Az első részben tárgyaltak hátterével, szinte adja magát az egyszerű, de mégis legfontosabb kérdés: milyen hangzást szeretsz? Az emberek valójában egészen másképpen hallják a világot, és az emberek között több is akad, aki megkülönböztetett jelentőséget tulajdonít a hangzás sokféleségének. Egyes audiofilek mindenekelőtt a természetesnek ható hangszínt kedvelik, kedvenc hangszereik vagy énekhangjuk hangzását és annak élethűhöz közeli közvetítését mindig nagyra értékelik. Egyesek szeretik a közvetlenséget és az érzelmi hatást, mások szeretik a hatalmas, háromdimenziós tér érzését, és többen szeretik a széles, mégis definiálható helyekkel érzékelhető hangszínpadot és/vagy a szinte tapintható „ott vagyunk” hangminőség-érzetet. A felsorolt követelményekből mindent egyszerre megvalósítani nem lehet – vagy csak nagyon drágán. Minden hangszórónak vannak abszolút értelemben vett komoly hibái, ezért a felhasználónak kell eldönteni, mit szeretne, hogyan fogja az egyes tulajdonságokat értékelni. A „Perfect Sound Forever” egy ostoba marketing szlogen, nem reális cél egy mérnök számára. Egyrészt egyszerűen nem léteznek anyagok, amelyekkel bármit meg lehet építeni. (Hacsak nem talál módot egy szabályozható szoba-hőmérsékletű plazma előállítására. Ha igen, jobb, ha elfelejti a hangszórókat és először tárgyaljon az Energiaügyi Minisztériummal.)
A hangszóró tervezés főbb iskolái.
Mivel minden tervező kénytelen szubjektív (vagy marketing) alapon választani, nincs egyetlen „helyes” vagy „helytelen” módja a hangszóró tervezésnek. Ha valaki mégis mást állít, érdekes lehet egy kicsit alaposabban megvizsgálni saját meggyőződését, és megnézni, hogy a vallási fundamentalizmus vagy a „racionális-tudományos” fundamentalizmus sokkal nagyobb egyházát imádja-e. Hol tartunk? Nos, mi biztosan nem vagyunk audio-fundamentalisták, viszont figyeljük a spektrális választ, az intermodulációs (IM) és frekvenciamodulált (FM) torzítás csökkentését, a nagyon alacsony energiatárolást és az alacsony diffrakciót. Természetesen ezek az objektív mérések csak a cél elérésének eszközei. Ennél is fontosabb, hogy egy megfoghatatlan tulajdonságra törekszünk, a „megfogható” benyomást keressük, azt a képzetet, hogy fizikailag és érzelmileg jelen vagyunk az előadáson. Akiknek még soha nem volt ilyen élményük, elmondható, hogy a dolog valóban megtörténik, de csak körülbelül olyan gyakran, mint látni egy tökéletes szivárványt.
A tervezőknek választaniuk kell egy utat, ami a hangzás tökéletességéhez vezet. Egyik ilyen út az egyenletes frekvencia átvitel (Flat Response), ami ábrázolva egy egyenes vonal. A legtöbb brit és kanadai hangsugárzó ebbe a csoportba tartozik. A BBC „brit-iskola” a legnagyobb jelentőséget a két méteren belüli, késleltetett rezonancia mentességgel kombinált, a hallgatási tengelyre ható frekvencia átvitel átlagának tulajdonítja. A National Research Council (NRC = Kanadai Nemzeti Kutatási Tanács) kanadai iskola csupán az előre sugárzott frekvencia átvitel átlagát helyezi előtérbe. Bár ez így is két félteke, mégis ugyanazon oldalon kutakodik. Ezeket a tervezési prioritásokat a BBC műsorszolgáltató szakemberei, illetve az NRC lehallgató panelei határozták meg. Ez a tervezési iskola leginkább az „objektív” mérnök-orientált filozófiával azonosítható. Nem véletlenül, mert az akusztikában tudományos mester-fokozattal rendelkező mérnökök hajlamosak ezzel a filozófiával hangsugárzókat tervezni. Ezeknek a szakembereknek nem szimpatikusak az egzotikusnak mondott kábelek, ellenállások, kondenzátorok, és a közvetlen fűtésű trióda misztikuma, vagy bármi, ami nem hallható megismételhető módon a kettős vak-teszteken. (pedig már évtizedek óta bizonyított ezek hallható hatása)
Az 1950-es évek végén a BBC munkatársa D.E.L Shorter volt az első, aki pontosan megmérte és azonosította a hangszóró- és szekrény rezonanciák forrásait. A BBC volt az első olyan szervezet, amely azonosította és mérte azokat a szinteket, amelyek teljesen „láthatatlanok” a hagyományos szinuszhullámú mérőrendszereken. A rezonanciák a hagyományos szinuszgörbe alatt akár -20 dB szinten is hallhatók! A BBC filozófiájának maradandó örökségeként sok brit hangszóró továbbra is kiváló ezen a területen. Az amerikai tervezőknek 20 évbe telt, hogy felismerjék a „rejtett” dolgok fontosságát. Az óceánon túl az igazi áttörés akkor következett be, amikor Richard Heyser az 1970-es évek elején feltalálta az időkésleltetési spektrometriai rendszert, leírja a hangszórók és hangsugárzó-rendszerek gyártási tesztelésének átfogó rendszerét. Dick Heyser, az Audio Engineering Society megválasztott elnöke csaknem három évtizeden át aktív tagja volt az AES-nek. (Munkájának címe: Hangszórók tesztelése a Techron TEF System 20 TDS analizátor és a számítógép segítségével.) Tíz évvel később Lipschitz és Vanderkooy feltalálta és forgalomba hozta a „Maximum Length Sequence System Analyzer” szoftvert, ami bármilyen szabványos PC-be illeszkedik. (Munkájuk címe: On the audibility of midrange phase distortion in audio systems) Harminc év leforgása alatt a késleltetett rezonancia mérése a csak a BBC-n belül használt speciális célú műszerről, a KEF által használt dedikált, HP FFT mini számítógépről, és a Crown által gyártott TEF egységről egy MLSSA kártyára váltott. Az MLSSA továbbra is a nagy gyártók által választott idő- és frekvencia mérési eszköz. Egy másik érdekes egység a CLIO (mérőmikrofont is tartalmaz), amely az MLSSA-hoz hasonló idő-frekvenciás összefüggést mutat ki.
Áttérve a keresztváltó- (crossover) tervezés nehéz területére, az objektív iskola tervezői általában a negyed-rendű Linkwitz-Riley hálózatokat részesítik előnyben, amelyek a leglaposabb, legpontosabb görbét és a legjobb szabályozást biztosítják a sávon kívüli IM torzítás (impulzus torzulás és „túllövés”) ellen. A KEF kutató-laboratóriumától Laurie Fincham érdemel elismerést, amiért úttörő szerepet játszott a számítógép használatában a hangszórók és a keresztváltó hálózat kombinált elektroakusztikus viselkedésének pontos modellezésében, lehetővé téve az akusztikai 2., 3. és 4. rendű szűrő áramkörök pontos szintézisét és optimalizálását. Fincham munkája előtt a crossover tervezése a szabványos tankönyvi crossoverek „utánzása” volt, hogy hozzávetőlegesen közelítsék a kívánt akusztikai jellemzőket. Miután Laurie Fincham közzétette a technikáját, egyszerűvé vált a hálózati topológia és a kívánt „vágási lejtő” meghatározása, és hagyni, hogy egy számítógép végezze el a „vágd és próbáld” metódust. Természetesen az 1970-es évek elején, amikor ez úttörő dolognak számított, a „számítógép” egy dedikált HP mini számítógépet jelentett, és egy teljes munkaidős Fortran programozót, aki átütötte a lyukkártyákat és futtatta a dolgot. Ma ez a crossover optimalizálási technika már sokkal olcsóbban elérhető olyan készen lévő programokkal, mint az XOPT, CALSOD, LEAP, és mások. A crossover optimalizálás és a nagy teljesítményű mérőrendszerek drámai költség csökkenésének eredményeként a kortárs hangszóró tervezők várhatóan jártasak a PC-alapú eszközök használatában, függetlenül azok tervezési filozófiájától.
Az objektív iskolához tartozó tervezők egészen a közelmúltig figyelmen kívül hagyták az impulzusválaszt, a diffrakció szabályozásnak lehetőségét és az olyan homályos szubjektív területeket, mint a keresztváltóban lévő kondenzátorok, tekercsek és a belső vezetékezés minőségét. Ezzel szemben a kutatás a hangszórók minőségének folyamatos javítására, a szekrény rezonancia-szabályozásra és a gyártás végén a pontos párosításra összpontosít. Ha a kutatás és a gyártás minden említett területet lefed, akkor ne várjuk el, hogy a végtermék olcsó legyen!
Az impulzus koherens dinamika. Amely tervező a széles dinamikai spektrum leképezését tartja fő szempontnak és kiterjedt lépéseket tesz a diffrakció szabályozására, az együttálló (koherens) hangzás érdekében párba és egymáshoz válogatja a hangszórókat, általában elsőrendű (6 dB/okt.) keresztváltót alkalmaz. A Dunlavy, Thiele, Spica és Vandersteen hangszórók tartoznak ebbe a csoportba. Néhány, például a Spica, 3. (18dB/okt.) vagy 4. rendű (24 dB/okt.) Gauss- vagy Bessel-crossover-t használhat. Némely közvetlen-sugárzó karakterrel rendelkező hangsugárzó, amely pontos impulzus reprodukciót kínál, néha még az elektrosztatikus vagy szalagos hangszórók teljesítményét is felülmúlhatja. A fázis és az impulzus torzítás hallhatósága azonban meglehetősen ellentmondásos a hangmérnöki közösségben, mert a konzervatívabb mérnökök úgy érzik, idő- és pénzpocsékolás a pontos impulzusreprodukció biztosítása. Egy tipikus impulzus-koherens kialakításban a hangszórókat arra tervezik, hogy kettő vagy több oktávval a normál működési tartományon túl is még jól kivezérelhetők legyenek, így a teljesítménykezelés és az IM torzítás elkerülhetetlen. A probléma részleges megoldásához drága alapanyagokra és hangszóró-konstrukciókra van szükség, valamint a keresztváltó pontos rezonancia korrekciójára. A sugárzási mintázat szabályozása elsőrendű keresztváltókkal szintén nehéz; ennek eredményeként az ilyen típusú hangszórók egészen másként szólhatnak ha ülve, állva vagy a sugárzási tengelyen kívül hallgatjuk. Ha jól csinálják, az impulzus-pontos dinamikai rendszerek olyan nyitottan és „szabadon” szólalnak meg, mint az elektrosztatikus hangszórók, különösen, ha alacsony diffrakciós kialakításról van szó.
A minimalisták. Néhány olasz, skandináv, angol és amerikai hangsugárzó ebbe a csoportba tartozik. A keresztváltó nagyon egyszerű, néha eléri az egy darab kondenzátor szélsőségét. Az egzotikus vezeték- és kabinet anyagok mellett a hangszórók és a crossover alkatrészek a legjobb minőségűek. Az ilyen típusú hangsugárzók fejlesztésében a mérések általában kisebb szerepet játszanak. Mivel ez a tervezési filozófia általában korrigálatlanul hagyja a hangszórók rezonanciáit és elfogadja a minimális crossover által okozott frekvencia- és impulzusválasz-eltéréseket, a kompatibilitás valószínűleg erősen függ az audio-lánc többi részének hangzásától. Annak ellenére, hogy kevés a teljesen minimalista tervező, az „alkatrészek minősége igazán számít” csoport gondolkodása, az iparág nagy részét befolyásolja. Ez a koncepció jelentős változás a hetvenes évekhez képest, amikor a kor technikailag legfejlettebb hangsugárzó-tervezői rendszeresen használtak olyan crossover alkatrészeket, amelyeket ma már semmivel sem tartanánk jobbnak egy seprűnyélnél. Negyven évvel ezelőtt szinte kizárólag a hangszórókon, a tervezési technikán és a szekrényépítésen volt a hangsúly. Napjainkban a gondos tervezők a rendszer minden részét megvizsgálják, egészen a hangszórók felszereléséhez használt rögzítésekig és a bemeneti aljzatokon használt bevonat típusáig.
Amennyiben le akarunk nyúlni az alapokhoz, nem kaphatunk egyszerűbbet egy szélessávú, egyhangszórós rendszernél. Nincs crossover, nem kell aggódni a sugárzási minták eltolódása miatt, és a crossover nélkül nincs fázistorzítás. Az eredeti basszus elérését és a kiterjesztett nagyfrekvenciás átvitel követelményét több mint 50 évvel ezelőtt csak a Lowther cég tudta megoldani. A Lowther hangszóró szokatlan megjelenésű. Merev, fehér papír membránra domborított spirális barázdák (egy viaszos papír, amelyet lövedékek készítéséhez használtak), egy kis kúp (Voight szabadalmaztatta a whizzer kúpot a harmincas években), egy rendkívül nagy mágnes (Alnico elérhető és a legjobbnak tartják), és a nagyon rövid lengő-út (kevesebb, mint 1 mm). Amit nem látni, az a mágnesesen telített pólus darabok, és egy rövid rés, rendkívül szűk tűrésekkel. Ezek együttese rendkívül magas minőséget biztosít, ugyanabban a tartományban, mint a stúdió-monitor tölcsérek kompressziós meghajtói. A dinamikus hangszóróban erős a mágneses mező és hosszú a spirális lengőtekercs. Biztosítja a legszorosabb erősítő-hangszóró csatolást, ezért érzékeny az erősítő csillapítási tényezőjére és a vezeték ellenállására. A Lowther meghajtót kezdettől fogva tölcséres szerkezetekhez tervezték. Azok, akik a Thiel/Small egyenletekkel játszadoznak, valószínűleg tisztában vannak azzal, hogy ahogy a meghajtó mágnese erősebbé válik, és a Qt csökken, a basszus reakció is csökken. A határeset a Lowther meghajtó, amely olyan erős mágnes rendszerrel rendelkezik, hogy az impulzus-válasz a teljes frekvenciaspektrumon felfelé billen. Itt jön be a kürt szerepe, ami alacsonyabb frekvenciákon is biztosítja a legnagyobb hatékonyság növekedést. A Lowther esetében a teljes tervezési folyamat a burkolat kiválasztásában és megépítésében merül ki. Ez egy kicsit összetettebb, mint elsőre tűnik. A Lowther-klub rajongói az ötvenes évek óta terveznek mindenféle burkolatot, és több száz kivitel és változat létezik. A tölcséreket és a házukat a legnehezebb megépíteni, mivel nagyon összetettek, és merev anyagokból nagyon pontosan kell elkészíteni őket. A balti nyír rétegelt lemez jó kiindulópont; felejtsük el az MDF-et!
– folytatjuk –
