HangHír

SzervizGuru – PLASZTIK, PWM, DSP, D-CLASS…?

SzervizGuru – PLASZTIK, PWM, DSP,  D-CLASS…?
Email this to someoneShare on Facebook4Share on Google+0Tweet about this on Twitter

A cikk elolvasásához 11 perc szükséges.

‘Modern műanyag aktív hangfalak- működés és felépítés tekintetében.’  – Ez lett volna a cikk eredeti címe, csak furán nézett ki a címsorban és hosszú volt…. bár a mostani cím sem sokkal jobb vagy rövidebb… 🙂 Na, ne akadjunk fenn apróságokon. Csapjunk bele! Üdvözlet a SzervizGuru rovat első írásának olvasói között!

Most már sejthetitek, hogy ebben a cikkben az oly sok szakmai vita beszélgetés témáját adó műanyag hangalakról fogok írni, több mint 15 év szervíz és kereskedelmi tapasztalatom alapján.

A címben szereplő témában elég sok információ látott napvilágot. Én most egy olyan nézőpontból szeretném megközelíteni a témát, ami kifejezetten azoknak a hangtechnikai eszközökkel dolgozó, vagy azok által érdeklődő emberek számára lehet érdekes, akik egy kicsit egyszerűbben szeretnék értelmezni a száraz technikai adatokat.

Pályafutásom során rengeteg megfejtéssel találkoztam, és azt kell hogy mondjam, hogy ezek között sok jó tervezésű aktív hangfallal is. Főként az ezekkel szerzett tapasztalataimról és gyakorlati technikai megvalósításukról szeretnék írni.

Ami szembetűnik a jelenlegi piaci kínálatban, hogy egyre több a jó ár/teljesítmény arányú aktív láda. Régen ez másképpen volt. Főleg a nagyobb gyártók (Electro-Voice, Mackie, FBT, RCF stb.) gyártottak aktív hangalakat. Ezeket a termékeket általában a magas ár és az emberes tömegű, nehéz doboz jellemezte.

Látható volt, hogy bár az aktív hangfalak jobb specifikációt kaptak a beépített erősítők és hangszórók kombinációjának köszönhetően, a külső  végfokokkal hajtott passzív rendszerek elfogadottabbak és egyben megfizethetőbbek voltak. Régen…

Ez az információ csak azért fontos, hogy megértsük az aktív hangfalak tömeges elterjedéséhez valamilyen módon  csökkenteni kellet azok árát és tömegét.

A tervezési fázis egy aktív hangfal esetében is, a láda és beépített hangsugárzó viszonyával kezdődik. Most ne menjünk bele “Thiele/Small” paraméterek alapján való tervezésbe, hanem inkább a láda anyaga, mint rezonanciamentes doboz, a jól megválasztott hangsugárzó és a beépített erősítő és tápegység által alkotott egységre gondoljunk.

Az ár mellett ma három fontos fizikai szempontot tartunk szem előtt:

  • legyen a hangfal kis tömegű
  • szállítható méretű
  • és jó nagy teljesítményű

A műanyag doboz:
A hangfal tömege a doboz, a hangszóró mágnes, az erősítő és természetesen a tápellátás méretétől függ. Ma már lehetséges speciális műanyagból is jó hangdobozt készíteni. Ez lehet sokak számára még mindig szentségtörés, de egy műanyag doboz tökéletesen megfelelően működhet akusztikai szempontból, ha gyártásához profi technológiákat és anyagokat használnak fel. Itt a műanyag doboz fröccsöntésénél használatos, gázzal történő injektálásra gondolok, ami sokkal jobb belső profil kialakítást és nagyobb szilárdságot tesz lehetővé, illetve a belső falak bordázására amelyek szintén nagy szerepet játszik a megfelelően merev doboz kialakításában.

Jó minőségű, merevített műanag doboz belső

Ez itt egy szépen kivitelezett, bordázott, megfelelően merevített műanyag hangfal belső

Doboz merevítés

Még mindig a merevítésekről beszélünk.

olcsó műanyag hangfal belső

Ez itt egy olcsó kínai műanyag hangfal belseje. Jól látható a különbség anyagvastagságban, a merevítések hiányában.

Olcsó hangtölcsér - No comment.

Na, és akkor ez itt kínai barátunk tölcsére… no comment.

A hangszóró:
Itt most csak egyetlen paraméterre szeretném felhívni a figyelmet, amit én egy doboz szétszerelésekor én rögtön megnézek. A hangszóró tömegét a mágnes és kosár együttese adja. Ideális esetben a magasabb kategóriás hangfal típusokban alumínium öntvény kosarat és neodímium mágnest alkalmaznak a nagyobb hatásfok elérése érdekében.
Amennyiben nem öntvény kosaras a hangszóró, nálam már elkezd kilógni a lóláb… Nem tehetek róla, én még egy olyan korszakban szocializálódtam, amelynek hírnökei az anyagban hittek . “Vas-, és acél népe”… sicc.

B&C mélysugárzó

Nem véletlen, hogy a legtöbb top-kategóriás gyártó, az olasz B&C cég hangszóróit választja.

Erősítő és tápegység:
A mai aktív hangfalakban használt erősítők vagy analóg AB vagy digitális D-osztályúak esetlegesen tervezéstől függően ezek kombinációi.

A tápegység napjainkban jellemzően transzformátorral épített „puffer táp”, vagy impulzustáp. …. és el is érkeztünk ahhoz a ponthoz, ami megmagyarázza, hogy miért is volt szükség a klasszikus technológiák és építkezési elvek megváltoztatására.

Hangfrekvenciás szempontból az AB-osztályú erősítő mondható a legjobbnak. Annak ellenére, hogy nagy a hőleadása és 70-80%-os hatásfokú erősítést képes csak elérni. A többi mint meddő teljesítmény, ami “eldisszipálódik” a hűtőbordán.

Egy diszkrét, tehát nem egy integrált áramkörbe bezsúfolt panel és a hűtőborda mérete relatív nagy és a szellőztetésről is gondoskodni kell, tehát a beszerelése is körülményesebb.

Egy mai D-osztályú erősítő hatásfoka 100%-os, ami azt jelenti, hogy minden egyes pillanatnyi impulzust maximumra tud erősíteni.

Ez a gyakorlatban ez úgy néz ki, hogy amíg egy AB-osztályú erősítő folyamatos, tehát nem impulzusszerű tranzienseket közvetít, addig a D-osztályú változat kifejezetten rövid, de nagyobb impulzusokkal dolgozik.

Például, ha egy pumpáló basszust engedünk át a két erősítőn azt tapasztalhatjuk, hogy amíg az AB-osztályún keresztül kisebb teljesítménnyel halad át és kiegyensúlyozottabban szól, addig a D-osztályú sokkal pregnánsabb, feszesebb karakterrel szólal meg.

D-osztály

Ilyen egy FBT aktív hangfal szépen megtervezett D-osztályú végfok panelje.

Viszont abban az esetben, ha egy vonós szekciót hallgatunk amelyben inkább a hosszan kitartott hangokra figyelünk, az AB-osztály nagyobb dinamikájú, jobban szétválasztható,  és egyben részletesebb spektrummal gazdagítja zenét.

AB-osztaly

Klasszikus tervezésű, transzformátorral táplált AB-osztályú erősítő.

A D-osztályú erősítővel meghajtott hangfal sem szól rosszul, de működéséből adódóan nem ugyanazokat a finomságokat kapjuk meg, mint az AB-osztály esetében.

Mivel a nagy hatásfok főleg a mély és mély-közép tartományban fontos, ezért gyakran kombinálni szokták a két típust a gyártók. Tehát egy kétutas rendszer esetén a mély/közép tartományt D-, a magas tartományt egy AB-osztályú fokozat hajtja.

Ezzel a megoldással szép kerek hangépet kaphatunk. Nagy lesz a rendszer hatásfoka,  a dinamika tartomány és a magasak is szépen fognak csilingelni.

Természetesen a fentebb leírtak csak nagy általánosságok. Az is hozzátartozik az igazsághoz, hogy a hallásunk nagy mértékben a szubjektív megítélésünkön is múlik, azzal kapcsolatosan hogy mit hallunk, vagy egyáltalán mi az amit hallani akarunk. Senki ne gondolja, hogy ha a jövőben egy D-osztályú erősítővel szerelt hangfallal találkozik akkor mindent rögtön észre fog venni a leírtak alapján, de ha mellette van egy klasszikus AB építésű egészen bizonyos, hogy rögtön szembetűnő lesz a különbség.

Néhány gondolat az impulzustápról:
Mivel a  hagyományos tápok hírhedten nagy tömegűek, a sima Toroid vasmagos és jó nagy pufferkondikkal szerelt paneleket helyettesíteni kellett egy elektronikailag bonyolultabb, de hatásfokában megfelelő képességű megoldással.

A leírtak alapján ki merem jelenteni: ha nincs elég erő a tápban akkor az egész rendszer egy fabatkát sem fog érni. Kicsi táppal nem lesz mély tartomány, eltűnik a dinamika és vele az egész hangkép egy “légüres térben mozgó, lagymatag massza” lesz.

Tehát vagy egy nagy, akár túlméretezett hagyományos tápra van szükségünk, vagy egy megfelelő kapcsolóüzemű vagy más néven impulzustápra, hogy igazán jó hangminőséget kapjunk.

Az impulzustáp működésének leírása egy külön cikket érdemelne a jövőben, de a lényeg röviden összefoglalva az, hogy az impulzustáp, amint a nevében is benne van impulzusokkal kalkulál. Minél nagyobb teljesítménnyel terheljük meg annál szélesebb impulzusokkal állítja elő a meghajtáshoz szükséges áramot. Mérete sokkal kisebb és a súlya töredéke egy transzformátornak. Tehát számos érv szól a használata mellett. Nem véletlen, hogy napjaink elektronikai iparában, így a hangtechnikai szakmában is ezt  megoldást választják elsődlegesen a fejlesztők. Na meg persze nagy mennyiségben gyártása olcsóbb is, mit a hagyományos diszkrét technológiáké…

powersoft-pfc-pwm

A Powersoft K10 erősítő feszültség/áramerősség/pillanatnyi áram értékei 2x2kW-on hajtva.

A DSP-ről tömören:
A manapság kapható aktív hangfalakban gyakran előforduló érdekesség a DSP vezérlés. Itt arról van szó, hogy a hangfalban a két meghajtó erősítő bemenetére raknak egy bemeneti áramkört. Ezt úgy is felfoghatjuk, mint a kétutas hangfalak esetében, az erősítők elé bekötött keresztváltókat.

A különbség az, hogy a hangfal vonali bemenetére kötött jelforrást ledigitalizálják, majd egy nagyon gyors processzoron futtatott speciális algoritmussal dinamikát, hangszínt, frekvenciamenetet számolnak és ezt a jelet alakítják vissza analóggá, amit már a független két útra küldenek szét. Ezzel a megoldással sokkal egyszerűbben optimalizálható a hangfalak hangzása, hiszen digitálisan állítható minden a jelet befolyásoló paraméter. A hangszín és dinamikaszabályzás mellett, gyakran ezek a DSP-k felelnek a túlvezérlés és túláram védelemért is, de vannak még olyan modellek, ahol ezeket a feladatokat diszkrét elemekkel oldják meg a gyártók.

promaxxdsp

Az FBT 2016-os ProMaxX sorozatának kezelőfelülete beépített DSP-vel, LCD kijelzővel.

Az itt leírtak alapján is látható, hogy mennyire összetett, mennyi paramétertől függ egy egy jól megkonstruált aktív műanyag hangfal minősége.

Bízok benne, hogy ez a rövid, bemelegítőnek szánt leírás hasznos információkkal szolgál azoknak akiket az unalmas specifikációk olvasgatása mellett egy kicsit mélyebben érdekel, hogy mit jelentenek a katalógusokban olvasható rejtélyes mozaik szavak és technológia elnevezések. Folyt. köv. —- Balázs —-