– avagy, amely részletekről keveset beszélünk. Minden hangszóró membrán fontos része a hangszórónak,, hiszen ez a sugárzó felület. Így természetesen az anyagok közötti különbségek hangzásbeli különbségekhez vezethetnek. A különböző membrán-anyagok másként szólnak. Ezzel kapcsolatban több kérdés is felmerül.
Melyik magassugárzó membránok jobbak – a fém vagy a textil? Néhány egzotikus, ebbe a felosztásba nem illő műszaki megoldástól eltekintve a magassugárzók túlnyomó többsége textil- vagy fémmembrános. A hangsugárzó gyártás felső kategóriájában mind a textil-, mind a fém membrános magas-hangszórókkal rendelkező gyártmányok esetében meglepő mennyiségi és minőségi egyensúly van. A legjobb fém membránok egyáltalán nem szólnak keményen és fémesen, a legjobb selyemek pedig egyáltalán nem túl kényesek. Rossz kezekben, rossz tervezéssel vagy nem figyelve a másik hangszóró tulajdonságait – függetlenül attól, hogy milyen anyagból van szó – bármely magas-hangszóró rossz hangzású lehet.
Általában a textilmembránokkal könnyebb elérni egy bizonyos szintű, elsősorban bosszúságtól mentes hangminőséget. Bár a gyakorlott audio-fülek érzékelik annak az anyagnak a jellegzetességét is, amelyből az egyes hangszórók készültek, legfinomabb fém- és selyem membránok hasonlóan semlegesen és kifinomultan szólalnak meg. Azt, hogy a hangszóró hangjában sok vagy kevés a magas hang, nem magának a magassugárzónak a jellemzői határozzák meg, hanem az a mód, ahogyan a hangsugárzó keresztváltóján keresztül beállítják – azaz a hangolás. A beérkező frekvenciákat keresztváltó hálózattal kell szűrni, hogy ne égessük ki a magas-hangszórót, mert nem arra van tervezve, hogy alacsony frekvenciákat produkáljon, vagy nagyon sokat mozogjon. Még a legpuhább, de túl hangosra beállított selyem membrán is éles és fémes hang benyomását keltheti.
Melyek a legjobb anyagok a mély- és a közép hangszórók membránjához? Szinte mindenki egyetért abban, hogy minél alacsonyabbak a lesugározni kívánt frekvenciák, annál jobban kiszolgálja őket a dinamikáért felelős membrán nagy merevsége, és annál kevésbé fontos a belső veszteség, amely kisimítja a karakterisztikát (a „váltás lehetséges rezonanciáit”). Egy mélysugárzó membránjának tömegét, bár nem lehet tetszőlegesen nagy, nem kell minimalizálni – fajlagos értéke a megfelelően alacsony rezonanciafrekvencia elérését, ezáltal az alacsony mély hangok feldolgozását szolgálja. Ezért itt viszonylag vastag, gyakran szerkezetileg többrétegű membránokat vagy fémeket használnak. A cellulóz, bár nem olyan merev, megfelel az alapvető kritériumoknak, és a nagyon természetes „hangjának” köszönhetően széles körben használják. Itt a polipropilént ritkán használják, mert a belső veszteség határozottan meghaladja a merevséget.
A középhangok sugárzásáért felelős hangszóróknak könnyebb, vékonyabb membránokkal kell rendelkezniük, de itt se kisebb az anyagválaszték – a merev, főleg fémtől a cellulózon, polipropilénen át a különféle fonatokig – kevlár, szén vagy üvegszál, amelyek szerkezetükből adódóan állóhullámokat is keltenek. A közép-hangszórók a lehetséges megoldások teljes panorámáját mutatják. Nehéz megmondani, hogy melyik membrán a legjobb, de különböztessünk meg két érdekes esetet: a cellulóz és a polipropilén membránokat. Az előbbiek hosszabb múltúak, a mai napig nem avultak el, folyamatosan módosulnak, sokféle változatban léteznek, különféle kiegészítésekkel; különféle méretű, olcsó és nagyon drága hangszórókban, szinte a teljes frekvenciatartomány feldolgozására, használják. Negyed évszázaddal ezelőtt úgy tűnt, hogy az akkor megjelent polipropilén sokkal modernebb és ígéretesebb anyag, és hamarosan a cellulóz helyére lép. Ma a polipropilén kissé ügyetlennek tűnik… A tanulság itt az, hogy ne vonjunk le elhamarkodott következtetéseket a hangszórók és hangszóróegységek „modernségéről”. A laikusoknak kevés esélyük van arra, hogy pontosan felmérjék, hogy az adott kialakítású hangszórók modernek-e vagy sem.
Miért nem sugárzik a basszus-reflex port a membrán elülső oldalának fázisában? A basszusreflex rendszer témája kimeríthetetlen, mert ettől egyértelműen jobbat még nem találtak ki. Nem tökéletes megoldás, de az előnyök és hátrányok egyensúlya mégis arra ösztönzi a legtöbb tervezőt, hogy használja ezt a régi és alapvetően egyszerű találmányt. Ahhoz azonban, hogy egy reflex-doboz a felsőkategóriás audio-berendezésektől elvárható módon működjön, számos feltételnek teljesülnie kell, és így már a dolog bonyolultabbá válik.
A basszusreflex egy olyan rezonancia rendszer, amelyet a kabinetben és a nyílásban (alagútban) lévő levegő tömegének megfeleltetése hoz létre. Minél nagyobb a szuszceptibilitás és minél nagyobb a tömeg, annál kisebb a rezonanciafrekvencia, de ezek a tényezők mindegyike gyök alatt van a képletben. Például egy adott szuszceptibilitás esetén a tömeg megduplázása körülbelül 1,41-gyel csökkenti a rezonancia frekvenciát. Ez minden mechanikai rendszer rezonancia-frekvenciájának legáltalánosabb képletéből adódik. Ezen a ponton érdemes megnézni, hogy míg az alagútban lévő levegő tömege csak a méretéből adódik (az egyszerűség kedvéért figyelmen kívül hagyjuk az ún. együtt vibráló tömeget, amely az alagút végén a levegőhöz „tapad”), – és ez nagyon fontos – a házban lévő levegő nemcsak a térfogatától függ, hanem a rá ható felülettől is – vagyis a nyílás felületétől. Ennek a felületnek a növelése csökkenti a megfelelést, mint másodfokú függvényt, és ezzel egyenes arányban növeli a légtömeget. Végső soron a tömeg növelése a lyuk területének növelésével a rezonancia frekvencia növekedéséhez, nem pedig csökkenéséhez vezet, aminek következtében a rezonancia-frekvencia hozzávetőlegesen 1,41-el nő.
Ez magyarázza az egyik látszólagos paradoxont: amikor megfeledkezve a felületnek a szuszceptibilitásra gyakorolt közvetlen hatásáról, valaki megpróbálja növelni a tömeget, hogy csökkentse a rezonancia frekvenciát (ami kontraproduktív lesz). Ez kár, mert a nagy felületnek van még egy előnye – csökkenti a légáramlás sebességét, ami csökkenti a kompressziót és a turbulenciát. Tehát, hogyan kell megfelelően beállítani a basszus-reflex rendszert? A specifikus frekvencia- és impulzus jellemzők elérése érdekében meg kell határozni egy adott burkolat térfogatot és rezonancia-frekvenciát. Bár, a rezonanciafrekvencia többek között attól is függ, hogy nem redukálható mindent egy adott feltételre. Egy igazi basszus-reflex rendszerben nemcsak a burkolat rezonancia-rendszere van jelen, hanem az azt mozgásba hozó hangszóró is, ami egy külön rezonancia-rendszer, sőt ki van téve a burkolat hatásának. A membrán rezonanciafrekvenciája, mind pedig a hangerő – ezúttal a membrán felületére vonatkoztatva – szintén befolyásolja a rezonanciát. Ily módon a rezonancia-rendszerek meglehetősen összetett kapcsolata jön létre. Egy adott hangszóró paramétereihez, a ház térfogatához és a basszusreflex rezonanciafrekvenciájának kölcsönhatása kiszámításához nincs egyetlen ökölszabály. Egyes hangolások alacsonyabb vágási frekvenciákat, mások jobb impulzusválaszokat biztosítanak.
További probléma a hangszóró túl nagy amplitúdó elleni védelme, amit jobban szolgál a kis hangerő, vagy a már említett kompresszió csökkentés, ezen pedig a nagy nyitott felület segít. Ezen szálak mindegyike nagyon hosszú ideig részletezhető, pl.: a nyílás, a hangszóró membrán-felületéhez viszonyított „megfelelő” átmérője, valamint egyéb paraméterei alapján, a burkolat meghatározott rezonancia-frekvenciájából számolva fejleszthető. Nem szabad elhamarkodott következtetéseket levonni. Felmerül a kérdés, hogy mit kell ilyenkor tenni? Kössünk kompromisszumot a frekvencia- és impulzus jellemzők és a kompresszió tekintetében, esetleg megoldás lehet a passzív membrán használata. Egy ideális hangolás helyett érdemesebb az elfogadható megoldások köréről beszélni – kabinet/térfogat tartomány, rezonanciafrekvencia, különféle alagút méretek – amelyek határai nem élesek. Ez a terület a használt hangszóró paramétereiből adódik, a konkrét megoldás választása pedig preferenciánktól függ.
Az, hogy az impulzusválasz felsőbbrendű-e az alsó határ-frekvenciával szemben, nemcsak a mi „ideáljainkon” és az audiofil nézeteinken múlik, hanem attól is, hogy a hangszórókat milyen körülmények között helyezik el és hallgatják. Különböző hangolás lesz optimális (akár ugyanazon felhasználó véleménye szerint), ha a hangszórókat a falhoz helyezzük, és különböző a faltól távol. Ami fontos, az a végeredmény, amelyet erősen befolyásol a helyiség akusztikája, és egy korábbi szakaszban egy bizonyos erősítő-paraméter, nevezetesen a csillapítási tényező. A csillapítási tényező a feltételezett terhelési impedancia és a kimeneti impedancia hányadosa, melynek növekedése általában rontja az impulzusválaszt, de értékének ismeretében a lehető legjobb basszusreflex hangolás érdekében figyelembe kell venni. Ezért jelentős az alacsony csillapítási tényező megjelenése, jobban ront a helyzeten, ezért ilyen helyzetekben a hangolás megváltoztatása indokolt és előnyös lehet. A tervezőknek és a felhasználóknak is tisztában kell lenniük ezekkel a változókkal.
A legegyszerűbb és legradikálisabb módszer a basszus-reflex alagút lezárása.
A szekrény rezonancia-rendszer kikapcsolása az alacsony frekvenciás tartományban mindig jelentős nyomásesést eredményez, kivéve a legalacsonyabb frekvenciákat, amelyek jóval a basszusreflex rezonanciafrekvencia alatt vannak. Elméletileg a zárt ház jobb impulzus választ ad, de ennek nem szabad túl nagy jelentőséget tulajdonítani, mert a jól megtervezett basszusreflex ebből a szempontból is jó lehet. Ha a rendszer jó minőségű hangszóróra épül, és jól be van hangolva, akkor jó szabályozást tart fenn. A nyílás bezárása általában sokkal több veszteséggel, mint haszonnal jár. Vannak basszus-reflex hangsugárzók, amelyeket falhoz lehet helyezni (még akkor is, ha a lyuk a hátulján van ). Vannak fordított helyzetek is – nemcsak a faltól kell távolodni (akkor is, ha a nyílás elöl van), még távolabb is erős basszust generálnak.
Ennek számos független és egymással összefüggő oka lehet.
• Először is ok lehet , a „közép-basszust” erősítő basszusreflex sajátos hangolása, amelyet a tervező tudatosan választott meg, hogy a nagy helyiségekben megfelelő erősséget biztosítson.
• Másodsorban a teljes karakterisztika hangolásából, aminek persze szerepe van a crossoverben – még egy „jól hangolt” basszusreflex is, ha tompa közép-magas tartomány kíséri, viszonylag túl hangosan szól.
• Harmadszor, a túl kis ház-térfogat okozta szuboptimális hangolás (ez gyakori az állványra szerelt kiviteleknél, amelyek a monitorok rajongóinak reményeivel ellentétben ezért felerősített közép- és felső basszussal rendelkeznek), vagy a túl magas hangerő. (a tervezők tudják, miért)
• Negyedszer, gyenge hangszórókat, gyenge mágneses rendszerekkel, a rezonancia-rendszer magas Q-értékével terveznek, amelyek elméletileg nem alkalmasak basszus-reflexben való használatra. Ezeket a gyakorlatban gyakran használják népszerű, alacsony költségvetésű tervekben, és hacsak nincsenek nagyon alacsonyra hangolva (ami lehet, hogy nem könnyű), a magasabb basszust is felerősítik.
Valójában a basszus-reflexes hangsugárzókban gyakrabban túl sok a basszus, mint túl kevés. A jelenségek felhalmozódhatnak (pl.: gyenge hangszóró túl kicsi és magasra hangolt szekrényben…), izgatott és dús basszust adva, tönkretéve az összes nagyon eltérő hangzású bass-reflex hangszóró hírnevét. A bass-reflex kialakítás során a gyártók dugóval zárják el a nyílást, megváltoztatva ezzel a ház rezonancia-rendszerének működését. Ebben az esetben egy további érdekesség is megjelenik. A reflex-dugók használata egy nagyon egyszerű és hatékony módszer, amellyel finom és komoly változtatásokat is végre lehet hajtani. Gyakorlatilag költségmentesen és visszafordíthatóan kísérletezhetünk különféle habokkal és egyéb anyagokkal. Ha csak egy alagút vezet ki a házból, azt egy habból, filcből vagy gumiból készült hengerrel részlegesen le lehet zárni. A stresszmentes szórakozáshoz meg kell szabadulni attól a hittől, hogy a cégek által hirdetett megoldás a legjobb; különböző akusztikai helyzetekben egy kísérlet eredménye akár objektíve is megfelelőbb lehet. A gyakorlatban nem áll fenn a rendszer „elhangolódásának” veszélye, ami rosszabb impulzusválaszt, lendületet és dübörgést eredményezne. Az, hogy ez jó vagy rossz, attól függ, hogy milyen változtatásokra van szükségünk – nagy vagy kicsi…
Vannak finomabb módok a beállításra, mint a reflexnyílás bezárása. A leggyakrabban használt, még mindig hatékony és meglehetősen egyszerű módszer egy másik rezonancia-frekvenciára történő újrahangolás. Feltételezve, hogy a burkolat térfogata rögzített, ezt továbbra is két általános módon tehetjük meg: az alagút hosszának vagy területének megváltoztatásával. Emlékezzünk vissza, hogy a rezonanciafrekvencia az alagút kiterjesztésével és/vagy a felület csökkentésével csökken. A reflex-nyílás hosszabbra cserélése lehetséges, de a gyártók nem szerelik fel ilyen tartozékokkal a hangsugárzókat (a Bowers & Wilkins ezt már 30 éve megtette), inkább habdugókat és gyűrűket kínálnak. Végül van egy nagyon kényelmes lehetőség a nyílásterület csökkentésére, amely magában foglalja például a kamrából vezető két nyílás egyikének bezárását. Merthogy a több lyuk, még ha különböző méretűek is, egy mélyreflexes rendszert alkotnak egy kamrával – egyetlen alapvető rezonancia-frekvenciára hangolva. Nem lehetséges több olyan rezonancia-frekvenciát létrehozni, amelyek simán kiegészítenék egymást és jobban kiegyensúlyozott karakterisztikát hoznának létre erősen markáns rezonancia nélkül? Nem, mert egy jól hangolt basszusreflex rendszernek nem kell „egyfrekvenciájú” vagy színezésű gerjesztéssel terhelnie az eredeti hangot. Ezenkívül a különböző rezonancia-frekvenciákkal való kombinálás, amely több kamra használata esetén lehetséges (több mélysugárzó esetén független), kockázatos. A fázisjellemzőik eltérhetnek, és ennek eredményeként az egyenletesség helyett frekvencia átvitel és az impulzus-válasz hullámosabbá válhat. Tetszőleges számú mélysugárzó és tetszőleges számú, de egy közös kamrával összekapcsolt lyuk használata egyetlen rezonancia-rendszer egyenletes működését biztosítja, melynek rezonanciafrekvenciája a kamra és a levegő tömeg megfelelőségétől függ.
Ebben az elemzésben nem vesszük figyelembe a másodlagos jelenségeket, azaz a parazita rezonanciákat, sem a házban lévő állóhullámok kialakulását. (az alapvető rezonancia – Helmholtz-rezonancia – nem ez a fajta rezonancia). A megfelelően elhelyezett és diverzifikált alagutak nagyobb száma tehát bizonyos előnyökkel járhat, de az ilyen „játékhoz” nagy odafigyelés szükséges, nem véletlenszerűség. Végső soron jobb, ha egy megfelelően hangolt alagutat helyesen helyezünk el – vagy két vagy akár három egyformát – hogy lehetővé tegyük a rendszer már említett egyszerű hangolását egy másik rezonancia-frekvenciára. Ha két egyforma alagutunk van; az egyik bezárása kétszeresére csökkenti a felületet és a legelején bemutatott elméleti alapokra hivatkozva 1,41-el csökkenti a rezonancia frekvenciát. Ez észrevehetően megváltoztatja a jellemzőket. Ha azonban az egyik dugó nem zár teljesen, akkor a változások eltérőek lesznek, és a dugók nem mindkét alagútban zárják le teljesen a házat – erre is van példa. Léteznek hangsugárzók amelyek két basszusreflex nyílással rendelkeznek, de az első sűrű habból (vagy gumiból) készült dugó zárja a lyukat, a második pedig olyan, amely lehetővé teszi a levegő áthaladását, gátolja a levegő áramlását, de nem állítja meg. Ez az ún. egy veszteséges elem, amely csillapítást visz a rezonáns rendszerbe, ami egy elektromos rezonáns rendszerrel – az induktivitáshoz és a kapacitáshoz hozzáadott ellenállás formájában – analógiát mutat.
