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