Mi az a magassugárzó?

Miért fontosak a magassugárzók

A legkorábbi elektromechanikus hangszórók – amelyeket azután fejlesztettek ki, hogy a hangfelvétel és -reprodukció továbblépett a hanglemez barázdájában lévő, hatalmas tölcséren keresztül felerősített rezgésekről – egyetlen hangszóróegységet használtak, amelyet erősítő sugárzott. Ezek a teljes hangszórók elég jól működtek, de hamar rájöttek, hogy az audio hűség követelményeihez különböző hangsugárzókra van szükség, amelyek mindegyike a frekvenciatartomány egy-egy részére van optimalizálva: nagy hangsugárzók a hosszú hullámhosszúságú basszusokhoz, amelyek több levegőt mozgatnak, és kisebb hangsugárzók a magasabb frekvenciák finom részleteihez, amelyeknél nagyon kis mozgásokról van szó, amelyeket nagyon gyorsan kell végrehajtani.

Valójában, míg az első elektromágneses hangszórót Chester W. Rice és Edward W. Kellogg fejlesztette ki a General Electricnél 1921-ben, a Bell Telephone Laboratories csapata mindössze tíz év alatt megtervezte az úgynevezett „osztott tartományú” hangszórót, amely külön hangsugárzókkal rendelkezett a magas és alacsony frekvenciákhoz, valamint egy crossover hálózattal, amely elosztotta közöttük a zenei jelet.

A legtöbb hifihangszóró közel 100 éve a legmagasabb frekvenciák megszólaltatására egy magas- és egy közép/basszus hangszórót használ a tartomány többi részéhez. De ami különleges ezekben a kicsi, speciális magas frekvenciájú hangsugárzókban, az a tervezésük és az a szerep, amelyet kedvenc zenéink hallgatásában játszanak.

A magassugárzó alapjai

A magas frekvenciák definíció szerint sokkal gyorsabb mozgást igényelnek az őket szállító hangsugárzótól, mint a közép- vagy mélyhangok. A 2 kHz-től 20 kHz-ig vagy még magasabb frekvenciáig terjedő tipikus tartományban egy magassugárzónak legalább 2000-szer kell másodpercenként mozognia – vagy az igazán magas hangok esetében ennél sokkal gyorsabban –, míg egy basszussugárzónak csak 100-szor vagy annál is kevesebbszer kell mozognia másodpercenként. De szerencsére ezeknek a magasabb hangoknak a hullámhossza sokkal rövidebb, mint a basszusé, így apró, precíz mozgásokra van szükség. A basszushangszóróknak nagy kúpokra van szükségük, hogy megmozgassák a levegőt, létrehozva az érezhető basszust, míg a magassugárzók lehetnek kicsik, könnyűek, pontosak és mindenekelőtt képesek nagyon gyors mozgásra.

Mit csinál a magassugárzó?

Bár lehet, hogy nem hallja a magassugárzóból érkező hangot a hangszóróból, még akkor sem, ha a füle közel van hozzá (nem lesz olyan nagy a látszólagos kimenet), a magassugárzó szerepe létfontosságú: a hangnak természetes frissességet, levegő- és hangulati érzetet ad. Egy sztereó rendszerben megteremti a háromdimenziós és hangzásképző érzetet.

Minél magasabb egy frekvencia, annál érzékenyebb a fülünk az irányítottságára – talán ennek köze van ahhoz, hogy őseinknek egy gally csattanására kellett figyelniük, amikor valami közeledett hozzájuk! Tehát ahogyan egy basszus hangsugárzó képes megtölteni a szobát alacsony frekvenciákkal anélkül, hogy tudatában lennénk, honnan származik a hangnak ez az eleme, úgy a legfinomabb magas frekvenciák, egészen a hallásunk legfelső határáig, irányjelzéssel látnak el bennünket, segítve az előadók elhelyezését a sztereó „képben”.

Hogyan működik egy magassugárzó?

A magassugárzó kialakításánál két fő követelmény van: az egyik az általa reprodukált hang sebessége és pontossága, a másik pedig a hang szórásának szabályozása. Végül is, tekintettel a magas frekvenciák irányítottságára, fontos, hogy ezeket a frekvenciákat koncentráltan adja le, de az is, hogy a hang jellege ne változzon jelentősen, ha távolodik a hangszóró ideális hallgatási tengelyétől, sem a vízszintes, sem a függőleges síkban.

A magas frekvenciájú hanghullámok természetéből adódóan hajlamosak lesznek „sugárzásra”, ha nem szabályozzák őket szigorúan, azaz a hang közvetlenül a hangszóró előtt erősen hallható lesz, de jelentősen lecsökken, ha a tengelytől távolabb hallgatja. Ez az egyik oka annak, hogy a legelterjedtebb magassugárzó-konstrukciók dóm membránokat használnak, amelyek széles szóráskarakterisztikával rendelkeznek. De nem ez az egyetlen ok, mivel a dómok jelentős előnyökkel rendelkeznek a könnyűség és a merevség közötti egyensúly tekintetében is, amelyek szintén létfontosságúak a pontos magas frekvenciákhoz.

A dómok széles ívben terjeszthetik a hangot, így a szórás szabályozásához némi kontrollt kell alkalmazni: amint látni fogjuk, a különböző hangsugárzó-kialakítások különböző stratégiákat alkalmaznak a koncentrált magas hangok és a széles hallgatási területen egyenletes magas frekvenciák elérése érdekében. Ez segít a stabil sztereó kép kialakításában, és lehetővé teszi, hogy több hallgató is élvezhesse az egységes hangszínegyensúlyt.

A magassugárzó elhelyezése a hangszóró kialakításában

Figyelmet kell fordítani a magassugárzó elhelyezésére is a hangszóródoboz elején lévő hangsugárzó-egységeket tartó terelőlemezben. Ez biztosítja a többi hangsugárzóval való integrációt, és azt, hogy a magassugárzó magassága megfeleljen a hallgató füle pozíciójának. Emiatt a magassugárzót általában a hangszóró teteje felé, a középsávot és a mélyhangot szolgáltató hangszórók fölé szerelik.

Néhány nagyon nagy hangszóróban azonban a magassugárzót középen is elhelyezhetik a hangfalban, felette és alatta pedig közép- és mélyhangszórók vannak: ez a feltalálójáról elnevezett D'Appolito elrendezés célja, hogy egyenletesebb szórást biztosítson az összes hangszóróból, és a hanghatás közelebb kerüljön a „pontszerű hangforrás” elméleti elképzeléséhez, amelyben a teljes frekvenciatartomány egyetlen helyről látszik kiindulni.

Szintén fontos, hogy a magassugárzó érzékeny kimenetét el kell különíteni a közép- és mélysugárzók által fejlesztett erőteljesebb rezgésektől: ennek elérése érdekében sok hangszóró a magas frekvenciájú egységet saját al-bordában helyezi el, amelyet a hangszóró fő szerkezetétől elszigetelnek a megfelelő rögzítéssel, vagy akár egy teljesen különálló szub-hangfalban helyeznek el az egész kialakításon belül. Ez azt is biztosítja, hogy a membrán hátuljáról sugárzó hang nem „szivárog”, ami akadályozná az előre irányuló sugárzást, és elmosná a magas hangok képét. Néhány hangszóró-tervező még azt is választja, hogy a magassugárzót egy teljesen különálló házba helyezi.

A magassugárzó szórása úgy is szabályozható, hogy a hangsugárzó egységet a hangfalban egy lemezes „tölcsérben” helyezik el, vagy egy úgynevezett hullámvezetőt helyeznek a membrán elé, jellemzően egy hálós rács formájában. Ez a fajta rács némi védelmet nyújt magának az ultravékony kupolának is a kis kíváncsi ujjakkal szemben. Néhány régebbi hangsugárzó ezt a végletekig fokozza, és a hangszóró elé egy redőnynek látszó lamellás redőnyt helyez, de ez manapság már ritka, kivéve a retró modelleket.

Mi jellemzi a magassugárzót?

A magassugárzó fő alkotóelemei ugyanazok, mint bármelyik hangszóró hangsugárzójáé – egy membrán, amelyet egy mágneses mezőben lévő hangtekercsből álló „motor” hajt –, de itt mindennek miniatűr méretűnek kell lennie, hogy megfeleljen a sebességre és a reakciókészségre vonatkozó követelményeknek. Ez megköveteli a hajszálvékony tekercsek használatát a motorrendszerben, amelyek könnyen összeolvadhatnak, ha a hangszórórendszert túlterhelik, és az erősítő torzít: a közép/mélysugárzók nehezebb tekercsei ritkán érintettek ilyen módon, de a „kiégett” magassugárzók elég biztos jele annak, hogy a hangszórót túlterhelték.

A dómhoz használt anyag anyagának felhasználása a hagyományosabb szövetszövésű anyagoktól – régen selyem, ma inkább műanyag – kezdve, amelyeket kémiai anyagokkal dúsítanak a csillapítás és merevség javítása érdekében, egészen az ultravékony alumíniumig vagy még egzotikusabb anyagokig terjedhet, mindezt a végső merevség és a súlycsökkentés érdekében.

Egyes cégek az ötvözeteket részesítik előnyben, mások a ritka fémeket, mint például a berilliumot. Találhatók kerámiából, szénből, vagy extrém esetekben akár gyémántporból készült példák is, amelyeket párolgási technikával visznek fel. Ha a tudomány ismer egy könnyű anyagot, akkor nagy valószínűséggel már kipróbálták magassugárzó membránok gyártásához.

Sok munka szükséges ahhoz, hogy a dóm sugárzás közben megőrizze formáját: igen, az alakja eleve merev, de egyes kiviteleknél egy „kettős dóm” is beépítésre kerül, amely egy extra anyagból készült gyűrű formájában a membrán peremén helyezkedik el, ahol az a „motorral” találkozik, és amely további merevséget biztosít anélkül, hogy jelentősen megnövelné a súlyt.

Alternatív magassugárzók

Míg a dómos magassugárzókban használt anyagok fejlesztésére rengeteg munka fordítódik, más konstrukciókat is vizsgáltak a könnyedség elérése érdekében, miközben megőrizték e magas frekvenciájú hangsugárzók teljesítményét.

Egyes hangszórók szalagos magassugárzót használnak, amely egy ultrakönnyű, általában alumíniumból készült lapos membránt tartalmaz, amelyet a motorhoz csatlakoztatott szomszédos membrán hajt meg. Ennek a kialakításnak az előnye az egyenletes hangeloszlás és a jobb hűtés, ami néha a legjobb választásnak bizonyul a nagy teljesítményű hangszórórendszerek esetében. A szalagos magassugárzók azonban drágábbak, mint a dómos kialakításúak, és nem biztos, hogy olyan széles szórásterjedelműek.

Ennek a témának egy variációja az Air Motion Transformer magassugárzó, amelyben egy redős szalagos típusú membrán működik úgy, mint egy fújtató, összenyomva a levegőt, hogy hangot hozzon létre. Ennek előnye a nagyobb teljesítmény és kimeneti teljesítmény, valamint a kiterjesztett magasabb frekvenciás sávszélesség.

Egy másik magassugárzó-technológia a sík magnetosztatikus hangsugárzó. A precizitásáról, sebességéről és a magas frekvenciájú hang széles szórásáról ismert hangsugárzó-típus vékony, lapos membránt használ, amelybe vezető nyomokat ágyaznak (általában sávok vagy csíkok formájában). Ez a membrán erős mágneses mezőben van felfüggesztve, és amikor az audiojel áthalad a vezető anyagon, kölcsönhatásba lép a mágneses mezővel, és a membrán rezgésével hangot hoz létre.

Hibrid magassugárzók

Néhány hangszórógyártó felkarolta a hibrid magassugárzó-koncepciót, amely egy hagyományos dómos magassugárzót és egy szalagos/sík magassugárzót is tartalmaz. Együttműködve a magassugárzók egyesítik a két kialakítás legjobb tulajdonságait, hogy sima, széles és jól lekerekített hangzást reprodukáljanak. A hibrid magassugárzó-technológiáról többet megtudhat itt.

Tweeter exotica

A hangszórók tervezésének története tele van mindenféle kísérletekkel, amelyek célja a magas frekvenciás válasz javítása volt. Már a 17. században felfigyeltek a nagyfeszültségű kisülésekből származó „elektromos szél” hatására, míg a 19. században Nikolai Tesla feltaláló tanulmányozta az elektromos ív által keltett hangot. A hangolt üvegcsövekben keletkező kis „éneklő lángok” „zenei” tulajdonságait is tanulmányozták, ami a pirofon nevű újszerű hangszert eredményezte.

Az 1950-es években egy elektroakusztikával foglalkozó műben megjegyezték, hogy „a beszélő izzó villanykörte, az éneklő ív és a beszélő láng – mind kétségbeesett intézkedések voltak”, míg Edward Kellogg, akit korábban a többszörös hangsugárzó úttörőjeként említettünk, még egyértelműbb volt: 1925-ben már arra a következtetésre jutott, hogy „kipróbáltam a beszélő íveket és a termofonokat, valamint a koronakisüléses készüléket is – amelyek mindegyike elkerüli a mechanikus mozgó alkatrészeket –, de egyik sem tűnt ígéretesnek.”

Nem meglepő, hogy a dómos magassugárzók gyakorlatilag győztek, kiegészítve a szalagos típusú konstrukciókkal.

Magassugárzók különböző környezetekben

Eddig a hifi és a házimozi alkalmazásokhoz tervezett hagyományos hangszórókban használt magassugárzókkal foglalkoztunk, de ezek különböző alkalmazásokban más-más módon is használhatók.

A modern autós rendszerek továbbléptek a korai egyhangsugárzós hangszórókról, amelyek néha a közép/basszus hangszóró elé szerelt, nem sugárzott „süvítő dómot" alkalmaztak, hogy némi magas hangzást biztosítsanak. Néhány, a járművek ajtajaiban való használatra tervezett hangszóró koaxiális kialakítású, a fő hangszóróval együtt elhelyezett magassugárzóval. A jobb gyári és utángyártott hangszórókban azonban a pontosabb helymeghatározás érdekében magasabbra – általában a szélvédőoszlopokba vagy a műszerfalba – szerelik a különálló magassugárzókat, és a közép-/basszus hangszórókat az ajtóban hagyják, ahol a kimenetük kevésbé lokalizálható.

A tévékészülékekkel együtt használt soundbar hangsugárzókban több magassugárzó is használható, hogy azt az illúziót keltsék, mintha a hang a hallgató körül jönne: a felfelé irányuló magassugárzók a magasság hatását kelthetik, míg az oldalra irányított hangszórók a fal visszaverődését kihasználva körbeölelő hatást keltenek. A digitális jelfeldolgozás segítségével módosítható a hangszórók fázisa, amplitúdója és időbeli összehangolása, ami tovább fokozza a térhatás érzetét.

Miért elengedhetetlenek a magassugárzók a nagyszerű hangzáshoz

A tisztaság és a részletesség fokozása

A hangok és hangszerek valósághű reprodukciójához elengedhetetlenek a pontos magas frekvenciák: nemcsak az alaphangból felfelé terjedő felharmonikusok, amelyek mind szerepet játszanak a hang karakterének kialakításában, hanem maga a zene felett ott van a felvétel terének és környezetének érzete is. Ha pontosan rögzítik és reprodukálják, ez jelentheti a különbséget a „lapos” és a valóban életre keltő hangzás között.

Valósághű hangleképezés és térbeli pontosság

A hangszórók beállításának módja nagy hatással van a rendszer hangjának leképezésére és térbeli pontosságára. Végül is a sztereó a szilárd, háromdimenziós hangkép illúziójáról szól – ez nem két csatornát jelent, hanem azt, hogy a hangszórók eltűnnek, és valósághű képet hagynak maguk előtt.

Fogadja meg a hangszórókhoz mellékelt beállítási utasítások tanácsait, de ne féljen kísérletezni az elhelyezéssel a legjobb hangzás elérése érdekében. Sok hangszóró-kialakításnál már a hangszóróknak a hallgatási pozíció felé történő enyhe dőlése – és ez a magassugárzók beállításának enyhe módosítását jelenti – is sokat számíthat.

A megfelelő hangsugárzó-beállítás kiválasztása

2-utas vs. 3-utas hangsugárzók – mi a legjobb Önnek?

Kisebb helyiségekben és kisebb hangsugárzókkal egy jól megtervezett kétutas hangsugárzó több mint megfelelő lehet az Ön igényeihez. A háromutas kialakítás, amely a magas- és mélysugárzó(k) közé egy külön középsugárzót foglal magában, azonban nyitottabb és magával ragadóbb hangzást kínálhat, egyszerűen azért, mert a magas- és mélysugárzó(k) kevesebb munkát végeznek az „átfedési” területen, ahol a karakteres hangok és hangszerek nagy része reprodukálódik. Különösen énekhangok és klasszikus zene esetén lehet előnyös egy jól integrált középsugárzó.

Keresse a többutas hangsugárzók kialakításáról szóló, hamarosan megjelenő cikkünket.

Hallgassa meg, mielőtt megveszi – miért számít a magassugárzó kialakítása

Ne ragaszkodjon túlságosan ahhoz, hogy milyen magassugárzót használ a hangszóró: legyen szó lágy dómos szövet magassugárzóról, fém dómról vagy más anyagról, a legfontosabb dolog az, hogy jól szóljon az Ön számára. Ahogy a cikkben korábban említettük, érzékenyebbek vagyunk a magas hangok minőségére a rendszerünkben, még akkor is, ha a magassugárzó látszólag nem tesz annyit. Válasszon tehát olyan hangsugárzókat, amelyeknek a magas hangok minősége az általános hangzásbeli egyensúly részeként tetszik, és mindenekelőtt bízzon a fülében...

Fedezze fel a DALI hangsugárzókat, amelyek osztályelső magassugárzó-kialakítással rendelkeznek

A DALI hangsugárzók széles körű, elismert padlón álló hangszórók, könyvespolcra helyezhető hangszórók, egyedi telepítésű hangszórók és még sok más. Minden DALI hangszórót széles szórással terveztünk, amely a magas frekvenciákat a hagyományos hangszóróknál nagyobb területen teríti szét, hogy a hangzás kiegyensúlyozott és tiszta maradjon, még akkor is, ha Ön nem közvetlenül a hangszórók előtt áll. Ezáltal az ideális hallgatási pont kitágul, így több hallgató élvezheti a lehető legjobb hangminőséget.

A széles szórású hangzás a helyiségbe való integrálást is segíti. Miközben felszabadítja Önt arra, hogy hangszóróit nem tökéletesnek tűnő helyeken is elhelyezze, csökkentheti a falakról érkező reflexiók hatását, amelyek nem kívánt torzításokat és elszíneződéseket okozhatnak.

A DALI hangszórók felfedezéséhez látogasson el a dali-loudspeakers.comweboldalra.