A kimaradt, vagy figyelmen kívül hagyott hangsugárzó elvek – avagy miért rossz a jó hangsugárzód?

English language can be selected in upper left corner (British flag).  Farkas Péter eme írásában ama sajnálatos hangsugárzó problémát boncolgatja (több részben), hogy mi lehet az oka annak, hogy nagyon jó 3D-s felvételeket hangsugárzókon megszólaltatva nagyon gyakran csak 2D-s, matrica-szerű „térlenyomatot” kapunk.
Számomra – és látogatóim többségének számára – a mai napig a legnagyobb, legemlékezetesebb 3D-s, sőt, holografikus térmegjelenítést az aprócska, szélessávú, famembrános JVC adta.

Péter csapongó, néha kicsit nehezen érthető stílusát megőrizve, egy az egyben adom át gondolatait – jelen esetben a hangsugárzó keresztváltójáról és a hangszórók párhuzamos bekötéséről mondja el véleményét.

… bárki olvasó, ha olvassa az itt leírtakat arra gondolhat hogy a hangsugárzó amit használ semmire nem jó, és mehet a süllyesztőbe.
Ez nem igy van (teljesen), ezért most olyan dolgokat veszek elő, amiket a tervezők figyelmen kívül hagytak az elmúlt 100 évben és nagyon fontos sőt elektro-akusztikailag MEGHATÁROZÓ a hangreprodukció minősége szempontjából. (emiatt szinte mindenki amit jelenleg hallgat, valahogy szól de nem több annál)

Először is a hangváltó (a keresztváltó) lehet passzív vagy aktív – TELJESEN mindegy ugyanis ettől függetlenül `tönkreteszi` a 3 dimenziós jelforrás történéseit, vagyis burkológörbéit (főleg a jó felvételeket), mivel sajnos tudományosan és a gyakorlatban is 2 dimenzió `szintű` bármilyen elektronikus szűrő (R. L. C.) beavatkozás.
…hasonlóan az összes hangszin-szabályzóval (eq) melyek miatt súlyos időbeli áram-csúszkálás, vagyis egy csúnya fajta torzítás jön létre szubjektíve, vagyis hallgatva, és ezeket a torzításokat szinte mindenki mindenki megszokta már – mérhető is lenne de erről néma a szakzsargon, legalábbis, egyenlőre.
A szűrökről, hogy miért kerülendő igazából, majd később írok (ebben a cikkben), először azonban több és más elhanyagolt elektroakusztikai dolgot kezdek el fejtegetni a hangszórók körül, pl. az elektromos kötéseivel kapcsolatban.

1. Az elektro-fizikai természetben levő TÖRVÉNY hogy egy valós impedanciával rendelkező terhelést – mint amilyen minden hangsugárzó – azt közel azonos forrás-impedanciával `kötelező` meghajtani (persze ha 3 dimenziós valós hangot akarunk).
Az összes félvezetős erősítő elektromos szempontból ebből a fizikai tételből kiesik mivel közel nulla belső forrásellenállással, azaz `elemi` erővel hajtja a hangsugárzókat, ami annyit jelent hogy a terhelésből adódó áramtól függetlenül tarja a pillanatnyi kimeneti feszültség értékeket, … eredetileg a mérnökök ezt előnynek minősitették, mikor elkezdtek félvezetőkkel foglalkozni tervezéskor, DE az idő (évek) meg a korábbi `valós` kimeneti impedanciával rendelkező elektroncsöves erősítők bebizonyították, hogy mi a helyes út: A TELJESITMÉNYVEZÉRLÉS, amiben közel azonos a forrás és a terhelés belső impedanciája! (erről és a következményeiről többször is írtam korábban).
A 3 dimenziós hang főleg azt jelenti, hogy a hangintenzitás független attól hogy pl. milyen közel vagyunk a hangsugárzóhoz (bizonyított nálam), az egész helységben azonos a hang, nincsenek lyukak az átvitelben ami a 2 dimenziós hangvisszaadásra nagyon is jellemző, sőt az is, hogy egyáltalán nem áll össze az alap és felharmonikusok egysége (összefüggése) a levegőben.

2. Hallottál arról, hogy 2 hangszórót tilos párhuzamosan kötni és csakis sorba szabad őket használni?
Mi? Hogyhogy?? – mert ha párhuzamosan vannak kötve a hangszórók, egy másodlagos lyuk keletkezik akusztikusan közöttük, mivel minden hangszóró generál (a mozgása révén) egy fordított polaritású elektromos jelet, és ez a fordított polaritású elektromos jel ellenfázisba kerül a másik hangszórón a forrásjelhez képest. Na de ez az igazság csakis a helyes impedanciával hajtott rendszerre igaz, hiszen rövidzárhajtásnál mind a 2 hangszóró söntölve van (helytelenül), sőt emiatt a tény miatt vezették be a kettős-kábelezéses eljárást hogy ezt a hibát tovább csökkentsék, vagyis függetlenítsék ezt az ELLENFÁZISOS jelet. Hangváltó szűrő ide vagy oda, teljesen mindegy ebből a szempontból, ez a tény mindig fennáll 2 hangszórónál. Természetesen bizonyitanom is kell ezt az állitást.

Az 1. ábra bebizonyítja hogy a 2 féle kötés elektromosan hogyan viselkedik az áram szempontjából.

Soros kapcsolásnál (ami a megoldás) azt jelenti, hogy mind a 2 hangszóró fordított polaritású mágneses-áram jele a másik hangszóróra azonos fázisban érkezik az őket hajtó vezérlő jellel. Tapasztalatom, hogy ha valamelyik hangszórót kitakarom pl. a kézfejemmel a hiányzó hang a kitakarás miatt a másik hangszórón megjelenik mint többlet, VAGYIS A LEVEGŐ VISSZAHATÁSA A HANGSZÓRÓN PREGNÁNSAN SZEREPEL AZ ELEKTROMOS OLDALON IS (természetesen ha helyesen vannak kötve és valós impedanciával van meghajtva).
… ha rosszul párhuzamosan van kötve a 2 hangszóró, először is a hang nem stimmel (a lyuk miatt) és ha bármit csinálok az előbbi kéz-kitakarással a membrán elött semmi nem változik a hangban a másik hangszórón, mivel elszakadt a kapcsolat a levegővel!

A helyes soros kötésnél a hangszórók back-emf vagyis a mágneses-áramuk hozzáadódnak a vezérlő jelhez a másik hangszórón, ami azért nem elhanyagolható dolog, mert a forditott polaritású mágneses-áram kb 10-30%-a az erősitő kimenetéről jövő áramhoz képest. Ez egy nagyon magas érték, ezért FIGYELEMBE KELL VENNI ha jó 3D-s hangot akarunk a hangrendszerünkből.

A 2 dimenziós (hangváltós) hangsugárzók frekvencia átvitele mikor `mondjuk` ha sweep generátorral vizsgáljuk, lehet teljesen lineáris, hiszen ha bárhová is tekerjük a frekvenciát valamelyik hangszóró azt lesugározza mint hangnyomás, és a levegő továbbítja is azt, DE ez a vizsgálat nem tükrözi a komplex zenei történést. A zenei történés ha jó a felvétel, 3 dimenziós információt tartalmaz, mint pl. ami a mikrofon elött történt, és vissza-alakitásnál, ha 3 dimenziós a hangsugárzó, akkor a LEVEGŐ KÉPES ÚJRA ÖSSZEHOZNI AZ EREDETI HANGOT AZ ÖSSZES HARMONIKUSSAL EGYÜTT.
A 2 dimenziós hangsugárzó erre teljes mértékben képtelen, hiába hallgatunk akár modern ezoterikus hangsugárzókat mint pl Magneplanar, Apogee, sztatikusok stb., a keresztváltójuk és a belső párhuzamos kötésük miatt sajnos a levegő soha NEM FOGJA ÖSSZEHOZNI AZ EREDETI TÖRTÉNÉST, mert elektromosan elcsúszott az áram mindkét membránon. Ez egy nagyon nagy hiba, és ha meghallanád azokat szűrő nélkül, te is felismernéd ezt a komoly problémát.

3. Elektro-fizikai elv: 2 HANGSZÓRÓ SOROS KÖTÉSNÉL MIND A 2 HANGSZÓRÓN A HANGSZÓRÓK TERMELTE FORDITOTT POLARITÁSÚ ELEKTROMOS JELEI HOZZÁADÓDNAK (FÁZISHELYESEN) AZ ŐKET MEGHAJTÓ KÜLSŐ JELFORRÁS ELEKTROMOS JELÉHEZ.
Ebből az következik, hogy a 2 hangszóró 3D-s kapcsolódása a levegővel összeáll, ezért akusztikusan koherens lesz a hang.

Tehát, vannak audiofilek akik egyhangszórós szélessávú hangsugárzót használnak. Ők nyilván hallják a rendkívül nagy előnyét az egyutas rendszernek, vagyis hogy jóval természetesebb a zene. Sokat próbáltam én is igy hallgatni zenét pl. egy 20 cm-es 1969-ben gyártott Goodmans twin-axiom 8-asról.
Azonban az egyutas hangszórónak problémája, hogy például 20 cm-es átmérő esetén van egy 1.3 Khz csúnya kiemelése a membránnak, amit sokan kiegyenlítenek egy párhuzamos kötésű lyukszűrővel, ami sorba van kötve a hangszóróval. A probléma (nyilván én is próbáltam) hogy a zene ettől is tönkremegy, pedig nincs ketté osztva a szűrő a levegőben, de még igy is használhatatlan bármi szűrő (ez konklúzió).
A kisebb átmérőjű hangszóróknak az egyutas rendszerben még tisztább a hangjuk, mert nincs ekkora középhang kiemelésük, és a magasuk sem annyira csőszerű mint a nagyobb hangszóróknak, DE 20 cm alatt pl a zongora nem testes eléggé.
Az egyutas hangsugárzók visitanak, de sokaknak és nekem is inkább ez legyen a hiba, mint hogy hangváltós borzalmat hallgassak.

Természetesen lett megoldás, a szűrő nélküli 2 hangszórós rendszer, amiben 1 nagy és 1 kicsi hangszóró van sorba kötve. Erről a hangsugárzóról még nem irok, mert még nincs teljesen befejezve, de közel járok hozzá. A hangja 3D-s, igy és gyors is, mivel a kis hangszóró tudja a fizikát (szűrő nélkül is). Természetesen ez a hangfal 6 ohmos impedanciával van hajtva, mivel ha rövidzárhajtánnyal lenne hajtva, a kis hangszóró membránja kiugrana a helyéről, de igy, valós impedanciával hajtva, tökéletesen illeszkedik a levegőhöz.

A szűrő ellenességem, nem valami „paraméter hasogatás”, mint amit sokan mások tesznek hogy amivel foglalkoznak az a fontos és elhanyagolnak minden mást, hanem a hangváltó szűrő és bármi hangszinszabályzó használata DIMENZIÓVESZTÉSSEL jár. A dimenzó ebben az esetben sok-sok paramétert jelent, és nagyon lényegeseket.
Van egy szakmai kifejezés hogy osztott-paraméter. A komplex zenei jel, amit a felvételekről kapunk, tartalmaz 3 dimenziós ÖSSZETEVŐKET, ami ha kondenzátor avagy tekercsen keresztül halad 2 dimenziós természettel túr bele a jelbe, vagyis a mindenben változó (random) zenei jelbe egy sík vonalat húz a zenei összefüggésbe, és emiatt van, ha hangszín-szabályozóhoz folyamodunk, akkor olyan hangok is belekerülnek a zenébe, amelyek nem is szerepelnek a felvételben – főleg, ha a basszust emeljük ki 2 dimenziósan. Az osztott-paraméterek miatt van nagy különbség különböző berendezések között, vagyis mindegyikben szereplő osztottparaméter másképp húz egyeneseket a zenei jelbe, akár egy kábel, amiben a két ér egymás mellett fut, vagy össze van sodorva, mind mind más osztott paraméterrel rendelkezik és rombolja a zenei minőséget. Ezért ajánlatos pl. a hangfalkábel szálakat minél távolabb helyezni egymástól és összevissza a térben, igy a drótok mágneses tere nem hoz létre osztott-paramétert a zenében.

Egyetlen kondenzátor is, ami ha sorba van kötve a magassugárzóval (nagyon rossz szokás régről), ha a -3 dB-s pontját pl. 1 khz-re tervezzük, ahol 45 fok a fázistolása, vizsgáljuk meg mit okoz ez a tény?
Tehát 1 Khz-es frekvencia hullámhossza 30 cm ami a 360 fokot jelent és ugyanez a tény 45 foknál 3,75 cm, vagyis a hang EKKORÁT csúszott ezen a frekvencián a VALÓSÁGBAN, és ahogy megyünk lefelé a frekvencián, csak rosszabbodik a helyzet, hiszen ott már 90 fok az eltérés a 2 hangszóró között (hiába csökken az amplitudó), pedig ez a világ legegyszerűbb hangváltója. Persze minéd-s l több 2 dimenziós (R. L. C.) elem van a zenei jelen tovább rosszabbodik a helyzet.

Figyelj: ha 7,5 cm-rel arrébb van a térben a két hangszóró 1 Khz-en, ami már a középhangtartomány közepe és pl. ha egy hangszer alaphangja 44 0Hz-en van, akkor az első felharmonikusa 7,5 cm-rel arrébb kerül, de a 3. harmonikusa viszont megint a helyén van a térben. Ez azt jelenti, hogy a hangszer legfontosabb második felhangja nem időben érkezik a fülünkbe az alap és a többi harmonikushoz képest.
Ez a nagy probléma MINDEN hangsugárzóra érvényes, hiszen mindegyikbe be van építve valamilyen borzasztó SZŰRŐ, pedig a mostani példát csak egyetlenegy kondenzátorra és egyetlen hangszerre hoztam fel, aminél sokkal súlyosabb a helyzet a komplex zenei történésnél – pláne ha mindenféle kondenzátorok és tekercsek szerepelnek a jelben.

Fontos hogy amit írtam, nem vitaalap, ezért aki nem ért egyet valamivel, akkor inkább gondolkozzon el, mint hogy vitázzon, mivel lehet hogy túl elméletinek tűnik ez a cikk, de tudd, hogy minden elektroakusztikai tapasztalatból lett levezetve és alaposan érthetően átgondolva.

Farkas Péter