EN
Húranyagok: A semlegesség, tartósság és hangpontosság egyensúlya
Gyakori magas hangszóró anyagok (selyem, titán, berillium, PEI, Mylar) és hangjellemzőik
A magas hangfrekvenciás membránokhoz használt anyagok nagymértékben befolyásolják a magas frekvenciák kezelését a merevségük, csillapító tulajdonságaik és rezonancia-vezérlési képességük miatt. A selyemkupolás magas hangszórók sima, természetes felhangot és jó szóródást biztosítanak, különösen akkor, ha nem közvetlenül a tengelyvonalra merőlegesen hallgatjuk őket, ezért sok zenebarát kedveli őket rendszereiben. Ugyanakkor a selyem hosszú távon nem tartja ki olyan jól a sarat, mint a fém alapú megoldások. A titán lenyűgöző merevséget nyújt, Young-modulusa körülbelül 116 GPa, ami gyors tranziens választ és részletgazdag visszadatást tesz lehetővé. A berillium ezt tovább viszi, figyelemre méltó szilárdság-súly arányával, amely körülbelül 287 GPa, jelentősen csökkentve a torzítást 10 kHz felett. Azok számára, akik olcsóbb, de mégis elfogadható minőségű megoldást keresnek, szintetikus polimerek, például PEI és Mylar kínálnak kompromisszumot a tömeg, az ár és a teljesítmény között. Kutatások szerint a PEI kupolák körülbelül 18%-kal csökkenthetik a szétesési torzítást a hagyományos polimerekhez képest, így tiszta középhangokat adva anélkül, hogy ugyanazokat a ridegségi problémákat produkálnák, mint a fémből készült membránok.
Fém vs. Puha kupola magas hangszórók: kompromisszumok a fényesség és simaság között
Amikor valaki fémből vagy puha kupolából készült magas hangszórók között választ, általában a hangjellemzőket méri fel saját ízlése szerint. A fém típusúak, például az alumíniumból vagy titánból készültek, általában fél decibellel egész decibellel több hangerejűek abban a frekvenciatartományban, ahol a fülünk a legérzékenyebb (kb. 3–6 kHz), ami élesebb tisztaságot kölcsönöz a hangoknak és hangszerhangzásoknak, bár bizonyos esetekben túlságosan éles vagy recsegővé teheti a hangot, ha a csillapítás nem megfelelő. A selyemből vagy textilkeverékekből készült puha kupolás alternatívák enyhítik ezeket az éleket, simábbá téve a zenét még akkor is, ha a felvétel minősége nem tökéletes. Sok hifizsír ezt részesíti előnyben lemezlejátszás vagy élő jazzkoncertek hallgatása során. Egy tavaly elvégzett tanulmány szerint a hallgatók körülbelül kétharmada jobban kedvelte a puha kupolás hangzást a jazzénekléshez, míg majdnem hatból tíz ember a fémes típust választotta vonószenekari művek hallgatásakor. A lényeg? Hogy mi a legjobb, az igazán attól függ, milyen zenei stílust hallgat valaki elsősorban otthon.
Berillium vs. Selyemkupola vita szakmai és audiofil alkalmazásokban
A berillium átmeneti válaszideje körülbelül 40 százalékkal gyorsabb, mint más anyagoké, ami világos előnyt jelent az olyan professzionális stúdiómonitoroknál, ahol a pontosság a legfontosabb. Persze az ár is jóval magasabb (körülbelül 4–7-szer annyi, mint a selymé), de mégis sokan ezt választják, amikor a pontosság számít. Másrészt a selyem kupakos hangszórók kb. ±1,5 dB-rel simább hangot adnak off-axis irányban a 8 kHz feletti frekvenciákon. Ezáltal jobban alkalmasak hagyományos otthoni beállításokhoz, ahol a hallgatók nem mindig középen ülnek. Ez valószínűleg magyarázza, hogy miért látunk még mindig ilyen sok selymet prémium otthoni rendszerekben. Napjainkban érdekes fejlesztések történtek hibrid hangszórómembránok terén, amelyek tulajdonképpen selymréteget helyeznek a berilliummagok tetejére. Ezek a vegyes anyagú konstrukciók képesek 0,3 százalék alatti teljes harmonikus torzítást elérni 110 dB SPL szinteken, ami körülbelül 26 százalékos javulást jelent a hagyományos, egyetlen anyagból készült megoldásokhoz képest. Bár még nem tökéletes megoldások, ezek az irányba mutatnak, amely elvezethet a különböző teljesítményjellemzők közötti ideális kompromisszum megtalálásához.
Magas hangszóró alakjának és akusztikai teljesítményének optimalizálása
Kupola, fordított kupola és kúp alakzatok: hatásuk a irányítottságra és szóródásra
A magas hangszórók alakja valóban fontos szerepet játszik abban, hogyan irányul a hang, és hol hallható a jó minőségű audió. A mai gyártók többsége kupola típusú magas hangszórókat használ. Ezek a konstrukciók körülbelül 30 fokkal szélesebb területre terítik a hangot, mint a kúp alakúak, ahogyan az elmúlt év hangtechnikai tanulmányai is megállapították, így jobban alkalmasak arra, hogy a szoba oldalán ülők is tisztán hallhassák a hangot. Egyes modellek fordított kupola alakzatot használnak, amelyek éppen megfelelően hajlanak meg a zene lejátszása közben, így még jobban szélesítik a hangoldalirányú terjedését, de ehhez képest körülbelül 2–3 decibellel csökken a hangerő. A kúp alakú magas hangszórók ugyan olcsóbbak, de laboratóriumi tesztek szerint általában kisebb az úgynevezett „édes pont”, ahol a hangzás a legjobb. Ezért különösen fontos, hogy a gyártók pontosan helyezzék el ezeket a hangszórókat a hangsugárzó tokokban, ha azt szeretnék, hogy a magas frekvenciák torzításmentesen és tisztán szóljanak.
A hátsó hullámok visszaverődésének és az akusztikus fésűszűrő-hatásnak a kezelése
Azok a kellemetlen magas frekvenciás torzítások, amelyeket gyakran látunk 12 kHz felett? Ezek általában a hátsó hullámok interferenciájából származnak, amelyek zavarják a dolgokat. A jó hír, hogy a modern magas hangszórók több okos módon is védekeznek e probléma ellen. Először is, vannak ezek az akusztikus labirintusok, amelyek lényegében félmillisekundumtól egy tizedmillisekundumig lelassítják a makacs hátsó hullámokat. Ezután jönnek a precíziós fázisdugók, amelyek segítenek szabályozni, hogyan sugárzik ki a hang. És ne feledjük el a speciális elnyelő anyagokat sem, amelyek hatékonyan csökkentik a visszaverődéseket, ahogyan azt az Audio Precision Lab tavalyi kutatása kimutatta. Amikor mindezek a megközelítések együtt működnek, akkor körülbelül 40 százalékkal csökkentik a fésűszűrő-problémákat az egyszerű lezárt hátlapú konstrukciókhoz képest. Ezt az AES konferencia adatai is alátámasztják, tehát mit jelent ez számunkra? Tisztább hangminőséget, valamint sokkal jobb koherenciát a magas frekvenciás tartományban.
Rezonancia és állóhullámok a puha kupola magashangú tervezésében
A selyem- és poliészter anyagú puha kupolák hajlamosak állóhullámok kialakulására, amikor a frekvenciák körülbelül 14 kHz fölé emelkednek, mivel egyszerűen nem elég merevek. A mérnökök több okos megoldást is kidolgoztak e probléma kezelésére. Olyan membránokat kezdtek gyártani, amelyek vastagsága középen körülbelül 0,02 mm-ről indul, és kifelé haladva eléri a 0,06 mm-t a széleken. Egyes gyártók gumit és habot kombinálnak a környezetükben, hogy hatékonyabban csillapítsák a nemkívánatos rezgéseket. Továbbá lézervonalkövetési technikákat alkalmaztak a hangszóró görbületének optimalizálására, amely körülbelül kétharmaddal csökkenti az idegesítő szétbomlási módokat. Egy tavaly megjelent tanulmány kimutatta, hogy ezek a fejlesztések valóban az összes harmonikus torzítást (THD) csupán 0,8%-ra csökkentik a puha kupola magashangúknál, még 105 dB-es hangos hangerő mellett is. Ilyen teljesítmény már összemérhető a drága fémkupola hangszórók általában mutatott értékeivel.
A torzítás vezérlése csillapítással és rendszerintegrációval
A csillapítás szerepe a magas hangszórók torzításának és színezettségének minimalizálásában
A csillapítás olyan, mint egy akusztikus lengéscsillapító a hangszórók számára, amely a felesleges mechanikai energiát hővé alakítja, így megakadályozza a nem kívánt zaj vagy színezetesség kialakulását. A hangtekercs felfüggesztésében használt speciális polimerek valójában jelentősen csökkentik a membránrezonanciát azon érzékeny 2–5 kHz-es frekvenciatartományban, ahol fülünk különösen érzékeny a torzításokra. A precíziós mérnöki laborok tanulmányai érdekes jelenséget mutatnak, amikor ezek az anyagok többlépcsős csillapító szerkezetekkel kerülnek kombinálásra. Az időtartománybeli szóródás körülbelül 22 százalékkal csökken az egyszerű, egykomponensű megoldásokhoz képest. Ez pontosabb transziensek megtartását és csökkentett hallgatói fáradtságot jelent hosszabb idejű használat során, ami különösen fontos azok számára, akik órákat töltenek fejhallgatóban.
Különböző típusú magas hangszórók harmonikus torzításának mérése
Ha az IEC 60268-5 teszteredményeket nézzük, érdekes különbségeket tapasztalhatunk a meghajtóanyagok között. A berillium kupolák általában 0,4 és 0,6 százalék közötti teljes harmonikus torzítást mutatnak 90 dB SPL szinten, bár megfelelő csillapításra van szükségük a magas Q-jú rezonanciák miatt, amelyek könnyen eltéríthetik a működést. A selyemkupolás meghajtóknál általában kissé magasabb a torzítás, valahol 0,8 és 1,1 százalék között mozog, de amikor elkezdenek torzulni, az inkább zenei, semmint kellemetlen hangzású. A szalagmagasnyomók kiemelkednek tisztán működésükkel, mivel 5 kHz felett kevesebb, mint 0,3 százalék THD-t produkálnak, hiszen gyakorlatilag majdnem nincsenek mozgó alkatrészek, amelyek zavart okozhatnának. Az intermodulációs torzítás története is fontos: a fém kupolák folyamatosan 2–4 dB-rel jobb eredményt nyújtanak a puha társaiknál 10 kHz felett, ezért sok komoly stúdió még mindig ezeket részesíti előnyben felvételek során, ahol a pontosság a legfontosabb.
Kereszthivatkozás integráció és hatása a magas frekvenciájú tisztaság észlelésére
A jó keresztvágás-tervezés valóban tisztábbá teszi a hangszórók hangját, mert segít összehangolni az eltérő meghajtókat, így azok egymással, nem pedig egymás ellen dolgoznak. Itt több fontos szempontot is figyelembe kell venni. Először is, a legtöbb tervező a 24 dB/oktáv meredekségű szűrőket részesíti előnyben, mivel ezek segítenek csökkenteni a torzítást, amikor a frekvenciák kb. 2000 Hz alatt keverednek. A fázisok helyes beállítása szintén nagyon fontos. Ez teszi lehetővé, hogy a transziensek tisztán és világosan jelenjenek meg, anélkül, hogy elmosódna a hang. Ne feledkezzünk meg az impedanciakompenzációról sem. Ez kezeli azokat a bosszantó reaktív teljesítmény-problémákat, amelyek valójában több harmonikus torzítást hoznak létre, mint amennyit szeretnénk. Amikor mindezek az elemek megfelelően egymásra hangolódnak, érdekes dolog történik. Még a viszonylag egyszerű magas hangszórók is képesek lehetnek fél százalék alatti teljes harmonikus torzítást produkálni az egész frekvenciatartományukon belül. Emellett a zene apró dinamikai változásai is megmaradnak, ami elengedhetetlen ahhoz, hogy a felvételek valósághűek és életszerűek legyenek.
A frekvenciajelleggörbe igazítása az emberi hallásérzékenységhez
Az emberi hallás csúcsérzékenységének célzott kihasználása (2–5 kHz) optimális tisztaságért
Fülünk a körülbelül 2 és 5 kilohertz közötti hangokra a legérzékenyebb, ami éppen meghatározó szerepet játszik a beszédértésben és a zenében szóló hangszerhangok kiszűrésében. Egy tavaly az Audio Engineering Society által közzétett tanulmány szerint a tiszta hangzás érzetünknek körülbelül kétharmada éppen ebben a frekvenciatartományban jön létre. Amikor az audiomérnökök a magas frekvenciák lejátszását állítják be a hangszórókon, tulajdonképpen az emberi hallás természetes korlátait használják ki, hogy részletgazdagabb hangminőséget érjenek el anélkül, hogy a lejátszás metsző vagy kellemetlen lenne. A híres Fletcher-Munson görbék pontosan azt mutatják, hogyan változik a hallásérzékelésünk különböző hangerő-szinteken, így segítve a gyártókat olyan rendszerek kialakításában, amelyek nemcsak a papírforma alapján, hanem a valós használat során – otthonunkban vagy autónkban – is jó hangzást nyújtanak.
Szabályozott lefutás és spektrális egyensúly a természetes magasfrekvenciás visszaadáshoz
A legjobb magas hangszórók általában enyhe, 6–12 dB/oktáv lejtésű frekvenciaelnyomással rendelkeznek, amely körülbelül 12 kHz-nél kezdődik. Ez segít elkerülni azt a kellemetlen, erősen hangsúlyozott magas hangzást, amit sokan zavarónak találnak, miközben megőrzi a kellemes harmonikus összetevőket. A hallásunk természeténél fogva úgyis egyre kevésbé érzékeny a magasabb frekvenciákra, kb. 15 dB-es csökkenéssel minden dekád után 5 kHz felett. Így tehát ezek a lejtések alapvetően azt az élményt teremtik meg, amit a legtöbb ember kiegyensúlyozott, kényelmes hallgatási élményként él meg, fárasztó csúcsok nélkül. Egy tavalyi kutatás érdekes eredményre is fényt derített: a vakteszten részt vevők kb. nyolc tizede inkább olyan hangszórókat részesített előnyben, amelyek a Harman-görbe szerinti megközelítést követik a magas frekvenciák tekintetében, vagyis kb. -3 dB-es csökkenést mutatnak 15 kHz-en. Megjegyezték, hogy az így szóló hangzás térben realisztikusabbnak tűnik, és egész egyszerűen kevésbé terheli a fület. A modern hullámvezető tervezésnek köszönhetően ma már elérhető ez a fajta egyensúly, mivel jobb irányítást biztosít a hanghullámok élénél történő diffrakció felett. Ezek az újítások lehetővé teszik, hogy a csoportkésleltetés fél milliszekundum alatt maradjon, és a fáziskapcsolatok helyesek maradjanak, így sokkal természetesebb magashang-érzetet biztosítva különböző hallgatási környezetekben.
GYIK szekció
Milyen előnyei vannak a selyemkupolás magas hangszóróknak a fémesekhez képest?
A selyemkupolás magas hangszórókat azért kedvelik, mert simább és természetesebb magas hangzást produkálnak, mint a fémből készültek. Jó terjedési tulajdonságokkal rendelkeznek, különösen akkor, ha nem közvetlenül a tengelyvonalban hallgatjuk őket. Ugyanakkor élettartamuk rövidebb lehet, mint például a titán vagy berillium alapú fémkivitelezéseké.
Hogyan befolyásolja a magas hangszóró alakja a hangterjedést?
A magas hangszóró alakja meghatározza a hang irányítását. A kupola alakúak szélesebb körben osztják el a hangot, így alkalmasak arra, hogy oldalról is jól hallható legyen a lejátszás. A fordított kupola alak növelheti a vízszintes terjedést, de gyakran ennek ára a kismértékű hangerő-csökkenés. A kúp alakú magas hangszórók kisebb „édes ponttal” rendelkeznek, és pontos pozicionálás szükséges ahhoz, hogy elkerüljék a torzítást.
Miért fontos a csillapítás a magas hangszóró torzításának minimalizálásában?
A csillapítás akusztikai lengéscsillapítóként működik, csökkentve a nem kívánt zajt vagy színezetet azáltal, hogy a felesleges mechanikai energiát hővé alakítja. A megfelelő csillapítás segít csökkenteni a membránrezgéseket, különösen a 2 és 5 kHz közötti tartományban, ahol az emberi fül a legérzékenyebb a torzításra.
Mit érünk el a magas hangszórók irányított lecsengésével?
Az irányított lecsengés, általában 6–12 dB oktávonként, segít elkerülni a durva, túl éles hangzást, miközben megőrzi a harmonikus gazdagságot. Ez összhangban áll az emberi fül természetes érzékenységének csökkenésével a magasabb frekvenciák iránt, így kiegyensúlyozott, kényelmes hallgatási élményt biztosít fáradtság nélkül.