch veld rondom de geleider op. De richting van dit veld wordt bepaald door de **rechterhandregel**: als de duim van de rechterhand in de richting van de stroom wordt geplaatst, wijzen de vingers de richting van het magnetische veld aan. 2. **Stroom door een lus (spoel):** Als de geleider in een lus wordt gevormd, worden de magnetische velden van elk deel van de lus geconcentreerd. Bij het toepassen van de rechterhandregel op een lus, worden de vingers in de richting van de stroom geplaatst, en de duim geeft dan de richting van het magnetische veld aan dat door het centrum van de lus loopt. 3. **Stroom door een spoel (solenoïde):** Wanneer meerdere lussen dicht opeen worden geplaatst om een spoel te vormen, worden de magnetische velden versterkt. Een stroom door een spoel genereert een magnetisch veld dat vergelijkbaar is met dat van een permanente magneet, met een duidelijk gedefinieerde noord- en zuidpool. Dit kunstmatige magneetveld is de basis voor veel inductietoepassingen. #### 2.2.3 Inductie als omzetting Inductie kan in twee richtingen worden gebruikt: 1. **Elektrisch signaal naar magnetisch veld:** Een elektrisch signaal dat door een spoel loopt, genereert een corresponderend magnetisch veld. Dit wordt gebruikt in luidsprekers en elektromagnetische zenders. 2. **Magnetisch veld naar elektrisch signaal (elektromagnetische inductie):** Een veranderend magnetisch veld dat een geleider doorkruist, wekt een elektrische stroom of spanning op in die geleider. Dit principe wordt toegepast in microfoons en ontvangers (zoals de telecoil). Het fenomeen **inductie** omvat dus de omzetting van een elektrisch signaal naar een magnetisch signaal en omgekeerd. #### 2.2.4 Factoren die de magnetische veldsterkte beïnvloeden De grootte van het magnetische veld ($H$, gemeten in Ampère per meter of A/m) in het midden van een spoel wordt bepaald door: * De grootte van de stroom ($I$) door de geleider. * Het aantal windingen ($n$) per lengte-eenheid van de spoel. De formule voor de magnetische veldsterkte ($H$) is afhankelijk van de geometrie: * Voor een lange spoel (lengte $l$ groter dan diameter $d$): $$H = \frac{n \times I}{l}$$ * Voor een korte spoel (lengte $l$ kleiner dan diameter $d$): $$H = \frac{n \times I}{d}$$ #### 2.2.5 Permeabiliteit en inductie De **permeabiliteit ($\mu$)** van een medium is een maat voor hoe goed dat medium een magnetisch veld kan geleiden. Het beschrijft de mate waarin een stof wordt gepolariseerd, zich richt naar het magneetveld en dit versterkt. De relatie tussen magnetische fluxdichtheid ($B$, gemeten in Tesla (T) of N/Am) en magnetische veldsterkte ($H$) wordt gegeven door: $$B = \mu \times H$$ De permeabiliteit van een medium is het product van de permeabiliteit van vacuüm ($\mu_0$) en de relatieve permeabiliteit van het medium ($\mu_r$): $$\mu = \mu_r \times \mu_0$$ waarbij $\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, \text{N/A}^2$ (in een vacuüm). De inductie kan verder worden uitgedrukt als: $$B = \mu_r \times \mu_0 \times \frac{n \times I}{l}$$ Materialen verschillen in hun magnetiseerbaarheid. Ijzer is bijvoorbeeld goed magnetiseerbaar, terwijl plastic dat niet is. Deze eigenschap is gerelateerd aan de polariseerbaarheid van het materiaal. ### 2.3 Toepassingen in akoestische systemen #### 2.3.1 Hoorsystemen en de Telecoil Een cruciaal toepassingsgebied van inductie is de **telecoil** (of inductiespoel), die veelal in hoortoestellen wordt aangetroffen. * **Ringleidingen:** In publieke ruimtes (zoals theaters of collegezalen) kan een ringleiding worden geïnstalleerd. Dit is een lus van geleiders die een magnetisch veld opwekt wanneer er een elektrische stroom doorheen loopt, die op zijn beurt wordt aangestuurd door het geluidssignaal van een microfoon. * **Werking van de Telecoil:** De telecoil in een hoortoestel vangt dit magnetische veld op. Door middel van inductie wordt dit magnetische veld terug omgezet in een elektrisch signaal. Dit elektrische signaal wordt vervolgens door het hoortoestel verwerkt en omgezet in een hoorbaar akoestisch signaal. * **Voordelen:** Deze methode van geluidsoverdracht via inductie, met name met ringleidingen, biedt een verbeterde signaal-ruisverhouding omdat het directe geluid van de bron (via de ringleiding) wordt ontvangen, terwijl omgevingsgeluiden en reflecties worden geminimaliseerd of uitgesloten. Dit verbetert de spraakverstaanbaarheid aanzienlijk, vooral in rumoerige omgevingen. #### 2.3.2 Microfoons Microfoons zijn **transducers** die akoestische energie omzetten in elektrische energie. Dit proces omvat doorgaans twee stappen: 1. Een akoestisch signaal (geluid) brengt een membraan aan het trillen. 2. De trilling van het membraan wordt omgezet in elektrische spanningsvariaties. Er zijn verschillende typen microfoons, elk met een ander omzettingsprincipe: * **Dynamische microfoon:** Hierbij is een membraan verbonden met een spreekspoel (een wikkeling van koperdraad). Wanneer deze spoel beweegt in het magnetische veld van een permanente magneet, wordt er een inductiespanning opgewekt in de spoel. De frequentie van deze spanning is evenredig aan de trillingsfrequentie van het membraan, en de amplitude is evenredig aan de amplitude van de trilling (en dus de luidheid van het geluid). Dynamische microfoons zijn robuust en minder gevoelig. * **Condensatormicrofoon:** Het membraan vormt één plaat van een condensator. De afstand tussen dit membraan en een stilstaande achterplaat varieert door akoestische trillingen, wat leidt tot variaties in de spanning over de condensator. Deze microfoons bieden hoge kwaliteit maar vereisen vaak een voorversterker en zijn fragieler. * **Electretmicrofoon:** Gebruikt een geladen teflonfolie. De wisselende afstand tussen het diafragma en deze electretlaag zorgt voor variaties in spanning. Deze worden vaak ingebouwd in kleinere apparaten. **Belangrijke specificaties voor microfoons:** * **Impedantie ($R_i$)**: De inwendige weerstand. Een lage impedantie is gewenst voor minimaal signaalverlies. * **Maximaal SPL (Sound Pressure Level)**: Het maximale geluidsdrukniveau dat de microfoon kan verwerken zonder significante vervorming. * **Gevoeligheid ($S_m$ / $S_{sm}$)**: De outputspanning per Pascal (Pa) geluidsdruk. Hogere gevoeligheid betekent een sterker uitgangssignaal. Specifieke gevoeligheid ($S_{sm}$) wordt vaak in decibel (dB) uitgedrukt ten opzichte van een referentiewaarde. * **Dynamisch bereik ($D_b$)**: Het verschil tussen het maximale en minimale geluidsniveau dat de microfoon kan opnemen met acceptabele kwaliteit. * **Richtwerking ($F_i$)**: Geeft aan hoe gericht een microfoon geluid opvangt. Parameters zoals omnidirectioneel, cardioïde, hypercardioïde, supercardioïde en bidirectioneel beschrijven de gevoeligheid in verschillende richtingen. Voor hoorsystemen is een gerichte microfoon vaak doorslaggevend voor een betere spraakverstaanbaarheid. #### 2.3.3 Luidsprekers Luidsprekers zijn transducers die elektrische energie omzetten in akoestische energie. Het kernprincipe is vergelijkbaar met dat van een dynamische microfoon, maar dan omgekeerd: 1. Een elektrisch signaal (audio) wordt door een **spreekspoel** geleid. 2. Deze spoel bevindt zich in het magnetische veld van een **permanente magneet**. 3. De interactie tussen het magnetische veld van de spoel en de permanente magneet genereert een axiale kracht, waardoor de spoel en de eraan bevestigde conus gaan trillen. 4. Deze trillingen van de conus creëren geluidsgolven in de omringende lucht. Om interferentie en akoestische kortsluiting (waarbij geluid van de achterkant van de conus het geluid van de voorkant tenietdoet) tegen te gaan, wordt de achterkant van de conus vaak ingesloten in een **kast**. **Belangrijke specificaties voor luidsprekers:** * **Nominale impedantie ($Z_{nom}$)**: De elektrische weerstand van de luidspreker, vaak gemeten bij 400 Hz. Een hogere impedantie is over het algemeen beter voor de levensduur bij maximale belasting. * **Resonantiefrequentie**: De frequentie waarbij de conus van de luidspreker van nature sterk trilt. Een vlak verloop van de impedantiecurve duidt op een goede controle over de resonantie. * **Gevoeligheid ($S_i$)**: Het aantal decibel geluid dat de luidspreker produceert met één Watt elektrisch vermogen op één meter afstand. Een hogere gevoeligheid betekent een luider geluid bij hetzelfde ingangsvermogen. * **Rendement ($\eta$)**: Het percentage van het elektrische vermogen dat wordt omgezet in akoestisch vermogen. Dit is vaak laag, wat aangeeft dat de meeste energie verloren gaat als warmte. * **Richtfactor ($Q$)**: Beschrijft in welke richting het geluid wordt uitgestuurd. Een omnidirectionele luidspreker straalt geluid in alle richtingen uit ($Q=1$), terwijl gerichte luidsprekers een hogere $Q$ hebben. * **Maximaal vermogen ($P_{max}$)**: Het maximale elektrische vermogen dat de luidspreker kan verwerken zonder beschadiging. ### 2.4 Transmissie zonder geleider Naast inductie via magnetische velden, worden elektrische signalen ook draadloos overgedragen via **radiofrequenties** of andere elektromagnetische golven. Dit principe ligt ten grondslag aan apparaten zoals afstandsbedieningen, radio's, Bluetooth-apparaten en mobiele telefoons. * **Modulatie:** Een oorspronkelijk audiosignaal wordt gebruikt om de karakteristieken van een dragende elektromagnetische golf (een sinusoïdale golf) te moduleren. Veelgebruikte modulatietechnieken zijn frequentiemodulatie (FM), amplitudemedulatie (AM), phase-shift keying (PSK) en frequency-hopping. * **Transmitter en Receiver:** Een zender (transmitter) genereert en zendt de gemoduleerde golf uit, terwijl een ontvanger (receiver) de golf detecteert, demoduleert en het oorspronkelijke audiosignaal reconstrueert. * **Toepassing in hoorsystemen:** Moderne hoorsystemen kunnen gebruikmaken van radiofrequenties voor draadloze communicatie met andere apparaten, zoals mobiele telefoons of muziekspelers, om een naadloze overdracht van geluid te garanderen. > **Tip:** Het begrip "impedantie" (weerstand) is cruciaal in zowel elektrische als akoestische systemen. Goede impedantie-aanpassing tussen verschillende componenten in een keten is essentieel voor efficiënte signaaloverdracht en minimalisering van vermogensverlies. > **Tip:** Begrijp de dualiteit van inductie: hoe een elektrisch signaal een magnetisch veld kan creëren en hoe een veranderend magnetisch veld een elektrisch signaal kan opwekken. Dit is de kern van veel elektro-akoestische omzettingen. --- # Toepassingen van akoestische technologie Dit onderwerp verkent de diverse toepassingen van akoestische technologie, met een focus op hoortoestellen, microfoons, luidsprekers en draadloze signaaloverdrachtmethoden. ### 3.1 Akoestische omzettingen en principes Geluid, oorspronkelijk een akoestisch fenomeen, wordt in veel toepassingen omgezet naar elektrische signalen en vice versa. Dit proces is essentieel voor hoortoestellen, microfoons en luidsprekers. * **Akoestisch naar Elektrisch:** Een microfoon zet akoestische energie om in elektrische energie. Dit elektrische signaal kan vervolgens worden versterkt of verder verwerkt. * **Elektrisch naar Akoestisch:** Een luidspreker zet elektrische energie weer om in akoestische energie, waardoor geluid wordt geproduceerd. De omzetting van signalen kan plaatsvinden met of zonder geleiders (bedrade of draadloze overdracht). Elk systeem in deze keten heeft invloed op de geluidskwaliteit. Hoortoestellen passen specifieke frequenties aan, terwijl luidsprekers doorgaans alle frequenties versterken. #### 3.1.1 Elektrische lading en potentiaal De werking van veel akoestische en elektro-akoestische systemen is gebaseerd op principes van elektriciteit. * **Atomen:** Stoffen bestaan uit atoomkernen (protonen met positieve lading, neutronen zonder lading) en elektronen (negatief geladen) in schillen. Het aantal vrije elektronen bepaalt de netto lading van een deeltje. * **Restlading:** Een overschot aan elektronen resulteert in een negatieve restlading, terwijl een tekort leidt tot een positieve restlading. * **Elektrische potentiaal ($V$):** Een geladen deeltje heeft de neiging om naar een neutrale toestand te gaan. Dit "streven" wordt elektrische potentiaal genoemd, uitgedrukt in Volt (V). Neutrale lichamen en de aarde hebben een potentiaal van 0V. Een positieve potentiaal duidt op een tekort aan elektronen, een negatieve potentiaal op een overschot. * **Spanningsverschil ($U$):** Tussen twee lichamen met een verschillende potentiaal ontstaat een spanningsverschil. Wanneer deze lichamen met een geleider worden verbonden, verplaatsen elektronen zich van de negatieve naar de positieve potentiaal om neutraliteit te bereiken. Dit fenomeen is elektrische stroom. De conventionele stroomzin loopt tegengesteld aan de elektronenstroom. #### 3.1.2 Elektriciteitsleer basisparameters * **Spanning ($U$):** Gemeten in Volt (V). Vertegenwoordigt de "stuwkracht" of oorzaak van de stroom. * **Stroom ($I$):** Gemeten in Ampère (A). Vertegenwoordigt het gevolg, de beweging van lading. * **Vermogen ($P_{el}$):** De omgezette elektrische energie, berekend als $P_{el} = U \times I$, gemeten in Watt (W). * **Weerstand/Impedantie ($R_{el}$):** De mate van tegenwerking van de stroom, berekend als $R_{el} = U/I$, gemeten in Ohm ($\Omega$). #### 3.1.3 Analogieën met andere fysische systemen * **Mechanica:** Vermogen $P_m = F \times v$; Weerstand $R_m = F/v$. * **Akoestiek:** Vermogen $P_{ak} = p \times v$; Weerstand $R_{ak} = p/v$. #### 3.1.4 Elektromagnetisme en inductie * **Magnetisch veld:** Een elektrische stroom door een geleider wekt een magnetisch veld op. Dit principe wordt gebruikt voor draadloze signaaloverdracht. * **Rechterhandregel:** Definieert de richting van het magnetisch veld rondom een geleider met stroom. * **Spoel (solenoïde):** Een geleider gevormd als een lus of meerdere lussen achter elkaar wekt een sterk magnetisch veld op wanneer er stroom doorheen loopt, en gedraagt zich als een permanente magneet met een noord- en zuidpool. * **Inductie (B):** Het fenomeen waarbij een veranderend magnetisch veld een spanningsverschil (en dus een stroom) opwekt in een geleider. Dit proces is omkeerbaar: een elektrisch signaal kan een magnetisch veld opwekken, en een magnetisch veld kan een elektrisch signaal opwekken. > **Tip:** Inductie is cruciaal voor draadloze communicatie, zoals in hoortoestellen die gebruikmaken van telecoils. * **Magnetische veldsterkte ($H$):** De sterkte van het magnetisch veld in het midden van een spoel is afhankelijk van de stroom ($I$) en het aantal windingen per lengte-eenheid ($n/l$) of diameter ($d$). $$H = \frac{n \times I}{l} \quad (\text{wanneer } l > d)$$ $$H = \frac{n \times I}{d} \quad (\text{wanneer } l < d)$$ * **Permeabiliteit ($\mu$):** De maat voor de mate waarin een medium een magnetisch veld geleidt en polariseert. Het is de verhouding tussen magnetische fluxdichtheid ($B$) en magnetische veldsterkte ($H$): $$B = \mu \cdot H \quad (\text{eenheid: Tesla (T)}) = \mu_r \cdot \mu_0 \cdot \frac{n \cdot I}{l}$$ waarbij $\mu_0$ de permeabiliteit van het luchtledige is ($4\pi \times 10^{-7}$ N/A²) en $\mu_r$ de relatieve permeabiliteit. ### 3.2 Toepassingen van akoestische technologie #### 3.2.1 Hoortoestellen Hoortoestellen zijn complexe apparaten die het gehoor van gebruikers verbeteren door geluidssignalen te bewerken en te versterken. * **Klassiek hoortoestelcomponenten:** 1. **Microfoon:** Vangt omgevingsgeluid op. 2. **Mini-chip:** Bewerkt het geluid op maat van de individuele gebruiker. 3. **Receiver (luidspreker):** Levert het verwerkte geluid aan het oor. 4. **Batterij:** Levert energie. 5. **Programma keuzeknop en volumeregeling:** Voor gebruikersinteractie. * **Telecoil (ringleidingontvanger):** Een specifieke toepassing binnen hoortoestellen die gebruikmaakt van inductie. * **Werking:** Een ringleiding in een lokaal wordt gevoed met een elektrisch signaal, dat een wisselend magnetisch veld opwekt. De telecoil in het hoortoestel vangt dit magnetische veld op en zet het om in een elektrisch signaal dat vervolgens door het hoortoestel wordt weergegeven als geluid. * **Voordelen:** Biedt een verbeterde signaal-ruisverhouding en sluit akoestische omgevingsfactoren uit, wat resulteert in een directer en helderder geluid. Dit is bijzonder nuttig in lawaaiige omgevingen zoals theaters of collegezalen. > **Voorbeeld:** Lokalen met een ringleiding zijn vaak voorzien van een specifiek symbool. Wanneer een spreker via een microfoon spreekt, wordt dit omgezet in een magnetisch veld dat door de telecoil in het hoortoestel wordt opgevangen, waardoor alleen de stem van de spreker direct in het hoortoestel terechtkomt. #### 3.2.2 Microfoons Microfoons zijn transducers die akoestische energie omzetten in elektrische energie. * **Basisprincipe:** Een akoestisch signaal brengt een membraan aan het trillen. De trilling van het membraan wordt omgezet in elektrische spanningsvariaties. Microfoons zijn doorgaans lineaire systemen, wat betekent dat een verdubbeling van het ingangssignaal leidt tot een verdubbeling van het uitgangssignaal zonder vervorming. * **Types omzetting:** * **Dynamische microfoon:** Werkt volgens elektro-dynamische principes. Een membraan is verbonden met een spreekspoel (koperen windingen) die zich in het magnetisch veld van een permanente magneet bevindt. De beweging van de spoel over de magneet induceert een stroom in de spoel, waarvan de frequentie en spanning evenredig zijn aan de trilling van het membraan. Deze microfoons zijn robuust en minder gevoelig. * **Condensator microfoon:** Maakt gebruik van capacitieve omzetting. Het membraan is onderdeel van een condensator (twee platen met een spanningsverschil). Akoestische trillingen veranderen de afstand tussen de platen, wat resulteert in variaties in de spanning. Deze microfoons bieden een hoge kwaliteit en stabiliteit, maar zijn fragiel en vereisen een voorversterker. * **Electret microfoon:** Gebruikt een geladen teflonfolie. De wisselende afstand tussen het diafragma en de electretlaag varieert de spanning. Deze microfoons zijn vaak ingebouwd in compacte apparaten. > **Tip:** De keuze van een microfoon hangt af van de gewenste toepassing: het opnemen van stille of luide geluiden, het bestrijken van een breed frequentiegebied, of het nauwkeurig analyseren van geluid. * **Belangrijke specificaties van microfoons:** * **Impedantie ($R_i$):** De inwendige weerstand. Een lage impedantie is wenselijk voor minimaal signaalverlies. * **Maximale SPL (Sound Pressure Level):** Het maximale geluidsdrukniveau waarbij de microfoon het geluid nog niet vervormt. * **Gevoeligheid ($S_m$):** Uitgedrukt in millivolt (mV) per Pascal (Pa). Een hogere gevoeligheid betekent dat de microfoon meer spanning genereert bij hetzelfde geluidsniveau. * **Specifieke gevoeligheid ($S_{sm}$):** Uitgedrukt in dB ten opzichte van 1 Volt per Pascal. Een minder negatieve waarde duidt op hogere gevoeligheid. > **Praktisch voorbeeld:** Een microfoon met $S_{sm} = -40$ dB produceert een uitgangsniveau van -40 dB bij 1 Pa (94 dB SPL). Bij 84 dB SPL input is het outputniveau -50 dB. * **Dynamisch bereik ($D_b$):** Het verschil tussen het maximale geluidsdrukniveau ($L_{max}$) dat de microfoon aankan zonder significante vervorming en het geluidsdrukniveau ($L_{eqs}$) dat ruis veroorzaakt door thermische beweging van elektronen. Een groter dynamisch bereik is beter. * **Richtwerking ($F_i$):** Geeft aan in welke richting de microfoon het meest gevoelig is. Dit is cruciaal voor spraakverstaanbaarheid in rumoerige omgevingen. * **Omnidirectioneel:** Gevoelig in alle richtingen. * **Cardioïde (nier- of hartvormig):** Gevoelig aan de voorkant, onderdrukt geluid van achteren. * **Hypercardioïde/Supercardioïde:** Nog gerichter dan cardioïde, met een klein gevoeligheidslobje aan de achterkant. * **Bidirectioneel:** Gevoelig aan voor- en achterkant, onderdrukt geluid van opzij. * **Gunmicrofoon (richtinggevoelig):** Zeer gericht, vaak gebruikt voor spraakanalyse of opnames op afstand. > **Tip:** In slechte omgevingsomstandigheden is een meer gerichte microfoon essentieel voor een betere geluidskwaliteit en verstaanbaarheid. Microfoons vereisen kalibratie en soms ijking om nauwkeurige metingen te garanderen. #### 3.2.3 Luidsprekers Luidsprekers zetten elektrische energie om in akoestische energie. * **Basiswerking:** Een elektrische stroom door een spreekspoel (voice coil) in een magnetisch veld genereert een axiale kracht. Deze kracht beweegt de conus, die als mechanische oscillator fungeert en geluid produceert. De kast van de luidspreker voorkomt akoestische kortsluiting (interferentie tussen voor- en achterkant van de conus). * **Belangrijke specificaties van luidsprekers:** * **Specifieke impedantie ($R_i$):** De nominale impedantie ($Z_{nom}$), gemeten in Ohm. Hoe hoger, hoe beter voor de levensduur bij maximale belasting. * **Resonantiefrequentie:** De frequentie waarbij het membraan eigen trillingen kan uitvoeren, wat het geluid kan "kleuren". Een vlakke impedantiecurve en een lage resonantiefrequentie zijn wenselijk voor een zuivere weergave. * **Gevoeligheid ($S_i$):** Het aantal decibel dat de luidspreker produceert met één Watt vermogen op één meter afstand. Hoger is beter (bv. 92 dB is beter dan 87 dB). * **Specifieke gevoeligheid ($S_{si}$):** Het niveau gemeten bij een aangeboden geluidsdruk van 1 Pascal met een spanning van 1 Volt op 1 meter afstand. $$S_{si} = S_i - 10\log R_i - 94 \text{ dB}$$ * **Rendement ($\eta$):** Het percentage van het elektrische vermogen dat wordt omgezet in akoestisch vermogen. Het rendement van luidsprekers is doorgaans laag (enkele procenten). $$P_{ak} = 2,5 \times 10^{-13} \times 10^{L_{dif}/10} \times \frac{V}{T} \quad (\text{Watt})$$ * **Richtfactor ($Q$):** Geeft aan hoe gericht de geluidsuitstraling is. Een $Q=1$ staat voor omnidirectionele uitstraling. Dit is minder relevant voor hoortoestellen omdat het geluid direct naar het oor wordt gestuurd. * **Polair diagram:** Toont de gevoeligheid als functie van de hoek bij een constante frequentie. * **Maximale vermogensdissipatie ($P_{max}$):** Het maximale vermogen dat de luidspreker aankan zonder beschadiging. Dit is gerelateerd aan de grootte van de conus. * **Aanbevolen vermogen (passief):** Een bereik van vermogenswaarden (bv. 30-300 watt) dat aangeeft wat de luidspreker kan verwerken. * **Frequentiebereik:** Geeft aan welk deel van het oorspronkelijke geluid de luidspreker kan weergeven. Een groter bereik is essentieel voor een volledige weergave van spraak, zang en muziek. > **Tip:** De optimale luidspreker is afhankelijk van het doel: luidsheid, gerichte geluidsuitstraling, of stabiliteit. #### 3.2.4 Draadloze signaaloverdracht Draadloze technologieën maken het mogelijk om geluidssignalen te verzenden zonder fysieke verbinding. * **Voorbeelden:** Afstandsbedieningen, radio, mobiele telefoons, Bluetooth, Wi-Fi, hoorsystemen. * **Radiofrequenties:** Elektrische signalen worden doorgegeven via radiogolven. * **Zender (Transmitter - T):** Moduleert de karakteristieken van een elektromagnetische golf (drager) met het oorspronkelijke audiosignaal. * **Ontvanger (Receiver - R):** Detecteert de gemoduleerde drager en demoduleert deze terug naar het oorspronkelijke audiosignaal. * **Modulatietechnieken:** * **Frequentiemodulatie (FM):** De frequentie van de drager wordt gewijzigd op basis van spanningsveranderingen. Andere frequenties in de omgeving kunnen storend werken. * **Amplitude Modulatie (AM):** De amplitude van de drager wordt gewijzigd. * **Differential Binary Phase-Shift Keying (DBPSK):** Bij een spanningsverandering (een "1") wordt de fase van de drager met 180 graden gedraaid. * **Frequency-hopping:** De dragerfrequentie verandert vele malen per seconde volgens een geordende sequentie. Dit wordt gebruikt in Bluetooth (2402 MHz – 2480 MHz met 1600 hops/s). Deze draadloze methoden zijn essentieel voor het realiseren van apparatuur zoals hoortoestellen die efficiënte en storingsvrije communicatie vereisen. --- ## Veelgemaakte fouten om te vermijden - Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens - Let op formules en belangrijke definities - Oefen met de voorbeelden in elke sectie - Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen

| Term | Definition | |------|------------| | Akoestiek | De wetenschap die zich bezighoudt met de studie van geluid, de productie, overdracht, ontvangst en perceptie ervan. | | Elektro-akoestiek | Een tak van de akoestiek die zich richt op de omzetting van akoestische energie naar elektrische energie en vice versa, en de interactie daartussen. | | Signaal | Een representatie van informatie, die kan variëren in tijd of ruimte, zoals een akoestisch of elektrisch signaal. | | Omzetten | Het proces waarbij een vorm van energie of informatie wordt getransformeerd naar een andere vorm, zoals het omzetten van geluid naar elektriciteit. | | Microfoon | Een transducer die akoestische energie omzet in elektrische energie, vaak gebruikt voor geluidsopname of -versterking. | | Luidspreker | Een transducer die elektrische energie omzet in akoestische energie, gebruikt om geluid te produceren. | | Hoortoestel | Een apparaat dat is ontworpen om het gehoor te verbeteren door geluid te versterken en aan te passen aan de behoeften van de gebruiker. | | Elektrisch signaal | Een signaal dat wordt weergegeven door variaties in elektrische eigenschappen zoals spanning of stroom. | | Akoestisch geluid | Geluid dat zich voortplant als mechanische golf door een medium zoals lucht, water of vaste stoffen. | | Elektrische energie | Energie die wordt opgewekt door de beweging van elektrische ladingen, zoals elektronen. | | Atomen | De fundamentele bouwstenen van materie, bestaande uit een kern (met protonen en neutronen) en elektronen die in schillen daaromheen bewegen. | | Kern | Het centrale deel van een atoom, dat protonen en neutronen bevat. | | Protonen | Positief geladen deeltjes in de kern van een atoom. | | Neutronen | Ongeladen deeltjes in de kern van een atoom. | | Schillen | Energetische niveaus rond de atoomkern waarin elektronen zich bevinden. | | Elektronen | Negatief geladen deeltjes die rond de atoomkern bewegen. | | Restlading | Een netto elektrische lading die een object heeft als gevolg van een onevenwicht tussen positieve en negatieve ladingen. | | Elektrische potentiaal | De potentieelenergie per eenheid lading op een bepaald punt in een elektrisch veld, uitgedrukt in Volt. | | Volt (V) | De SI-eenheid van elektrische potentiaal en spanning. | | Neutrale toestand | Een toestand waarin een object geen netto elektrische lading heeft. | | Spanningsverschil (U) | Het verschil in elektrische potentiaal tussen twee punten, ook wel spanning genoemd, gemeten in Volt. | | Elektrische stroom (I) | De stroom van elektrische lading, meestal gemeten in Ampère. | | Ampère (A) | De SI-eenheid van elektrische stroom. | | Vermogen (P) | De snelheid waarmee energie wordt geleverd of verbruikt, uitgedrukt in Watt. De formule is $P = U \times I$. | | Watt (W) | De SI-eenheid van vermogen. | | Weerstand (R) | De mate waarin een materiaal de stroom van elektrische lading tegenwerkt, uitgedrukt in Ohm. De formule is $R = U/I$. | | Impedantie | De totale weerstand tegen wisselstroom, die zowel weerstand als reactantie omvat, uitgedrukt in Ohm. | | Ohm (Ω) | De SI-eenheid van elektrische weerstand en impedantie. | | Analogie | Een vergelijking tussen twee verschillende systemen om een concept te verduidelijken, zoals de vergelijking tussen mechanica en akoestiek. | | Mechanica | De tak van natuurkunde die zich bezighoudt met de beweging van lichamen onder invloed van krachten. | | Elektromagnetisme | Het fenomeen dat elektrische en magnetische velden met elkaar verband houden en elkaar kunnen beïnvloeden. | | Inductie | Het fenomeen waarbij een veranderend magnetisch veld een elektrische stroom opwekt in een geleider, of vice versa. | | Telecoil | Een kleine inductiespoel in hoortoestellen die elektromagnetische signalen van telefoons of ringleidingen opvangt. | | Signaal-ruisverhouding (SNR) | De verhouding tussen de sterkte van het gewenste signaal en de sterkte van ongewenste achtergrondruis. | | Magnetisch veld | Een gebied in de ruimte waar magnetische krachten werkzaam zijn, veroorzaakt door bewegende elektrische ladingen of permanente magneten. | | Geleider | Een materiaal dat elektrische stroom goed geleidt, zoals metalen. | | Magnetisch veldsterkte (H) | Een maat voor de intensiteit van een magnetisch veld. | | Spoel (solenoïde) | Een draad gewikkeld in een spiraalvorm, die een magnetisch veld genereert wanneer er stroom doorheen loopt. | | Permanente magneet | Een object dat zijn eigen magnetisch veld genereert zonder externe magnetische input. | | Noordpool en Zuidpool | De twee uiteinden van een magneet, waar de magnetische veldlijnen vandaan komen of naartoe gaan. | | Inductiespanning | De spanning die wordt opgewekt in een geleider door een veranderend magnetisch veld. | | Permeabiliteit (μ) | Een maat voor hoe gemakkelijk een materiaal een magnetisch veld kan geleiden. | | Fluxdichtheid of inductie (B) | De maat voor de sterkte van een magnetisch veld, uitgedrukt in Tesla. | | Tesla (T) | De SI-eenheid van magnetische fluxdichtheid. | | Polariseerbaarheid | De mate waarin een materiaal zich richt naar een extern magnetisch veld en dit zo versterkt. | | Ringleiding | Een lus van geleider die wordt gebruikt om elektromagnetische signalen draadloos over te dragen, vaak in openbare ruimtes voor hoorsystemen. | | Transducer | Een apparaat dat energie van de ene vorm naar de andere omzet, zoals van akoestisch naar elektrisch of vice versa. | | Membraan | Een dun, flexibel oppervlak dat trilt als reactie op geluidsgolven, gebruikt in microfoons en luidsprekers. | | Dynamische microfoon | Een type microfoon dat werkt op basis van elektromagnetische inductie, waarbij een spoel beweegt in een magnetisch veld. | | Condensor microfoon | Een type microfoon dat werkt op basis van variaties in capaciteit, waarbij een trillend membraan de afstand tussen twee platen verandert. | | Electret microfoon | Een type microfoon dat een permanent geladen materiaal gebruikt om de akoestische energie om te zetten in elektrische signalen. | | Impedantie (R_i) | De inwendige weerstand van een elektronisch component, zoals een microfoon of luidspreker. | | Maximale SPL (Sound Pressure Level) | Het maximale geluidsdrukniveau waarbij een microfoon nog geen significante vervorming vertoont. | | Gevoeligheid (S_m) | Een maat voor hoe goed een microfoon geluid omzet in een elektrisch signaal, uitgedrukt in mV/Pa. | | Specifieke gevoeligheid (S_sm) | Een genormaliseerde uitdrukking van microfoongevoeligheid in decibel ten opzichte van een referentiewaarde. | | Dynamisch bereik (Db) | Het verschil tussen het maximale en minimale geluidsdrukniveau dat een microfoon kan opnemen zonder significante vervorming of ruis. | | L_max | Het maximale geluidsdrukniveau dat een microfoon kan verwerken. | | L_eqs | Het geluidsdrukniveau dat gelijk is aan het equivalente ruisniveau van de microfoon, wat de ondergrens van de opnamemogelijkheden definieert. | | Richtwerking (F_i) | Een maat voor hoe gevoelig een microfoon is voor geluid dat uit verschillende richtingen komt. | | Omnidirectionele microfoon | Een microfoon die geluid vanuit alle richtingen even goed opvangt. | | Cardioïde microfoon | Een microfoon die voornamelijk gevoelig is voor geluid dat van voren komt, met afnemende gevoeligheid naar de zijkanten en achterkant. | | Bi-directionele microfoon | Een microfoon die even gevoelig is voor geluid van voren en van achteren, maar ongevoelig is voor geluid van de zijkanten. | | Gunmicrofoon | Een zeer gerichte microfoon, vaak met een interferentiebuis, die geluid van een specifieke richting isoleert. | | Kalibreren | Het proces van vergelijken van een meetinstrument met een standaard om de nauwkeurigheid ervan vast te stellen. | | Justeren | Het aanpassen van een systeem of apparaat zodat het voldoet aan de specificaties. | | Receiver | Een deel van een elektronisch systeem dat een signaal ontvangt en verwerkt, zoals in een hoortoestel of luidspreker. | | Luidsprekerconus | Het beweegbare deel van een luidspreker dat geluid produceert door trillingen. | | Spreekspoel (Voice coil) | Een spoel bevestigd aan de luidsprekerconus die interageert met een magnetisch veld om beweging te genereren. | | Mechanische oscillator | Een systeem dat periodieke bewegingen uitvoert, zoals de conus en spreekspoel van een luidspreker. | | Nominale impedantie (Z_nom) | De gespecificeerde impedantie van een luidspreker, vaak gemeten bij 400 Hz. | | Resonantiefrequentie | De frequentie waarbij een systeem de neiging heeft om met maximale amplitude te trillen. | | Gevoeligheid (S_i) | De geluidsdrukniveau dat een luidspreker produceert met een specifiek vermogen op een bepaalde afstand. | | Specifieke gevoeligheid (S_si) | Een genormaliseerde uitdrukking van luidsprekergevoeligheid. | | Rendement (η) | Het percentage van het elektrische vermogen dat een luidspreker omzet in akoestisch vermogen. | | Richtfactor (Q) | Een maat voor hoe gericht het geluid uitgestuurd wordt door een luidspreker. | | Polair diagram | Een grafische weergave van de gevoeligheid van een luidspreker als functie van de hoek. | | Maximale vermogensdissipatie (P_max) | Het maximale vermogen dat een luidspreker kan verwerken zonder beschadiging. | | Passief aanbevolen vermogen | De belastbaarheid van een luidspreker in Watt, vaak gespecificeerd als een bereik van piekvermogen. | | Frequentiebereik | Het bereik van frequenties dat een luidspreker kan reproduceren. | | Radiofrequenties (RF) | Elektromagnetische golven binnen het radiospectrum, gebruikt voor draadloze communicatie. | | Moduleren | Het aanpassen van een draaggolf om informatie over te brengen. | | Frequentiemodulatie (FM) | Een modulatietechniek waarbij de frequentie van de draaggolf wordt gevarieerd om informatie over te brengen. | | Amplitude Modulatie (AM) | Een modulatietechniek waarbij de amplitude van de draaggolf wordt gevarieerd om informatie over te brengen. | | Demodulatie | Het proces van het extraheren van de oorspronkelijke informatie uit een gemoduleerd signaal. | | Frequency-hopping | Een signaaloverdrachtstechniek waarbij de frequentie van de draaggolf snel verandert tussen verschillende vooraf bepaalde frequenties. | | Differential binary phase-shift keying (DBPSK) | Een digitale modulatietechniek die de fase van de draaggolf gebruikt om binaire data over te brengen. |