Rice és Kellogg szerint: …”a hangok és a zene csak akkor szólalnak meg természetes módon, ha megközelítőleg az eredeti intenzitási szinten reprodukálják őket, a reprodukció mentes legyen minden hullám-torzulástól. Ezért annak érdekében, hogy a kiváló minőségű hangszórók előnyeit teljes mértékben ki lehessen használni, fontos, hogy a hozzá tartozó erősítő elegendő kapacitással rendelkezzen a természetes hangerő vagy intenzitás biztosításához”… (hozzátéve, hogy minden híresztelés ellenére a magas hangszórók egy kicsit jobban fogyasztják az energiát mint a mélyek – a szerk.)
A következő témánk a mágneses non-linearitás. A legtöbb audiofil tisztában van azzal, hogy a hangszórók induktívak – elvégre a lengőtekercs kellő hézaggal egy vasrúd köré van tekerve, és így készül egy vasmagos induktor. Kevés audiofil ismeri az ezzel járó számtalan problémát. Ha az induktivitás állandó lenne, mint a légmagos induktor esetében, akkor nem lenne probléma – csak állítsuk be a keresztváltót és már mehetünk is. Sajnos, ez vasmagos induktor, és ami még rosszabb, az induktivitás „nóta közben” a lengőtekercs helyzetétől függően változik. Mivel az induktivitás fontos tényezője a hangszóró felső frekvenciájának, valamint szerepe van a magassugárzóhoz képest szükséges akusztikus késleltetés meghatározásában, ezért a változó induktivitásnak mélyreható következményei vannak.
Ha megváltoztatjuk az induktivitást a frekvencia átvitel és az akusztikus késleltetés is változik. Mikor történik ez? Amikor az erősítő a tekercs-út lineáris tartományának jelentős részét mozgatja, ami rövidebb távolság, mint gondolnánk. A kiváló 8″-es Vifa P21W0-12-08 modellben ez a lineáris tartomány mindössze 8 mm (plusz/mínusz 4 mm mindkét irányban). A lineáris útra jellemzőbb adat a 6 mm a legtöbb 8″-es hangszórónál, és 1-3 mm a legtöbb közép sávú hangszóró esetében.
Mély basszus megjelenítése esetén az induktivitás modulációs hatásai pregnánsabbak, IM és FM oldalsávokat hozva létre a teljes frekvenciaspektrumban. Ez valódi probléma a kétutas és a háromutas rendszereknél, amelyek alacsony váltási pontú crossovert használnak a középfrekvenciára. Ez azt jelenti, hogy működés közben bármikor jelentős mennyiségű IM és FM torzítás tapasztalható. Hogyan hangzik ez? „Homályos” elszíneződésre és elmosódásra számíthatunk, amely a lejátszott zene típusától függően változik. Vannak megoldások? Igen. A Scan-Speak (SD rendszer), a Dynaudio (DTL-System) és az új Seas Excel sorozat hangszóróiban rézzel vonják be az oszlopot, hogy rövidre zárják a lengőtekercs által a mágnesszerkezeten belül indukált örvényáramot. A specifikáció szokásosnál alacsonyabb tekercs-induktivitást hirdet. A 8 hüvelykes Scan-Speak 21W/8554 modell, amely valószínűleg az egyik legjobb ilyen hangszóró a világon, 0,1 mH induktivitású, ami jóval alacsonyabb, mint a 8 hüvelykes Vifa P21W0-20-08, amelynek induktivitása 0,9 mH. Mindkettő kiváló, a Scan-Speak azonban szinte biztos, hogy áttetszőbb, valóságosabb hangzású lesz, ha egyszerre szólaltatja meg a mély- és a középtartományt.
Az induktivitási értéknek van egy másik rejtett következménye is. A hangszóró felső roll-off frekvenciája a lengőtekercs mechanikus mozgásának és ön-induktivitásának kombinációja. Ha az elektromos roll-off frekvenciát a VC induktivitás és az egyenáram-ellenállás felhasználásával számítjuk ki, néhány hangszóró esetében az eredmény jóval meghaladja a mért akusztikai roll-off átvitelt. Ez azt jelenti, hogy a két roll-off mechanizmus közötti kölcsönhatás kicsi lesz. A legtöbb hangszóró azonban jóval a mért akusztikus roll-off szint alatt produkál. Hogyan lehetséges ez? A mechanikus rendszernek valójában széles dinamikai átfogása van, amelyet a hangtekercs öninduktivitása fékez, tehát, bármilyen változás akár a mechanikai rendszerben, akár az elektromos rendszerben, erősen módosítja a frekvencia átvitelt és a tranziens választ. Mindig előnyös az átgondolt, kiválóan megkonstruált, egyenletes frekvencia átvitelű mechanikai rendszer, és kerülni kell az elektromos kiegyenlítéssel történő kompenzációt.
Néhány fontos kritérium: 1.) Impulzusválasz. Milyen gyorsan áll be a membrán a nullára? Van-e kaotikus vagy egyetlen rezonancia? Egyáltalán kettő vagy több rezonancia van? 2.) Frekvenciaválasz. Mennyire töredezett a frekvenciatartomány egyenletessége és ez a crossover-ben korrigálható-e? 3.) Vízesés, kumulatív bomlási spektrum. El tudjuk fogadni azokat a rezonanciákat, amiket a crossover-ben nem lehet korrigálni? Ha a crossoverrel korrekcióra van szükség, mennyire lesz bonyolult? 4.) A frekvenciaválasz egyenletessége. A Fletcher-Munson görbék azt mutatják, hogy a fül hol a legérzékenyebb a frekvenciák kis eltéréseire. A legkritikusabb tartomány 1 és 5 kHz között van. Bármilyen csúcsérték ebben a régióban, még 1/2 dB-nél is, kellemetlen „konzerv” minőségként hallható. Ezzel szemben a kis „völgyek” sokkal kevésbé hallhatók, amíg nem tükröződések vagy rezonanciák okozzák őket.
Ezekre az apró részletekre való odafigyelés különbözteti meg a vidám, asztali fűrésszel rendelkező barkácsolót és a komoly, elhivatott mesterembert, aki szereti a zeneművészetet. A hagyományos mesterségekhez hasonlóan a technikai eszközök mély ismerete párosul a szépség- és céltudattal.
Soft-Dome magassugárzók. Ezek a csillapító anyagokkal ellátott selyemkupolákat használó magassugárzók a hetvenes évek elején kerültek általános használatba, amikor megjelent a Peerless 1″-es lágy dóm (pl.: az első Polk hangszórók magassugárzói), amit a kiváló Audax 1″-es magassugárzó követett, amely az 1970-es és az 1980-as évek elején számos brit és amerikai dizájnba került. Ezek a kialakítások a modern titán és alumínium kupolák ellen kerültek szembe, egyben kiszorították az Audax-osztályú lágy dóm meghajtókat az audiofil piacról.
Az erősségek: belső ön-csillapítás, rendkívül egyenletes reakció és első osztályú impulzusválasz. Lehetőség a természetes, nyílt hangzásra tolakodó és fárasztó rezonanciák nélkül, értékes hangminőség. A gyenge pontok: a lágy dóm magassugárzók első generációja tompa hanggal, nehezen lefejthető, fárasztó minőséggel, valamint meglehetősen korlátozott teljesítmény kezeléssel rendelkezett, amely nagy, 18 dB/oktávos keresztváltót igényelt. A modern puha dómok már megoldották ezeket a problémákat.
Soft-Dome közép hangszórók. Ezek a lágy dóm magassugárzók felnagyított (2-3 hüvelykes) változatai, hasonló konstrukciós technikákat alkalmazva. Sajnos ami a magassugárzónál működik, az nem működik olyan jól, ha közép-hangszórónál. Egy magassugárzóban a kimozdulási igény szerény (0,5 mm bőven elég), de a 3. kimozdulási derivált (rángatás) szigorú, mivel a magassugárzó a spektrum legtetejét kezeli, és időnként ki van téve az erősítő ultrahangos impulzusainak, amely nagyfrekvenciás zaj és torzítás a digitális konverterekből keletkezhetnek. A közép-dóm két okból sokkal nagyobb igényeket támaszt a elmozdulással és a gyorsítással kapcsolatban. Ebben a frekvencia tartományban négyszer akkora és sokkal gyakoribb kimozdulásra van szükség, mert a zenei spektrum erejének nagy részét az alsó középsáv hordozza. Mindkét tényező együttesen teszi a közép dóm sugárzót olyan eszközzé, amelynek sokkal több energiát kell kezelnie, mint egy magassugárzónak. Ez szigorú követelményeket támaszt a membrán merevségével szemben, és az egyszerű felfüggesztést lengési módoknak teszi ki.
A hagyományos, kúpos membránok esetében belül egy pók van, hogy a membrán oda-vissza mozgását biztosítsa. Csak nagyon drága, professzionális stúdió-monitorokhoz (mint például az ATC) szánt közép dómok használnak külön pókot – a legtöbb átlagos minőségű dómnak komoly problémái vannak a hamis mozgásokkal. Ezenkívül az adalékolt selyem membrán könnyen deformálódik a nagy gyorsulási terhelések hatására a középtartomány teljesítmény-sávjában. E problémák árnyékában a lágy dóm közepek jó mérési adattokkal rendelkeznek, de sokkal rosszabb hangzásúak. Ezek korlátozott sávszélességű hangszórók, 12 dB/oktáv keresztezést igényelnek, amely nem alacsonyabb 500 Hz-nél (a 800 Hz jobb), köszönhetően a 2 mm-nél nem nagyobb kilengésének. Erősségei: nincsenek. Ez nem vonatkozik a kúpos-dóm hibridekre vagy a prosound ATC hangszóróra. Gyengeségek: nagy torzítás, fárasztó hang, magas keresztezési frekvencia, korlátozott sávszélesség, korlátozott teljesítménykezelés és félrevezető frekvencia-válasz mérések. Megjegyzés: mint előbb, ez nem vonatkozik a kúpos-kupola hibridekre vagy a prosound ATC hangszóróra.
Metal-Dome magassugárzók. A német kohászat fejlődése – ami tetten érhető pl.: az Elac-nál – a nyolcvanas évek közepén vékony profilú titán- és alumínium membránokat eredményezett. Számos németországi, norvégiai és franciaországi gyártó hangsugárzóiban is fellelhetők. Ezek a típusok nagyon transzparens hangzást kínálnak. Hátránya az ön-csillapítás hiánya, mivel az alumínium egy kicsit megelőzi a titánt abban, hogy jobban viselkedik ultrahang tartományban. Jelenleg az összes fémmembrános jelentős ultrahang csúcsokkal rendelkezik, 3 dB-től (kiváló) 12 dB-ig (nem túl jó) terjedő nagyságrendekkel. Viták vannak ennek az ultrahangos csúcsnak a jelentőségét illetően, mivel a Philips és a Sony mérnökei mindent megtettek annak érdekében, hogy a csodálatos új „Perfect Sound Forever” CD-lemezeken soha ne legyen 20 000 Hz feletti zenei információ. A jelforrás korlátai ellenére a teljesítményerősítők (és a CD-lejátszók) hamis ultrahang jeleket generálhatnak. Ezek a jelek gerjeszthetik a fém-dóm rezonanciát, aminek következtében az IM torzítása a hallható tartományba hajlik. Erősségei: egyenletes működés egészen a HF-rezonanciáig, nagyon nagy felbontású hangzást, átlátható hangzást biztosít, ha megfelelően tervezték. A diszperzió jellemzően kiváló, mivel a fém kupolák profilja laposabb, mint a puha kupoláké. A gyenge pontok a következők: lehetséges a „fémes” elszíneződés, túlterhelés esetén a torzítás rendkívül durva lehet.
Szalagsugárzók. A legismertebb valódi szalagos magassugárzó a ritka Stanley Kelly-féle „Kelly Ribbon of the Fifties” (Decca), de időnként más típusok is megjelennek. Ezek az egyetlen dinamikus magassugárzók, amelyek alacsony tömeggel, egyenletes meghajtással és alacsony elektrosztatikus torzítással rendelkeznek. A szalagsugárzók saját, külön kategóriájukba tartoznak, mivel itt a hagyományos hangszórók tervezési kompromisszumai nem érvényesek. Természetesen ez azt jelenti, hogy itt teljesen új problémák vannak!
A valódi szalag szabadon felfüggesztett a mágneses résben. Ez azt jelenti, hogy az impedancia és a hatásfok a nullához közelít, kivéve, ha transzformátort használnak. Még egy hozzá illő transzformátor mellett is elég alacsony a szalag hatásfoka, ezért Kelly egy rövid tölcsért adott a magassugárzóhoz. Sajnos a rövid tölcsér veszélyeztette a szalag néhány legjobb tulajdonságát, amelyek a pontos pulzusválasz és a rezonancia mentesség. A ritkaföldfém mágnesek és a beépített transzformátor kombinálásával a szalagsugárzó hatékonyságát elképesztően magasra (95 dB/méterre) lehet emelni. A vízesés diagram lenyűgöző, valamint alacsony a torzítási érték. (kevesebb, mint 1% torzítás 105 dB folyamatos kimenet mellett, ami nagyon jó adat). Az egyetlen hátrány, a nagy lejtésű crossover alkalmazásának követelménye. Ez potenciálisan komoly probléma, mivel egy 4. rendű (akusztikus) lejtő már a hallhatóság küszöbén van. Ezért a keresztezési frekvenciát emelni kell és egy nagyon széles sávú közép hangszóróra van szükség.
– folytatjuk –
