Dit artikel is geschreven om mensen te helpen bij het afstellen van de ‘Gain’ en de ‘Crossover’ op hun versterkers.
Voordat we beginnen met het afstellen van de instellingen, gaan we eerst de basis begrippen doornemen en betekenissen achter hun afstellingen.

Afkortingen gebruikt in dit artikel:

EQ = Equaliser
HP = Highpass
HU = Headunit
LP = Lowpass
RMS = Root Mean Square
W = Watts

Wat is een Gain afstelling?

De Gain is GEEN volume afstelling.

Het verhogen van de Gain geeft geen hoger ‘vol vermogen’ output. Als een versterker een maximum levert van 100wrms per kanaal, zal de Gain niet meer dan dit leveren.
De Gain kan beter gezien worden als een ‘gevoeligheid’ meting: hoe hoger de Gain, hoe gevoeliger de versterker is voor het signaal wat deze ontvangt.
Als voorbeeld:
stel er zijn 3 Gain afstellingen: A, B en C. A is laag, B is medium en C is hoog. De laagst mogelijke instelling zou dan zijn als deze volledig naar links is gedraaid en de hoogt mogelijke instelling is volledig naar rechts (als de Gain een knop of potmeter is).
Nou zeg dat de HU een signaal levert van 2V via de pre-outs en RCA kabels. Met de Gain op B, de versterker kan 100wrms per kanaal leveren. Als de Gain nu afgesteld word via A, is de versterker minder gevoelig; om de 100wrms te leveren als voorheen, moet de HU nu meer voltage leveren, zeg 3V. Als de Gain via C word afgesteld, word de versterker meer gevoeliger; er is nu nog maar 0.5V nodig om 100wrms te leveren.
Het doel van de Gain instelling is om het pre-out signaal voltage van de HU gelijk te krijgen met de versterker. Een HU met een hoger voltage signaal vereist een lagere Gain afstelling; als de HU een lager voltage signaal levert, moet de versterker meer gevoeliger zijn om aan hetzelfde wrms signaal te komen.

Wat betekenen de voltage markeringen op de Gain afstelling?
Sommige Gain knoppen hebben markeringen met voltage om te gebruiken als richtlijn.

Deze voltage markeringen geven je een suggestie welk RCA input voltage nodig is om de versterker op vol vermogen te laten werken.

Je zal zien dat met een hoge Gain afstelling, de markering 0.5V kan worden afgelezen; dit is logisch omdat de versterker gevoeliger moet zijn om te reageren op een laag voltage signaal om alsnog volledig vermogen te kunnen leveren.

Dit geld ook andersom: met een lage Gain aftelling kan deze een afstelling hebben van 4V; met een dergelijk hoog input voltage, dient de versterker minder gevoelig zijn om alsnog volledig vermogen te leveren.

Hoeveel voltage levert mijn HU via de RCA pre-out?
Als je geen professionele apparatuur hebt zoals een oscilloscoop, kan je niet weten hoeveel voltage de HU levert.

Het voltage waarmee geadverteerd word is alleen onder speciale omstandigheden: normaal is dit bij het afspelen van een constant signaal zoals een test toon op een vaste frequentie.

Dit is natuurlijk anders dan het afspelen van muziek. Muziek is erg dynamisch, constant wisselend van hard naar zacht.
Het is belangrijk om te weten dat een RCA pre-out signaal lager is bij het afspelen van muziek dan bij een test toon.

Daarom, ook al heeft een HU 4V pre-outs, zal bij het afspelen van muziek deze misschien nooit boven de 1 tot 1,3V uitkomen.

Het kan wel pieken naar de 4V, maar het zal dit nooit als een constant vermogen vasthouden.

Ook zullen deze voltage waardes alleen bereikt worden als het HU volume volledig open gedraaid is.

Als het volume lager is gezet, zoals normaal is, zal het signaal voltage uiteraard lager zijn.

Het probleem waar we tegen aan lopen is dat de Gain afstelling op een versterker veel hoger moet zijn dan in eerst instantie gedacht.

Verwacht een 3 tot 4 keer hogere afstelling dan het werkelijke voltage.

Als voorbeeld: een HU geeft aan dat deze een 4V pre-out signaal uitgeeft, maar dit zal gemiddeld niet hoger zijn dan 1 a 1,3V als er muziek word afgespeeld op vol volume.

Daarentegen zal de Gain afstelling wel hetzelfde blijven: als de Gain om een 1,3V markering word gezet, zal de versterker zijn volledig vermogen leveren als de HU 1,3V levert.

Waarom de Gain goed afstellen?
Er zijn verschillende redenen om de Gain goed af te stellen:
1. Hoe groter het bereik waarover je het volume kan gebruiken van de HU, des te beter is de afstelling die je hebt. Het heeft geen zin om de versterker vol open te hebben als het volume iets open staat en iedere stap een groot volume verschil geeft. Daarom is het beter om vol volume te hebben als de volume afstelling op de HU vol open staat.

2. Om overbelaste speakers te voorkomen. Iedere speaker heeft een belastbaar limiet; als er continue teveel stroom word geleverd aan de speaker, kan het gebeuren dat de voice coil oververhit raakt en permanent beschadigt raakt.

Gain afstelling zorgt ervoor dat de stroom die geleverd word binnen zijn beperkingen blijft.
Het voorkomen van het ‘clippen’ van de versterker.

Clippen gebeurt als een versterker word belast voorbij zijn eigen grens; dit limiet is het maximum aan vermogen dat de versterker kan produceren.

Voorbij dit punt zal het output signaal verstoord raken, en word ook wel ‘clippen’ genoemd; het is goed hoorbaar en makkelijk te voorkomen.

Als de Gain te hoog word gezet, zal de versterker zijn maximum kracht bereiken terwijl de volume op de HU niet eens volledig open staat.

Als dan het volume hoger word gezet zal de versterker voorbij dit punt komen en zal deze gaan clippen. Door de Gain lager af te stellen, zal de versterker nooit gaan clippen ook al word de volume vol open gezet. Vergeet niet dat clippen niet direct betekent dat de speakers overbelast worden; daarom is het niet altijd gevaarlijk voor de speakers (komt later).

4. Om een mooi gebalanceerd systeem te krijgen tussen de voor- en achter speakers, en de subwoofer, zal hun bijbehorende afstelling goed op elkaar afgesteld moeten worden. De Gain kan hier goed voor gebruikt worden.

Wat gebeurt er als de Gain te laag word ingesteld?
Als de Gain te laag word gezet, zal de versterker niet gevoelig genoeg zijn om zijn volledig vermogen te bereiken.

Bijvoorbeeld, als de Gain word afgesteld waarbij de versterker een input signaal van 3V nodig heeft om vol open te staan, maar de HU levert maar 2V op vol volume, bereikt de versterker nooit zijn maximum vermogen. Hiermee maak je niet volledig gebruik van je versterker.

Houd er wel rekening mee dat dit wel nodig kan zijn om een beter gebalanceerd systeem te krijgen, en belangrijker, om te voorkomen dat de speakers en de subwoofer overbelast raken. Daarom, een lage Gain afstelling kan worden gebruikt om de power output te beperken vanaf de versterker.

Wat gebeurt er als de Gain te hoog word ingesteld?
Dit is boven al besproken. De problemen houden het risico in bij het overbelasten van de speakers en veroorzaakt clippen.

Wat is vertekening en overbelasting van de speakers en subwoofer?
In de audio wereld, vertekening is een muziek signaal (elektrisch of akoestisch) dat minder dan 100% gelijk is aan het origineel.

Waarbij een CD het origineel is, kan vertekening optreden als het signaal van digitaal naar analoog word geconverteerd, wanneer het door de voorversterker word gestuurd van de HU, via de RCA kabels naar de versterker, en dan weer naar de speakers, en het signaal bij de speakers weer word geproduceerd.

Dit is soms hoorbaar en dient altijd gezien te worden als ‘slecht’, niet alleen voor je oren maar ook voor je componenten.

Belangrijke vormen van vertekening om in de gaten te houden:
1. Teveel vervorming van het signaal dat gestuurd word naar de conen van de speakers en de subwoofers waarmee deze voorbij hun fysieke limiet komen. Dit gebeurd vooral bij kleinere speakers die deel uitmaken van de frontspeakers, welke teveel bass doorgestuurd krijgen, vooral als het signaal op full-range word doorgestuurd. Door een HP filter te gebruiken, word de bass weg gefilterd, en zal dit de stroom afhandeling door de speaker zeker verbeteren en voorkomt vervorming.
2. Het clippen van de versterker. Zoals hierboven besproken, clippen gebeurd als de versterker voorbij zijn maximum word gebracht om vol vermogen te leveren en het signaal vervormd raakt.

Deze overstap is plots en ruw, maar sommige versterkers hebben last van zachte clipping, welke een stuk minder hoorbaar is. Daarnaast hebben sommige versterkers een clipping waarschuwing systeem, waarbij er een LED gaat branden.
Het overbelasten van de speakers gebeurt wanneer er teveel vervorming optreedt of de stroom die word aangeleverd meer is dan de speaker aankan.

Bij iedere speaker en subwoofer word aangegeven wat hun maximum is, aangegeven door de fabrikant, en word meestal ook aangegeven op de speaker zelf.

Kijk altijd naar de RMS waarden van een speaker.

Het is mogelijk dat er teveel vervorming optreedt zonder dat het maximum is bereikt.

Bijvoorbeeld, een 6” speaker kan een maximum hebben van 50WRMS, maar als er een signaal word geleverd met subbass kan deze vervormen met alleen een doorvoer van 30WRMS.

Normaal zal een speaker of subwoofer hoorbaar vervormen als deze teveel gevoed word.

Dit is een waarschuwing om de stroom te verlagen of je riskeert permanente beschadiging!

Clippen kan teveel vermogen veroorzaken en is daarvoor gevaarlijk voor de speakers.

Het is een alledaagse reden voor opgeblazen voice coils.

Een geclipped signaal is veel krachtiger dan een goed signaal, waarbij snel al het dubbele aan vermogen word bereikt dan het goede signaal.

Het is vanwege dit snelle overschakelen wat bij mensen opvalt.

Het goed afstellen van de Gain kan dit voorkomen!

Clippen is niet perse gevaarlijk voor een speaker.

Het is het eigenlijke vermogen van het signaal dat dit kan veroorzaken. Bijvoorbeeld, een versterker levert alleen 100WRMS vermogen, daarboven gaat hij clippen.

Als hij gaat clippen kan hij een vermogen bereiken van 200WRMS. Als nu blijkt dat de subwoofer een maximum vermogen heeft van 300WRMS, zal deze niet vervormen of oververhitten.

Daarom zal de subwoofer het signaal gewoon afspelen op 200WRMS de gehele tijd, het klinkt alleen erg slecht en de versterker kan oververhitten!

Begrijp dus goed dat clippen een sein is dat de versterker voorbij zijn vermogen word gebracht; het begin van clippen veroorzaakt een snelle verhoging van het vermogen output, dan al niet vervormd; clippen betekend niet direct dat de speaker of subwoofer word overbelast.

Hoe gebruik ik het beste een cross-over filter?
Crossover filters worden herkend door de frequentie waar ze op zijn ingesteld en hoe goed deze het signaal filtert (slope ofwel curve).

Bijna alle versterkers beschikken over een cross-over filter en zijn het meest variabel.

Dit betekent dat je de frequentie kan afstellen vanaf waar een filter effect gaat hebben.

De meeste slopes zijn vastgezet, normaal gezien op 12dB/oct.

Je dient het filter af te stellen op de speakers en de subwoofer, en ook om een goede vergelijking te krijgen tussen voor, achter en de subwoofer.

Als een kleine speaker teveel bass doorgestuurd krijgt, zal deze vroegtijdig verstoren door teveel vervorming, waardoor zijn vermogen word verlaagd; dit heeft invloed op hoe hard je het systeem kan zetten.

De keuze van frequentie waarop de HP filter word afgesteld is een compromis; waarbij het goed is om meer midbass te hebben (70 – 150Hz bereik) op de voorspeakers, teveel vragen van de speakers kan hun vermogen verminderen.

Dit kan ook hun geluid ‘vervuilen’ omdat ze teveel moeten werken om het helderheid van de hogere frequenties te waarborgen tijdens het afspelen van de midbass.

Door het HP filter iets hoger te zetten zal het vermogen verbeteren terwijl je iets inlevert op de midbass.

Het afstellen van de LP filter is ook een compromis.

De subwoofer kan heel goed de midbass weergeven zelfs zo hoog als 200Hz.

Echter, deze hoge frequenties boven de 100Hz zijn ‘wegwijzers’ voor je oren: hiermee kunnen ze detecteren van waar de frequenties vanaf komen.

Doordat je oren de midbass detecteren vanuit de achterkant van je auto beïnvloedt dit ongunstig het geluidseffect.

Je moet ervoor gaan om het zo te lijken alsof het geluid van voren afkomt.

Subbass frequenties (flink beneden de 100Hz) zijn niet directioneel; daarom is het goed om een subwoofer achterin te hebben omdat onze oren door deze frequenties de plaatsing van de subwoofer dit niet kan bepalen.

Als je van een subwoofer zijn locatie kan ‘horen’, komt dit doordat de subwoofer teveel hoge frequenties afspeelt of dit komt door trillingen.

De beste afstelling voor je installatie word vastgesteld door veel dingen, zo ook de kwaliteit van de speakers en hun installatie, de akoestiek in een auto, en je eigen smaak.

Echter, als een snelle afstelling, kan de HP worden afgesteld op basis van de grootte van de speakers:
– 6 tot 7” speakers: 707 tot 100Hz met 12dB/oct cross-over.
– 5,25” speakers: 100 tot 150Hz.
– 4”speakers: 150 tot 250Hz.
Een steiler ingesteld filter zal de bass sneller verwijderen.

Hierdoor kan je het filter lager instellen zonder flink lagere frequenties uit te sturen.

Veel mensen adviseren om de LP dicht bij dat van de HP in te stellen van de voorspeakers.

Filters zijn geen grens: ze zullen niet ineens de frequenties onder of boven hun afstelling uitsluiten. Vanwege dit zal enige gaping tussen filters geen gat achterlaten.

Een voorbeeld van gaping is een HP filter afgesteld op 90Hz en een LP filter afgesteld op 70Hz. Gaping is geliefd bij enthousiastelingen voor een beter resultaat. Echter, veel systemen klinken het beste met gelijkwaardige instellingen of daadwerkelijk overlappende cross-overs waarbij de subwoofer en de voorspeakers meer frequenties delen rond het overlappende bereik.

Afstellen van de Gain
Hopelijk ben je nu gewapend met een basis kennis om je te helpen bij het afstellen van je systeem voor een goed resultaat.

Het volgende is een advies voor de stappen die nodig zijn voor het correct afstellen van de Gain en de cross-over instellingen.
Doe dit afstellen in een omgeving waar hard geluid geen verstoring is.

Ook bescherm je eigen oren met oordoppen om gehoorbeschadiging te voorkomen.
In het algemeen, stel eerst de voorspeakers af, dan de achterspeakers en als laatste de subwoofer. Stel daarna het balans tussen voor, achter en de sub in, waarbij het nodig kan zijn om de Gain lager in te stellen op sommige versterkers (bvb: de subwoofer versterker).

Stappen om de Gain in te stellen:
1. Gebruik muziek dat goed opgenomen is en waar je bekend mee bent, waarmee het volledige frequentie bereik word bereikt van subbass tot treble.

2. Start met alleen de voorspeaker kanalen: ontkoppel alle andere door de RCA kabels los te koppelen of ze uit te schakelen op je HU (als dit mogelijk is). Als je een 4 kanaal versterker gebruikt om 2 kanalen te bruggen, dien je de Gain af te stellen voor ieder kanaal apart. Dit doe je makkelijker door gebruik te maken van de balans functie om op één kant te concentreren per keer.

3. Zet de Gain zo laag mogelijk in.

4. Stel het HP filter hoger in dan nodig (bv: 150Hz voor 6”)

5. Schakel de LOUD optie uit en zet de EQ niet in (of op een vlak bereik)

6. Speel nu de cd en verhoog het volume zo ver mogelijk naar boven zonder vervorming
Sommige HU’s geven de mogelijkheid voor 100% volume zonder vervorming via de RCA; andere maar tot 90%; stel het in net voor enige vervorming

7. Begin de Gain langzaam te verhogen: ga door totdat je vervorming hoort. Enige hoorbare vervorming moet gezien worden als slecht, dus stel de Gain iets naar beneden af, net voordat vervorming optreed.

8. Als laatste stel je de HP filter in: verlaag het tot je voorspeakers een voldoende bass geven zonder enige verlies van vermogen. Als nodig, verlaag je de cross-over instelling verder en verwacht hiermee een verlaagd vermogen wat nodig is om de Gain lager af te stellen. Dit kan wenselijk zijn voor sommige luisteraars welke niet willen dat het volume te hard is en meer midbass willen.

Nu is de Gain en de HP filter voor de voorspeakers goed afgesteld. Ze zijn nu afgesteld op een niveau waarmee maximaal vermogen word gebruikt wanneer de HU volume vol open staat (of nog voordat het vervormd raakt).
Volgende stap:

9. herhaal bovenstaand voor de achterspeakers als nodig; ontkoppel wel de voorspeakers en de subwoofer.
Volgende stap:

10. begin met het afstellen van de subwoofer Gain en ontkoppel dan ook de voor en achterspeakers.

11. Overweeg om de HU sublevel afstelling in te stellen op ongeveer 1/3 tot ½ (bvb: 6/15). Wanneer je dan naar muziek luistert kan je de subbass verlagen voor verschillende muziekstukken en hoger zetten voor andere; het geeft een goede flexibiliteit. Anders zet het sublevel op 0.

12. Zet de Gain volledig terug.

13. zet het LP filter hoger in dan nodig (bvb: 150Hz)

14. Schakel LOUD en EQ uit.

15. Speel weer de cd af en zet het volume van de HU naar wat gebruikt is bij het afstellen van de rest.

16. langzaam verhoog je de Gain omhoog: doe dit totdat je enige vervorming hoort.

17. als laatste pas je de LP filter aan: verlaag het tot een instelling waar de HP staat van de voorspeakers.
Nu zul je een vorm van balans dienen te bereiken tussen alle speakers zonder dat er iets overheerst.

18. Ontkoppel of schakel de subwoofer uit wanneer je de balans instelt van de voor en achter speakers (fading). Gebruik de Fader om een balans in te stellen tussen voor en achter zoals je zelf wilt.

19. Koppel de rest van de kanalen weer aan.

20. Stel nu vast of de subbass te hoog is, wat vaak het geval is. Als dit zo is, verhoog dan NIET de gain op de voor / achter versterker kanalen maar verlaag de Gain op de subwoofer versterker. Stel dan de Gain van de subwoofer versterker in voor een goede balans tussen de subwoofer en voor / achter.

De meeste mensen houden van een beetje subhevige actie wat natuurlijk hun keuze is.
Bingo, je bent bijna klaar!
Als je wilt, kan je de EQ afstellen als je wilt naar je eigen smaak.

Vergeet niet dat als je de frequenties versterkt (alhoewel sommige mensen het afsluiten meer prefereert), je de versterker weer meer richting het punt van clippen krijgt.

Dit betekent, als je de volume nu verhoogd tot wat voorheen het maximum was, de versterker nu de kans loopt om te gaan clippen omdat het signaal sterker is dan voorheen.

Vanwege deze reden zul je de Gain iets lager moeten afstellen om dit te compenseren of verhoog het volume nooit hoger dan wat je eerst gebruikt hebt om de Gains af te stellen.

De meeste enthousiastelingen gebruiken ook nooit de LOUD instelling: het is onnodig.

Als laatste, realiseer dat iedere cd opname in kwaliteit kan verschillen.

Soms kan het zijn dat een opname erg hoog is afgesteld.

Onthoud dan dat zo een opname de versterker dichter tot het punt van clippen kan brengen en je daardoor niet het volledige volume kan gebruiken.

Belangrijk: het afspelen van test tonen (constante frequentie), zoals gedaan word tijdens SPL competities, zorgen ervoor dat het RCA output signaal sterker is dan met muziek. Ook dit kan de versterker dichter bij clippen brengen en dien je de volume onder zijn maximum te zetten.

Als alle Gains en cross-over filters goed zijn ingesteld, zal je de installatie gebruiken met de wetenschap dat je al het bruikbare vermogen eruit haalt en kan je het volume verhogen met een laag risico om je componenten te beschadigen door teveel vermogen.

Geniet ervan!
Wat extra notities:
Bij het afstellen van een installatie voor een goede geluidskwaliteit, een van de doelen is ‘voorzijde’ bass, waarbij het lijkt dat alle bass van de voorspeakers komt, wat beter is dan dat het lijkt dat de bass van de subwoofer komt of vanuit de achterzijde van je auto.
De truck is natuurlijk om de subwoofer te filteren op een lage frequentie, zodat je oren niet kunnen vertellen van waar het geluid vandaan komt en stel dan het systeem zo af, zodat de subwoofer goed samenvalt met de speakers die de midbass speelt in je voorzijde.

Er zijn 2 belangrijke punten die je dient te overwegen:
Allereerst, wees er zeker van dat het subwoofer volume level goed overeenkomt. Hiermee bedoel ik dat je zeker moet weten dat je een gelijkwaardig volume hebt in vergelijking met de voorzijde. Zo niet, zal als de subwoofer de voorzijde overstemt, de bass niet goed samenvallen en klinkt het niet zo geweldig.
Als tweede is het belangrijk om de High pass (voor je voorspeakers) en de low pass (op je subwoofer) goed af te stellen.
De eigenlijke cross-over punten is gebaseerd op hoe laag je voorspeakers kunnen spelen, zonder vervorming. Als voorbeeld, sommige speakers zullen bij het afspelen van een midbass niet zo laag spelen, of zijn ze gelimiteerd in een lineaire afbuiging op een dusdanige manier dat als je dit te hard afspeelt op een lage frequentie, je vervorming krijgt.
(hoe hoog de subwoofer kan spelen is ook een factor, maar er zijn maar weinig subwoofers die een zulke hoge inductantie hebben dat zij niet voorbij de 100Hz kunnen spelen).
De installatie is ook een variabele, zeker het ontwerp en locatie van de subwooferkist, als ook de installatie / locatie van de voorzijde drivers, en ook de filters zelf. Bijvoorbeeld, de afstelling (Q) van het filter (als het een Butterworth of een linkwitz-riley e.d. is), als ook de curve van de filtering.
Als geluidskwaliteit een prioriteit heeft, stel ik voor om de filters op vrij lage punten af te stellen (sommige SQ auto’s hebben hun subwoofer LP gefilterd onder de 50Hz!) en dan langzaam deze te verhogen, als ook afhankelijk hoe dicht bij elkaar de HP (voorzijde) en de LP (op de subwoofer) filters afgesteld worden. Zoals al eerder aangegeven, kan een kleine verschil tussen beide filter best goed werken. Het doel is om gewoon de verschillende afstellingen te testen en te luisteren wat het beste klinkt.