Mélysugárzók viselkedése a lakószobában

Egy hangfal alacsonyfrekvenciás viselkedését drasztikusan befolyásolja a szoba akusztikája. A mélyebb frekvenciákon a szoba méreteitől és berendezésétől függő úgynevezett "állóhullámok" alakulnak ki, amelyek gyakran okozzák a frekvencia átvitel torzulását, akár +/- 10 decibeles eltéréseket okozva különböző frekvenciákon. A hallgatási pozíció és a hangfalak elhelyezésének ügyes megválasztásával ezt a hatást csökkenteni lehet, különösen akkor, ha egynél több mélysugárzót használunk. Két mélysugárzó használatával kiegyenlítettebb mélyfrekvenciás átvitelt lehet elérni, azonban ebben a cikkben a dolgok egyszerűsítése végett csak egy mélysugárzót használunk. Ez leegyszerűsíti magát a mérési folyamatot, csökkenti az adatok mennyiségét, de leginkább azért fontos, mert így tisztán megmutatkozik a szoba akusztikai módjainak a hatása. A referencia szoba (szélesség 4.43m, hosszúság 6.21m, magasság 2.60m) akusztikai vizsgálatához az alábbi mérés sorozatot végeztük el:

1.) Az XTZ 99W12DSP mélysugárzó szabadtéri frekvencia átvitelét a beépített DSP segítségével 13Hz-ig teljesen kiegyenlítettük annak érdekében, hogy a hallgatási pozícióban nagyjából az elhelyezéstől függetlenül csak a szoba akusztikai befolyását tudjuk mérni.

2.) Ezután a mélysugárzót 76 különböző pozícióba helyeztük el egy 50cm-es élhosszúságú rácsozat mentén, az ábrán piros pontokkal jelölve.

3.) Megmértük a frekvencia átvitelt hat különböző hallgatási pozícióban, az ábrán kék pontokkal jelölve.

Az eredményeket az alábbi ábra szemlélteti (mind a hat hallgatási pozícióban mért hangnyomás értékek átlaga). Csak az állóhullámokhoz tartozó 29, 40, 55 és 83 Hz-es, valamint a 13 Hz-es alsó határfrekvenciához tartozó értékeket látjuk.

A következő ábra mind a 456 mért frekvencia átvitelt mutatja egyidőben:

- a 456 mérés átlaga (lilával jelölve) erős kiemeléseket mutat 30,40, 47 és 55 Hz-en.

- 60 Hz alatt a kiemelések elérik a 10dB-es értéket is.

Általános tendencia 55 és 30 Hz között az átvitel 6dB/oktávos emelkedése az alacsonyabb frekvencia irányában. Annak érdekében, hogy a frekvencia átvitel lineáris maradjon, a mélysugárzó karakterisztikája ennek a tükörképe kell, hogy legyen, azaz 6dB/oktávos csökkenést kell mutasson 55 Hz alatt, ami a többség számára elsőre talán meghökkentő.

Megjegyzés: A megállapítások természetesen hasonló méretű szoba esetén érvényesek. Nagyobb szobák esetén a problémás tartomány az alacsonyabb frekvenciák, kisebb szobák esetén pedig a magasabb frekvenciák felé tolódik el.

A mélysugárzót az X=2, Y=2 pozícióban elhelyezve és mérőmikrofont a első középső hallgatási pozicióban tartva a frekvencia átvitel az alábbi:

-    35 Hz-től 150 Hz-ig a frekvencia átvitel nagyjából lineáris
-    55 Hz-nél egy nagyon zavaró 15 dB-es kiemelés jelentkezik
-    36 Hz-től 30 Hz-ig egy közel 20 dB-es frekvencia átviteli növekedés tapasztalható
-    Az ilyen mértékű linearitási problémák kezeléséhez parametrikus ekvalizátor vagy DSP-vel(digitális jelfeldolgozó   processzorral) felszerelt mélysugárzó szükséges

Következtetések:

• Egy mélysugárzót használva a hangnyomás értékek eloszlása nagymértékben fluktuálódik, ezért a mélysugárzó elhelyezésének vagy a hallgatási pozíciónak a megváltoztatása nagy hatással van az átvitelre, amit tanácsos kipróbálni. A mérések bizonyítják, hogy a szoba akusztikai tulajdonságai akár 45dB-es eltéréseket is eredményezhetnek. Ez azt sugallja, hogy a szoba akusztikai tulajdonságaira koncentrálva és azt korrigálva nagyobb minőségi javulás érhető el, mint ha különböző csoda kábel és egyéb tuning megoldásokra költenénk.
• A 20Hz-ig lineáris frekvencia átvitel elérése korántsem olyan kívánatos általában - legalábbis hasonló szoba méretek esetén – mert ez gyakran döngő mélyfrekvenciás átvitelt eredményez. Talán ez az oka annak, hogy sok audiofil olyan mélysugárzókat preferál, amelynek alacsony frekvenciás átvitele enyhén csökkenő jellegű(pl. a zárt típusúak). Ez egy vitatható álláspont, de nagyon is igaz. Az elsődleges cél a lineáris frekvencia átvitel elérése a teljes rendszer - beleértve a szobát is - tekintetében, az egyedi komponensek tökéletesre optimalizálása helyett.
• A mélysugárzó elhelyezésétől függően vagy enyhén csökkenő alacsonyfrekvenciás átvitelű (zárt doboz), vagy egy 50Hz környékén kiemeléssel, és 40Hz alatt meredek vágással rendelkező( basszreflex doboz magasabbra hangolva) mélysugárzó konstrukció a kívánatos. Ezért ajánlatos olyan mélysugárzót választani, amely megengedi az frekvencia átviteli módosítását elektronikusan( kapcsolható bass boost és/vagy állítható magas áteresztő szűrő)  vagy akár mechanikusan hangolható(egy vagy több zárható basszreflex cső) módon.
• Az ideális megoldás a parametrikus ekvalizátor használata a mélysugárzó és a szoba tökéletes integrálására, amelyre a DSP alapú mélysugárzók technológia a legalkalmasabb.
• Általában ajánlott az egynél több mélysugárzó alkalmazása. Ezek ügyes elhelyezésével az átviteli problémák jelentős része orvosolható, így a lineáris frekvencia átvitel könnyebben elérhető.

Ez a cikk az XTZ oldalán a Hifi Selbstau engedélyével közölt cikk fordítása.