Hangszóró

Hangszórónak nevezzük azokat az elektronikai eszközöket, amelyek elektromos jelet hallható hanggá alakítanak.

Hangszórótípusok

Dinamikus hangszóró

A legelterjedtebb típus, amelyben egy mágnes belsejében csillapítottan lengő tekercs egy (általában kúposan kialakított) laphoz van rögzítve. Ha a tekercsben ingadozó erősségű áram folyik, akkor az megmozgatja a lapot (kónuszt), ami az áram erősségének megfelelően kitér. A hallható frekvenciatartományban (20 Hz - 20 kHz) ezt hangként érzékeljük.

Lengőnyelves hangszóró

A dinamikus hangszórótól abban tér el, hogy a tekercs áll, és egy kónuszhoz rögzített lágyvas „nyelvet” mozgat. (A 20. század közepe óta csak történelmi jelentősége van).

Piezoelektromos hangszóró

A piezohangszóró a piezoelektromosság jelenségét használja fel: bizonyos kristályok alakja megváltozik, ha megfelelő részeit elektromos feszültség alá helyezzük. Mivel a kristályok merevek, ezért csak nagyfrekvenciás hangokat tudnak kellő hatékonysággal előállítani.

Plazmahangszóró

A plazmahangszóró nem más, mint egy folyamatos plazmaforrás. Ahhoz, hogy hangszóróként tudjuk használni, változtatnunk kell a plazma térfogatát. Ez a változás a levegőben nyomáshullámot kelt, amelyet fülünk hangként érzékel. A plazmahangszóró lelke általában egy pár száz kHz, vagy néhány MHz frekvencián működő nagyfeszültségű generátor. A bemenő hangfrekvenciás jel modulálja a nagyfrekvenciás feszültség amplitúdóját (AM), vagy kitöltési tényezőjét (PWM), így hatással van a plazma térfogatára.

Forgóhangszórók

A forgóhangszóró kétfajta technikai megoldásra is utalhat.

Egy ventilátor lapátjainak szögét a hangjellel állítva akusztikus hangnyomást lehet előidézni. 20 Hz-nél alacsonyabb frekvenciáknál, nagy teljesítménynél használják, jellemzően kültéri eseményeknél.
A Hammond-orgona hangjának modulálására Donald Leslie által kitalált technikai megoldás, amikor egy hagyományos hangszóró elé egy propellert helyeznek, ami egyrészt színezi a hangzást, másrészt a hang forrása nem lesz beazonosítható.

Termoakusztikus hangszóró

2008-as bemutató alapján a Tsinghua Egyetem munkatársai egy szén nanocső réteggel állítottak elő hangot. A felületre vezetett áram azt felmelegíti, és a felülettel érintkező levegő hőtágulása kelti a hangot. Maga a réteg átlátszó, nyújtható és rugalmas. Összeépíthető szilíciumlapka alapú eszközökkel.^[1]

Átlátszó ionos vezető hangszóró

Egy 2013-as fejlesztés szerint az átlátszó ionos vezető hangszóró egy rugalmas réteg két oldalára felvitt elektromosan vezető zseléből áll. A vezetőkhöz vezetett hanggal modulált nagyfeszültég keltette rezgések jó hangminőséget állítanak elő.^[2]

Hangdoboz, hangfal

Falra szerelt kétutas, reflexcsöves hangfal

A hangszórókat akusztikai megfontolásokból megfelelő méretű dobozokban, illetve ládákban rögzítik. A doboznak több szempontból is előnyei vannak. Nemcsak mechanikailag rögzítik a hangszórót, de az akusztikus rövidzárat is kiküszöbölik, valamint egyenletessé teszik a frekvenciamenetet. A hangfal (baffle) elnevezés a nagy teljesítményű külső hangsugárzók kezdeti idejéből maradt fenn, amikor is nem használtak zárt hangdobozt, és a mély hangok akusztikai rövidzárának kiküszöbölésére hatalmas méretű sík lapra kellett rögzíteni a hangszórót. Általában több hangszóró található benne, nagyobb teljesítménynél esetleg csak egy. A hangszórók a teljes hallható tartománynak csak egy-egy részét tudják lesugározni. A hangfalakat jellemezhetjük a rákapcsolható tartós és időszakos teljesítménnyel, a frekvenciamenettel, az erősítő felé mutatott terhelő impedanciával, a torzítással és a hatásfokkal (1 W elektromos teljesítmény által létrehozott hangnyomás). A többutas hangfalak több, eltérő tulajdonságú hangszórót tartalmaznak, melyek más-más, számukra ideális frekvenciatartományban sugározzák a hangokat. Ezekben a bemenő jelet hangváltóval (más néven keresztváltóval) osztják szét mélyebb és magasabb hangtartományokba. Erre azért van szükség, mert a hangszórók a saját rezonanciafrekvenciájuk alatt nem tudnak sugározni. Ez dinamikus hangszóróknál a pille és a lágy felfüggesztés rugalmasságából adódik, ugyanis ez a két anyag bármennyire is rugalmas, valamilyen mértékben megnöveli a rezonanciafrekvenciát.

Hangrendszerek

Bővebben: Hangrendszerek

Több hangszóró megfelelő vezérlésével és megfelelő elhelyezésével térbeli hangzást lehet elérni. Ehhez a következő megoldásokat fejlesztették ki:

Monó

Egy csatornás rendszer. Nem ad térélményt, hordozható rendszerekben (zseb-, táskarádiók), vagy háttérzene hallgatáshoz megfelelő.

Álsztereó

Két hangszórós rendszer, azonban mindkét hangszórón ugyanaz a csatorna szól. A látszólagos térhatást egyes esetekben a két hangszóróra jutó hangok szétválasztásával (például: frekvencia szerint) érik el, de legtöbbször ez elmarad.

Sztereó

Kétcsatornás, két hangszórós rendszer. Olyan érzetet kelt (megfelelő beállítások esetén), mintha a színpad előtt hallgatnánk a zenét. Ez azonban csak egy pontban (vagy fejhallgatóval) élvezhető.

2+1 csatorna

A 2+1 csatornás, azaz sztereó, bal-jobb hangszórós rendszereket egy mélysugárzóval egészítették ki, hogy ne kelljen egy dobozba építeni a bal-jobb dobozzal, ezzel csökkentve az akusztikai interferenciákat.

Kvadrofon

Négy hangszórós rendszer (quadrophonic): első-hátsó sztereó. Nem terjedt el, mivel megjelenésekor költséges volt előállítani négy csatornát kezelő hanghordozót. Audiokazettán rendelkezésre áll 4 sáv, bakelitlemezen azonban bonyolult módszereket dolgoztak ki – több, egymással inkompatibilis szabvány született, amik nem tudtak elterjedni. Rontotta az esélyeket, hogy a többszöri lejátszás során a ráadás két csatorna adatai hamar lekoptak, így sztereóként szólalt meg a lemez. Voltak kvadrofón rádióadások is Magyarországon: A 4 sávot egyszerre közvetítette a Petőfi Rádió és a 3. műsor 2-2 felosztásban.

4+1 csatorna

Dolby Stereo: A Dolby Laboratories cég a mozik számára négy csatornát vitt fel a sztereó sávra: jobb, bal, közép, surround (környezet). LFE (Low Frequency Effects), vagyis mély csatorna is előállítható a mély hangok kiszűrésével.

5+1 csatorna

Hat hangszórós rendszer: első sztereó, hátsó sztereó, valamint center (elöl középen) és mélysugárzó hangfalak veszik körbe a hallgatóságot. A center szerepe leginkább a filmek prózai részén van, tehát a filmben lévő beszédhangok sugárzása a center sugárzó szerepe, eltekintve a speciális effektektől.

AC-3

Adatsebesség: 32–640 kb/s. Mintavételi frekvencia: 48 kHz.

DTS

Mozikban használt hangtechnika, 5+1 vagy 7+1 hangforrás elrendezésben. 384 kb/s adatátviteli sebességgel, 24 bites felbontással, 192 kHz mintavételi frekvenciával állít elő 8 csatornás CD minőségű hangot.

6+1 csatorna

Dolby Digital EX: Hét hangszórós rendszer, első sztereó, hátsó sztereó, valamint 2 center, egy elöl középen, egy pedig hátul középen és mélysugárzó hangfal.

7+1 csatorna

Ugyanaz, mint az 5+1-es hangrendszer, de kiegészítve még egy pár sztereó hangfallal. Így a 7.1-es rendszer áll első sztereó, középső sztereó, hátsó sztereó, első center és mélysugárzó (subwoofer) hangszórókból. A számítógépek mai modern alaplapjaira sokszor már integrálva van egy 7.1-es hangkártya.

Jegyzetek

↑ Xiao, Lin, Kaili Jiang (2008). „Flexible, Stretchable, Transparent Carbon Nanotube Thin Film Loudspeakers” (angol nyelven) (PDF). Nano Letters 9 (12), 4539-4545. o. DOI:10.1021/nl802750z. (Hozzáférés: 2017. május 12.)
↑ Transparent gel speaker plays music through the magic of ionic conduction (video), 2013. augusztus 30.

Külső hivatkozások

A Wikimédia Commons tartalmaz Hangszóró témájú médiaállományokat.

Kapcsolódó szócikkek

A hangszóró története

[1] Xiao, Lin, Kaili Jiang (2008). „Flexible, Stretchable, Transparent Carbon Nanotube Thin Film Loudspeakers” (angol nyelven) (PDF). Nano Letters 9 (12), 4539-4545. o. DOI:10.1021/nl802750z. (Hozzáférés: 2017. május 12.)

[2] Transparent gel speaker plays music through the magic of ionic conduction (video), 2013. augusztus 30.

[1]

[2]