Minden, amit az aktív hangfalakról tudni akartál
Nem születhet mindenki hangmérnöknek. Sőt, azok sem mind hangmérnökök, akik annak vallják magukat...
Ha hangmérnök vagy, nyugodtan abba hagyhatod az olvasást. Ez a cikk a kezdőknek szól. Ha felmerül benned, hogy kezdő vagy-e, vagy haladó, akkor mindenféleképpen olvass tovább! (Remo után szabadon)
Magyarul már az elnevezés is kavarodást okoz. Angolul a beépített erősítővel rendelkező hangfalat "self powered"-nek hívják, mi azt mondjuk: aktív hangfal. Ez önmagában nem jelentene gondot, ha nem lehetne könnyen összekeverni az ún. aktív hangrendszerrel, ami mást: utankénti erősítőt jelent. Így aztán könnyű belátni, hogy van "aktív rendszerű aktív hangfal". Vagy nem könnyű? Na, menjünk sorjában!
Ha egy szélessávú hangszórót rákötünk egy erősítőre, egy utas hangrendszert kapunk. A keverőből kapott jelet az erősítő felerősíti, meghajtja egy szem hangszórónkat, az pedig több-kevesebb sikerrel lesugározza a teljes hangfrekvenciás sávot. Persze inkább kevesebb sikerrel. Így aztán a jobb hangminőség érdekében több hangszóróval sugározzuk le a fül által hallható hangfrekvenciás tartományt. Ha ezt a tartományt két részre osztjuk, magas és mély hangokra, akkor értelemszerűen a magas tartományt egy erre a célra speciálisan kialakított hangszóróval a magas-sugárzóval, a mélytartományt pedig a mélysugárzóval szólaltatjuk meg. Természetesen kell egy eszköz, ami az erősítőből kijövő teljes sávot két részre osztja, ez a hangváltó. Tehát két utas hangrendszerünk felépítése a következő: a keverőből kapott jelet az erősítő felerősíti, a felerősített jelet a hangváltó szétválasztja magas és mély tartományra, majd a megfelelő hangszóróra juttatva előáll a teljes hangfrekvenciás tartomány. Köszönhetően a speciális hangszóróknak, immár jóval nagyobb sikerrel, mint egy utas rendszerünkben. Az itt használt hangváltó az ún. passzív hangváltó (cross, crossover). A passzív hangváltó passzív alkatrészekből (tekercs, kondenzátor, ellenállás) épül fel. Nevét onnan kapta, hogy működtetéséhez nem kell külső tápellátás. Előnye az egyszerű felépítés, az olcsóság (az aktív hangrendszerhez képest), hátránya, hogy csak korlátozottan lehet beavatkozni az átviteli sávba, és az erősítő által biztosított teljesítmény egy részét elfűti, így az soha nem jut el a hangszórókig. Ha a hallható sávot három, négy, stb. sávra osztjuk három-, négy utas, stb. rendszerekről beszélünk, ennek megfelelően természetesen, három, négy, stb. hangszórót kell használnunk. Nem érdemes nagyon sok sávra bontanunk a rendszert, mert az egyre bonyolultabb hangváltónak egyre nagyobb a vesztesége is, ami ráadásul nem jár a hangminőség észrevehető javulásával sem.
A passzív hangváltó hiányosságai miatt sokszor aktív rendszert használnak, ami a hangminőség ugrásszerű növekedésével jár, de a költségek is ezzel arányosan emelkednek. Két utas aktív rendszernél a keverő jele az aktív hangváltóra kerül, ahol kis jelszinten történik meg a hangfrekvenciás sáv felbontása a magas és mély tartományra, majd utanként egy külön erősítőre kerül a jel, s onnan a magas és mély hangszórókra. A megoldás több előnnyel is jár: az aktív hangváltóban a szűrők felépítésénél nem kell felesleges kompromisszumokat kötni, finomabban és pontosabban lehet beavatkozni az átviteli sávba, mint a passzív rendszereknél. A hangszórók elé kötött erősítők jól tolerálják a hangszórók frekvenciafüggő viselkedését, így nem hatnak vissza a hangváltóra. Az aktív hangváltóban lehetőség van a fázismenetbe történő beavatkozásra, a dinamika megváltoztatására (kompresszor/limiter), hangszínszabályzásra (EQ), stb. Különösen igaz ez akkor, ha DSP -t (Digital Sound Processor) használunk. Természetesen mindennek megvan az ára: utanként egy-egy végerősítő, aktív hangváltó, vagy digitális processzor.
E nagy kanyar után meg is érkeztünk az aktív (beépített erősítővel rendelkező) hangfalakhoz. Ha az erősítőt beépítjük a hangfal hátába, az egy laikusnak azonnali eredményt hoz: nem kell az erősítő és a hangfal közé kábel, egyszerűbb a hangosító felszerelés. Érdekes egybeesés, hogy ez a tervezésnél is fontos szempont, mert a végfok és a hangfal közé minél rövidebb és vastagabb kábel az optimális: ez itt megvalósul. Tehát a legegyszerűbb aktív hangfal az, amikor az erősítőt beépítjük a hangdoboz hátába. Két utas rendszernél itt megmarad a passzív váltó, és azon keresztül hajtja meg az erősítő a magas-, és mélysugárzókat. Ez tehát egy "passzív rendszerű aktív hangfal". Sok esetben még egy kis keverőt is beépítenek a végfok mellé, így közvetlenül mikrofont és egy jelforrást (pl. CD-, MP3-lejátszó) is megszólaltathatunk rajta.
Tipikus példa: ilyen "rohamhangosítás"-ra szánt doboz az AUDIOPOL E ACTIVE-12 (Listaára 75.000 Ft). A műanyag dobozba egy 12”-es mélysugárzó és egy 1"-es magas-sugárzó driver került, passzív hangváltóval, beépített erősítővel és egy három csatornás keverővel (mikrofon + 2 jelforrás). Egy ilyen aktív hangfalon egyszerű hangosítások, ünnepélyek, sportrendezvények gyorsan levezényelhetők, állványra téve, vagy lábmonitornak is használható.
Nem nehéz kitalálni, hogy egy aktív hangfalba építhetünk utanként is erősítőt. (bi-amplification). A keverő jele itt egy beépített aktív hangváltóra (magasabb kategóriában DSP processzorra) érkezik a jel, onnan külön-külön egy magas, ill. mély végfokra, majd a hangszórókra kerül. Tökéletes a teljesítmény-illesztés (a mérnök mondja meg, mekkora erősítő kerül a hangszóróhoz, nem a felhasználóra van bízva), lehetőség van a hangdoboz akusztikai hibáinak kiküszöbölésére. Ezen a szinten rendszerint már nincs beépített keverő, professzionális célra gyártják. Megérkeztünk a másik végponthoz, az "aktív rendszerű aktív hangfal"-hoz.
Ilyen felső kategóriás hangfal a Trevis Audio TA-12P (Listaár 430.000 Ft). A fűzhető szimmetrikus bemenet (XLR) a hangerőszabályzón keresztül egy beépített DSP-re kerül. A processzor nem csak a gondosan felépített hangváltót tartalmazza, de utanként beépített limitert is, ami megnehezíti a rendszer túlvezérlését, túlhajtását. A felhasználó négy beépített gyári DSP beállítás közül választhat: 1. Front (állványon, kis magas és mélyemeléssel) 2. Fill (állványon, egyenes átvitel) 3. Monitor (földön fekve, ehhez optimalizálva) 4. Crossover (állványon, mélyládával történő használatra). Mindkét hangszóró (12" mély + 1" magas driver Ferrofluiddal) digitális végfokról kapja a jelet. Természetesen mindenfajta beépített védelemmel ellátták (termikus, túlvezérlés, bekapcsolás-késleltetés stb.). A konstrukció külön érdekessége, hogy a neodímium mágneses hangszóróknak, a digitális végerősítőnek, a kapcsolóüzemű tápegységnek és a speciális könnyű réteget lemez doboznak köszönhetően rendkívül kicsi a tömege: mindössze 9,5 kg!
Természetesen a fejlődés, fejlesztés itt nem áll meg. Beépített erősítőket használnak nagy hangrendszerekben, line-array rendszerekben is kiegészítve számos praktikus szolgáltatással: távvezérlés, távfelügyelet...
Ez azonban már túlmutat ezen írás lehetőségein.
Hermann János
2014. október 1. 20:02