Az akusztikus átalakítók műszaki paraméterei szerte ágazók és összetettek, hatnak egymásra, együttes figyelembevételük a hangsugárzógyártók szubjektív döntéseihez vezetnek. 1970 előtt nem voltak a hangszórógyártó iparágban szabványként elfogadott egyszerű vagy megfizethető módszerek a műszaki adatok megszerzésére. Az elismert módszerek, a hangszórók teljesítményinformációira szoruló több ezer ember számára, drágák és gyakran irreálisak voltak. A hetvenes évek elején az AES (Audio Engineering Society) társaságnak számos műszaki tanulmányt nyújtottak be.
Két ausztrál, A. Neville Thiele (Australian Broadcasting Commission) és Richard H. Small (University of Sydney) kidolgozták azt, amit ma „Thiele-Small paraméterekként” ismerünk. Thiele az Ausztrál Műsorszóró Bizottság vezető tervező és fejlesztő mérnöke volt, és akkoriban a Szövetségi Mérnöki Laboratóriumért, valamint a hang- és képátviteli berendezések és rendszerek tervezésének elemzéséért volt felelős. Small akkoriban a Sydney-i Egyetem Villamosmérnöki Karának posztgraduális kutatóhallgatója volt.
Thiele és Small jelentős energiát fordított arra, hogy bemutassák, hogyan határozzák meg a következő paraméterek a hangszóró és egy adott doboz közötti kapcsolatot. Az általuk meghatározottak felbecsülhetetlen értékűek a kiválasztás során, mivel sokkal többet árulnak el a hangszóró valós teljesítményéről, mint az olyan alapvető referenciaértékek, mint a méret, a maximális teljesítmény vagy az átlagos érzékenység. A hangsugárzó-kabinet tervezésénél a legmegfelelőbb hangszóró kiválasztásának képessége közvetlenül összefügg a gyártók által a termékeikkel megadott teljesítményadatok ismeretével.
FS
Ez a paraméter a hangszóró szabad levegős rezonanciafrekvenciája. Egyszerűen fogalmazva, ez az a pont, ahol a hangszóró mozgó részeinek súlya egyensúlyba kerül a hangszóró felfüggesztésének erejével mozgás közben. Fontos ismerni ezt az információt, hogy megakadályozhassuk a hangdoboz „csengését”, kongását. Egy hangszóró esetében a mozgó alkatrészek tömege és a felfüggesztés (pille) merevsége a legfontosabb tényezők, amelyek befolyásolják a rezonanciafrekvenciát. Általános szabályként az alacsonyabb Fs érték azt jelzi, hogy a mély-hangszóró jobban reprodukálja az alacsony frekvenciájú hangokat, mint a magasabb Fs értékkel rendelkező. Ez azonban nem mindig van így, mert más paraméterek is befolyásolják a végső teljesítményt.
RE
Ez a hangszóró egyenáramú ellenállása, amelyet Ohm-mérővel mérnek, gyakran „DCR”-nek nevezik. Ez a mérési érték szinte mindig kisebb, mint a hangszóró névleges impedanciája. A vásárlók néha aggódnak, ha az Re kisebb, mint a közzétett impedancia, és attól tartanak, hogy az erősítők túlterhelődnek. Mivel a hangszóró induktivitása a frekvencia növekedésével nő, nem valószínű, hogy az erősítő mindig terhelésként érzékeli az egyenáramú ellenállást.
LE
Ez a lengőtekercs induktivitása, millihenryben (mH) mérve. Az induktivitás ipari szabvány szerinti mérése 1000 Hz-en történik. Ahogy a frekvencia emelkedik, az impedancia is megnő Re feletti értékre. Ez azért van, mert a lengőtekercs induktorként működik. Következésképpen a hangszóró impedanciája nem egy rögzített ellenállás, hanem egy görbeként ábrázolható, amely a bemeneti frekvencia változásával változik. A maximális impedancia (Zmax) Fs-nél fordul elő.
Q paraméterek
A Qms, Qes és Qts értékek a hangszóró felfüggesztésének vezérlésével kapcsolatos mérések, amikor az eléri a rezonanciafrekvenciát (Fs). A felfüggesztésnek meg kell akadályoznia minden olyan oldalirányú mozgást, amely lehetővé tenné a lengőtekercs és a pólusvas érintkezését (ez tönkre tenné a hangszórót). A felfüggesztésnek lengéscsillapítóként is kell működnie. A Qms a hangszóró mechanikus felfüggesztő rendszeréből (a pille) érkező vezérlés mértéke. Tekintsük ezeket az alkatrészeket rugókhoz hasonlóan. A Qes a hangszóró elektromos felfüggesztő rendszeréből (a tekercs és a mágnes) érkező vezérlés mértéke. A mechanikus és elektromos felfüggesztésből származó ellentétes erők elnyelik az ütéseket. A Qts-t a meghajtó „teljes Q”-jának nevezik, és egy egyenletből származtatható, ahol a Qes-t megszorozzuk Qms-szel, és az eredményt elosztjuk az összegükkel.
Általános irányelvként a 0,4-es vagy az alatti Qts érték azt jelzi, hogy a hangszóró alkalmas basszusreflex-nyílással ellátott hangdobozba. A 0,4 és 0,7 közötti Qts érték zárt hangdobozba való megfelelőséget jelez. A 0,7-es vagy afeletti Qts érték szabad levegős (open baffle) vagy végtelenített terelőlemezes konstrukciókhoz való megfelelőséget jelez. Vannak azonban kivételek!
VAS/CMS
A Vas azt a levegőmennyiséget jelöli, amely összenyomva ugyanolyan erőt fejt ki, mint egy adott hangszóró felfüggesztésének rugalmassága (Cms). A Vas az egyik legnehezebben mérhető paraméter, mivel a légnyomás a páratartalom és a hőmérséklet függvényében változik – ehhez elengedhetetlen a pontosan szabályozott laboratóriumi környezet. A Cms-értéket méter/Newtonban mérik. A Cms a hangszóró mechanikus felfüggesztése által kifejtett erő. Ez egyszerűen a merevség mértéke. A merevség (Cms) és a Q paraméterek együttes figyelembevétele szubjektív döntésekhez vezet, amelyeket a gyártók hoznak. Gondoljunk az audio-jelek csúcsaira és völgyeire, mint egy útfelületre, majd vegyük figyelembe, hogy az ideális hangszóró-felfüggesztés olyan, mint az autófelfüggesztés. Ez meglehetősen nagy kihívás, mert bármelyik területre való összpontosítás általában káros hatással van a többire.
VD
Ez a paraméter a membrán által mozgatott levegő maximális térfogata. Kiszámítása az Xmax (a meghajtó tekercsének túlnyúlása) és az Sd (a membrán felülete) szorzatával történik. A Vd-t cm3-ben adjuk meg. A legmagasabb Vd érték egy mély-hangszóró esetében kívánatos.
BL
Tesla-méterben kifejezve ez a hangszóró „motorjának” erősségét méri. Ezt úgy kell elképzelni, mint hogy mennyire jó „súlyemelő” a jelátalakító. A membránra egy adott mért tömeg hat, miközben a motor által a tömeg mozgatásához szükséges áramot mérik. A képlet a tömeg grammban osztva az áramerősséggel amperben. A magas BL érték egy nagyon erős átalakítót jelez, amely erőteljesen mozgatja a membránt! (nagy lesz a teljesítmény: Watt)
MMS
Ez a paraméter a teljes membránegység súlyának és a „meghajtó sugárzási tömegterhelésének” kombinációja. Az egység súlyának kiszámítása egyszerű: ez egyszerűen az összes alkatrész súlyának összege. A meghajtó sugárzási tömegterhelése a zavaró rész – egyszerűbben fogalmazva, ez a levegő súlya (a Vd-ben kiszámított mennyiség), amelyet a membránnak tolnia kell.
EBP
Ezt a mérést az Fs és a Qes hányadosával számítják ki. Az EBP értéket számos hangdoboztervezési képletben használják annak meghatározására, hogy egy hangszóró zárt vagy reflex kialakításhoz illik-e jobban. A 100-hoz közeli EBP általában azt jelzi, hogy egy hangszóró reflex-házhoz illik a legjobban. Ezzel szemben az 50-hez közelebbi EBP általában azt jelzi, hogy egy hangszóró zárt dobozos kialakításhoz illik a legjobban. Ez csupán egy kiindulópont. Sok jól megtervezett rendszer megsértette ezt az ökölszabályt! A Qt-ket is figyelembe kell venni.
XMAX/XLIM
Az XMAX = Maximum Linear Excursion rövidítése. A hangszóró kimenete non-lineárissá válik, amikor a lengőtekercs elkezdi elhagyni a mágneses részt. Bár a felfüggesztések non-linearitást okozhatnak, a menetek számának (lásd BL) csökkenésének pontján a torzítás növekedni kezd. Amennyiben csak a lengőtekercs túlnyúlását jelezzük, Xmax: a tekercs magassága mínusz a felső lemez vastagsága, osztva 2-vel. A módszer a hangszóró használható kilengési határának valósabb kifejezését eredményezi. Az Xlim értéket a négy lehetséges meghibásodási körülmény mérésének legalacsonyabbjaként fejezik ki: csapódás a felső lemezhez; lengőtekercs feneke koppan a hátlapon; lengőtekercs kijön a légrésből; vagy a membrán fizikai korlátja. Az Xlim értéket meghaladó bármelyik feltétel miatt a hangszóró biztosan meghibásodik. A felül-áteresztő szűrők, a limiterek és a modellező szoftverek értékes eszközök a mechanikai meghibásodásokkal szembeni védelmben.
SD
Ez a membránkúp tényleges felülete, amelyet általában négyzetcentiméterben adnak meg.
Publikált adat a teljes frekvenciatartomány, amelyben a jelátalakító hasznosnak bizonyul. A gyártók különböző technikákat alkalmaznak a „használható frekvenciatartomány” meghatározására. A legtöbb módszert az iparágban elfogadhatónak tartják, de eltérő eredményekre vezethetnek. Technikailag sok hangszórót olyan frekvenciák előállítására használnak, amelyekben elméletileg kevéssé lennének hasznosak. A frekvenciák növekedésével a jelátalakító tengelyen kívüli lefedettsége az átmérőjéhez képest csökken. Egy bizonyos ponton a lefedettség „nyalábossá” vagy keskenyé válik. Nyilvánvaló, hogy a legtöbb kétutas, két hangszórós hangsugárzó figyelmen kívül hagyja az elméletet, és mégis elég jól teljesít, de hasznos tudni, hogy mely ponton várható kompromisszum a lefedettségben.
A teljesítmény Watt-ban kifejezett értéke a specifikáció nagyon fontos része. Nyilvánvalóan olyan hangszórót kell választani, amely képes kezelni a biztosítani kívánt teljesítményt. Ugyanígy tönkreteheti a hangszórót, ha túl kevés energiát használ. Az ideális helyzet az, ha olyan hangszórót választunk, amely képes nagyobb teljesítményt kezelni, így némi mozgásteret és védelmet nyújt a hő okozta meghibásodások ellen. Általánosságban elmondható, hogy egy akusztikus átalakító teljesítményének legfontosabb tényezője a hőenergia leadásának képessége. Ezt számos tervezési döntés befolyásolja, de leginkább a lengőtekercs és a mágnes mérete, a szellőzés és a tekercs felépítésében használt ragasztók. A nagyobb tekercs- és mágnesméretek nagyobb területet biztosítanak a hő elvezetésére, míg a szellőzés lehetővé teszi a hőenergia távozását és a hűvösebb levegő bejutását a szerkezetbe. Ugyanilyen fontos a lengőtekercs hőenergia-kezelési képessége.
A teljesítménytűrés meghatározásakor a mechanikai tényezőket figyelembe kell venni. Egy hangszóró hőhatás szempontjából képes lehet 1000 W-ot kezelni, de mechanikai problémák miatt jóval azelőtt meghibásodik, hogy ezt a szintet elérné. Az ilyen meghibásodások leggyakoribb oka, hogy a hangszórónak több alacsony frekvenciát kell produkálnia, mint amennyit mechanikusan a névleges teljesítményen képes előállítani. Az ilyen meghibásodások elkerülése érdekében a teljesítménybesorolással együtt figyelembe kell venni a javasolt használható frekvenciatartományt és az Xlim paramétert.
Az érzékenység a specifikáció egyik leghasznosabb adata, amely azt a hatékonyságot és hangerőt ábrázolja, amelyet egy eszköztől elvárható a bemeneti teljesítményhez viszonyítva. A hangszórógyártók különböző szabályokat követnek ezen információk beszerzésekor – nincs az iparág által elfogadott pontos szabvány. Ennek eredményeként gyakran előfordul, hogy a hangszóróvásárlók nem tudják összehasonlítani a különböző gyártók termékeinek érzékenységét. A legjobb, ha az érzékenységet a használható frekvencia átlagán fejezik ki, amikor a névleges impedanciára 1 Watt/1 méter teljesítményt alkalmaznak.
