Elektroakusztikus átalakító, egyben a hangzás-reprodukció több, mint 100 éves eszköze a hangszóró. Feltalálása után magával hozta a megszólaltatásában fontos szerepet játszó hangfal vagy hangdoboz kialakulását majd pedig a teremakusztikai kérdéseket. A hangszórókat magába foglaló dobozt hangsugárzónak mondjuk, hangfalnak csak a valóban fal-alakú megoldásokat nevezzük.
A hangsugárzónak a hallható hangok spektrumát kell megszólaltatni, de a frekvencia átvitel egyenletességét elérni/betartani nem kis feladat. Ráadásul egy hangsugárzónak lehetetlennek látszó feladatot is kiválóan meg kell oldani, be kell hozni otthonunkba a muzsikát. Tudni kell a zongora, a hegedű, a gitár, a dob, az orgona, a bőgő, trombita és az összes többi hangszer hangját – utánozni! Egy trombita hangzásának hű leképezése nehezebb, mint a fából vaskarika. A trombita rézből van és levegővel fújják – na mármost a hangszóróban réz is kevés van és elektromos árammal működik. Örüljünk, hogy trombita hangot hallunk!
Agyunk a beszédtartományra a legérzékenyebb, hiszen az emberi beszéd az amivel kommunikálunk, megértjük egymást. A beszéd használatára, értésére a születéstől a halálunkig rá vagyunk utalva. Hallásunkat nem lehet kikapcsolni és alvás közben is működik, nem pihen. Az emberi beszéd hangtartománya 200 Hz és 8 000 Hz közötti, az emberi fül az 1000 Hz – 3500 Hz-ig terjedő hangmagasságra a legérzékenyebb, ezen tartományokat nagyjából egyenletesen érzékeli. Az ember általában azokat a hangokat hallja, amelyek frekvenciája 20 Hz és 20 000 Hz közötti (ez az ún. hallható hangtartomány), de ez a tartomány jelentősen függ az illető személy nemétől, korától, az életviteltől, élete során elszenvedett betegségeitől és a környezeti zaj kitettségétől. Ezt az igen széles tartományt nagyobb eltérésekkel érzékeljük. Van egy különleges adottságunk, és ez a hallás. Hallásunk szoros kapcsolatban van agyunk összehasonlító képességével, amivel meg tudjuk különböztetni, hogy a kedvesünk, a haverunk vagy az anyósunk szól hozzánk – akár telefonon keresztül is. Az ember ahogyan korosodik egyre kevésbé hallja a magas frekvenciákat és a mélyek alsó határ értékéből is veszít. Amennyiben nem károsodott hallásunk, az idők folyamán hosszabb ideig jó, mint a látásunk.
Az egy darab, széles hangspektrum lesugárzására képes hangszóró kielégíti a hallásunk és kommunikációnk követelményeit. Még azt is állíthatjuk: a zenét is élvezhetjük vele. Ez ma meglehetősen egyedülálló megoldásnak számít. Kevés gyártó foglalkozik ilyen hangsugárzókkal, van néhány márka amely úgynevezett „Open baffle” rendszerű (egyszerűen: nyitott hátsó féllel, fal alakú) hangsugárzókat gyárt.
Nem azért kétutas egy hangsugárzó, mert két hangszóró van benne, hanem azért mert az erősítőből jövő elektromos jelet egy speciális áramkörrel, a hangváltóval ketté osztjuk! Az így képzett két hangtartomány két különböző, az adott tartomány lesugárzására tervezett hangszóróra bízva, ezért jobban meg tudja jeleníteni a zenét, a hangszereknek csak is rájuk jellemző felhangjait.
Nagyjából minden hangsugárzó sugárzási szöge a sugárzott frekvenciával fordítottan arányos. Ezt minden nap tapasztalhatjuk, ha zenét hallgatunk, hiszen ahogyan kikerülünk a hangszóró közvetlen hatósugarából, már nem hallunk közvetlen magas-hangot, persze nem tűnik el teljesen, mivel az a szoba minden irányából visszaverődik felénk. A jelenség egyrészt annak köszönhető, hogy maga a hang is egyre inkább fényként kezd terjedni, ahogy a hullámhossza rövidül. A magyarázat másik része szorosan összefügg a hangszórók membránméretével. Ha a hullámhossz nagyobb a membrán méreténél, akkor a membrán gömb-sugárzóként viselkedik. Ahogy haladunk frekvenciában felfelé, és a hullámhossz kisebb lesz a membrán átmérőjénél, egyre irányítottabbá válik a lesugárzás. Csakhogy egy hangsugárzóban jellemzően egynél több hangszórót találunk, ezért egyáltalán nem mindegy, hogy ezek mekkorák, mekkora frekvenciatartományt kell átfogni és hol vannak a váltó frekvenciák. Amikor egy keresztezési frekvenciához érünk, a mély-közép hangszóró már javában irányítottan sugároz, amikor a magas-hangszóró átveszi tőle a feladatot és (a sokkal kisebb membrán méretének köszönhetően) hirtelen elkezd szélesen sugározni. Ezt a jelenséget természetesen nem lehet teljesen elkerülni, de a hangsugárzó gyártók igyekeztek megtalálni az arany középutat, így a kétutas rendszerek mély-hangszóróinak méretét 16.5 centiméterben maximálták.
A háromutas hangsugárzó-rendszerek előnye, hogy van bennük közép-hangszóró, kifejezetten erre a tartományra konstruálva. A közép-hangszóró mérete csökkenthető, így az a keresztezési-frekvencia közelében is irányítatlan marad, ezzel finomabb átmenetet biztosítva a magas-hangszóró felé. A másik előny, hogy külön mély-hangszóróval rendelkezik, így a középsugárzót nem terhelik a mély-hangok energiáinak nagy kilengései. A kisebb kilengések kevesebb intermodulációs torzítással járnak, így a háromutas rendszerek középtartománya sokkal tisztább és felhangokban dúsabb a kétutasokéhoz képest.
Polc, illetve állványos hangsugárzó. Általában kevés hangszeres művekhez ajánlott, jellemzője a precíz hangzáskép. A magas hangok és a középtartomány hiteles tolmácsolója. Mély-hangokat csak annyit követeljünk, amennyi a hangzási kiegyenlítettséghez kell. Természetesen vannak kivételek, olyan állványos hangsugárzók, amelyeknek kiváló a mély-hang átvitele, de egy dologra figyelni kell: ez a kisugárzott mély-hang ne legyen uralkodó, ne takarja el a többi frekvenciát. Az állványos hangsugárzó ne akarjon túltenni az álló társain.
Álló hangsugárzó. Karcsú, többnyire 1000 – 1200 mm magas oszlopszerű hasáb. Kettő, három, sőt több hangszóróval nagyon imponáló egységet alkot. Rengeteg kivitelben a moderntől az elegáns megoldásig – sőt a meghökkentőig – kapható. Szerkezetileg a zárt és basszusreflex rendszer vagy ezek kombinációja számtalan variációja fellelhető.
Műszaki követelménynek tekinthetjük az összekötő kábeleket is. Hasznáról több, mint 30 éve tengernyi értekezés jelent meg a magazinokban és az interneten. Most csak egy tanácsot adunk: az új készülékekkel vagy hangsugárzókkal éljünk együtt kb. három-négy hónapot és amikor már megszoktuk a létrejött hangzást, akkor kezdjünk bele a kábel cserébe. Érdemes a hangsugárzó forgalmazójától kábel bemutatót és tanácsot kérni.
Frekvenciatartomány (mély-, közép-, magas-)
Az emberi hallástartomány kiterjedését tekintve mintegy 10 oktávnak felel meg. Látásunkkal történő összehasonlításképpen figyelemfelkeltő, hogy a látómező kiterjedése a periférikus látással együtt összesen csak egy oktáv. A hangzás leírásának problémája, hogy nincs egységes definíció vagy elnevezés az egyes frekvenciasávok értelmezésére. Természetesen a következő áttekintést nem kell figyelembe venni a „hivatalos definíció” kinyilatkoztatására, de a kapcsolódó leírásokkal jól be lehet határolni a hallottakat. A következők nem mereven rögzített frekvencia tartományok, de egyértelműsítik a különbségeket, a módszer a témát nyomokban érthetővé teszi.
20-40 Hz: basszus
Nem túl sok hangszer hatol ilyen mélyre, de például az elektronikus és akusztikus basszus, a zongora, az orgona és a hárfa alsó tartománya elérhet idáig.
40-100 Hz: közép-basszus
Ezt a területet gyakran használja sok basszusreflex akusztikai rendszer, akár rezonancia frekvencia (hangolási frekvencia) tartomány is lehet. Több akusztikus hangszer legmélyebb hangja pl.: nyitott E-húr) a „normál” hangolású akusztikus gitáron 82 Hz, a csellón a 65 Hz.
100-150 Hz: felső-basszus
Legjobb példa az élő hang ezen a sarok frekvencián, mint a férfihang, hasonlóképpen az alt és tenor szaxofon legmélyebb alapjai.
150-400 Hz: alsó közép
Együtt a felső-basszussal nagyon fontos, hogy az észlelt meleget és teljességet kihalljuk a hangzásból. A hegedű (200 Hz) és a női énekhang alapfrekvenciája megtalálható itt.
400-1 000 Hz: középtartomány
A telefon tárcsahang, a normál „A” hang és számos, alapvető, akusztikus hangszer köre. Nagyon érzékeny terület, túlhangsúlyozása nagyon közvetlen, előre tolakodó benyomást sugall.
1 000-2 000 Hz: magas-közép
Ezen a területen végződik a középhangok spektruma. Túlhangsúlyozása a felső-közép/alsó szoprán provokáltsága általában kiemelkedő, fényes hang. Itt működnek a hegedűk vagy a trombita.
2 000-3 500 Hz: alsó magas
Körülbelül 2000-5000 Hz a terjedése. Erre a területre maximális érzékenyek vagyunk, hiánya a hifi-lánc gyengeségeit mutatja. Ugyanakkor, ez a régió nagyon releváns a felharmonikus reprodukció tekintetében, mint az emberi hang. A felharmonikusok határozzák meg a hangszínt, így ismerjük meg egymás hangját és a hangszereket. Fontos a tisztasága.
3 500-6 000 Hz: közép magas
A középső és a felső magas általában a sziszegő, más-néven zöngés hangok. Átviteli tisztasága határozza meg a hanglánc minőségét, torzítása általában igen kellemetlen. Ez a frekvenciatartomány a kemény, üveges, fémes hangok területe. Hiánya átláthatatlan zenei képet okoz. A piccolo, fuvola, klarinét és a többi fémfúvós hangszer eléri a közép magas tartományt, itt a legmagasabb hang kb. 4 200 Hz.
6 000-10 000 Hz: felső magas
Az emberi hang felharmonikusainak legfelső határa. Több hangszer is termel alap hangokat ezen a területen.
10 000-20 000 Hz: szuper magas
Itt már csak felhangok találhatók vagy egyes szintetizáltan előállított hangok.
A felső magasban egyre kisebb időközönként következő felharmonikusok többféle hangszer (hegedű, pikoló, oboa, klarinét, furulya) hangjában jelenlévő finom könnyedség a hangzás levegőssége. A hangmagassági rétegek tökéletes lesugárzása azt a benyomást kelti, hogy szinte korlátlan, felfelé nyitott magas hangzás keletkezik. Ennek hiánya gyakran a hangulati lehangoltságot, „öregességet”, zártságot, szűk területű hangszínpad benyomását kelti.
A végére hagytunk egy kis zeneelméletet. A zenében az oktáv a frekvencia arányra (1:2) utal. Benne a legalacsonyabb és a legmagasabb hang egy oktávval így van kapcsolatban. Az Oktavraum nyolc hang, innen a név (latin, Octava: a nyolcadik). Az oktáv első hangja az indító, a magasabb hang. Amikor egy hangszer „A” hangot játszik (440 Hz) az soha sem egyedüli szinusz, megjelenik mellette az adott hangszerre jellemző többi felhang. A 880 Hz az egy oktávval feljebb lévő „A” hang, a kettő összecseng, harmonizál. 1760 Hz a negyedik harmonikus, ez a még egy oktávval feljebb lévő „A” hang. Amennyiben egyszerre szól a kettő vagy mindhárom a zongorán, akkor az szépen szól, összecseng, ennyi egy akkord. Ha a 440 Hz mellé megszólal a harmadik felharmonikus az 1320 Hz, ez a másfél oktávval feljebb „F”, vagy „Fisz”, ez disszonáns. Annyira, hogy még ha a leghalkabban szól is, akkor is meghallani a disszonanciát.
Ezért, a páros harmonikusokból akár több százalék torzítás is összejöhet, valószínű, lehet ettől teltebb, melegebb a hangja egy csöves erősítőnek. A hangzás törzse az alaphang, lombja a felharmonikusokból áll. Amennyiben a felharmonikusokból egy bizonyos határon belül többet hallunk harmonikus torzításról beszélünk. Szerencsés esetben a páros felharmonikusok összecsengnek az alap hanggal, viszont páratlan szorzatai az alaphangnak disszonáns, durva és sokat ront a hangminőségen. Páratlan felharmonikusokból már 0,05 % is nagyon sok, torz, míg pl. egy csöves erősítő 1% torzítása nagyrészt páros harmonikusból áll és ettől még jól szól. Ha a tranzisztoros erősítők esetében csak a páratlanok dominálnak inkább, az 0,1%-os torzítás már nem nevezhető jónak. Sokak szerint a páros felharmonikusok torzítása kevésbé káros, mint a páratlanoké, de ne feledjük, a „szennyeződés” nem muzsika.
