12. Váltsunk hangot!

Egy hang­rend­szer­ben, ahol több hang­szó­rót hasz­ná­lunk, a kü­lön­bö­ző hang­su­gár­zók össze­han­go­lá­sá­hoz el­en­ged­he­tet­len a hang­vál­tók (cros­so­ver) al­kal­ma­zá­sa. A hang­vál­tó­kat több szem­pont sze­rint is osz­tá­lyoz­hat­juk, pél­dá­ul: mű­kö­dé­si elv sze­rint, kap­cso­lá­suk sze­rint, vá­gá­si me­re­dek­sé­gük sze­rint, frek­ven­cia szé­tosz­tá­suk sze­rint. A leg­na­gyobb kü­lönb­sé­get a mű­kö­dé­si elv­ben vél­jük fel­fe­dez­ni, ugyan­is itt meg­kü­lön­böz­te­tünk passzív és akt­ív hang­vál­tó­kat.

Egy hang­rend­szer­ben, ahol több hang­szó­rót hasz­ná­lunk, a kü­lön­bö­ző hang­su­gár­zók össze­han­go­lá­sá­hoz el­en­ged­he­tet­len a hang­vál­tók (cros­so­ver) al­kal­ma­zá­sa. A hang­vál­tó­kat több szem­pont sze­rint is osz­tá­lyoz­hat­juk, pél­dá­ul: mű­kö­dé­si elv sze­rint, kap­cso­lá­suk sze­rint, vá­gá­si me­re­dek­sé­gük sze­rint, frek­ven­cia szé­tosz­tá­suk sze­rint. A leg­na­gyobb kü­lönb­sé­get a mű­kö­dé­si elv­ben vél­jük fel­fe­dez­ni, ugyan­is itt meg­kü­lön­böz­te­tünk passzív és akt­ív hang­vál­tó­kat.

 

A passzív hang­vál­tó­kat az erő­sí­tők és a hang­szó­rók kö­zött al­kal­maz­zuk, és a ne­vük­ből adó­dó­an passzív ele­mek­ből épül­nek fel: LRC, L (te­kercs), R (el­le­nál­lás), C (kon­den­zá­tor). Elő­nyük, hogy könnyen ins­tal­lál­ha­tók, és sem­mi­lyen ki­e­gé­szí­tőt nem igé­nyel­nek. Hát­rá­nyuk vi­szont, hogy ál­ta­lá­ban csak ah­hoz a hang­szó­ró szett­hez hasz­nál­ha­tók, amely­hez ad­ták, vagy ké­szí­tet­tük.

Ez ab­ból, adó­dik, hogy a hang­szó­rók le­su­gár­zá­si frek­ven­ci­a­tar­to­má­nya más és más, a passzív vál­tók pe­dig fix be­ál­lí­tá­si pa­ra­mé­te­rek­kel ren­del­kez­nek, így ha eset­leg egy ma­gas su­gár­zót ala­cso­nyabb frek­ven­ci­á­ról aka­runk in­dí­ta­ni, mint amit ké­pes le­su­gá­roz­ni, ez torz han­got ered­mé­nyez. Egye­dül, ami könnyen meg­old­ha­tó, az a ma­gas, vagy kö­zép­su­gár­zó han­ge­re­jé­nek sza­bá­lyo­zá­sa, me­lyet egy el­le­nál­lás arány­pár­ral tu­dunk be­ál­lí­ta­ni.

Ez­zel el­len­tét­ben az akt­ív frek­ven­ci­a­vál­tók szá­mos előnnyel bír­nak passzív tár­sa­ik­kal szem­ben, me­lyek kö­zül a leg­fon­to­sabb a va­ri­ál­ha­tó­ság. Szé­les­kö­rű be­ál­lí­tá­si le­he­tő­sé­gek kö­zül vá­laszt­ha­tunk az akt­ív vál­tók ese­té­ben, még­pe­dig: vá­gá­si me­re­dek­ség ál­lí­tás, fá­zis­be­ál­lí­tás, vá­gá­si frek­ven­ci­a­sza­bá­lyo­zás, min­den sá­von kü­lön hang­erő sza­bá­lyo­zás…

Sze­rin­tem ennyi bő­ven elég a le­he­tő­sé­gek kö­zül. Eb­ből is lát­hat­juk, hogy mi­lyen szé­les­kö­rű­en hasz­nál­hat­juk az akt­ív vál­tó­kat. Az akt­ív vál­tó­ban egy komp­lett kis elekt­ro­ni­kát ta­lá­lunk, mely in­teg­rált áram­kö­rök (IC) so­ka­sá­gá­ból épül fel, és ezért táp­fe­szült­sé­get is igé­nyel. Ezen fe­lül a rend­szer­be tör­té­nő il­lesz­té­se is más, ugyan­is eze­ket a hang­vál­tó­kat a mű­sor­for­rás (CD-rá­dió), és az erő­sí­tők kö­zé kell be­épí­te­ni.

Két szem­pont­ból ne­héz­ke­sebb az akt­ív vál­tók­kal dol­goz­ni, még­pe­dig, hogy táp­fe­szült­sé­get kell ad­nunk a ké­szü­lék­nek, és több erő­sí­tő­re is szük­sé­günk lesz, mint passzív tár­sai ál­ta­lá­nos al­kal­ma­zá­sá­nál. De, ha be­le­gon­do­lunk, hogy akt­ív frek­ven­ci­a­vál­tó­kat fő­leg az ef­fek­tí­ve drá­gább rend­sze­rek­nél al­kal­maz­nak, ezek­hez a rend­sze­rek­hez már egyéb­ként is több erő­sí­tőt cél­sze­rű hasz­nál­ni a le­he­tő leg­jobb mi­nő­ség el­éré­sé­hez. A kö­vet­ke­zők­ben kap­cso­lás sze­rint vizs­gál­gas­suk az akt­ív frek­ven­ci­a­vál­tó­kat. E sze­rint le­het­nek: But­ter­worth, Cse­bi­sev, vagy Bes­sel tí­pu­sú szű­rők. Sze­rin­tem most ne men­jünk be­le ezek­ről a tí­pu­sok­ról mű­sza­ki ódák­ba, csak egy ki­csit ha­son­lít­suk össze őket.

A But­ter­worth szű­rő frek­ven­­­cia­­me­ne­te csak rö­vid­del az adott ha­tárf­rek­ven­cia előtt kezd el erő­sen csök­ken­ni. Frek­ven­ci­a­tar­to­má­nya kel­lő­en egyen­le­tes.
A Cse­bi­sev tí­pu­sú szű­rő erő­sí­té­se túl­lé­pi a ha­tárf­rek­ven­ci­át, és e fö­lött me­re­de­ken csök­ken.

Az áte­resz­tő tar­to­mány­ban a frek­ven­ci­a­me­net nem iga­zán egyen­le­tes.

A Bes­sel szű­rők le­vá­gá­sa nem olyan me­re­dek, mint tár­sa­i­ké, vi­szont a su­gár­zott frek­ven­ci­a­tar­to­mány­ban az egyen­le­tes­sé­ge na­gyon jó.

Min­dent össze­vet­ve, ke­vés komp­ro­misszum­mal a But­ter­worth szű­rő a le­gal­kal­ma­sabb szá­munk­ra. A kö­vet­ke­ző cso­por­to­sí­tás­ból ki­de­rül, hogy vá­gá­si me­re­dek­sé­gük sze­rint mi­lyen vál­tó­kat kü­lön­böz­te­tünk meg: 6, 12, 18, 24, 30, 36 dB/Oct. Ezek az ál­ta­lá­ban hasz­ná­la­tos ér­té­kek. Mit is je­lent a le­vá­gá­si me­re­dek­ség? Azt, hogy az adott jel erős­sé­ge egy ok­tá­von be­lül hány dB-el csök­ken.

Mi­nél na­gyobb a le­vá­gá­si me­re­dek­ség, an­nál ke­ve­sebb jel jut át a ha­tár­frek­ven­ci­án túl­ra, így pon­to­sab­ban il­leszt­he­tők egy­más­hoz a hang­szó­rók (ha­bár az, hogy mi­lyen vá­gá­si me­re­dek­sé­get ál­lít­sunk be, min­dig a meg­hall­ga­tás­tól függ). Frek­ven­ci­a­szé­tosz­tás sze­rint meg­kü­lön­böz­te­tünk 2, 3, (4) utas fre­ki­vál­tó­kat. A 2-utas vál­tó­hoz egy mély-kö­zép, és egy ma­gas su­gár­zó csat­la­ko­zik, a 3-utas vál­tó egy mély, egy kö­zép, és egy ma­gas su­gár­zót szol­gál ki, még az ún. 4-utas rend­szer a 3-utas rend­szert egé­szí­ti ki egy al­só mély­su­gár­zó­val.

Vé­gül is, ha a tel­jes hang­rend­szert néz­zük, ak­kor a szub­lá­dát is be­le kell 1-út­nak szá­mí­ta­nunk a kér­dés­be. Alap­ve­tő­en ön­ál­ló egy­ség­ként 2, és 3 utas hang­vál­tók­ról be­szél­he­tünk.

Utol­já­ra hagy­tam egy pár szá­mí­tá­si kal­ku­lá­ci­ót passzív hang­vál­tók mé­re­te­zé­sé­hez, mellyel vál­lal­ko­zó szel­le­mű­ek nyu­god­tan pró­bál­koz­hat­nak.
Ak­kor most néz­zük a leg­ál­ta­lá­no­sab­ban hasz­nált 2-utas 6, 12, 18 dB/Oct. me­re­dek­sé­gű vál­to­za­to­kat. A pa­ra­mé­te­rek­ből, mint lát­já­tok a kon­den­zá­to­rok (C) ka­pa­ci­tá­sát ki tud­já­tok szá­mol­ni, mely ered­ményt Fa­rad-ban kap­tok (1Fa­rad=1.000.000µF) ugyan­így a te­ker­csek in­duk­ti­vi­tá­sát (L) me­lyet Henry-ben ad meg a kép­let (1Henry=1000mH).

Az R1, R2 el­le­nál­lás arány­pár­ral a ma­gas­su­gár­zók han­ge­re­jét tud­já­tok eset­le­ge­sen csök­ken­te­ni, me­lyek­re a táb­lá­zat­ban 4, ill. 8 Ohm-os hang­szó­rók­hoz meg­ta­lál­já­tok az ér­té­ke­ket, Ohm-ban.

	4Ω		8Ω
Csillapítás dB-ben	R1	R2	R1	R2
–1	0,4	32,8	0,9	65,6
–2	0,8	15,5	1,7	30,9
–3	1,2	9,7	2,3	19,4
–4	1,5	6,8	3,0	13,7
–5	1,8	5,1	3,5	10,3
–6	2,0	4,0	4,0	8,0
–7	2,2	3,2	4,4	6,5
–8	2,4	3,7	4,8	5,3
–9	2,6	2,2	5,2	4,4
–10	2,7	1,9	5,5	3,7

Pa­ra­mé­te­rek: π = 3.14, fc = vá­gá­si frek­ven­cia (Hz)
Z = hang­szó­ró im­pe­dan­ci­á­ja (ohm)