2019. július 22., hétfő

Gyorskeresés

Hogyan csináljunk rossz hangsugárzót? (1.rész)

Írta: |

[ ÚJ BEJEGYZÉS ]

A HiFi Magazin cikke.

Milyen könnyű is azoknak, akik jó hangsugárzót szeretnének! A polcokon ott találják a szakkönyveket, a könyvtárban a folyóiratokat, és ha ez mind mégsem volna elég, szóban is bőségesen kapnak tanácsot azoktól, akik már maguk is kipróbálták (fényes sikerrel!) a legkülönfélébb hangszórókat, doboztípusokat, keresztváltókat. Nem csoda, hogy mindenfelé csak úgy hemzsegnek a jobbnál-jobb hangsugárzók. Dunát lehet rekeszteni velük. No de ha valaki rossz hangsugárzót szeretne? Ő hová forduljon irodalomért, technológiáért, szaktanácsért? Bizony, őrá senki se gondolt. Kétrészes cikkünkkel enyhíteni kívánunk ezen a súlyos méltánytalanságon, amennyiben "gyorstalpaló tanfolyam" keretében szellemi elsősegélyt nyújtunk mindazoknak, akik döngő, huppogó, ködös, mosott, esetleg érdes, csörömpölő hangú, dinamikátlan, zeneietlen, egyszóval: rossz hangsugárzót szeretnének. Beismerjük, a tudomány mai állása szerint nem lehet bármelyik konstrukciót azonos eredményességgel elrontani. Minden egyes hangsugárzó egy külön világ - alaposan ki kell ismernünk, hogy garantáltan elbaltázhassuk a hangminőségét. De ne csüggedjünk! Mindegyiknek megvannak a maga nyavalyái!

A kétütemű villanymotor

Kezdetben volt a membrán - és még ma is megvan, mert ma se nagyon tudunk hangot kelteni másképp, mint hogy egy dugattyúval előre-hátra pumpáljuk a levegőt - és ezt a dugattyút membránnak nevezzük (1.ábra). Különféle alakzatokat ölthet, különféle anyagokból készülhet, különféle módon mozgathatjuk, de a lényegen ez nem sokat változtat: motorunk hagyományosan kétütemű. Igaz, nem benzinnel működik, hanem villannyal.
Persze, a leggyakrabban úgy lendítik meg a membránt, hogy ráerősítenek egy tekercset és azt erős mágneses térbe "mártják" - ezt hívják dinamikus hangszórónak. Amikor a tekercsbe áramot vezetünk, a
membránnal együtt ugrándozni fog a feszültség ütemében, előre-hátra, szabályszerűen. Azt hihetnénk, ebből menthetetlenül valami jó hangszóró fog kijönni. De nyugalom: csak az elv mozog ilyen szép simán
- a membrán már sokkal idegesebben fog rángatódzni.
Nézzük csak, hogyan is működik a dinamikus hangszóró (2. ábra). A metszetrajzról elhagytuk a hangszórókosarat, a mágneses rendszert és a lengőcsévét, így most különösen jól látszik, hogy a "motor" valójában egy szűk kör mentén hajtja meg a membránt - holott a teljes membránfelületre szeretne hatni egyszerre! Ha a membrán annyira szilárd volna, mint a Gellérthegy, akkor persze így is késlekedés
nélkül követné a motor utasításait. Lévén ő azonban csupán egy vékony, tölcsér (vagy dóm) alakú lapocska, hajladozni kezd, nem dolgozik "uniszónóban". Mélyebb frekvenciákon még egységesen pumpálja a levegőt, de ahogy felfelé haladunk a frekvenciaskálán, előfordul, hogy a peremkerületek még javában kifelé mozognak, holott a centrum már rég elindult visszafelé. Ennek folytán a membrán "betörik". Más-más
tartományai ellenfázisban sugároznak, ami aztán üdvösen jelentkezik mind a frekvencia-, mind pedig az impulzusátvitelben. A betörés jelenségét (3. ábra) mi dómsugárzón mutatjuk be, mert azon szemléletesebb, de a kónuszos membránok is ugyanígy tesznek. Sőt, még ígyebbül. Ugyanis a dómok lengőcsévéje a membránfelülethez képest nagy, és úgy-ahogy, de alátámasztja a kis kupolát. Ezzel szemben a
mélyhangszórókban, hogy úgy mondjuk, sok a membrán és túl kevés a lengőcséve... A betörés természetesen nem csak egyetlen frekvencián következik be, hanem folyamatosan-periodikusan érvényesül, egy bizonyos frekvenciától kezdve. S akárcsak az emberek: az első betöréstől kezdve a hangszórók sem ártatlanok többé...

1-3. ábra

Betörő a membránom

Az első betörés annál magasabb frekvenciára csúszik, minél merevebb a membrán. Ha a membrán síklap volna, nem nagyon volna tartása, ezért általában valamiféle tölcsér-alakzatot adnak neki: kúposat, exponenciálisat, hiperbolikusat - lehet kísérletezni vele. Csodák azonban nincsenek, és az első betörés helye végülis a méretektől függ, azaz minél nagyobb a membrán, annál hamarább betörik. Még a 20 centi átmérőjűeket is eléri a végzet úgy 7-800Hz környékén - hogy a nagyobb basszushangszórókról ne is beszéljünk. Elégedetten dörzsölhetjük a tenyerünket: hangsugárzónk minden valószínűség szerint
pocsék lesz. Sajnos, a konstruktőrök mindenféle ármányosságra vetemednek, hogy "biztosítsák magukat betörés ellen." Illetve, a betörés tényén nem változtathatnak ugyan, de a hatását eliminálják azáltal, hogy
impregnálják a membránt kígyóhájjal-varjúmájjal, mindenféle kenceficével. Ha rossz hangsugárzót akarunk gyártani, nehogy az istenért impregnálni próbáljuk a membránt! Vagy ha már mindenképpen kenni akarjuk, olyan anyagot válasszunk, amely rövid időn belül kiszárad! Készítenek membránt különféle műanyagokból is: bextrénből, polipropilénből, egyebekből. Ezek jobban csillapítják sajátmagukat, mint a papír. Egyes konstruktőrök ravasz szendvicsszerkezetekből alakítják ki a membránt, miáltal sokkal merevebb lesz, és csak magasabb frekvenciákon törik be.
De azért ne veszítsük kedvünket! Mindennek megvan a maga hátulütője, például szinte biztosra vehetjük, hogy ezek a speciális membránfajták súlyosabbak a hagyományosnál, nehezebb meglengetni őket, nagyobb a tehetetlenségük, "lassabbak", magasabb frekvenciákon romlik az átvitelük! És ami a legörvendetesebb: elmegy az érzékenységük! Ugyanakkora hangerőhöz most majd sokkalta nagyobb teljesítményt kell belepumpálnunk a hangszóróba, miáltal - ha szerencsénk van - akár le is égethetjük a lengőcsévét. Alternatíva: az erősítő erőlködik, nem bírja a strapát, csörömpölő hangon "klippelni" kezd - és ezt a hallgatóság a hangsugárzónak fogja tulajdonítani. A sportszerűség kedvéért be kell ismernünk, legalább egymás között, hogy ilyenkor valójában nem a hangsugárzó az, ami rosszul szól de végülis a cél
szentesíti az eszközt.
A betörés igen hatásos, mondhatni kriminális jelenség, semmiképpen se hanyagoljuk el, ha rossz hangsugárzót akarunk. Már csak ezért is mellőzzük az úgynevezett elektrosztatikus hangsugárzókat (ELS - 4. ábra), mert azoknak a motorja ha nevezhetjük így ezt a ravaszul megkonstruált kondenzátort - egyszerre hajtja a teljes membránfelületet, megfosztva bennünket a betörés okozta amplitúdó- és fázismizériáktól. Ráadásul az impulzusátvitele is szégyellni valóan hűséges. Sebaj, azért ezekkel is van elég gond, mint még látni fogjuk. Akárcsak az ELS, együtemben lengeti a teljes membránfelületet a ribbon, azaz szalagsugárzók motorja is (5. ábra), de ettől a típustól kevésbé kell félnünk: hálistennek, a ribbonok ma még inkább csak a
legfelső frekvenciasávban használatosak. Egye fene, ha a csipogó szépen szól - majd elrondítjuk a hangot valahol másutt. Ez egyébként is elegáns megoldás, mert olcsó hangszóróból nem kunszt rossz hangsugárzót építeni, a jó ribbonok viszont fölöttébb drágák.

Hogy a betörés előnyeit kellőképpen méltányolni tudjuk, tekintsük a dinamikus hangszórót olyasfajta szerkezetnek, amelyen a membránnak csupán egy kis központi részét noszogatják, bizakodva, hogy a többi is majdcsak utánamegy. Ebből a konfigurációból még sok-sok áldás fakad.
Amikor ugyanis az elektromos jel megérkezik, a membrán úgy viselkedik, mint a tó, ha követ dobnak bele: hullámzani kezd. A hullám a partról visszaverődik, koncentrikus gyűrűk alakulnak ki rajta. A hangszóró membránon úgyszintén (6. ábra). Az angolban ezt a jelenséget csomóponti rezonanciának hívják, de nevezhetnénk gyűrűrezonanciának is. Meg kell jegyeznünk, hogy ilyen szép, szabályos gyűrűket,
amilyeneket az ábrán látni, csak egészen kitűnő, teljesen homogén membránok produkálnak. A szokványos membránok "térképe" ennél sokkalta cifrább, mert a gyűrűkre egy sereg egyéb rezonancia is rárakódik.
Például harangrezonancia (7. ábra). A hullámzás ugyanis nemcsak koncentrikusan gyűrűzik, hanem a membrán kerületén is végigfut. Igaz, van valami, ami ezeket a rezonanciákat csillapítani tudja: a membránszél. Kárhozatos módon felfogja a hullámokat, és ahelyett, hogy szépen visszaverné, esetleg elnyeli őket. Csakhogy - haha! - másfajta redőzet mérsékli a koncentrikus, és megint másféle a keresztirányú hullámzást. Mindkét fajta rezonancia csak akkor csillapodna, ha a membránszélt kétféle alakzatból kombinálnánk, tehát például úgy, ahogy a 8. ábrán látható. Ez a tipp egyébként a BBC kutatóitól származik - ments isten, hogy kövessük a tanácsukat! Akkor ugyanis nem élvezhetjük ki teljes mértékben a gyűrű- és harangjátékot.

4-9. ábra

Négy látványos videó a különböző anyagokból készült membránok mozgásáról. Az első egy szinusz jelre adott válasz, a 2., 3. pedig impulzusra adott válaszok. "...a membrán úgy viselkedik, mint a tó, ha követ dobnak bele..."

Mágnesbe mártva

Az előbb már láttuk a membránt motor nélkül. Nézzük most a motort, membrán nélkül (9. ábra), pontosabban azt a mágneses "fazekat", amelybe a lengőcséve merül. Mint látjuk, az erővonalak csak egy igen rövid szakasz mentén futnak párhuzamosan. Alul-fölül "szóródik" a mágneses tér, és ott már nem kontrollálja a tekercs mozgását. Minél merészebbeket lendül a cséve, annál inkább fogy a csillapító erő, és
megfordítva: minél kisebb a csillapítás, annál inkább lengeni kezd a tekercs. Rezonanciafrekvencián a hangszóró azt danolja, hogy: kicsi nekem ez a ház, kirúgom az oldalát. Mindezt olyan hangon, mint valami
beteg traktor.
Nekünk persze pont ilyen hangszóróra van szükségünk, másoknak viszont esetleg eltér az ízlésük a miénktől. Ők vagy azt teszik, hogy növelik a légrés hosszát (minek folytán a tekercs nem tud kiszaladni)
ehhez azonban olyan drága mágnes kéne, amilyet senki sem enged meg magának. Ezért inkább a csévét tekercselik hosszabbra, hogy egy része mindig benn maradjon a résben. Ennek a "jut is, marad is" filozófiának az az eredménye, hogy noha az áram a teljes tekercsen átfolyik, a tekercs nagy része éppen kinn van a lyukból, és nem vesz részt a munkában. Emiatt aztán alaposan elromlik a hangszóró érzékenysége.
Egyébként is: ha hosszabb a tekercs, könnyebben nekiütődhet valahol az "alagút" falának, hacsak nem növelik a munka precizitását - de nem, azt nem növelik, hanem inkább tágabbra méretezik az egész légrést. Ez megint csak az érzékenység rovására megy.

Kikosarazott hangszórók

Cikkünk nem merészkedik túl a közhasznú ismeretterjesztés határán; nyilvánvaló, hogy azok az Olvasóink, akik el kívánnak mélyülni a hangszórótechnika matematikájában, vagy a mágnesek és a tekercselés
technológiájában, jobbnál-jobb ötletekkel gazdagíthatják a hangsugárzók elbaltázásának művészetét. Mi inkább csak az egyszerű, de hatékony módszerekre összpontosítunk. Például, ha már úgyis kibontottuk a hangszórókosarat, érdemes még egyszer körülszaglászni a membránszél körül. Előzőleg csak amiatt
aggódtunk, vajon nem fogja-e csillapítani a membrán saját rezonanciáit - s közben megfeledkeztünk arról a vidító lehetőségről, hogy a membránszél netalán maga is hozzájárul a bajokhoz. Pedig erre minden
esélyünk megvan. A membránszél egész életében, folyton-folyvást rugózik, hajladozik, szívós anyagból kell készülnie, különben nem fogja bírni a strapát. (S gondoljuk meg: mi nem üzemképtelen hangsugárzót akarunk, hanem működésképeset - csak éppen rosszat.) De ha a membránszél túlságosan merev, hajladozás közben redők, gyűrődések, keresztbarázdák képződnek rajta, és ide-oda ráncigálják a
membránt.
Márpedig a membrán igen kényes az ilyesmire. Még azt is megérzi, ha ügyetlenül erősítik fel rá a kivezető kábeleket. Azt is megérzi, ha rászáll egy pille. És valóban van rajta pille: így hívják ugyanis a (2. ábránkon feltüntetett), rugószerű, impregnált textilkorongot, amellyel a mozgó rendszert "központosítják", hogy a cséve ne lötyögjön a légrésben, és előre-hátra se ficánkoljon túl nagyot. Némely konstruktőrök semmit sem szeretnek kockára tenni, és biztos ami biztos: jó erősen megfogják a membránt a pillével. A hangszóró ettől
merevebben rugózik, vagyis felmegy a rezonanciafrekvenciája, elmegy a basszusa. De, hogy el ne térjünk tárgyunktól: a pillének ezen kívül magánélete is van. A membránszélhez hasonlóan tárolni tudja és persze
vissza is tudja sugározni az energiát.
Lassan mindent kipakoltunk a hangszórókosárból; már csak maga a kosár van hátra. Szimpla alkatrésznek látszik, bizonyára csak apróbb hibákat lehet előidézni rajta. No de aki a kicsit nem becsüli, a nagyot nem érdemli!
A legtöbb hangszóró afféle pléhboy: kosarát nem öntik, hanem vékony lemezből húzzák. A lemeznek alig-alig van tartása (ha "elhúz", esetleg az egész hangszóró tönkremegy), egyébként is rezonanciára hajlamos, különösen, hogy hátul ott ringatózik rajta a jóval nagyobb tömegű mágnes. Hogy valamelyest stabilabbá tegyék, hátul csak egészen kis ablakokat vágnak rajta, miáltal üreg képződik a membrán mögött, és
most az fog rezonálni. Mi több, a hangszórókosáron most kisebb lett a kijárat, mint a bejárat: a levegő csak előrefelé távozhat szabadon, hátrafelé már préselnie kell magát. A legtöbb kommersz típus hátoldalán akkorácska nyílást sem hagynak, mint a membránfelület fele. (Olvasóink most feltehetőleg csavarhúzót ragadnak, és gyorsan megnézik saját hangszóróikat... Nem fognak csalódni!) Felírhatjuk tehát a hármasszabályt: ha rossz hangszórót akarsz, akkor 1. ne öntött, hanem húzott hangszórókosarat használj, 2. ne vágj rajta, csak szűk börtönablakot és 3. nehogy véletlenül megtámaszd, kiékeld vagy bármi más módon rezgésében gátolni próbáld a mágnest a kosár hátoldalán!

Szelíd motorok

Ha összeraktuk a motort, jól-rosszul, működni fog a hangszórónk ugyancsak jól-rosszul. A legjobb esetben úgy, ahogy ezt a 10. ábra szemlélteti, vagyis az átvitele csak egy viszonylag szűk sávban lesz lineáris. Alul-felül rezonanciák lépnek fel rajta. Ehhez az ábrához két kommentár kívánkozik. Először is, a fundamentális rezonancia tartományát kiegyenesíthetik ugyan, ha a csillapítási tényező, a Q értékét 0,7-en tartják, de az impulzusátvitel még mindig nem lesz tökéletes. A "Q= 0,5" rendszer voltaképpen egyáltalán nincs "túlcsillapítva", hanem csak éppen annyira van megfogva, hogy ne legyen önrezgése. Választhatunk, mit rontsunk el: a basszusátvitelt-e, avagy inkább az impulzusátvitelt. (Minderről bővebben írtunk 5. számunkban A három kívánság - mese felnőtteknek a mélyhangsugárzó dobozokról). Másik észrevételünk azokat a bizonyos "lehetséges" további rezonanciákat érinti. Ezt is el lehetne tüntetni, ha a tervezők gondosan méreteznék a motort - de hát ki az ördög akar gondosan méretezni?! Mi rossz hangsugárzót akarunk, és elégedetten konstatáljuk, hogy a kommersz hangszórók további rezonanciái nem lehetségesek, hanem úgyszólván kötelezőek. Elnézve a 10. ábrát, bizakodva mondhatjuk, hogy ebből az életben nem lesz "20Hz-20kHz". S ha megszelídítjük a motor rezonanciáit, többnyire tovább szűkül az átviteli sáv. Tologathatjuk a hangszórót ide-oda a frekvenciaskálán: a nagy membrán mélyebbre, a kicsi magasabbra hatol, de igazából egyikük sem tud többet 4-5 oktávnál.

Több dudás egyszólamban

A nagyméretű, szélessávú hangszórók miatt tehát ne fájjon a fejünk, ezek feltehetőleg igen gyatrák lesznek. A kisméretű hangszórók pedig hiába szélessávúak; mert a basszustartományban nem tudnak leadni elegendő energiát, és ha erőszakoskodunk velük, leégnek, kiszakadnak, megpukkadnak. No de ha sok-sok kis hangszórót teszünk egymás mellé?!
Van is ilyen hangsugárzó, meglehetősen népszerű is: a Bose 901. Kilenc lyuk van rajta, mint a híres hortobágyi hídon (meg a BEAG Bifrons nevű dobozán). De azért ne ijedjünk meg tőle. Legelőbb is vegyük észre, hogy ezek a 12-13 centis hangszórók nemhogy nem kicsik, hanem meglehetősen nagyocskák, tehát 10kHz fölött már igencsak hamisan fognak dudorászni. Mi több, be fogják bizonyítani, hogy több dudás nem
fér meg egyszólamban. A hangszórók ugyanis csak addig szórják a hangot, amíg a membránjuk kisebb a hang hullámhosszánál. A magasabb frekvenciájú (azaz kisebb hullámhosszúságú) hangot már korántsem szórják szét, inkább előrefelé lökik (11. ábra). Ha két hangszórót teszünk egymás mellé, átvitelük át- meg átlapolódik: frekvenciától függően a tér különböző pontjaiban hol erősítik, hol gyengítik vagy akár ki is olthatják egymás hangját, úgy, ahogy ezt a 12. ábra kecses pálmalevelein szemlélhetjük.

10. Dinamikus hangszóró jellegzetes átviteli görbéje. (Colloms nyomán)

11. Köralakú membrán sugárzásának irányhatása a hullámhossz függvényében. Az első rajzon a hang hullámhossza még négyszerte nagyobb, az utolsón hatszorta kisebb a membrán átmérőjénél.- lásd: bal oldali "pálma fák". (Lamoth nyomán)
Ebben az a "jó", hogy, ha sikerülne is egy teljesen ideális, lineáris frekvencia átvitelű hangszórót készíteni, az a magasabb frekvenciákon mégis egyre több energiát irányít a hallgató felé, vagyis a végeredmény mégis egy emelkedő átviteli görbe lesz.

12. Kettős hangforrás sugárzásának irányhatása, egymástól való távolságuk függvényében. Az első rajzon a hang hullámhossza még négyszerte nagyobb, mint amennyire a hangszórók vannak egymástól. lásd: jobb oldali "pálma fák" (Lamoth nyomán)

Hogy ez nem üres spekuláció, bizonyítsa 13. ábránk, az Orion HS 700-as irányjelleggörbéivel.
Ennek a doboznak 2-2 zengője és csipogója van, és valóban nagyon szép interferenciákat produkál.
Még szebb alakzatok jönnek ki, ha nem ketten, hanem többen dudálnak együtt. A kilenclyukú Bose-ról nincs adatunk, van viszont a nyolchangszórós BEAG HOX 22-ről. Irányjelleggörbéje (14. ábra) remélhetőleg meggyőzi a kétkedőket, hogy nyugodtan szerződtethetünk akárhány hangszórót ugyanabba a csárdába. Esélyeink - hogy rossz hangsugárzót fabrikáljunk - ezzel egyáltalán nem csökkentek!

13-14. Kettős közép- és magassugárzók (Orion HS 700, balra), illetve nyolc szélessávú hangszóró (BEAG HOX 22) interferenciái az irányjelleggörbén.
Elég rosszul látható, mert itt 3 frekv. átviteli görbét rajzoltak egymásra: a pont szemből (0fok) és a 20, 40 fokból felvetteket.
Akinek pl Logitech X-230 van, egyszerűen kipróbálhatja az interferencia hatását: csak vegye kézbe és mozgassa kicsit le-fel, jobbra-balra. Folyamatosan és radikálisan változni fog a kis dobozka hangszíne. Pedig úgy reklámozzák, hogy ennél ilyen jelenség már nincs, nyilván arra céloznak, hogy ez a fizikai törvény sikeresen ki lett iktatva.

Macskazene

Pedig még nem is hozakodtunk elő minden érvünkkel. Például ki gondolná, hogy a hangszórók nyávogni is tudnak? Persze, nem a szögsebességük ingadozik, mint a magnóké vagy a lemezjátszóké.
Mellesleg, az utóbbiak sem mindig úgy nyávognak, mint a letaposott farkú macska: a tisztességesebb gépek nyávogását jóformán észre sem lehet venni. Éppen csak hogy elkeni vagy érdesebbé teszi a hangképet - és a hangszórók nyávogása is csak ilyen. Annyi különbség mégis van, hogy a magnók-lemezjátszók a tökéletlenségük folytán nyávognak - a hangszórók pedig elvből! Ezt az elvet a fizikában Doppler-effektusnak nevezik. Legismertebb és egyben a szívet-lelket leginkább gyönyörködtető megjelenési formája az a dübörgésből a vijjogásig emelkedő, majd újra dübörgésbe süllyedő zaj, amelyet a fel-le száguldozó motorkerékpárok csapnak. A szabály úgy szól (hétköznapi nyelvre fordítva), hogy minden hangforrás, amely közeledik hozzánk vagy távolodik tőlünk, nyávogni fog. A nyávogás mértéke a forrás sebességétől függ. Nos, ami a hangszórómembránt illeti, ez egyebet sem tesz, csak hol közeledik, hol meg távolodik.
Egy szélessávú rendszer (álljon bár egyetlen nagyméretű, vagy több apró hangszóróból), megszólaltatja az 50, de a 15000Hz-es hangot is. Mélyfrekvencián a membrán jó nagyokat leng, mondjuk ±4 millimétert. Az
50Hz-es jelet ez nem zavarja, hiszen neki csaknem 7 méter a hullámhossza, mit neki az a pár milliméter. A 15000Hz-es frekvenciának azonban már nem ez lesz a véleménye, minthogy az ő hullámhossza csak
22 milliméteres. Lényegében az történik, hogy csipogónk ±18 százalékkal előre-hátra kóvályog a levegőben - 15. ábra. (Szakszerűbb leírása ennek a jelenségnek jelen számunk Torzonborz hangjegyek című cikkében. A szerk.)

15. Doppler-macskazene. A membrán a mélyebb frekvenciák ütemében előre-hátra mozog, s eközben a magasabb frekvenciákat (színes rajz) folyvást más helyről szólaltatja meg

Egyszerű hasonlattal élve, példánkban az 50Hz játssza a motorkerékpárt, a 15kHz pedig a hangját. Csak ne feledjük, hogy ezzel egyidőben ugyanígy motorozik a többi hang is: a 100Hz az 50Hz-en, az 1kHz a 200Hz-en, a 6711Hz a 389Hz-en, szóval az összes frekvencia a nála alacsonyabb összes többi frekvencián! Mindezt ki is lehet mérni, intermodulációs torzítás formájában. Sajnos, a Doppler-effektus nem eléggé hatékony: csak a szélessávú rendszerekben érvényesül igazán. Mégis, töltsön el bennünket nyugalommal az a tudat, hogy a hangszórónk halkan bár és tapintatosan, de szünet nélkül nyávog. Kivéve, ha a membránja nyugalomban van.
("Mondja, Maga mindig dadog?" "Nnnem. Csak ha-a-a bbbe-beszélek.")

Tölcsérek dicsérete

A tölcséres hangsugárzót nem a Doppler-torzítás ellen találták fel, inkább csak menetközben derült ki, hogy ez a fajta hangsugárzó kevésbé "nyávog". A tölcsér eredetileg arra való, hogy növelje a hangszórók hatásfokát. Azáltal, hogy a membrán impedanciáját a levegő impedanciájához illesztik, kisebb membránfelülettel és jóval kisebb erősítővel is nagyobb hangnyomást lehet kelteni. Nem csoda, hogy a
nagyobb tereket a legtöbbször tölcséres hangszóróval sugározzák be; popkoncerteken is mindenünnen tölcsérek tátonganak a felrázandó hallgatóságra. A hetvenes években a tölcséres hangszóróiról és különösen a háromutas sarokhangsugárzójáról híres P. W. Klipsch teleírta a szaksajtót, bizonygatva, hogy a "direktsugárzóknak", vagyis tölcsér nélküli hangszóróknak túl nagy a Doppler-torzításuk, tehát hifi-hangot kizárólag a tölcsérektől remélhetünk. Annyi kétségkívül igaz, hogy a tölcséres sugárzók kitűnő hatásfokúak, nem kell erőlködniük, a membránjuk alig-alig mozdul, márpedig a Doppler-nyávogásnak az a feltétele, hogy a membrán minél erőteljesebbeket lendüljön. Az Olvasó most bizonyára undorral félresöpri a tölcséres hangszórókat, mint hasznavehetetlenül jó típusokat.
Hadd védjük meg a tölcsérek becsületét: ha csekély is a Doppler-torzításuk, torzítanak ők eleget, csak másféleképpen. Például már a tölcsér torkolatában fellépő nagy nyomás is okozhat akkora intermodulációt, hogy egymagában kárpótol bennünket a Doppler-cirmosokért. A tölcsérfal is folyvást rezonál, feltehetőleg
ezért van a legtöbb tölcséres csipogónak olyan szép csörömpölő hangja. De a legfőbb érv a tölcsérek mellett: a kellemesen hullámzó frekvenciaátvitelük. A 16. ábrán különféleképpen méretezett tölcsérek
átvitelét szemléltetjük. Látható, hogy mindegyik görbe alsó szakasza erősen dauerolva van. Hogy kedvet csináljunk a tölcsérekhez, a 17. ábrán bemutatunk egy különösen szép frekvenciagörbét, egy neves
stúdiómonitorról. Ilyen jó eredményre azonban ne számítsunk, a legtöbb tölcséres hangszóró hepehupái ennél sokkal mérsékeltebbek.

16. Különféleképpen méretezett tölcsérek átviteli karaktere (Olson ábrája)

17. A Tannoy Classic Monitor frekvenciaátvitele. Az 1 kHz fölötti tartományt egy körülbelül 20 centiméter hosszú tölcsér sugározza .

A tölcsérek átviteli karakterét az magyarázza, hogy a hanghullámok ide-oda verődnek a torok és a szájnyílás között. Ezt azért jó tudni, mert a szokványos hangszórók membránja is tölcsér alakú (!), és bizonyos frekvenciákon ennek megfelelően is viselkedik. Ezt a tölcsért azonban ráadásba kapjuk, nem kell külön fizetni érte.

Mára ennyit. Reméljük, sikerült bizakodást csepegtetnünk Olvasóink szívébe. Fel a fejjel, igenis lehet rossz hangszórót csinálni! Következő számunkban a rossz hangszóródobozok és 'rosszóverek előállításának legcélszerűbb módszereiről értekezünk. Jelszavunk: nem vagyunk védtelenül kiszolgáltatva a technika tökéletességének!

A 2. rész
*

Cikkünk sok tekintetben Martin Colloms "High Performance
Loudspeakers" című könyvére támaszkodik (Pentech Press Limited -
Estover Road, Plymouth, Devon PL6 7PZ), rajzaink nagyrészét is ebből a
kiadványból vettük át. Természetesen mindenütt annak a kutatónak a
nevét tüntettük fel, aki a szóbanforgó ábrát eredetileg publikálta. A
11-12. rajz forrása Lamoth Emil Elektro-akusztika című könyve (Műszaki
Könyvkiadó, Bp. 1963).

A Hifi Magazin szerkesztősége köszönetet mond Elek Kálmánnak
(Budapesti Műszaki Egyetem), jelen - és következő - cikkünk
lektorálásáért.

Szekám Pál

Hozzászólások

(#1) ELP


ELP
(senior tag)

A HFM cikk első része.

„Sörivók kedvence” Sörtésztában sült, hagymás velővel töltött sertéstarja, sörös sajtmártással, burgonya rösztivel

(#2) ELP


ELP
(senior tag)

Frissítettem, ezt érdemes megnézni:[link]
Négy látványos videó a különböző anyagokból készült membránok mozgásáról. Az első egy szinusz jelre adott válasz, a 2., 3. pedig impulzusra adott válaszok.
"...a membrán úgy viselkedik, mint a tó, ha követ dobnak bele..."

[ Szerkesztve ]

„Sörivók kedvence” Sörtésztában sült, hagymás velővel töltött sertéstarja, sörös sajtmártással, burgonya rösztivel

További hozzászólások megtekintése...
Copyright © 2000-2019 PROHARDVER Informatikai Kft.