Hangszóró

elektronikai eszköz, amely elektromos jelet hallható hanggá alakít

Hangszórónak nevezzük azokat az elektronikai eszközöket, amelyek elektromos jelet hallható hanggá alakítanak. Az aktív hangszórók jelerősítő elektronikával vannak egybeépítve.

Hangszórótípusok szerkesztés

Dinamikus hangszóró szerkesztés

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 szerkesztés

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 szerkesztés

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 szerkesztés

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 szerkesztés

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 szerkesztés

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 szerkesztés

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 szerkesztés

 
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 szerkesztés

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

Monó szerkesztés

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

Álsztereó szerkesztés

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 szerkesztés

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 szerkesztés

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 szerkesztés

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 szerkesztés

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 szerkesztés

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 szerkesztés

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

DTS szerkesztés

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 szerkesztés

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 szerkesztés

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 szerkesztés

  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.

Külső hivatkozások szerkesztés

A Wikimédia Commons tartalmaz Hangszóró témájú médiaállományokat.

Kapcsolódó szócikkek szerkesztés