A széles-sávú, a kétutas és a háromutas hangsugárzó-rendszerek

Elektro-akusztikus átalakító, egyben a hangzás-reprodukció több, mint 100 éves eszköze a hangszóró. Feltalálása után magával hozta a megszólaltatásában fontos szerepet játszó hangfal vagy hangdoboz kialakulását majd pedig a teremakusztikai kérdéseket. A hangszórókat magába foglaló dobozt hangsugárzónak mondjuk, hangfalnak csak a valóban fal alakú megoldásokat nevezzük.

A hangsugárzónak a hallható hangok spektrumát kell lesugározni, de ennek egyenletességét betartani nem kis feladat. Agyunk a beszédtartományra a legérzékenyebb, hiszen az emberi beszéd az amivel kommunikálunk, megértjük egymást. A beszéd használatára, értésére a születéstől a halálunkig rá vagyunk utalva. Hallásunkat nem lehet kikapcsolni és alvás közben is működik, nem pihen. Az emberi beszéd hangtartománya 200Hz és 8 000Hz közötti, az emberi fül az 1000Hz – 3 500 Hz-ig terjedő hangmagasságokra a legérzékenyebb, ezen tartományokat nagyjából egyenletesen érzékeli. Az ember általában azokat a hangokat hallja, amelyek frekvenciája 20Hz és 20 000Hz közötti (ez az ún. hallható tartomány), de ez a tartomány jelentősen függ az illető személy nemétől, korától, életvitelétől, élete során elszenvedett betegségeitől és a környezeti zaj kitettségétől. Ezt az igen széles tartományt nagyobb eltérésekkel érzékeljük. Az ember ahogyan korosodik egyre kevésbé hallja a magas frekvenciákat és a mélyek alsó határértékéből is veszít. Amennyiben nem károsodott hallásunk az idők folyamán, hosszabb ideig jó a hallásunk, mint a látásunk.

Egy darab, széles hangspektrum lesugárzására képes hangszóró kielégíti a hallásunk és kommunikációnk követelményeit. Még azt is állíthatjuk: a zenét is élvezhetjük vele.

Nem azért kétutas egy hangsugárzó, mert két hangszóró van benne, hanem azért mert az erősítőből jövő elektromos jelet egy speciális áramkörrel, a hangváltóval ketté osztjuk! Az így képzett két tartomány két különböző hangszóróra bízva jobban meg tudja jeleníteni a zenét, a hangszereknek csak is rájuk jellemző felhangjait.

Nagyjából minden hangsugárzó lesugárzási szöge a sugárzott frekvenciával fordítottan arányos. Ezt mindennap tapasztalhatjuk, ha zenét hallgatunk, hiszen ahogyan kikerülünk a hangszóró közvetlen hatósugarából, már nem hallunk közvetlen magas-hangot, persze nem tűnik el teljesen, mivel az a szoba minden irányából visszaverődik felénk. A jelenség egyrészt annak köszönhető, hogy maga a hang is egyre inkább fényként kezd terjedni, ahogy a hullámhossza rövidül. A magyarázat másik része szorosan összefügg a hangszórók membránméretével. Ha a hullámhossz nagyobb a membrán méreténél, akkor a membrán gömbsugárzóként viselkedik. Ahogy haladunk frekvenciában felfelé, és a hullámhossz kisebb lesz a membrán átmérőjénél, egyre irányítottabbá válik a lesugárzás. Csakhogy egy hangsugárzóban jellemzően egynél több hangszórót találunk, ezért egyáltalán nem mindegy, hogy ezek mekkorák, mekkora frekvenciatartományt kell átfogniuk, és hol vannak a váltófrekvenciák. Amikor egy keresztezési frekvenciához érünk, a mély-közép hangszóró már javában irányítottan sugároz, amikor a magas-hangszóró átveszi tőle a feladatot és (a sokkal kisebb membránméretnek köszönhetően) hirtelen elkezd szélesen sugározni. Ezt a jelenséget természetesen nem lehet teljesen elkerülni, de a hangsugárzógyártók igyekeztek megtalálni az arany középutat, így a kétutas rendszereik mély-hangszóróinak méretét 16.5 centiméterben maximálták.

A háromutas hangsugárzó-rendszerek előnye, hogy a középsugárzó mérete lecsökkenthető, így az a keresztezési-frekvencia közelében is irányítatlanabb marad, ezzel finomabb átmenetet biztosítva a  magas-hangszóró felé. A másik előny, hogy külön mély-hangszóróval rendelkezünk, így a középsugárzót nem terhelik a mély-hangok energiáinak nagy kilengései. A kisebb kilengések kevesebb intermodulációs torzítással járnak, így a háromutas rendszerek középtartománya sokkal tisztább a kétutasokéhoz képest.