Hogyan csináljunk rossz hangsugárzót - I.



        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. Dumát 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  szégyellnivalóan
    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.

    

    A  Beveridge  szobamagasságú  elektrosztatikus  rendszere.  A  membrán
    előrefelé  egy  hosszú,  keskeny  résen  át,  hátrafelé pedig egy zárt
    dobozba sugároz.
    Jobbra: AEC hangdoboz szalagmagassugárzóval


        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
    hangszórómembránon 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


    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 nagyrésze 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
    megintcsak 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  sajátrezonanciáit
    - 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.

    

    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. (Lamoth
    nyomán)

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


    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. 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


    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

    A híres háromutas-háromtölcséres Klipsch sarokhangsugárzó és (lejjebb)
    egyik modern, ezoterikus utóda, az ATR Celestron


        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 eyy 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  tölcséralakú  (!),  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!

                                      *

        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