Sok-sok évvel ezelőtt vettem a WH-2 szettet, amikor sztereóról ismét házimozira váltottam. A hangjával az első pillanattól fogva bajom volt, ugyanis egy dobozhangú rettenet az egész, mégis nagyon sokáig használtam a gyári állapotában. Bár az EQ-val játszva is rossz maradt, túlságosan lusta voltam ahhoz, hogy komolyabban foglalkozzak vele. Most viszont ez is végre a boncasztalra került.

A gyári állapot

Egy kis hangdobozról beszélünk, benne két 10 centis polipropilén membrános mélyközéppel és egy egypálcás, félcollos (mylar?) magassugárzóval. A hangolása reflex, a cső a hátoldalán található. Formára nincs nagy baj vele, bár én szeretem, ha közelebb vannak egymáshoz a hangszórók. Anyaga fóliázott 10 mm-es MDF, rezonál is rendesen (nem, a 10-es falvastagság egy ilyen kis doboznál sem elég).

Van előlapi szövete is, ami a képen nincs felszerelve, bár a módosítások előtt azzal használtam, mert úgy kevésbé rossz a hangja. Hogy mit jelent a rossz hang? Elsősorban dobozhangot. Nem kicsit, hanem súlyosan dobozhangot. Hozzá élettelen, döglött közép- és olyan magastartományt, ami egyszerre kevés és fülsértő. Íme:

Az ilyeneknél mindig bajban vagyok. Hová kellene tennem a 0 dB-t? Igen, 40 Hz-ig lemegy, de milyen áron? Egyébként is minek? :( A dobozhangot a 150 Hz-es 8 (!) dB-es kiemelés okozza. Ráadásul ez "süketszobai" mérés, a legtöbb esetben ezek a dobozok falközelben vannak elhelyezve, így még az is ráerősít mélyben.

A gondok tovább folytatódnak a közép- és magastartományban. 1,4 kHz-en is rezonál rendesen, ami egyaránt lehet a hangszóró és a doboz is. 2 kHz-től aztán az egész közepe beszakad, majd 12 kHz felett hirtelen kiemel 5 dB-t. A 7,6 kHz-es beszakadás és fázisanomália valószínűleg az előlapi szövetnek köszönhető. Elég ronda ez így önmagában is, de még rondább, ha az idősíkot is mögé teszem:

Ez egy gyalázatos dinamikus viselkedés. Gyorsan hozzáteszem persze, hogy ebben benne van valamennyire az előlapi szövet kerete is, de később látszani fog, hogy ez túlnyomórészt mégis a hangszóróknak (főleg a magassugárzónak) köszönhető. Tényleg nem tudom, mit gondoltak, amikor ezt így kiadták. Ezek után váratlan meglepetésként egy viszonylag összetett hangváltó fogadott:

Oké, nem a legfelső polcról vették le az alkatrészeket, de szemmel láthatóan valaki foglalkozott vele (aztán persze a fene tudja, hogy tényleg ehhez a dobozhoz készült-e eredetileg is, vagy csak "ide is jó lesz" alapon került-e bele). Még a hátlapra is jutott három ellenállás, összesen 8 alkatrész volt benne:

A gyári hangszórók

Elsőként lemértem a hangszórókat, hogy egyáltalán van-e értelme bármilyen további erőfeszítésnek. A mélyközepeket párhuzamosan kapcsolva mértem és az eredmény nem is olyan rossz:

Látszik a rezonancia 1,4 kHz-en, de mint fent is írtam, ez akár a doboz is lehet. Ezen kívül még egy nagy kiemelése van 9 kHz-en, de amúgy 3-4 kHz-ig nem tűnik rossznak. Az összes T/S paramétert nem mértem le, de a két hangszóró átlagában Fs 93 Hz és Qts 1,17... Ilyen hangszórót reflexdobozba tenni? Persze zárthoz az Fs eléggé magas, szóval valahol meg tudom érteni. De ekkora kiemelést bevállalni egy centernél, aminek főleg beszédhangot kellene érthetően visszaadnia...

A vízesés diagram mindig tanulságos, ez esetben a frekvencia átvitelből látható hibákon túl nem nagyon derül fény súlyosabb problémára:

Ez ugyan a jótól messze van, de nem teljesen reménytelen.

A magassugárzónál már egészen más a helyzet. Ezek a kis műanyagmembrános izék általában is a hangsugárzók legalja, de erre a hegyvonulatra nem voltam felkészülve:

Olyan, mintha egérrel rajzoltam volna paintben, de sajnos nem. A hegység teljes szépségében kibontakozik a vízesés diagramon:

Ez tipikusan az a magassugárzó, amit le sem kellett volna gyártani, ha olcsó kell, ennél bármelyik egyszerű papírmembrános magas különbet produkál, igaz az nem "dóm". Ritkán találkozni hangszóróval, ami ennyire alkalmatlan a feladatára. Talán 9-11 kHz közt használható lenne. :D A tudomány kedvéért rááldoztam pár hétvégét, de hozta a papírformát: semmi értékelhetőt nem sikerült kihozni belőle, kár volt az elvesztegetett időért. Nem meglepő, hogy miért keresztezték annyira magas frekvencián eredetileg.

A korrektség jegyében hozzá kell tenni, hogy a doboz alsó-felső éle nincs lekerekítve, de ez biztosan nem okoz önmagában ekkora és ilyen sok hibát.

Magassugárzó csere

Ezután jött a gondolat, hogy a center sugárzóm romjaiból megmaradt1 1 db Monacor DT-107-et felhasználhatnám ehhez a dobozhoz. Máris előnnyé vált, hogy gyárilag nem építették a magassugárzóhoz közelebb a mélyközepeket, mert így az eredeti kivágást és süllyesztést megnagyobbítva még éppen befért a DT-107.

A süllyesztés kézzel készült és nem lett a legszebb, mert nem tudtam jól feljelölni a hangszórót és túl könnyen vitte az asztalosvéső az MDF-et. Szerencsére ez csak egészen közelről látszik. A kisebb esztétikai hibákért kárpótol a gyárinál nagyságrendekkel jobb hang:

A 4,2 és 8,1 kHz-es hibákhoz valószínűleg van némi köze a nem lekerekített alsó/felső dobozéleknek is. Egy korábbi mérésemen2 nem látszik hasonló hiba, bár tény, hogy az egy sokkal egyszerűbb, nem kalibrált rendszerrel készült.

A vízesés diagram is sokkal jobban néz ki:

Hangváltó tervezés

A dobozhang problémát első körben figyelmen kívül hagytam, viszont azt némileg ellensúlyozandó úgy terveztem, hogy a baffle stepet (ami itt egyébként is csak kb. 3 dB) nem kompenzálom, hanem eleve a középtartományt magasabb hangnyomásra lövöm be, így talán kevésbé lesz zavaró a kiemelés mélyben. A dobozhangot a folyamat végén próbálom majd kezelni.

A keresztezési frekvenciát a két hangszóró tulajdonságai alapján valahova 3-4 kHz környékére kell tenni. A mélysugárzók párhuzamos kapcsolásban voltak és maradnak az új hangváltóval is. Nem akartam a hangváltóval kezelni első körben az 1,4 kHz-es rezonanciát sem, mivel érzésem szerint ez nem (csak) a hangszóró sara. Bár általában fordítva szokás, itt az volt a célom, hogy előbb készüljön egy hangváltó, amivel már jól teljesítenek a hangszórók és utána kezelem a dobozt, ha van értelme.

A tervezéshez szükség van még az impedancia menetekre. A mélyközepeket párhuzamos kapcsolásban, nagyjából lezárt reflexcső mellett mértem, emiatt egy nagyon lapos "csúcs" látható 27 Hz körül. Ennek nincs jelentősége a hangváltó tervezésekor. A DT-107 impedancia görbéje viszonylag kultúrált, a ferrofluid szépen teszi a dolgát.

A tervezéshez a VituixCAD3-et használtam és több iterációt követően végül mindössze 7 alkatrész került a hangváltóba. A mért impulzusjelek alapján a hangszórók akusztikai távolsága 11 mm (ennyivel van közelebb a magassugárzó).

A mélyközép 9 kHz-es kiemelése miatt egy másodrendű + lyukszűrő kombinációval indítottam. Ennek kezdőértékeit a VituixCAD beépített modul könyvtárából kiválasztva adtam meg, majd az egész kapcsolást felépítettem önálló alkatrészekből és utána egyenként finomhangoltam.

Ahhoz, hogy a fázismenetek megfelelően fedjék egymást, a magassugárzó elé másodrendű váltást tettem, a jelszintet pedig egy szimpla soros ellenállással illesztettem.

A tekercsek légmagosak 0,4 - 0,5 Ω-os egyenáramú ellenállással. A kis értékű kondenzátorok fóliák, a nagy bipoláris, az ellenállások fehér kerámiák. A meghallgatások során arra jutottam, hogy a magassugárzót kicsit jobban elengedem, így kb. 2 dB-el erősabb a középtartománynál. Így jobb a beszédérthetőség és a hang is jobban passzol a Primair4 karakterisztikájához. Nem segít a fekvő mélyközép-magas-mélyközép (MTM) elrendezés sem, mert emiatt rendkívül szűk a vízszintes iránykarakterisztika a közép- és magastartományban és ez érzésre kicsit agyonüti a felső oktávokat.

A hangváltók elektromos átvitele az alábbi:

Az aluláteresztő részben a lyukszűrő frekvenciája kicsit elcsúszott, ez annak a mellékhatása, hogy nem húztam utána a 0,47 µF-os kondit, amikor a mélyközépnél a tekercs és a kondenzátor értékét finomhangoltam. Így tulajdonképpen inkább egy harmadrendű váltóként működik a szűrő a mélyközepek előtt.

A fázisok együttfutása megfelelő, az akuszikus keresztezési frekvencia megegyezik az elektromossal, ami kb. 4 kHz.

Az ellenőrző mérés megerősíti a szimuláció eredményét:

A teljesség kedvéért álljon még itt a zárt változat mért impedancia menete:

A rezonanciák és a dobozhang csillapítása

A fenti hangváltóval a doboz már egészen elfogadható teljesítményt nyújtott, ezért volt értelme továbblépni. A következő feladat a rezonanciák illetve a dobozhang csillapítása. Ennek érdekében a doboz előlapja kivételével minden oldalára 2 réteg, a két (kívül fekete) kis oldalra pedig 3 réteg StP Black Silver öntapadós bitumenlemezt ragasztottam és a dobozt a reflexcső nyílásának környéke kivételével feltöltöttem kártolt gyapjúval. A különbség a frekvencia átviteli görbén nem igazán látványos:

Ha csak ezt nézném, azt mondhatnám, hogy nem érte meg. Ugyanakkor a vízesés diagramon jelentős különbség figyelhető meg. Csillapítás nélkül:

A bitumen lapok és a gyapjús feltöltés után:

A középtartomány jelentősen javult, a rezonáns csúcs "szétterült" és sokkal gyorsabban hal el, mint előtte. Gyárilag egyébként egy kisebb szintetikus hangcsillapító lap volt a dobozban félbehajtva (ennek hatása az eredeti vízesés diagramon is látszik).

Miután a rezonanciákat sikerült kezelni, már csak a dobozhanggal kellett kezdeni valamit. Bár a kártolt gyapjút úgy osztottam szét a dobozban, hogy a reflexcső környékét ne zavarja, már így is kevésbé effektív a cső (piros görbe), mint üres doboznál. A 150 Hz-es csúcson sajnos ez nem segített, ezért kipróbáltam mi történik, ha a cső kijáratába teszek egy 1 cm vastag, szintetikus csillapítóanyagból lazán feltekert "csigát". Ez még jobban csillapítja a csövet, de a hatása elsősorban sajnos a szubtartományban érvényesül, a 150 Hz-es csúcs szinte érintetlen marad (kék görbe). Egy kellően jól paraméterezhető EQ-val ebből lehetne valami használhatót kihozni, de ennek hiányában végül doboz lezárása mellett döntöttem (fekete görbe):

A magas Qts miatt sajnos így is elég nagy a kiemelés a rezonancia frekvencián. A reflexcsövet egy 1 cm vastag tömör polifoam karikával zártam le:

Értékelés

Az előtte-utána grafikon elég szemléletes, mintha nem is ugyanaz a doboz lenne, ami nem is csoda, hiszen tényleg nem sok maradt az eredeti állapotból:

Szintén jelentős a különbség a dinamikus viselkedésben. Gyári állapotában a rossz tonális egyensúly mellé kellemetlen, rezonáns viselkedés párosul a teljes közép- és magastartományban:

A módosításokat követően itt is látványos a változás:

A dobozhangot sajnos nem lehetett teljesen megszüntetni, de a végeredmény elfogadható, a center sokkal jobban illeszkedik a rendszerbe, mint korábban és EQ-ra sincs már szükség. Tökéletes ugyan nem lett, de azért az eredeti állapothoz képest jelentős a javulás.

A magassugárzó cseréje nélkül azonban nem lehet túl messzire jutni. Ezen a ponton felmerül a kérdés, hogy megérte-e? Nekem mindenképpen, mert a beépített alkatrészek mind megvoltak és nem is nagyon tudtam volna felhasználni őket máshol. A tekercsek innen-onnan kitermelt darabok (mindegyikből csak egy volt), a magassugárzó is csak a port gyűjtötte már évek óta és abból is szintén csak egy volt.

De ha meg kellett volna venni mindent, amit kicseréltem kifezetetten ehhez az átalakításhoz, akkor sokkal-sokkal árnyaltabb lenne a helyzet és azt mondanám, hogy ez a doboz bizony nem éri meg a ráfordított pénzt és időt. Ezzel a mélyközéppel, ebben a dobozban lehetetlen teljesen megszüntetni a dobozhangot és ez éppen elég indok a projekt ellen.

Összeségében nekem azért megérte:

• Régóta nem foglakoztam passzív hangváltóval, kicsit felfrissítettem ezt a vonalat is.
• Felhasználtam egy csomó alkatrészt, amit máshol valószínűleg nem tudtam volna. Jó érzés, hogy ezek valahol immár hasznos munkát végeznek.
• Sokat javult a beszédérthetőség, kevésbé "brummog" a szereplők hangja a filmekben.
• Konzisztensebb lett a front rendszer hangképe. Egy bal-közép-jobb átúsztatás határozottan kiegyensúlyozottabban szól, mint korábban.
• Rengeteget mértem a sok próbálkozás során, már rutinszerűen rakom össze a mérőrendszert, ha kell. :)

De ezt az átépítést ne csináld utánam.