Fióktakarító projekt IV. - a hangsugárzó "dobozának" megtervezése

Amellett, hogy pörgünk a belső terekbe szánt akusztikai megoldásokon, volt időnk a monitor projektünkre is. CAD programmal megterveztük a dobozt (ahogy minden hangsugárzónkat szoktuk) és készítettünk egy drótvázas modellt is:

A doboz anyagának nagy része 18mm-es rétegelt lemez, kivéve az előlapot ami 30mm-es MDF-ből készül a könnyebb festhetőség érdekében. A közép-magas egységnek lesz egy kis méretű (kb. 8L-es) saját zárt doboza, hogy külön légtérben legyen a mélyhangszórótól. Így a mélyhangszóró nem tudja megmozgatni a középhangszóró membránját (ami egyébként kifejezetten rossz dolog lenne). Ezt a kis dobozt belül kártolt gyapjúval fogjuk lazán kibélelni annak érdekében, hogy a káros belső állóhullámokat megfelelő mértékben csillapítsuk. Az egész dobozt belülről köríves bordákkal asszimmetrikusan merevítjük. Így a dobozt "felosztjuk" kisebb részekre amelyek magasabb frekvenciákon tudnak csak rezonálni. Viszont a magasabb frekvenciák felé egyre kisebb energiák jelennek meg a dobozban és az amúgy sem könnyű dobozt szinte biztosan nem fogják oly mértékben rezgésbe hozni, hogy azok hallhatóan elszínezzék a hangsugárzónk hangját. Valahogy így fest a doboz félig-meddig összerakva, elő- és hátlap nélkül:

A belső oldalakon bitumennel nehezítjük majd a konstrukciót, így tovább csökkentjük az esélyét a dobozrezonanciák kialakulásának. A mélyhangszóró nagyobb légterét is valószínüleg lazán kitültjük csillapítóanyaggal, de ezt majd a fejlesztési fázisban fogjuk véglegesen eldönteni. Elviekben ugyanis - ha elég alacsonyan váltjuk a mély és közép hangszórókat - nem fognak káros állóhullámok kialakulni a nagy dobozon belül. Azonban előre nem tudjuk a váltások pontos helyét, így nem zárjuk ki a csillapítás lehetőségét sem.

Az előzetes elképzelések alapján a hangsugárzók előlapja matt fekete festést kap, a többi részre valószínűleg nemez bevonat kerül (a változás jogát természetesen itt is fenntartjuk). A doboz hátulján mindhárom hangszórót közvetlen csatlakozókra kivezetjük, hogy könnyedén meg tudjuk valósítani a passzív és az aktív váltást is.

A folytatásban szeretnénk az első mérések eredményeit bemutatni.

Fióktakarító projekt III. - aktív és passzív hangváltóval kapcsolatos követelményeink

Újra elővettük ezt a projektet, hogy megmérjük a mélyhangszóró (Seas L26RFX/P) Thiele/Small paramétereit. "Hidegen", a szekrényből elővéve a következő értékeket mértük:

Látható, hogy a gyári adatoktól csak kissé térnek el a mérési eredményeink. Ez nagyon jónak számít annál is inkább mivel nem feltétlen az egyes paraméterek értékeinek egyezősége a fontos, hanem a paraméterek egyensúlya. A következő néhány szimulációs ábráról látható, hogy a gyári paraméterekkel tervezett doboz szimulációs görbéi (piros) szinte teljesen megegyeznek a saját mért paraméterekkel tervezett azonos tulajdonságokkal rendelkező doboz szimulációs görbéivel (fekete):

Átvitel:

Impedancia:

Csoportfutási idő:

A mérések és a szimulációk alapján kialakult, hogy kb. nettó 45 literes térfogatú, zárt konstrukciót fogunk készíteni. A klasszikus reflex kialakítást végülis elvetettük ugyanis hasonló méretű dobozban nem nyerünk annyit a reflex kialakítással, hogy megérje azt a többletmunkát ami a reflex doboz tervezésével, kivitelezésével jár. Így a korábban felsorolt követelmények közül egyet már biztos nem fogunk teljesíteni: zárt és reflex között nem tudjuk a működésmódot változtatni. Ez azonban nem jelent sokat, csak érdekesség lett volna. Továbbá kitaláltuk, hogy a teljes aktív hangváltó/elektronika mellé passzív hangváltót is készítünk hozzá, hogy univerzálisabb felhasználású hangsugárzó váljon belőle. A követelmények így már két részre oszthatók attól függően, hogy aktív vagy passzív hangváltós változatról beszélünk:

Aktív váltós változat:

• Lineáris on-axis frekvenciamenet kb. 50Hz - 20kHz között maximum +/-2dB -es hangnyomásingadozáson belül
• Amennyire lehet egyenletes off-axis frekimenetek (listening window, first reflection, total power response, directivity index)
• Teljes aktív váltós rendszer, minden hangszórónak külön végfok (az aktív váltó és a végfokok külön egységek, nem a hangdobozban kapnak helyet)
• Megfelelő védelmi áramkörök az erősítők és a hangszórók védelme érdekében
• Szimmetrikus (XLR) és asszimmetrikus (RCA) analóg bemenetek
• Változtatható bemeneti érzékenység
• Kikapcsolható szub filter (opcionális)
• Mély és magas korrekciós lehetőségek
• 100dB/1m hangnyomáson is relatíve alacsony torzítással működjön a specifikált működési tartományon belül (ezt elsősorban a középhangszóró korlátozhatja)
• Hangerőszabályzó (kikapcsolható)

Passzív váltós változat:

• Lineáris on-axis frekvenciamenet kb. 50Hz - 20kHz között maximum +/-3dB -es hangnyomásingadozáson belül
• Amennyire lehet egyenletes off-axis frekimenetek (listening window, first reflection, total power response, directivity index)
• Magas korrekciós lehetőség
• 100dB/1m hangnyomáson is relatíve alacsony torzítással működjön a specifikált működési tartományon belül (ezt elsősorban a középhangszóró korlátozhatja)

A legfontosabb követelmény továbbra is a transzparens átvitel. Ennek mentén folytatjuk tovább a munkát.

reveel - mi ez?!

A minap kezeink közé került a reveel névre hallgató kis eszköz:

Kiváncsiak voltunk rá, mert a netes kutakodásunk után az derült ki róla, hogy valamiféle hangzásjavító kütyüről van szó amitől a "legjobb" fejhallgató is jobban fog szólni, illetve a használójának koncertszerű hangélményt biztosít. Ezek az ígéretek elég komolyan hangzanak, mi viszont kétkedve fogadunk minden olyan eszközt aminek hangzásjavítás a célja. A hivatalos weboldal szerint ( http://reevelsound.com/learn-more/ ) valamiféle védett technológiáról van szó amit a BSG Technologies dolgozott ki ... érdekesen hangzik. Mi először meghallgattuk a saját rendszerünkben normál szobai hangsugárzókon keresztül, majd otthon fejhallgatóval is.

A meghallgatások után a szubjektív véleményünk a következő: a készülék használata során furcsa, mesterséges térérzetet tapasztaltunk aminek az eredeti felvétel térérzetéhez nem sok köze volt. Az "effekt" bekapcsolásakor a hangerő egyértelműen megemelkedett a kikapcsolt állapothoz képest. Ez jó trükk egy bizonyos mértékig ha a szubjektív hangélményt akarja valaki javítani (ennek pszichoakusztikai okai vannak). A közép-magas tartomány kicsit forszírozottabb lett és néha mintha egy spéci zengetőt is bekapcsoltak volna, úgy festett a zene. Azt gondoljuk, hogy ezeket a hatásokat részben valamiféle fázistologatós elven működő áramkörrel érhetik el, esetleg mesterséges áthallást is létrehozhattak a jobb és bal csatorna között.

A szubjektív "hangélmények" után kíváncsiak voltunk valójában mit is csinál az eszköz. Ezért méricskéltünk pár dolgot, mert a mérések objektívek, nem befolyásolják az eredményeket az emberi tényezők. Többek között mértünk frekvenciátvitelt aminek az eredményét az alábbi ábrán láthatjuk:

                                     BAL csatorna                                                           JOBB csatorna

A piros görbe a kikapcsolt "effekt" állapotát, a kék görbe a bekapcsolt "effekt" állapotát mutatja. Látszik, hogy minimális hatása van az áramkörnek az átvitelre, viszton a kimeneti jelszintet megemelte. Ez egybeesik az észrevételeinkkel. A megemelt jelszint persze nem okozna olyan egyértelműen hallható, furcsa térhatást amit tapasztaltunk. Ezért a fázisávitelt is megmértük:

                                     BAL csatorna                                                           JOBB csatorna

A mérési eredményekből egyértelműen látszik, hogy a két csatorna közötti eltérő fázistologatás elvén éri el a fura térhatást a készülék. Mindkét csatorna jelét valószínűleg 1-1 mindenáteresztő szűrőn (all-pass filter) engedik át és megemelik a jelszintet is. Hogy ez előtt vagy után csinálnak-e bármi mást is a jellel az a mérésekről már nem derült ki. 

Hogy ebben az eszközben mi a levédett technológia azt nem tudjuk, minket azonban nem győzött meg az "effektezett" hang. Ettől függetlenül azt gondoljuk, hogy biztos megvan a célcsoportja ennek és az ehhez hasonló eszközöknek, bár mi azon a véleményen vagyunk, hogy a kész felvételen nem kell utólagosan változtatni, hanem a felvételt kell(ene) élvezetesre készíteni, illetve olyan rendszeren érdemes zenét hallgatni ami igazi élvezetet nyújt.

Fióktakarító projekt II. - elvárásaink a hangfallal

Ez egy rövid bejegyzés lesz amiben közzétesszük, hogy milyen követelményeket állítottunk fel a készülő 3 utas monitor hangsugárzóval szemben. Alapvetően azt szeretnénk, hogy egy transzparens hangképű, számunkra referencia szintű hangsugárzónk legyen, amely akár komoly stúdió munkára is alkalmas. Ehhez szerintünk a következő feltételek teljesülése szükséges:

• Lineáris on-axis frekvenciamenet kb. 55Hz - 20kHz között legalább +/-2dB -es hangnyomásingadozáson belül (ha sikerül még szigorúbb tűrésen belül)
• Amennyire lehet egyenletes off-axis frekimenetek (listening window, first reflection, total power response, directivity index)
• Teljes aktív váltós rendszer, minden hangszórónak külön végfok (az aktív váltó és a végfokok külön egységek, nem a hangdobozban kapnak helyet)
• Megfelelő védelmi áramkörök az erősítők és a hangszórók védelme érdekében
• Szimmetrikus (XLR) és asszimmetrikus (RCA) analóg bemenetek
• Változtatható bemeneti érzékenység
• Kikapcsolható szub filter (opcionális)
• Mély és magas korrekciós lehetőségek
• Ha lehetséges akkor változtatható legyen a hangsugárzó működési módja bass-reflex vagy zárt között (ennek a megvalósítása ugyan elég egyszerű de kevés hangsugárzó alkalmas erre a feladatra úgy, hogy az on-axis frekimenet ne változzon a specifikált működési tartományon belül)
• 100dB/1m hangnyomáson is relatíve alacsony torzítással működjön a specifikált működési tartományon belül (ezt elsősorban a középhangszóró korlátozhatja)
• Hangerőszabályzó (kikapcsolható)
• Ha lehet a szokásostól kissé eltérő formavilág/anyaghasználat (ez már csak hab a tortán)

Akkor sem esünk kétségbe ha néhány követelményünk nem, vagy csak részben teljesül. A legfontosabb a transzparens átvitel, ebből nem szeretnénk engedni.

Folyt. köv. ...

Fióktakarító projekt I.

A manufaktúra eddigi működése alatt számos hangszóró megfordult nálunk. Legtöbbjüket felhasználtuk mert nem szeretünk raktározni, azonban így is maradt néhány hangszóró aminek eddig nem sikerült "lakhelyet" találni. Ezekből a hangszórókból kiválasztottunk hármat és úgy gondoltuk, hogy egy szabadidő projekt keretén belül készítünk magunknak egy pár stúdió monitor hangsugárzót. Ezt a projektet kezdjük el részletesen bemutatni ezzel a bejegyzéssel. Mivel szabadidő projektről van szó - és szabadidőből jelenleg nincs túlságosan sok - ezért ez a projekt előreláthatólag hosszú időt fog igénybe venni. Ha két bejegyzés közt több hét vagy akár hónap telik el, az nem jelenti, hogy leállt a projekt csak lassan haladunk vele :-)

Az elképzelésünk az, hogy egy 3 utas hangsugárzót tervezünk és építünk a következő hangszórók felhasználásával:

A mélyhangszóró a Seas Prestige szériájának legnagyobb alu membrános hangszórója: L26RFX/P. Alkalmas bass-reflex és zárt dobozok készítésére is. Alacsony rezonanciafrekvencia, nagy lineáris kitérés és magas terhelhetőség jellemzi. A fáziskúpos megoldás segíti a csévetest jó szellőzését, ami nagy teljesítménynél mérsékli a kompresszióból adódó hangnyomás csökkenést.

A középhangszóró picit kilóg a sorból: Peerless 830656 típusú 5,25"-es papírmembrános mélyközép hangszóró. Habár nem kifejezetten középhangszóró, szerencsére a várható használati tartományban szép, lineáris átvitel és relatíve alacsony torzítás jellemzi. Reméljük a gyakorlatban beválik középhangszórónak.

Magashangszórónak a Seas Prestige szériából való 27TBCD/GB-DXT típusú dómsugárzó maradt. Az ún. DXT előlapnak köszönhetően egyenletes irányítottsági indexet várunk tőle ami előnyös lehet a hagyományos dómokhoz képest több szempontból is. Egyrészt a közeli élek diffrakciós hatásával kevésbé kell számolni, másrészt az egyenletes iránykarakterisztikának köszönhetően az off-axis frekiválasz is egyenletesebb lesz aminek a hangminőségre közvetlen pozitív hatása van. A DXT előlap tölcsér jellegű hatása a terhelhetőséget is növeli a váltás környékén. További előnye ennek a hangszórónak, hogy az előlap mélyített kialakítása miatt a magas és közép hangszórók ún. akusztikai síkjai közel egybe esnek így nem szükséges elektronikus kiegyenlítést alkalmazni.

Ezeknek a hangszóróknak olyan dobozt szeretnénk készíteni, ami egy stúdió monitor szintű hangsugárzó akusztikai elvárásainak a lehető legjobban megfelel mégis tükrözi, hogy ez egy igazi Bizsók hangsugárzó. Természetesen aktív hangváltás és minden hangszóróhoz külön végerősítő jár, mert ezzel tudjuk biztosítani az optimális működési viszonyokat a hangszóróknak és az erősítőknek is.

Folyt. köv. ...

Kövessetek minket Pinteresten.

Mik azok a passzív membránok?

Röviden összefoglalva: a passzív membránok speciális hangszórók. Ha be vannak építve egy hangdobozba, akkor kívülről általában nehéz őket megkülönböztetni a hagyományos hangszóróktól, de ha kézbe veszünk egy hagyományos („aktív”) hangszórót és egy passzív membránt, azonnal látszik a különbség:

A passzív membránnak nincs mágnese, lengőcsévéje, amik viszont elengedhetetlen alkatrészei egy „aktív” hangszórónak. A kérdés azonnal adódik: akkor mi értelme a passzív membránnak, és hogy ad hangot?
Az elv egyszerű: ha az „aktív” hangszórót egy légmentesen lezárt dobozba építjük a passzív membránnal együtt, akkor a doboz belsejében keletkező hangnyomást a passzív membrán egy keskeny frekvenciasávban a dobozon kívülre tudja lesugározni.

Ily módon egy (vagy akár több) passzív membrán a mélyhangok mennyiségének növelésére használható, mintegy kiegészítésként az aktív hangszóró mellé. A működési elv azonos a reflex hangsugárzókéval, csak a reflex csövet (és a benne mozgó levegőtömeget) a passzív membrán helyettesíti.
Passzív membránokat akkor célszerű használni, ha a reflexcsövet valamilyen oknál fogva nem lehet alkalmazni. Ilyen eset lehet többek között, amikor a reflexcső fizikailag nem fér a hangdobozba vagy a reflexcsőben keletkező káros rezonanciákat nem tudjuk megfelelően csillapítani.
A BIZSÓK Hangsugárzó Manufaktúrában mi mindig a feladatnak legmegfelelőbb megoldást használjuk legyen az reflexcső vagy passzív membrán.

Hangsugárzó mérések

Mindennapi életünk során naponta számtalan méréssel találkozunk: a fürdőszobai mérlegen saját tömegünket, hőmérővel testünk hőmérsékletét, mérőszalaggal hosszúságokat mérhetünk meg. Amit az átlagember nem ismer, hogy egy igazán jó hangsugárzó elkészítéséhez sokféle mérést kell végezni. Ezekről a mérésekről szeretnénk ebben a bejegyzésben közérthetően írni, és hogy nektek is egyértelmű legyen, kb. hány méréssorozatot végzünk egy hangsugárzó készítésekor, megszámoztuk őket.

A BIZSÓK Manufaktúránál egy új, egyedi hangsugárzó tervezési fázisában felmérjük a vásárlói igényeket, és a legtöbb esetben helyszíni bejárást is tartunk. Már ebben a kezdeti szakaszban esetenként felmerül a mérések szükségessége.

Például meg kell mérni az adott helyiség fizikai méreteit (1)…

…valamint bizonyos esetekben különböző akusztikai paramétereit (2).

A fenti adatok alapján kezdjük a hangsugárzó tervezését. Ilyenkor minden lehetőséget gondosan figyelembe véve választjuk ki azt a tervet, amit a későbbiek során megvalósítunk.

Következő lépésként beszerezzük a hangszórókat, és megmérjük azok fizikai (3), illetve elektromos paramétereit (4)…

… majd különböző akusztikus mérésnek vetjük alá őket (5):

Építünk egy kísérleti, ún. próbadobozt is, amelynek a fizikai méreteit a készítés folyamán számtalanszor megmérjük (6):

Ebbe a próbadobozba beépítjük a hangszórókat, és újabb elektroakusztikus méréseket végzünk (7). A próbadobozban kezdjük el a hangváltó tervezését, amihez sok-sok elektromos (8) és akusztikus mérést kell elvégezni (9).

Amikor elkészült a hangsugárzó végleges doboza, abban újra megmérjük az egész konstrukció különböző fizikai tulajdonságait (10). Ha minden stimmel, akkor elkészülhet a végleges hangváltó, amit beépítünk a hangsugárzóba. A hangváltóhoz elektromos mérésekkel (11) válogatjuk az alkatrészeket, amiknek a fizikai méreteit meg kell mérni (12), hogy megtervezhessük a nyomtatott áramköri lapot, amire az alkatrészeket beforrasztjuk.

Amint összeállt a teljes hangsugárzó azt egy végső, ellenőrző méréssorozatnak vetjük alá (13).

Amennyiben minden mérés tökéletes eredményt mutat, csak abban az esetben kerülhet büszke tulajdonosához a megálmodott BIZSÓK Hangsugárzó.