Hangszóró választás - 2. rész

2006. február 1., módosítva: 2006. február 26.

Közép- és magassugárzók

A közép- és magassugárzók kialakításuk szerint zárt vagy nyitott kosarasak. A dómsugárzók gyakorlatilag kivétel nélkül zártak, a kónuszos hangszórók közül a magassugárzók általában zártak, a középsugárzók között mindkét kialakítás előfordul.

Egy nyitott közép vagy magas hangszórót a Thiele/Small paraméterei alapján pont ugyanúgy kell hangolni, mint egy mélysugárzót. Mélyközép hangszóró is használható középhangszóróként, ekkor nyitott kosarú középsugárzóként kezelendő. Nyitott kosarú hangszóróhoz minden esetben zárt dobozt kell készíteni. A hangolás jósága a megcélzott alsó keresztezési frekvencia alapján nagyon széles skálán mozoghat, jóval 1-es Qtc feletti hangolás is használható amennyiben a hangváltó megfelelően van az átviteli karakterisztikához illesztve.

A gyárilag zárt hangszórók esetén a gyártók kétféle megoldást használnak. Vagy teljesen zárt kosarat alkalmaznak (ekkor a térfogat a membrán és a kosár közé zárt levegő), vagy nyitott kosarat használnak és gyárilag egy fix, zárt légteret csatolnak a kosár mögé. A végeredmény mindkét esetben egy zárt doboz a gyárban tervezett hangolással. A teljesen zárt kosaras megoldásnál a kis térfogat gyakran 1,5 vagy afeletti jóságot eredményez.

A közép és magassugárzók adatlapja a konstrukció ismeretében értelmezhető. Nyitott kosár esetén a paraméterek megegyeznek a korábban ismeretetettel. Zárt kosaras megoldás esetén a paraméterek a hangszóró és a csatolt kamra térfogata által alkotott rezgő rendszerre vonatkoznak (hang"doboz"). Qts ilyenkor igazából Qtc, Fs pedig Fb. Előfordul, hogy ugyanazt a membrán/motor kombinációt többféle változatban árulják a csatolt kamra térfogatától függően. Jellemzően magassugárzó dómok esetén fordul elő, hogy a dóm kupolája mögött átfúrják a pólusvasat és a mágnes mögött plusz légteret alakítanak ki aminek hatására csökken a jóság és a rezonancia frekvencia.

Hangszóró választás szempontjából pontosan ugyanazok a kritériumok érvényesek, mint korábban.

Egyéb paraméterek

Egy hangszórónak sok egyéb fontos tulajdonsága van, de ezeket meglehetősen ritkán tartalmazza a gyári adatlap.

A harmonikus torzítás a hangszóró második (K2) és harmadik (K3), esetleg további felharmonikusainak arányát ábrázolja a frekvencia függvényében bizonyos hangnyomás mellett. Az ábrán a kék/piros a 85, a türkiz/lila a 95 dB hangnyomáshoz tartozó második és harmadik felharmonikus aránya a teljes jelben.

Egy hangszóró K2, K3 torzítása a frekvencia és a hangerő függvényében

A hangszórók átviteli görbéjét a középvonalában mérik, a membrán átmérőjénél rövidebb hullámhosszú hangfrekvenciák azonban irányítottan terjednek. A frekvencia növekedésével nem pontosan szemből mérve (ülve) egyre kisebb hangnyomás mérhető. Ennek ábrázolására többféle diagram létezik, az egyik lehetséges variáció látható az ábrán. A nem tengelyirányú mérést általában 15 / 30 / 45 / 60 foknál végzik.

A nem tengelyirányú átvitel egyik típusú grafikonja

A vízesés diagram a hangszóró tranziens viselkedését ábrázolja a frekvencia függvényében. Nevét a formájáról kapta. Minél gyorsabban és egyenletesebben, hosszan tartó rezonanciák nélkül csökken 0-ra a hangnyomás a jel megszűnését követően, annál jobb.

Egy hangszóró vízesés diagramja

Hangfrekvenciák szétosztása

Az emberi fül által érzékelt 20 - 20.000 Hz tartományt a hangdoboz konstrukciójától függően egy vagy több hangszóró fedi le. A teljes hangtartományt a hangváltó vágja sávokra, melyek leképzését egy vagy több hangszóró végzi. Az "utak" száma megegyezik a sávok számával.

Egy egyutas hangdobozban egy, vagy több egyforma hangszóró felel a teljes hangfrekvenciás tartomány megszólaltatásáért. Egy kétutas dobozban az átvitel kétfelé van vágva és többnyire egy vagy két mélyközép és egy magassugárzó feladata ezek leképzése.

Több hangszóró egy sávban

Egy sávot több hangszóróval is meg lehet szólaltatni. A hangszórók többszörözésének előnye a terhelhetőség és a hangnyomás növekedése. Megfelelő hangszóró paraméterekkel és dobozkialakítással jobb tranziens átvitel érhető el hasonló alsó határfrekvenciával két kisebb mélyközép hangszóróval, mint egy nagyobb mélysugárzóval. A többszörözés hátránya a doboztérfogat és a költségek arányos növekedése.

Az azonos sávon osztozó egyforma hangszórókat egymással soros és párhuzamos kapcsolásban lehet bekötni. Soros kapcsolás esetén az eredő (hangváltó felé mutatott) impedancia a két impedancia összege, párhuzamos kapcsolás esetén replusza lesz. Négy hangszóró esetén használható a vegyes kapcsolás, ekkor két hangszórót sorosan, majd ezt párhuzamosan kapcsolva az eredő impedancia nem változik az egy hangszórós konfigurációhoz képest.

A hangnyomás a sugárzó felület duplázásakor 6 dB-el nő. Hangszórónként konstans bemenő teljesítmény esetén két hangszóró 6 dB, négy hangszóró 12 dB hangnyomás növekedést okoz. A soros, párhuzamos illetve soros-párhuzamos kapcsolások esetén azonban a hangszórókra eső teljesítményen osztoznak a hangszórók. Tételezzünk fel, hogy az erősítő kimenete 2,83 V (1 W 8 ohmon) és a hangszórók 8 ohmosak.

Soros kapcsolás esetén az egyes hangszórókra eső feszültség feleződik, így minden egyes hangszóróra 1,41² V / 8 Ω = 0,25 W teljesítmény jut. Negyed teljesítmény 6 dB hangnyomás csökkenést okoz, melyet kompenzál a sugárzó felület duplázása. Végeredményben fele akkora áramterhelés mellett (dupla impedancia) ugyanakkora marad a hangnyomás.

Párhuzamos kapcsolás esetén az egyes hangszórókra eső feszültség nem változik, így minden egyes hangszóróra 2,83² V / 8 Ω = 1 W teljesítmény jut, a hangnyomás hangszórónként nem változik. A sugárzó felület duplázódásának hatásával összeségében 6 dB-el nő a hangnyomás dupla áramterhelés (fele impedancia) mellett.

A soros-párhuzamos kapcsolás a fenti két eset kombinációja. A két soros ágra áganként 2,83 V feszültség jut. Az egyes soros ágak a fent leírtak szerint azonos hangnyomást állítanak elő fele áramterhelés mellett, ezek párhuzamos kapcsolása pedig a soros ághoz képest 6 dB-el növeli a hangnyomást dupla áramterhelés mellett. A teljes eredő áramterhelés (és impedancia) így változatlan marad, a hangnyomás 6 dB-el nő.