Hogy áll hozzá a hullámokhoz?

Hogy áll hozzá a hullámokhoz?

A zene rajongói köszönik szépen, jó viszonyba vannak a hullámokkal. Imádnak lubickolni bennük, élvezik, ahogy átcsapnak felettük, vagy csak lágyan ringatják őket. Ahogy a tengerben minden hetedik hullám más mint a többi, úgy a hanghullámok esetében is előfordulnak érdekes anomáliák. Az állóhullámról mindenki hallott, és még ha pontosan nem is tudja mit jelent, a hatását biztosan tapasztalta. Milyen közelről? Minél közelebbről, annál kellemetlenebb a hatása. Érdekes módon az álló hullám létrejötte többféle távolságból megtörténhet, de hatása minden esetben közeli élménynek tűnik. Ebben az írásban egy olyan hullám effektről írunk, amelyről az átlag ember talán nem is hallott, pedig garantáltan ki van téve neki a zenehallgatás során. Itt az ideje, hogy kicsit többet tudjon meg a tükör hatásról.

Sietünk megjegyezni, hogy többféle van belőle, ezek nagy része jól ismert, és a hangfal szobában való elhelyezésekor felelős a „tilitoliért”. Mi viszont soha nem hallott (dehogynem, csak nem tudott róla) dolgot ígértünk a bevezetőben. Nem kell túl messzire menni érte, az első tükör effekt már a hangforrásnál bekövetkezik. Nem hogy a kabineten belül, hanem a hangszóró keretein belül!

A tükör effekthez visszaverő felület kell. Minél nagyobb, simább és keményebb a felület, általában annál hatékonyabb a visszatükrözés. Ez eddig egyszerű csillagászat, nem? Milyen kemény a vas meg az alumínium? Márpedig a hangsugárzók oroszlánrészt ebből épülnek. A zene rajongói általában elolvadnak a gyönyörűségtől, ha hatalmas mágnest látnak fityegni a driver mögött. Belegondoltak már abba, hogy ez mekkora tükörnek számít hang szempontból? Legyenek erősek, hatalmasnak! Mihez képest? Főleg membrán felületéhez képest. Ám a membrán hozza létre a hangot, ezért sorrendben ez az első, ami „befogja a mozgó felület száját”, emiatt ennek hatása az elsődleges, minden más csak ezután rongálhatja, vagy módosíthatja kívánt, esetleg nem kívánt módon tovább a hangzást. Mindjárt megmondjuk, hogy miért.

A membrán felületéről válnak le a hanghullámok, ez közismert. Ám felületből, amiről hangok válnak le, kettő is van neki. Míg az elejével mindenki foglalkozik, a hátuljával csak a fizika, meg a tervező mérnök foglalkozik. Az elejéről leváló hullámok eredő dolgok, amelybe már minden hatás belekavart egy kicsit, vagy nagyon attól függően, hogy hol helyezkedik el a láncban. Szerencsés esetben legalább nagy vonalakban hasonlítanak arra, amire számítunk a bejövő jelek alapján, de ez egyáltalán nem garantált.

Szóval ott tartottunk, hogy hátrafelé is leválik a membrán felületéről a hanghullám, és megkezdi az utazását a légtérben. Nem tart sokáig ez neki, mert a mágnes meg a pólusvas útját állja, és szinte azonnal, kiváló hatásfokkal visszaveri. Mit tehet mást szegény lökéshullám mást, mint visszaindul. Ez az útja sem tart sokáig, mert beleütközik az őt nem túl régen létrehozó felületbe. Mivel az a gyártók igyekezete szerint a lehető legkönnyebb és legmerevebb anyagból van, annyi hatást gyakorol rá, amennyit csak tud. Hiába csökkentette a fizika törvénye négyzetesen az erejét, a csekély távolság miatt elég sok megmarad ám belőle. Amíg a hanghullámunk oda-vissza verődött, a membrán sem maradt tétlen és elmozdult. Ha csak ezt az egyetlen pillanatot vesszük figyelembe, a kívánt irányba, és a kívánt mértékben, de ekkor megérkezik a nem várt lökéshullám, és belerondít a mozgásába. Hogy azt fokozza, vagy csillapítja, az szerencse dolga. Az eltelt rövid idő miatt, a hullámhossz megegyezik, ezért két egyforma frekvencia eltérő fázisú összegzéséről beszélhetünk – csak azért, hogy könnyebb legyen bemutatni. Az alábbi ábrán a piros az elsődleges, a kék a visszavert, a fekete pedig az összegzett hullám nagysága.

Jól látható a felső ábrán, hogy amíg az időbeli eltérés csekély, inkább összeadódnak. Aztán a frekvencia növekedésével ez könnyen átcsaphat csillapításba, amit az alsó ábra szemléltet. Itt az eredő érték kisebb, mint az őt létrehozó két másik.

És igen, eljöhet az a különleges pillanat is, amikor a fázishelyes összegzés eredő értéke nulla, azaz nincs hallható hang, teljes a kioltás.

Ez iszonyú dolog a zenerajongó számára, viszont tökéletes magyarázata az állóhullámnak. Ha sokáig így maradna, csak fizetné a villanyszámlát, hogy az erősítője előállítsa a kívánt teljesítményt, de a hangszóróját csak nézegethetné, mert abból bizony hang nem jönne.

Nyugi, a természet gondoskodott arról, hogy a zenerajongók a pénzüket ne pazarolják hiába. Először is a visszavert hullám energiája csökken, nem tud teljes kioltást okozni, másrészt a frekvencia relatív gyorsan változik, harmadrészt a mérnökök rendszeresen megszegik az adott szavukat. Szerencsére, ígéreteik ellenére még sem sikerült nekik a legkönnyebb membránt létrehozni, ezért annak mozgó tömegét is meg kell tudni mozdítani a visszaverődött lökéshullámnak. Változó, hogy mekkora mértékű a „siker”. Rengeteg dolgot kéne figyelembe venni ahhoz, hogy ki lehessen számolni. Sokkal egyszerűbb meghallani – esküszünk!

Ha meg valaki arra szeretne vetemedni, hogy kiszámolja két hullám egymásra gyakorolt hatását, és meghatározni az eredő értéket, az a lenti képletet alkalmazhatja. Az egyszerűség kedvéért a második hullámhossz az eredeti fele, mert ha nem az lenne, a képlet is kissé bonyolultabbá válna.

Aki pedig inkább a hallgatózásnál maradna, joggal teheti fel a kérdést, hogy milyen mértékben befolyásoló tényező ez a hallható hangban? Furcsán hangzik a válasz, de publikus mérési eredmények a hangszórón belüli tükör effektről nem érhetők el. Mindenki a hangszóró eredő átviteli tartományát „szakérti” keresztül-kasul, és nem foglalkozik ilyen csekélységekkel.

Jó kérdés, hogy mennyire nevezhető csekélységnek mondjuk 8-10 dB korrekció? Berserker Hi-Fi fanatikusok ennek töredékéért gondolkodás nélkül taszítanak ki bárkit a soraikból. És most kapaszkodjon meg! A Raiho tervező mérnökeinek ennyivel sikerült CSÖKKENTENI a hangszórón belüli tükör effekt hatását azzal, hogy nem tele felületű hatalmas méretű mágnes motort, hanem neodímium oszlopokból, hézagokkal épített hatalmas méretű mágnes motort fittyentettek az egyedi tervezésű driver mögé. Azt meg talán soha nem is fogjuk megtudni, hogy egy hangszórón belül ennek mekkora a valós mértéke! Szédület nem?

Tekintsünk el attól, hogy kiderüljön, próbáljunk a megoldáson gondolkodni. Mivel a mágnes a szükséges rossz a hangszóróban, együtt kell élnünk a tükör effekt igen jelentős, de senki által nem ismert mértékével. Azaz mégsem! Van egy mérés mód, ami villant a hatásról valami információt. A lenti ábrán egy ribbon magas impulzus átvitelét látja, mert ilyet normál kónuszos hangszóróról soha nem mernének közkinccsé tenni.

Mivel a kb. 0,02 gramm tömegű membrán nagyon csekély mennyiségű energiát tárol, ezért a visszavert hullám hatása kiválóan tetten érhető a lecsengésben. Nyugodt szívvel nevezhetjük robbanékonynak, vagy szédületesen dinamikusnak, az a csekély lecsengés inkább mérhető, mint hallható.

De mi a helyzet azon a tartományon, ahol sokkal nagyobb energiákra van szükség, mert alig halljuk? A közép alsó traktusára, és a mélyekre gondolunk. Itt a visszavert hullámok hatásának csak egy nagyobb mozgó tömeggel bíró membrán tudna ellen állni, ám az meg szétmázolná a hangokat, és iszonyú energia kéne a mozgatásához. Szóval amíg valami teljesen más rendszerű hangkeltő eszközt nem találnak ki a mérnökök, úgy fest, együtt kell élnünk a hangszórón belüli tükör effekt senki által nem ismert mértékű hatásával. Igyekezzen ezt emelt fővel elviselni, és töltse az időt boldog tudatlanságban, minél több zenehallgatással.