A precizitás és a részletek iránti érzék – akár a készülékekről, akár a zenéről legyen szó – minden egyes audiofilre jellemző. Ahhoz, hogy élvezhessük a zenei előadást, valami „extrára” van szükségünk. Még a legtökéletesebb hangsugárzórendszerek sem fognak nagyszerű eredményt nyújtani rossz akusztikai körülmények között. A tudás, a következetesség, a részletekre való odafigyelés és a precizitás hozza a tökéletes eredményt. Vannak, akiknek komoly márkák gyártási palettájáról High-End kategóriás audio-eszközeik vannak, de az eredmény nem egészen felel meg nekik. A szobájukban egy szakképzett eladó által felszolgált dolog áll büszkén, csak el lett felejtve az akusztika fontossága. Köztünk, audiofilek között is vannak olyanok, akik egyszerűen csak a saját megérzéseikre hallgatnak zenehallgatás közben, bár értik a technikai részleteket, beleértve az akusztika lényegi elemét is. A hallgatási tereik akusztika szempontjából viszonylag kiegyensúlyozottak, a hangsugárzók elhelyezése és a hallgatási hely megfelelően kialakított, könnyen lehet, hogy az eredmény precíz, a hangzáskép tökéletes, pont úgy, ahogy egy audio-rajongó azt szereti.
Kezdettől fogva világosnak kell lennie, hogy a zenehallgatás minőségét nemcsak a teljes audiofil komponens-lánc minősége határozza meg, hanem különösen a hallgatótér akusztikai minősége. Egy átlagos nappaliban a megfelelő akusztika messze nem elérhetetlen. A probléma lényege azonban nem egy csodálatos vudu-termékben rejlik (legyen annak formája egy csészealj vagy egy kis kocka), amelynek deklarált paraméterei nagyrészt egy a miénktől eltérő univerzumhoz tartozik. A szakirodalomban az ideális zenehallgató helyiséget általában akusztikailag kiegyensúlyozott szobának nevezik. Az ideál abban rejlik, hogy minden hallható frekvencia abszolút azonos hangerőszinttel és azonos utózengési időtartammal rendelkezzen. Egy kiegyensúlyozott akusztikával rendelkező szoba létrehozása lényegében lehetetlen, és az ideálhoz közelíteni egyáltalán nem könnyű. Továbbá a teljesen lapos frekvencia-átvitel nem kívánatos, mivel ez csak egy technikai ideál, ami a gyakorlatban természetellenes és aligha teszi kellemessé a hangzást.
Az utózengési időnek is egyensúlyban kell lennie (nem túl hosszú, nem túl rövid). Figyelembe kell venni többek között azt, hogy mennyire szeretnénk közel kerülni a tökéletességhez, a belsőépítészet terén milyen engedményeket vagyunk hajlandóak elfogadni, és mekkora befektetésre vagyunk hajlandóak a szobaakusztika javítása érdekében. Egy hallgatótér akusztikus válaszát a mérete, szélessége, hossza és magassági aránya, valamint a térben jelen lévő akusztikai anyagok, azok hangtani tulajdonságai határozzák meg. A hanghullámok a forrástól a hallgatóig közvetlenül, vagy a falakról, mennyezetről, padlóról és minden tárgyról visszaverődő hangok formájában jutnak el. A közvetlen és visszavert hullámok közötti egyensúly, azok időbeli késleltetése, sűrűsége stb. határozza meg a hallgatási élmény általános jellegét és a tér akusztikus viselkedését. Itt a teljes hallható spektrumot (20 Hz-től 20 000 Hz-ig) vesszük figyelembe. A hangszórók és a hallgatóhely elhelyezkedése a hallgatóhoz és az adott térhez képest ugyanilyen fontos.
Szabályok dióhéjban: a hangtechnikai eszköz teljesítményét a hallgatási tér méretéhez kell igazítani. A hangsugárzók és a hallgatási hely közötti távolságnak egyenlő oldalú háromszöget kell alkotnia. Helyezzük a hangsugárzókat szimmetrikusan a hallgatási tengelyre! Ne legyenek a hangsugárzók közvetlenül a sarokban, és ne is legyenek túl közel a falhoz! Irányítsa a hangszórók tengelyeit a hallgatási pont felé úgy, hogy körülbelül 1 méterrel a pont mögött metsszék egymást! A hallgatóhelynek nem közvetlenül a hátsó fal mellett kell lennie, hanem legalább 1 m távolságra. Az oldalfalaknál ügyeljen az akusztikai kezelés szimmetriájára! Helyezzen el akusztikai anyagokat a térben az utózengés optimalizálása érdekében! Szüntesse meg a nem kívánt visszaverődéseket (pl. az oldalfalban lévő ablakról)! A különböző akusztikai anyagok megfelelő összetétele biztosítja azok hatékonyságát. Óvakodjunk a gipszkartontól, fa lambériától stb. – ezek hajlamosak rezonátorként működni.
Egy zárt tér minden tengelyében (hosszúság, szélesség, magasság) rezonanciafrekvenciák és azok harmonikus többszörösei alakulnak ki. Kívánatos, hogy ezek a rezonanciafrekvenciák egy helyiségben eltérőek legyenek. Ha a szemközti falak közötti távolságok azonosak, vagy többszöröst alkotnak, akkor az egyes tengelyekben kialakuló rezonanciafrekvenciáik is azonosak lesznek, és hatásuk ezért összeadódik.
A minőségi zenehallgatás kiegyensúlyozott és elfogadható hangerőn érhető el. Így könnyedén órákon át lehet zenét hallgatni. A hangsugárzók érzékenysége a kulcs. Az érzékenység az akusztikus nyomást decibelben (dB) jelöli, amelyet a hangszórók 1 kHz frekvencián, 1 m távolságban érnek el. Egy 98 dB érzékenységű hangsugárzóhoz 2 – 5 Watt erősítő teljesítmény bőven elegendő. Minél alacsonyabb az érzékenység, annál nagyobb teljesítményre van szükség. A hangerő 3 dB-lel való növeléséhez az erősítő teljesítményének kétszeresére van szükség. A 83 dB-es alacsony érzékenységű hangszóróknak 32 Watt teljesítményre van szükségük a 98 dB hangnyomás eléréséhez.
A több-utas hangsugárzóknál az erősítő legtöbb energiája a mélyhangszóró működtetésére fordítódik. Ez a hangszórómembrán méretének köszönhető. Minden hangsugárzópárt a gyártó egy bizonyos hangerőszintre optimalizál. Alacsony, magas és nagyon magas hangerőn hallgatva a többsávos hangszórók másképp viselkednek. A hangerő növelése megmozgatja a mélyhangszórót. Az átlagos méretű lakószobákhoz a hangsugárzótól mért 1 méter távolságra 100-103 dB hangerő bőven elegendő. A hangszórók membránjai nem lehetnek 1 méternél közelebb a falhoz (a minimum 0,5 m). A hangszórók tengelyei által alkotott egyenlő oldalú háromszög csúcsának a hallgató feje a hallgató mögött kell lennie.
A kis helyiségek (25–30 m²) legvalószínűbb problémája a basszus komponens túl nagy aránya. A 345 Hz-es frekvencia például pontosan 1 m hullámhosszúságú. A csillapításhoz a hullámhossz 1/4-ed részének megfelelő távolságára, azaz 25 cm-re van szükség. Ide egy vastag függöny, amely 25 cm-re lóg a faltól, megfelelő lesz. Egy már berendezett nappaliban az ideális akusztika megtalálása/megvalósítása hosszú és kompromisszumokkal teli út. Általában a legegyszerűbb segítség egy vastag függöny a sarokban, a szekrény áthelyezése stb. Célunk egyértelmű: a lehető legközelebb kerülni a szoba ideális állapotához. A hangok zengési időtartamának 0,25 és 0,5 másodperc között kell lennie, sőt, nem nélkülözhetjük a szoba frekvenciaátvitelének mérését sem. A hozzávetőleges mérésekhez – pusztán tájékozódás céljából – nincs szükség drága kalibrált berendezésekre. A frekvenciamérő alkalmazások, mint például a Spectroid, segíthetnek. A mérést a lehető legnagyobb csendben végezzük. A hangszórókat a mérőjellel átlagos zenehallgatási hangerővel tápláljuk. Megfelelő jel lehet a fehérzaj, vagy úgynevezett sweep-jel. Ezek a jelek a teljes hallható spektrumot lefedik azonos, -3 dB-es hangerővel. A hallgatási helyen kapott frekvenciakarakterisztikának a lehető legkiegyensúlyozottabbnak kell lennie. Ha több egyedi mérést végzünk a tér különböző helyein, akkor különbségeket fogunk megfigyelni az eredményekben. Ezek az eltérések az interferencia, a rezonancia és ezek harmonikus frekvenciái miatt keletkeznek. A zenehallgató-szobában a zengetés méréséhez szükségünk lesz egy mikrofonra (ideális esetben mérésre tervezett – kalibrált), laptopra vagy PC-re, valamint az audio-kimenet és az erősítő csatlakoztatására. A leggyakrabban használt szoftver valószínűleg a REW (Room EQ). A zengetés mérése csak egy a funkciók közül, amelyeket ez az okos program magában foglal.
Minden mechanikus rendszernek megvan a saját természetes rezonanciája. Egy szobában a hanghullámok hatnak egymásra. Ennek eredményeként minden zárt térnek megvannak a saját rezonanciafrekvenciái, amelyeket a tér mérete és geometriája határoz meg. Az alapvető rezonanciafrekvenciáknak (Fr) modális többszöröseik vannak (a tér mindegyikkel ugyanúgy működik).
Egy átlagos méretű lakószoba rezonanciafrekvenciái a következők:
A 39,9 Hz 4,3 m távolságnak, az 55 Hz 3,16 m távolságnak a 75,3 Hz 2,3 m távolságnak felel meg. A 92 Hz egy esés, amit részben a hallgatási hely vagy a hangszórók áthelyezésével tudunk kezelni. A REW (Room EQ) képes kiszámítani a rezonanciafrekvenciákat, beleértve azok modális többszöröseit is. Ennek a szimulációnak köszönhetően gyorsabban megtalálható az optimális hallgatási hely és a hangszóró elhelyezése. Fontos megjegyezni, hogy a számítások eltérhetnek a valóságtól a szoba berendezése stb. miatt.
A hangok a forrástól hullámokban terjednek – a hatás hasonló ahhoz, mint amikor egy követ dobunk a vízbe. A különbség az, hogy a víz helyett levegőt használunk és hogy a hang minden irányba terjed, ráadásul minden irányból visszaverődések hatnak. Az akusztikus anyagok közé tartozik minden olyan anyag, amely egy adott helyiségben a levegővel érintkezésbe kerül. A hanghullámok visszaverődnek az anyagokról, a visszavert hullám mindig alacsonyabb energiájú, mint a közvetlen hullám. Az akusztikus anyagok alapvető tulajdonsága, hogy képesek csillapítani az akusztikus energiát. A puha anyagok nagyon csillapítják az akusztikus hullámokat (szőnyegek, függönyök, kárpitozott kanapék, párnák stb.), a kemény anyagok csak kis mértékben (betonfal, üveg, csempe stb.).
Kaphatók speciális, az akusztika javítására szolgáló anyagok. Ezeknél a gyártó feltünteti az abszorpciós értékeket és a frekvenciaátvitelt. Ezen anyagok szelektív tulajdonságai különböző frekvenciatartományokban alkalmazhatók, (pl. mennyezeti anyagoknál) ezért tanulmányozni kell az akusztikai anyagok különböző funkcióit és hatékonyságukat a frekvencia függvényében. Sok amatőr hifi-rajongó hiszi azt, hogy a több jobb. Egy túlságosan csillapított, minimális visszhangú tér ellentéte egy visszhangos barlangnak. Ilyen térben a hangok inkább kiabálásra, mint beszédre ösztönöznek, a zene nyomasztónak érződik, a hangszerek sem szólnak természetesen. A csillapítás nélküli tér: egy üvegfal a kertre néző ablakkal, egy üvegasztal, csempézett padló, betonmennyezet. Minimalista bútorok síkfelületekkel, kárpitozás nélküli székekkel. Itt minden szót ismétlődően hallunk, fájdalmat érzünk, ha egy pohár vagy egy teáskanál cseng. Egy ilyen hely, legalábbis akusztikai szempontból, inkább barlangnak érződik – ismét egy olyan helynek, ahol nem szeretnénk lenni. A kompromisszum megtalálása az ideális megoldás. Akusztikai szempontból a túlzottan csillapított és a csillapítatlan tér közötti arányt a hangok visszaverődése határozza meg. Egy átlagos nappali szőnyeggel, kárpitozott kanapéval, könyvespolccal és függönyökkel mindig jobban hangzik, mint egy olyan tér, amelyben nincs csillapítás, vagy túl sok a csillapítás. Azonban minden térnek megvannak a saját rezonanciafrekvenciái és azok többszörösei. Itt is érvényesek olyan jelenségek, mint az interferencia, amelyet már említettünk. Emiatt a frekvenciaátvitel a szoba különböző pontjain eltérő. Alacsonyabb frekvenciákon a hangviselkedést egyértelműen a szoba arányai, a hangszórók elhelyezése és a hallgatási hely határozzák meg.
A hangok zárt térben mutatott viselkedését figyelembe véve négy részre oszthatjuk a hallható spektrumot. A képzeletbeli szobánkban meghatároztuk az ezen szakaszok közötti elválasztó frekvenciákat. Az „A” szakasz – 0–25 Hz 7 m-es vagy nagyobb hullámhossznak, a „B” szakasz – 25–154 Hz 1,12 m-től 7 m-ig terjedő hullámhossznak, a „C” szakasz – 154–617 Hz 28 cm-től 112 cm-ig terjedő hullámhossznak, a „D” szakasz, a 617 Hz frekvencia 28 cm-nél kisebb hullámhossznak felel meg. Az „A” szekciót nem kezeljük – kis térben erre sem vagyunk képesek. A „B” szekcióhoz basszuscsapdák és rezonátorok alkalmasak. A „C” szekcióhoz diffúzorok, a „D” szekcióhoz hangelnyelők a megfelelőek. Esztétikai okokból bizonyos akusztikai kezelések elfogadhatók, míg mások nem, de a fizika működik.
Ha egy teljesen üres szobát szőnyeggel, bútorokkal és függönyökkel rendezünk be, a tér akusztikai viselkedésében különbségeket fogunk észrevenni. A szőnyeg gyakorlatilag hangelnyelést jelent. A szoba alakját bútorokkal mélyíthetjük, ami akusztikus diffúziót jelent. Bár a bútorok képesek elnyelni a hangot, és a magas frekvenciákkal is jól együttműködnek, az alacsony frekvenciák terjedésének (a hullámhosszuk miatt) korlátai vannak. Az akusztikus energia elnyelésének mértéke az anyag típusától, felületének méretétől, vastagságától és sűrűségétől függ. Az anyag vastagsága és sűrűsége közvetlenül befolyásolja az alacsony frekvenciák elnyelését. A hangelnyelés hatékonysága az elnyelő anyagok helyzetétől és elhelyezésétől függ.
Az általános szabályok szerint javasolt a szoba sarkaiban (még a padló és a mennyezet sarkában is, nem csak a függőlegesekben) hatékony akusztikai csillapítókat elhelyezni. A hangsugárzók között és a hallgatási pont mögött nem alkalmasak a sík, kemény anyagok, például üveg. A hangsugárzók között és a hallgatói pont mögött a diffúz anyagok (pl: nyitott könyvespolc) a legeredményesebbek. Az oldalfalakon a közép- és magas frekvenciák szigetelésére a legjobb a fényvisszaverő anyagok használata. Az akusztikai kezelés szimmetriája fontos. A mennyezetnek (részben) hangelnyelőnek kell lennie. A hátsó fal ekkor hangelnyelő vagy diffúz (egy akusztikai diffúzor ismét ideális). A padló részben hangvisszaverő vagy hangelnyelő. Általában elegendő egy megfelelő függöny és megfelelő mennyiségű akusztikailag kényelmes bútor. Egy átlagos méretű szobában először az alacsony frekvenciákat kell megpróbálni elnyomni, majd a középfrekvenciákat. A magas frekvenciák nagyon könnyen elnyomódnak. Kis helyiségekben az alacsony frekvenciák mennyisége általában túlzott – a zenében túl sok a basszus. Az alacsony frekvenciák hosszú hullámhosszúak (pl. a 40 Hz-es hullámhossz 8 m). A visszaverődő hullámok miatt interferencia lép fel más hullámokkal. Ennek eredményeként az alacsony frekvenciák a szoba egyes pontjain vagy hangosabban, vagy gyengébben szólnak más frekvenciákhoz képest. A szoba arányai nagymértékben befolyásolják az akusztikát, mivel meghatározza a szoba rezonanciafrekvenciáit.
Minden egyes helyzetet egyedileg kell megítélni. Mennyit vagyunk képesek feláldozni a jobb akusztika érdekében? Lehetséges a hangszórókat és a hallgatási helyet ideális helyre mozgatni? Lehetséges a nem megfelelő bútorok elrendezését megváltoztatni, áthelyezni vagy kicserélni? Milyen anyagi lehetőségeink vannak?
– cikkünkben felhasználtuk az RDacoustic oktatóanyagát –
