Hangváltó tudástár
Kiszámoljuk a tankönyvi értékeket, és megmutatjuk, honnan jönnek — de nem adjuk el kész hangváltóként azt, ami csak papíron az.
Tudástár röviden
Mi a vágási frekvencia és a meredekség?
A vágási frekvencia az a pont, ahol az egyik hangszóró „átadja” a hangot a másiknak. A meredekség (rend) azt mondja meg, milyen gyorsan halkul el egy hangszóró a saját sávján kívül: 1. rend 6 dB/oktáv, 2. rend 12, 3. rend 18, 4. rend 24 dB/oktáv. Egy oktáv a frekvencia kétszereződése (pl. 2500 → 5000 Hz).
Minél meredekebb a szűrő, annál kevésbé „lóg át” a két hangszóró egymás sávjába (kevesebb torzítás, kisebb interferencia), viszont több alkatrész kell, nagyobb a fázisforgatás és a csoportkésés (ez a görbe „Csoportkésés” fülén látható).
Melyik szűrőtípust érdemes választani?
| Típus | Szint a vágásnál (ágonként) | Ideális összegzés | Magas polaritás |
|---|---|---|---|
| 1. rend Butterworth | −3 dB | sík | egyenes |
| 1. rend Solen split | −4,8 dB | kb. −0,5 dB (egyenesen −3,5 dB) | fordított |
| 2. rend Linkwitz–Riley | −6 dB | sík | fordított |
| 2. rend Butterworth | −3 dB | +3 dB púp | fordított |
| 2. rend Bessel | −4,8 dB | +1,3 dB púp | fordított |
| 2. rend Csebisev (Q = 1) | 0 dB | +6 dB púp | fordított |
| 3. rend Butterworth | −3 dB | sík | bármelyik |
| 3. rend Bessel | −6,2 dB | kb. −3 dB bemélyedés | bármelyik (közel azonos) |
| 3. rend Legendre | −3 dB | kb. +2 dB púp | egyenes |
| 4. rend Linkwitz–Riley | −6 dB | sík | egyenes |
| 4. rend Butterworth | −3 dB | +3 dB púp | egyenes |
| 4. rend Bessel | −7,6 dB | kb. −1,6 dB bemélyedés | egyenes |
| 4. rend Legendre | −3 dB | kb. +1,4 dB púp | egyenes |
| 4. rend Gauss | −5,6 dB | közel sík (+0,3 / −1,0 dB) | egyenes |
| 4. rend lineáris fázisú | kb. −6 dB | közel sík (−1,0 dB) | egyenes |
| Soros 1. rend | −3 dB | sík | egyenes |
| Soros 3. rend | −3 dB | sík | bármelyik |
A gyakorlatban a Linkwitz–Riley a legnépszerűbb cél: a két ág ideálisan síkra összegződik, és a vágásnál azonos fázisban szól. A Bessel a legegyenletesebb csoportkésésű (a „lineáris fázishoz” legközelebbi), a Legendre a leggyorsabban levágó monoton szűrő, a Gauss nagyon lágy átmenetű. A Bessel itt „fázis-normalizált” alakban szerepel, ezért a vágásnál mélyebben van −3 dB-nél.
Fontos: ez az akusztikus célgörbe, nem az elektromos szűrő — a hangszóró saját lejtése hozzáadódik.
Hogyan érdemes vágási frekvenciát választani?
- Lefelé a magassugárzó szab határt: ökölszabályként legalább a rezonanciája (Fs) kétszerese 2. rendnél, háromszorosa 1. rendnél — és a terhelhetőségére is figyelni kell.
- Felfelé a mélysugárzó szab határt: nem érdemes sokkal a nyalábolási frekvencia fölé vinni, és célszerű elkerülni a membrán-szakadási (break-up) csúcsokat — ezek az adatlapi menet felső végén látszanak.
- A két hangszóró szórása találkozzon: a vágásnál oldalról is hasonló hangerővel szóljanak. Ezért kerül egy 6,5"-os mély mellé tipikusan 1,8–3 kHz körüli vágás.
- Háromutas rendszernél a két vágás lehetőleg legalább 2–3 oktávra legyen egymástól, különben a középsugárzó sávja túl szűk.
Milyen alkatrészt hova?
- Magassugárzó soros kondenzátora: ez hallatszik a legjobban — jó minőségű fóliakondenzátor (MKP) ajánlott. Itt érdemes a legtöbbet költeni.
- Mélysugárzó soros tekercse: a tekercs ellenállása (DCR) sorosan a mélysugárzóval szintet és csillapítást is veszít (lásd a DCR-kalkulátort). Nagyobb huzalátmérő vagy vasmagos/ferrites tekercs kisebb DCR-t ad; légmagos tekercs nem telítődik.
- Párhuzamos (söntölő) elemek: a mély ág nagy értékű párhuzamos kondenzátorának bipoláris elektrolit is megfelel; itt a pontos érték fontosabb, mint a prémium típus.
- Ellenállások: a magassugárzó előtt min. 10 W-os, induktivitásmentes típus; a Zobel-ellenállásnak is bírnia kell a terhelést.
- Tűrés: két csatornában egyforma értékek kellenek — érdemes ugyanabból a sorozatból, párban vásárolni.
Mit jelent a fordított polaritás, a fázis és a csoportkésés?
A szűrők fázist is forgatnak: egy 2. rendű aluláteresztő és felüláteresztő a vágásnál egymáshoz képest 180°-ra szól — egyenes bekötésnél kioltják egymást, és lyuk lesz a hangban. Ezért 2. rendnél a magassugárzó + és − vezetékét felcseréljük.
A csoportkésés megmutatja, mennyi idővel később ér a fülhöz egy adott frekvencia. Minél meredekebb a szűrő és minél mélyebb a vágás, annál nagyobb — mélyen néhány ms-ig még hallhatatlan. A kalkulátor kiszámolja, melyik polaritással egyenletesebb az elméleti összegzés, de a valóságban az akusztikus középpontok eltérése ezt módosíthatja — méréssel ellenőrizhető a legbiztosabban.
Soros vagy párhuzamos hangváltó?
A párhuzamos a szokásos: minden hangszóró saját szűrőt kap, egymástól függetlenül hangolható. A soros 1. rendű hangváltóban a két hangszóró sorba van kötve, és a két feszültség összege mindig a bemenő jel — ezért kevésbé érzékeny az impedancia-ingadozásra az összegzés, de a két ág nem hangolható külön, és a hangszóróknak azonos impedanciájúnak kell lenniük.