A hangszórók sokkal egyszerűbbek – és mégis bonyolultabbak -, mint gondolnád.
A hangszórórendszerek többféle hangszóróból állnak, köztük magas hangszórókból. De mik is azok a magas hangszórók? És mit csinálnak a magassugárzók?
Ebben az átfogó bejegyzésben úgy válaszolok a kérdéseidre, hogy bárki számára érthető legyen.
Segítek abban is, hogy sokkal többet tudj meg a magassugárzók fajtáiról. Megtudhatod, hogyan használják őket, miért fontosak, és még sok minden mást is.
Infografika – Tweeter tények
Mik azok a twitterek?
A magassugárzók a hangszórórendszerben lévő hangsugárzók, amelyek a hallható hang felső tartományát állítják elő. Mivel a magasabb hangfrekvenciák kisebb hanghullámokkal rendelkeznek, méretük kisebb, mint a többi hangszóróé, amelyekkel együtt működnek.
A magassugárzó egyfajta elektromechanikus hangszóró, amely a felső (magasabb frekvenciájú) zenei tartományban termel hangot és zenét. Kiegészítik a mélysugárzókat és más hangszórókat, amelyek nem képesek magasabb hangokat előállítani.
A magas hangszórók jellemzően kis méretűek, mivel kisebb hullámhosszúságú hangot állítanak elő, és kis kúpjuk van. Általában akkor a legjobb használni őket, ha a hallgató felé irányulnak.
A legtöbbjük egy bizonyos hangtermelési tartományra korlátozódik, például 3 kilohertz és legfeljebb 20 kilohertz (kHz) közötti tartományra, bár ez az adott hangszóró korlátaitól függ. Az emberi hallás tipikus tartománya körülbelül 20 Hz és 20 kHz között van.
A kilohertz a termelt hang frekvenciájának, illetve a hangjel hullámformájának másodpercenkénti ciklusainak leírására használt kifejezés.
A magashangszóró alapvető alkatrészei
Kép egy szétszerelt autós magashangszóróról. A képen a mágnes szerelvény (balra) és a kupola/rács/vezetékcsatlakozó szerelvény (jobbra) látható. A hangtekercs a dóm hátsó részéhez van rögzítve. Ezen a képen a dóm ezüst anyagból készült – valószínűleg mylarból vagy valamilyen más típusú műanyagból vagy más könnyű anyagból.
A tipikus tweeter kialakítás (bár léteznek különböző más típusok is) egy kis mágnesből áll, amelynek belsejében egy kör alakú rés van. Egy tekercselt rézhuzalból készült hangtekercs, az úgynevezett hangtekercs, egy sokféle anyagból készült hangszóró dómhoz van rögzítve.
Ezt a szerelvényt a mágnes résébe helyezik be és felfüggesztik benne. A dómot a többi hangszóróhoz hasonlóan egy rugalmas, de merev anyag támasztja meg az oldalain.
Mit csinálnak a magassugárzók?
A jó zenét szereted? A csipogók teszik lehetővé a jó zenét a mindenhol látható hangszórórendszerekben. Az olyan otthoni sztereó hangsugárzók, mint ezek a Dayton Audio B652 könyvespolc hangsugárzók egy olcsó, de hatékony tweeterrel töltik ki azt a hangtartományt, amelyet a mélysugárzó nem tud előállítani. Együttesen működnek a teljes hangterjedelem előállítása érdekében.
A magas hangszórókat a felső hangtartomány (treble) előállítására használják, és kiegészítik a többi hangszórót, amelyek erre nem alkalmasak.
A “Treble” a zene felső tartományban lévő részeinek leírására használt szó, mint például a cintányérok, szintetikus billentyűhangok, dobhatások és a különböző hangszerek “tssst tsst” (magas hangú) hangja.
Amikor a pozitív (+) és negatív (-) vezetékcsatlakozásokon keresztül egy felerősített zenei jelet juttatunk a magassugárzóhoz, a hangtekercs mágneses mezőt hoz létre a mágnes állandó mágneses rés területén belül.
Ez a változó mező hatására a magassugárzó tekercse és kupolája előre és hátrafelé mozog, a jelet követve nagyon gyorsan mozgatja a levegőt. Ahogy ez történik, hang keletkezik.
Hangszórók a zenelejátszásban – miért fontosak
A zene sokkal többből áll, mint egy korlátozott hangtartomány. Különböző hangok, frekvenciák és egyéb jellemzők nagyon összetett kombinációjáról van szó. Ezeket a különböző hangszerek, az énekesek hangja és a zene rögzítésekor hozzáadott elemek alkotják.
A hangszórók kritikus fontosságúak egy hangrendszerben a hallható hangok teljes skálájának előállításához.
A zene emiatt sokkal élvezetesebb és sokkal természetesebben hangzik.
Sztereó képalkotás
A sztereó képalkotás a zene felvételének és lejátszásának a térbeli jelzések megadása érdekében történő leírására használt kifejezés. Például a zenészek által felvett zenében előfordulhat, hogy egyes hangszerek a bal, a középső és a jobb csatornán vannak. A csipogó hangszórók ebben is fontosak, mivel ők reprodukálják a magasabb tartományú hangjelzéseket, amelyek egy “kép” létrehozásával jelzik az agynak, hogy honnan jönnek a hangok.”
A zenében a fülünk által hallható szinte teljes tartományban különböző hangok szólalnak meg. Ráadásul általában sztereóban rögzítik oly módon, hogy az eredeti stúdióhangszer és a hangok elhelyezése (bal, jobb, közép stb.) reprodukálható legyen.
Ez hozza létre az úgynevezett sztereó képalkotást.
A különböző hangszínek & jelzései fontosak. “Jelzéseket” adnak az agyunknak arról, hogy mit hallunk, valamint arról, hogy a hallgatási területen hol helyezkednek el.
Autó magas hangszórók
A képen a 3 legjellemzőbb gyárilag beszerelt magas hangszóró rögzítés látható. Balra: műszerfal. Középen: oszlopra szerelt. Jobbra: felső ajtóra szerelve. Az otthoni sztereó hangszórókhoz hasonlóan más hangszórókkal, például mélysugárzókkal együtt használják őket. Az autókban gyakran magasabban vannak felszerelve a járműben, és közelebb vannak a hallgatók fejéhez. Ez azért van így, mert a magas hangszórók irányítottak.
Mivel a magas hangszórók magas frekvenciájú hangokat adnak ki, az autókban a hangszórórendszer részeként, de soha nem egyedül használják őket. Mindig más hangszórók mellett használják őket.
A hangszórórendszerek általában egy mélysugárzóból (vagy “középsugárzóból”), egy vagy több passzív keresztváltóból és egy különálló magas hangszóróból állnak.
A mélysugárzók alacsonyabb frekvenciákat termelnek, amelyek nagyobb hanghullámokkal rendelkeznek, és kevésbé igényesek az elhelyezés szempontjából. A csipogók viszont “irányítottak”. Ez azt jelenti, hogy az általuk keltett hangot akkor halljuk optimálisan a legjobban, ha a fülünk felé irányítjuk őket.
A gyárilag beépített magas hangszórókat gyakran nem ideális helyre helyezik. Ez azért van így, mert ez kompromisszumot jelent a járműben rendelkezésre álló hely, a gyártási költségek és hasonló tényezők között.
A magas hangszórók elhelyezését az autógyártók nem tartják túl fontosnak, kivéve a luxusjárműveket és más prémium kategóriás hangrendszereket.
Az egyedi autórádió rendszerek gyakran úgy érik el a legjobb hangzást, hogy egyedi szereléssel küzdik le a hely és a szerelési helyek korlátait. Ezenkívül az utángyártott (nem gyári) magassugárzók széles minőségi skálán kaphatók, amelyeket a továbbiakban tárgyalni fogok.
Hogyan használják a magassugárzókat?
A hangszórórendszerekben való gyakori felhasználás
A kiváló minőségű hangzás érdekében egy olyan készletet használnak, mint ez a CT Sounds Strato autós komponensrendszer. A komponens hangszórórendszerek jellemzően mély- és magas hangszórókat használnak, amelyekhez hangszóró keresztváltók csatlakoznak, amelyeket úgy terveztek, hogy illeszkedjenek hozzájuk és elkülönítsék a hangtermelést. Még a mérsékelt árúak is, mint ez a készlet, kiváló hangzást tudnak produkálni.
A magassugárzókat korlátozott számú okból használják a hangszórórendszerekben (soha nem használják őket önmagukban):
- Egy 2-utas vagy 3-utas hangszórórendszerben olyan hang előállítására, amelyet a többi hangszóró nem tud
- Több magas frekvenciájú hang (treble) hozzáadására a hozzáadott hatás érdekében
A legtöbb ma használatos hangszórórendszert “2-utasnak” nevezik, mivel 2 hangszóró kombinációját használják, amelyek egy korlátozott hangterjedelmet kapnak a hang előállításához. Ennek az az oka, hogy szinte egyetlen ma forgalmazott, egyetlen kúppal rendelkező hangszóró sem képes a teljes hallható hangtartományt előállítani.
A fő oka ennek az, hogy a nagy hangszórók nem tudják jól előállítani a magasabb (magas) frekvenciákat, a kis hangszórók pedig a nagyobb (mély) frekvenciákat.
A hangszórók általában speciálisak, és leginkább egy hangtartományra alkalmasak.
A mélysugárzók (gyakran “midbass” hangszóróknak, “midwoofernek”, és néha tévesen “midrange”-nek nevezik őket) általában a felső tartományban gyenge hangtermelést biztosítanak.
Ezért a magas hangszórók döntő fontosságúak ennek a hiányzó hangtartománynak az ellátásában.
Miért van szükség a magas hangszóróknak keresztváltókra?
Az autós hangszórók (balra) és az otthoni sztereó hangszórók (jobbra) keresztváltói felelősek azért, hogy a mélyeket a mélysugárzóhoz, a magasakat pedig a magas hangszóróhoz irányítsák. Védik a magassugárzót, és megakadályozzák, hogy a torzítás és a potenciálisan káros basszusteljesítmény túlvezesse azt.
Amint korábban említettem, a magas hangszóróknak több okból is szükségük van a fenti képen láthatóhoz hasonló keresztváltókra:
- A magas hangszórók nem tudják lejátszani az alacsony frekvenciájú hangokat – erősen torzítanak
- Károsodhatnak, ha elég nagy alacsony frekvenciájú jel vagy jelek vezetik őket
- csökkentik az alkalmazott teljesítményt és segítenek a védelmében
A hangszórókereszteződések megértése
A kétutas (passzív) hangszórókereszteződések rendkívül elterjedtek. A magas hangszóró a keresztváltó pont felett átengedett hangokat fogadja. A keresztváltási pont alatt. Az ábrán látható 2-utas keresztváltó egy magas- és egy aluláteresztő szakasz kombinálásával készül. Ezen az ábrán az induktor (dróttekercs) “L”-ként, a kondenzátor pedig “C”-ként szerepel.”
A magassugárzók sok esetben egy egyszerű, az egyik vezetékcsatlakozóval sorba kapcsolt kondenzátorral rendelkeznek. Ez általában a konvenció szerint a pozitív (+) terminál.
A kondenzátorok egyrendű (egyfokozatú) audio keresztváltóként működnek. Ez azt jelenti, hogy olyan átkapcsolási meredekséggel rendelkeznek, amely oktávonként (dB) -6 decibellel működik. Az oktáv az audióban használt kifejezés, és a frekvencia megduplázását vagy felezését jelenti.
Például: A 400 Hz egy oktávval magasabb, mint a 200 Hz.
A magasabb rendű keresztváltók még több basszust szűrnek ki, amelyek elérnék a magas hangszórókat, és még hatékonyabbak. A -12 dB/oktáv (2. rend) az egyik legelterjedtebb, és anélkül hatékony, hogy túl költséges lenne.
Amint a fenti képen látható, a 2. rendű (-12 dB) crossoverhez egy további alkatrészre, az úgynevezett induktorra van szükség. Ezek olyan huzaltekercsek, amelyek reagálnak a zenére, és bizonyos frekvenciákon csökkentik a hangszórónak adott kimenetet.
A képen: Egy tipikus kétutas otthoni sztereó hangszóró egy magas hangszóróval. Ebben az olcsó kialakításban egyetlen kondenzátort használnak sorba kapcsolva magas átmenő keresztváltóként a basszusok kiszűrésére. Ez megakadályozza a torzítást és az esetleges károsodást is.
Mit jelent a magashangszóró impedanciája?
Az ohmban megadott impedancia egy kifejezés, amelyet egy hangszóró teljes elektromos áramellenállásának leírására használnak.
A magashangszóró hangtekercse egy hosszú, tekercsbe tekert huzalmennyiségből áll. Ez a huzal elektromos ellenállással rendelkezik.
Az impedancia fontos, mivel a keresztváltókat a magas hangszórók minősítéséhez tervezték. Ezenkívül a magas hangszórókat össze kell hangolni a mélysugárzókkal és más, hasonló teljesítményű hangszórókkal.
Ha a hangszórók impedanciáját rosszul hangolja össze, az egyik hangszóró nagyobb hangerővel fog szólni, mint a másik, mivel nagyobb teljesítmény hajtja őket. Ennek az az oka, hogy a hangszóró által kifejtett teljesítmény közvetlenül az ohmos névleges impedanciájához van rendelve.
Hagyományosan az otthoni sztereó hangszórókat 8 ohmra, míg az autós hangszórókat jellemzően 4 ohmra méretezik. Ez változhat.
Az érdekes az, hogy például a 8 ohmos hangszórók nem pontosan 8 ohmosak. Ez csak egy közelítés. A gyakorlatban általában valamivel alatta maradnak.
Hangszórók teljesítménye
Az átlagos hangszóró nem tud olyan nagy teljesítményt kezelni, mint a nagyobb hangszórók. A mélysugárzók és más nagyobb hangszórók nagyobb mennyiségű hőt tudnak elvezetni, és nagyobb hangtekercs huzalozásúak.
Néhány kivételtől eltekintve az olyan teljesítményértékek, mint a 15 W (watt) RMS és afelett reálisak. A 25W-50W meglehetősen gyakori a ma értékesített középáras modelleknél.
A magas hangszóróknak meg kell felelniük az erősítőtől elvárt névleges impedanciának. Az erősítők túlmelegedhetnek, ha a kialakításukhoz képest túl alacsony hangszórókkal használják őket. (Például: 4 ohmos magassugárzók használata egy legalább 8 ohmos sztereó mellett nem elfogadható).
A magassugárzók hatásfoka (SPL-érték)
A többi hangszórótípushoz hasonlóan a magassugárzóknak is van hatásfokuk. Ez megmondja, hogy egy adott teljesítmény mellett mekkora hangerőt (decibelben (dB) kifejezve) produkál a magassugárzó. Ez általában “SPL” paraméterként szerepel.
A hangszórók esetében a magasabb hatásfok a kívánatos. Átlagos magas hangszórók esetében ez 1 W-on 89 dB és 91 dB között várható.
Megjegyzés: A dB @ 1W/1m egy szabványos módja a hangszórók hatékonyságának mérésére tesztberendezéssel, 1 méter távolságban elhelyezett mikrofonnal. Erre azonban 2féle teszt létezik, és ez zavaró lehet.
A magas hangszórók összehasonlításakor fontos, hogy a mérések hasonló mérési típusokon alapuljanak. Amikor csak lehetséges, hasonlítson össze 2 olyan magashangszórót, amelyek mérései ugyanazon a hatékonysági szabványon alapulnak (1W/1M vagy 2,83V/1M).
Az ok az, hogy a 8 ohmos magashangszóróknak nagyobb feszültséget kell alkalmazniuk 1W teljesítmény létrehozásához, szemben a 4 ohmos modellekkel. Hasonlóképpen, a mélysugárzók és a magas hangszórók illesztése is hasonló körültekintést igényel a vásárláskor.
Gyakori magas hangszórótípusok és anyagok
Az anyagok
Példák a ma leggyakrabban használt magas hangszórótípusokra. A lágy dómos magassugárzók (balra) gyakran textil vagy selyem anyagból készülnek, mint ezek a képen láthatóak. A fémkupolás magassugárzók (jobbra) jellemzően alumíniumból, titánból vagy valamilyen hibrid kialakítású anyagból készülnek. Egyes hallgatók az egyiket részesítik előnyben a másikkal szemben, bár egy jól megtervezett, egyik típusból származó magassugárzó képes lehet felülmúlni a másikat. Fontos, hogy ellenőrizze az összes specifikációt és a frekvenciaválaszt, ha megadják.
Egyszerűen túl sok anyagot használnak ahhoz, hogy itt felsoroljuk, de néhányat a leggyakoribbak közül ismertetek. Ne felejtsük el, hogy néhány ma eladott hangszóró különféle, kevésbé elterjedt anyagokból készül.
Azt is fontos, hogy mindig alaposan ellenőrizzük, mivel néha a specifikációk nem egyértelműek és félrevezetőek.
A magas hangszórókhoz leggyakrabban használt anyagok közül néhány:
- Selyem, textil vagy más szövet
- Mylar vagy más műanyag (jellemzően az olcsó magas hangszórókban)
- Fém bevonatú műanyagok & PEI dome tweeters
- Fémek:
- Kerámia és kerámiabevonatú dómok
- Kapton (szalagmagasládákban)
A selyem és a textil a leggyakrabban használt anyagok a lágy dómmagasládákban. A titán és más fémek, mint például az alumínium szintén meglehetősen gyakoriak a középső és felső árkategóriájú magas hangsugárzókban is.
A selyemdómás magas hangsugárzók a ma eladott leggyakoribb típusok közé tartoznak. Ezek gyakran jó kompromisszumot jelentenek az ár, a teljesítmény és a hangminőség között. Remek példa erre ez a pár Polk Audio DB1001 autós magassugárzó.
Ezek a típusok általában jól teljesítenek, és extra merevségük miatt gyakran társítják őket egy bizonyos “színű” hangzással. Más speciális anyagokat, például kerámiát vagy akár gyémántot is használnak másokban.
Mindamellett nagyon fontos megérteni, hogy a magashangszóró kupolájához használt anyagtípus önmagában nem határozza meg a minőségét. Mindig ellenőriznie kell a specifikációkat, például a frekvenciaválasz-diagramot, ha megadják.
Ha nincs megadva, akkor a legjobb, ha megfontolja, hogy további információkat keres, és olyan modellt vásárol, amely ezeket az információkat biztosítja.
Máskülönben egy túl “fényes” vagy “durva” magashangszóró megvásárlásával kockáztat, mivel bizonyos hangtartományokat túlságosan vagy nem eléggé hangsúlyozhat.
“Szuper magashangszórók” és szarvak
A szarvas magashangszórókat (balra) gyakran piezo meghajtó hajtja mágneses egység helyett. A piezo-tweeterek nagyon hangosak és hatékonyak, de a zenei minőség szempontjából nem túl jók. A “szuper tweeterek” általában mágneses meghajtásúak, és nagyobb hangerőt produkálnak, valamint nagyobb teljesítményűek, mint az átlagos termékek. Mindkettőt gyakran használják szabadtéri zenei rendezvényeken és összejöveteleken.
Szarv- és kompressziós meghajtók
A szarvas magas hangszórók a hangszórók egy speciális osztályát alkotják. A belépő szintű modellek, mint például a piezo-magas hangszórók olcsóak, és nem nagyszerűek a jó zenei hangok előállításában, de olcsóak és nagyon hatékonyak. A hangerejük gyakran sokkal nagyobb, mint a hagyományos magas hangszóróké (például 96 dB vs. 91 dB, amit 1 watton produkálnak).
A rendkívül jó minőségű otthoni sztereórendszerekben használt kürtös magas hangszóróknak nagyon jó a frekvenciaválaszuk és a hangjuk is. Ezek leggyakrabban “kompressziós kürt” típusú hangszórók.
A kompressziós kürtök egy kis nyílást használnak a kürttestben, amely a magassugárzó dómjától kifelé tágul. Speciálisan tervezett mágnest és magashangszóró dómot használnak a hang hatékonyabb irányításához.
A standard kürtös magashangszórók könnyű műanyag testet használnak.
Super magashangszórók
A nagyobb teljesítményre és nagyobb hangerő előállítására tervezett szuper magashangszórók olyanok, mint a standard magashangszórók erősebb változata. Teljesítményük általában szintén nagyobb.
Az ilyen magas hangszórókat olyan helyzetekben használhatja, ahol a nagy teljesítmény és a nagy hangerő a fő követelmény. Kritikus zenehallgatáshoz és beltéri élvezetekhez általában nem túl praktikusak.
Szalagmagas hangszórók
A szalagmagas hangszórók egy kicsit eltérnek a hagyományos kupolahajtású termékektől. Egyedi kialakításúak, nagyon vékony “szalag” membránnal, amely lineárisan előre-hátra mozog a hang előállításához.
Az ilyen típusú magassugárzók a ma kapható legjobbak és legzenésebbek közé tartoznak, de ez nagyban függ a kialakítás & minőségétől. Az árak körülbelül 25 $-tól 600 $-ig terjednek.
Az egyik ok, amiért annyira egyediek, az az, hogy a hangtekercsre és mágnesre épülő magas hangszórókkal ellentétben az impedanciájuk sokkal laposabb a hangtartományban.
Ez azt jelenti, hogy kevesebb kölcsönhatás van a keresztváltóval a hangjel frekvenciájának változásakor fellépő ingadozások miatt.
Karikassugárzós (koncentrikus) magassugárzók
A kétkarikás (néha “koncentrikus” gyűrűs) magassugárzók a magassugárzók egy egyedi típusa, amelynek mozgó felülete több gyűrűből és egy középső dugóból áll. Ezek a típusok hangzásilag pontosabbak és zeneileg részletesebbek.
Az ilyen típusú csipogók azonban ritkábban fordulnak elő.
Hátrányuk, hogy más típusokkal ellentétben sokkal kevesebb hangot adnak ki szögben (úgynevezett off-axis válasz). Ez azt jelenti, hogy leginkább olyan hangszórórendszerekbe illenek, ahol közvetlenül a hallgatóra irányulnak.
A magas hangszórók frekvenciaválaszának alapjai
A magas hangszóróknak ugyanúgy vannak egyedi jellemzőik, mint bármely más hangszórónak. Ezen a képen látható a különböző hangfrekvenciákon előállított hangszint (az úgynevezett “válasz”). Ezek a grafikonok a hangválaszt mutatják különböző szögekben.
A fekete vonalakat követve láthatjuk, hogy a Tweeter A olyan mélyedésekkel és csúcsokkal rendelkezik, amelyek miatt a hang egyes tartományokban hiányos, más tartományokban pedig túl erős (vagy “kemény”) lesz. A B csipogónak sokkal laposabb és ideálisabb a válasza, mivel az előállított hangtartományban szinte állandóan ugyanolyan.
A csipogóknak, csakúgy, mint bármely más típusú hangszórónak, vannak korlátai. Egy adott tartományban vannak olyan frekvenciáik, amelyeknél a válaszuk (adott alkalmazott teljesítményhez tartozó hangerőszint) magasabb vagy alacsonyabb, mint egy átlagos decibel (dB) előállított hangerő.
Ez azt jelenti, hogy fontos tudni, hogy a különböző magassugárzók eltérő módon viselkednek a hang előállításakor. Például egyes magas hangszóróknak “csúcsai” lesznek (nagyobb hangerő bizonyos hangfrekvenciákon), mint másoknak.
Ezeket a csúcsokat és völgyeket (olyan területek, ahol a hangtermelés alacsonyabbra esik) nem lehet kiegyenlítő vagy más kompenzáció nélkül leküzdeni. Fontos megérteni, hogy a különböző márkák és modellek között vannak korlátok.
Nincs olyan, hogy “tökéletes” magassugárzó – mindegyiknek vannak jó és rossz tulajdonságai. Ha azonban körültekintően vásárol, találhat jó teljesítményű magashangszórót.
Összefoglaló – Mik azok a magashangszórók és mi a feladatuk?
A magashangszórók kis, speciális hangszórók, amelyek az emberi hallás felső tartományában adnak ki hangot. Sokféle stílusban és anyagból készülnek, de a leggyakrabban egy könnyű anyagból készült dómot és egy mágnest használnak a kúp (dóm) meghajtására és a hang előállítására.
Mivel kisebbek, mint más hangszórók, például mélysugárzók, szükségük van keresztváltókra, hogy kiszűrjék és blokkolják azokat a hangokat, amelyek potenciálisan károsíthatják őket, és nem kívánt torzítást okoznak.
Ha többet szeretne megtudni a hangszórók bekötéséről, nézze meg a nagyszerű bejegyzésemet a hangszórók kapcsolási rajzaival és infókkal.