Papírkúpos közép/mély és szélessávú hangszórók. A hangszórók ezen osztálya egészen az eredeti, 1925-ös Rice & Kellogg szabadalomhoz nyúlik vissza. A papírmebrános hangszórók minősége a borzalmastól a csodálatosig terjed. Ez a legrégebbi alapanyag, valójában egy kompozit szerkezet, megfelelő anyaggal kezelve jelentősen megváltoztatja a tulajdonságait (az adalékanyag összetétele mindig a gyártó üzleti titka). A papír kezelése nagyon fontos a páratartalom változásai miatt. Az adalékanyag stabilizálja az anyagot, javítja az ön-csillapítást és meghosszabbítja a membrán magasfrekvenciás átvitelét. Az erősségek: jó/kiváló ön-csillapítás, potenciálisan kiváló felbontás és részletgazdagság, nagyon egyenletes reakció potenciál. Kis lejtésű lineáris fázisú keresztváltókkal is gond nélkül használható. A papír olyan anyag, amely membránként jobban szól, mint amennyi mérhető, és ez valódi előny. Gyengeségek: Nem olyan merev, mint a kevlár, a szénszál vagy a fém, ezért hiányzik belőle a részletek legutolsó foka. Nem hajtható a végtelenségig, mint egyes más anyagok, de a végteljesítmény elérése előtt progresszívebb, dinamikája gazdag. A papír nem olyan konzisztens, mint a szintetikus anyagok, így a párosítás nem olyan egyszerű, eredménye nem mindig pontos, ami a gyártás minőségétől függően befolyásolhatja a hang-színpadi képalkotást. A tulajdonságok az öregedési idővel lassan változhatnak.
A Bextrene Midbass. Ez egy fapépből származtatott cellulóz-acetát, amelyet általában a membrán elején lévő adalékanyag-réteg csillapít, hogy szabályozza az 1,5 kHz körüli erős rezonanciát. Eredetileg a BBC fejlesztette ki 1967-ben, hogy a papírt egy konzisztensebb és kiszámíthatóbb anyaggal cserélje le monitor sugárzókban történő felhasználásra. A hetvenes évek elején széles körben elterjedt, akkor egy tipikus audiofil hangszórónak a 8″-es KEF-et vagy az Audax Bextrene középmély hangszórót és Audax 1″-es lágy dóm magassugárzót tekintették. A BBC-től származó terv – leghíresebb a BBC LS3/5a mini monitorban használt KEF B110 volt – de, nem mindenki tudja, hogy ez a hangszóró, amely édeskés középtartományáról híres, mélyvágó szűrőt alkalmaz 6 dB-es csillapítással 1,5 kHz-en. A Bextrene-t idővel a BBC által kifejlesztett polipropilén váltotta fel, amely sokkal egyenletesebb reakciót nyújt, nem igényel adalékanyag réteget, és a membrán tömegének csökkenése miatt 3-4 dB érzékenység-növekedést biztosít(!) A Bextrene-t ma már szinte minden tervező elavult anyagnak tekinti. Erősségei: a következetesség, a hetvenes évek szabványai és ízlése szerint kiváló képalkotás. A belső felbontás nagyobb, mint sok papír membrán esetén. Gyengeségek: nagyon alacsony hatásfok (82-84 dB 1 méteren), erős szűrőt igényel a középső sávban, a modern szabványok és felfogás szerint „káprázatos” elszínezés, és számos rezonanciák az átviteli sáv tetején.
Polipropilén mélyközép. Ezt az anyagot is a BBC fejlesztette ki és szabadalmaztatta – a Bextrene helyettesítésére 1978-ban. Lényegében ön-csillapító, a helyesen megtervezett polipropilén hangszóró a teljes működési tartományon belül egyenletes reakcióra képes kis kiegyenlítés nélkül. Ezenkívül jellemzően 87-90 dB hatásfokot érnek el 1 méteren, ami jelentős előrelépés a Bextrene-hez képest. Ez az anyag szinte univerzálissá vált, mivel minimális kezelést igényel – az egyetlen nehéz probléma az volt, hogy megtalálják a megfelelő cianoakrilát alapú ragasztó anyagot, amely jól tapad egy olyan síkos anyaghoz, mint a polipropilén. Ez a probléma a nyolcvanas évek elején megoldódott. A papírhoz hasonlóan ezt az anyagot a sok hangsugárzókban használják, a tömeges rack-sztereó rendszerektől az elsőrangú ProAc Response sorozatig. A kúpprofil, valamint a membránszél és a polipropilén keverékhez hozzáadott további anyagok erősen meghatározzák az ilyen típusú hangszórók minőségét. Erősségei: nagyon egyenletes frekvencia átvitel, nagyon alacsony elszínezés, jó impulzusválasz, jó hatásfok és az egyszerű keresztváltó alkalmazása, ami akár egy kondenzátor is lehet a magassugárzóhoz. Gyenge pontok: Hangszínpada az elvárásoknak nem egészen felel meg, több poly-midbass egység nem passzol jól a fémmembrános magas-hangszórókhoz, a felbontásbeli különbsége pedig a gyakorlott hallgató számára nyilvánvaló. Nem jó választás 8 hüvelykes vagy nagyobb mélysugárzókhoz, kivéve, ha a polipropilént egy másik, merevebb anyaggal erősítik meg. A 10″-es vagy nagyobb mélysugárzóknak jobban megfelel a merev papír vagy szénszál.
Alumínium és magnézium közép/mély hangszórók. Az első Jordan Watts 2″-es alumínium membrános egységeket csak korlátozottan használták nagy hangzáshűségű hangsugárzókban. Ezeknek a hangsugárzóknak piacát a kézi gyártás, a magas ár és az alacsony érzékenység korlátozta. Ezeknek a hangszóróknak jellemzően nagyon alacsony a hatásfoka (82-84 dB/méter), és szinte bizonyosan magas Q-csúcsa van az átviteli tartomány tetején. A brit és német két-utas mini motorok új generációja létezik, amelyek szabadalmaztatott 5″-től 6,5″-ig terjedő, alumínium membrános közép/mély hangszórókat használnak. Az új Seas Excel sorozat magnézium membránt használ, amelyekben egy érdekes tömör réz „golyó” helyettesíti a szokásos porsapkát. A régebbi alumínium membrános egységekkel ellentétben 87 dB/méter körüli hatásfokuk meglehetősen jól használható.
Expanded hab membrános hangszórók. A következő generáció az expandált habból készült membránnal ellátott mélyegységek voltak, a leghíresebb példa a KEF B139. A hangszórók ezen osztálya nagyon alacsony hatásfokkal, korlátozott teljesítménykezeléssel és a középső sávban nagymértékű Q-rezonanciákkal küzdött. Sok értékelő a középtartományt okolta a problémákért, amelyeket valójában a B139 modellben a szűrő hiánya okozott. Ezek ellenére a hetvenes években nagyon népszerűek voltak mind a 3- és a 4-utas rendszerekben Nagy-Britanniában (IMF) és az Egyesült Államokban (Audionics).
A szénszálas membrán. Japánban a merev membrános hangszórók többségben szénszálas egységek voltak, amelyek először a TAD (Prosound) professzionális stúdiómonitorok 12″-es egységeiben nagyon magas érzékenységi értékekkel és nagyon magas árakkal jelentek meg. A japánok sokat gyártanak belőlük, miután úttörő szerepet játszottak a technológiában, de nagyon nehéz beszerezni őket, ha valaki nem Japán, kisüzemi, speciális gyártó. A felhasznált alapanyagok árai mostanra csökkentek, és a Vifa, az Audax és a Scan-Speak jó példák az ilyen típusú hangszórókra. Ezek kiemelkedő basszus- és közép/mély-reakcióval rendelkeznek, de egy jellegzetes kiemelésük is van az átviteli sáv tetején. Sajnos ezek a csúcsok a legtöbb szénszálas meghajtóban erősen hallhatók, és ami még rosszabb, nem távolítható el a két csúcs közé hangolt szűrővel sem. A csúcsok kézben tartásához két szűrőre, vagy egy 24 dB/oktáv meredekségű keresztváltóra van szükség. Például a Scan-Speak 18W/8545 elég jól csillapított.
A kevlár membránok. A nyolcvanas évek közepén jelentek meg a francia Focal és a német Eton vonalakkal. Az Eton kiváló csillapítással rendelkezik a nagyobb veszteségű Nomex méhsejt szerkezetnek köszönhetően, amely elválasztja egymástól az első és a hátsó kevlar réteget. Ebben a kategóriában is a Scan-Speak rendelkezik a legjobb frekvencia átvitellel és a legalacsonyabb IM torzítással a Kevlar meghajtók közül. Másik kívánatos tulajdonsága, hogy a jellegzetes Kevlár-csúcs felett jól viselkedik a roll-off terület. A Scan-Speak gyártmánya az egyetlen, amely jól kontrollált (az összes többi Kevlár hangszórónak kaotikus régiói vannak) ami minden bizonnyal jelentős javulást eredményez az egyenletesség és az átláthatóság terén.
Összetett membránok. Az Audax egy szokatlan kompozit technológiával is rendelkezik, ez az úgynevezett HD-A. Ez egy akril gél, amely szemcsés szénszálak és kevlar szálak szabályozott keverékét tartalmazza. A fő frekvenciatartományban a válasz lenyűgözően egyenletes, csak mérsékelt „púp” van az átviteli tartomány tetején. A kompozit hangszórók másik érdekes sorozata a Focal Polyglass papír-üvegszálas hangszórók, amelyek közül a 6V415 közép/mély hangszóró tűnik a legérdekesebbnek, nagyon egyenletes reakcióval és meglehetősen jó mozgási képességgel. A trióda-rajongók számára, akik szeretik a keresztváltó nélküli, teljes hangtartományú, szélessávú hangszórókat, négy darab 4V211-es megcsinálhatja a trükköt, 60 Hz-től 12-14 000 Hz-ig terjedő egyenletes frekvencia-válasszal.
Az „újkori” merev membránok (kevlár, szénszál, hab, stb.) erősségei a következők: a ma elérhető legjobb transzparencia, képalkotás és bármilyen típusú megjelenítési mélység, gondos tervezés esetén megfelel az elektrosztatikus modell-értékeknek, vagy meghaladja azokat. Nagy érzékenység, magas impulzus leképezés és nagyon alacsony IM torzítás fontos tényezők. Sok tervező a legkorszerűbbeknek tartja, és ez a terület az anyagtechnológiában elért eredmények által várhatóan meglehetősen gyorsan fejlődik. A gyenge pontok: a régebbiek az átviteli sáv tetején erős csúcsokat mutattak, a legtöbbnél kontrollálatlan kaotikus tartomány is van a magas frekvenciákon, ami hosszú távon fárasztó hangot, valamint a mélységi perspektíva és a „levegősség” rovására megy. Azok a fém-, kevlár- vagy szénszálas hangszórórendszerek, amelyek nem használnak megfelelően kialakított szűrőket, hibásnak tekinthetők, mivel a keskeny HF csúcs nem alkalmas szabványos aluláteresztő szűrővel történő korrekcióra. Ennek a csúcsnak a hangja nyilvánvaló lesz minden olyan hallgató számára, aki ismeri a kiegyenlítetlen kevlár vagy szénszálas hangszóró hangját. Egyes kevlár- és szénszálas hangszóróknak meglehetősen hosszú bejáratási időre van szükségük (több, mint 100 óra), hogy „megpuhuljanak” a szálak a membránban és a pókban. A legjobb példák azok a modellek, amelyeknek jól csillapított impulzus-csúcsai és ésszerűen jól viselkedő roll-off tartományuk van a fő nagyfrekvenciás csúcs felett. Ezenkívül léteznek rézbevonatú „szellőző sarkokkal” is rendelkeznek, amelyek tízszeresére vagy még többre csökkentik az induktív típusú IM torzítást. Az új Seas Excel sorozat magnéziumkúpokkal és tömör réz fázisdugóval ilyen.
Néhány zárógondolat cikksorozatunkhoz. Minden hangszóró saját hanggal rendelkezik, amelyet megszüntetni nem, csak a keresztváltóban történő kiegyenlítéssel és komolyan vett hangdoboz tervezéssel lehet kézben tartani. Annak ellenére, hogy a keresztváltó kiegyenlíti a hangszórók frekvencia- és idő-tartományban lévő viselkedését, az IM torzítás továbbra is karakterváltáson megy keresztül, amikor a membrán vagy a felfüggesztés rezonáns állapotba kerül. Minden fizikai anyagnak van rezonanciája, tehát ha a hangszóró matériákból épül fel, akkor lesz rezonanciája. Ne vezessen félre senkit a marketing „szakirodalom”! Minden hangsugárzónak hibás a frekvencia átvitele, minden helyiségben akusztikai problémák vannak, és a hangsugárzók elhelyezése nem intuitív, és még a stúdió tervezők számára is csak megjósolható. Ahhoz, hogy pontos hangot biztosítsunk a találgatás nem elég jó. Tudni kell, milyen problémák vannak a helyiségben és, hogy a beállítások segítenek vagy ártanak.
Íme egy sor tervezési irányelv, amely segíthet eljutni az absztrakt ötletek és koncepciók világából a boldog zenehallgatáshoz! A kabinet elején és a belső felületeknél törekedni kell a káros hatású visszaverődések kiküszöbölésére, így az egyenletes frekvencia- és impulzus válaszra. A visszaverődések sokkal hallhatóbbak, és sokkal kellemetlenebbek, mint azt a frekvencia átviteli görbékben látott kis ingadozásokból gondolnánk. Csökkenteni kell a hangszórók és a kabinet rezonanciáját olyan szintre, ahol az már nem tolakodó. A szekrényeknek merevnek kell lenniük, a csillapítás csak másodlagos prioritás. Kiváló minőségű, rétegelt lemezből készült belső keresztmerevítők léteznek, amelyek jelentős hatásúak. Kerülni kell a kritikus 300 Hz és 3 000 Hz közötti keresztváltást. (Minden telefontársaság helyesen választotta ezt a régiót a spektrum legfontosabb részének; ez az a régió aminek, egyenletes átvitellel és nagyon alacsony torzítással, igazán makulátlannak kell lennie.) Még ha a keresztváltó zseniálisan kivitelezett is, a legmodernebb számítógépes eszközökkel és hónapokig tartó szubjektív ellenőrzéssel, a rezonancia akkor is kissé hallható. Éppen ezért jobb, ha a váltási frekvenciát távol tartjuk ettől az érzékeny tartománytól. Nagyon fontos a jól szabályozott reakció, a crossover roll-off, ha ez elérhető, egyenletes fázis- és amplitúdó-kiosztást kapunk a hangszórók között, nyugodt és kellemes középtartományt, valamint jelentősen áttekinthetőbb színpadképet. Végül, de nem utolsósorban csökkenteni kell az IM torzítást a spektrumban, a legnagyobb hangsúlyt az 500–5 000 Hz-es tartományra helyezve. Ez azt jelenti, hogy jól megtervezett mágnes rendszerekkel rendelkező hangszórókat kell választani, és olyan közép- és magas-sugárzókat kell használni, amelyek mérete és specifikációja megfelel a tervezett frekvenciatartománynak.
