Mélyládák, gyakran ismétl?d? kérdések

A házi autóhifit általában mindenki a mélyláda barkácsolással kezdi, és sokan nem is építenek mást, csak mélyládát. Ezért gondoltam, hogy van jogosultsága egy külön mélyláda FAQ-nak. Az iromány annak idején Surányi Ferivel közösen készült, aztán sokáig hevert a (HDD :-)) fiók mélyén. Egyéb újdonság hiányában el?vettem, és kicsit leporoltam.

________________________________________

Mi is az a mélyláda?

A mélyláda vagy szubláda feladata az autóban az alacsony frekvenciájú (20 Hz - 60..80 Hz) közötti hangok lesugárzása. Ezek azok a hangok, amit?l úgy érzi az ember, hogy a veséjébe hatol a zene. :-) A szubládában lev? hangszórónak igen nagy teljesítményt kell lesugároznia, ezért elég komoly mechanikai követelmények vannak mind a ládával, mind a hangszóróval szemben. Ugyan a zene érdemi része nem a mélyládából jön, mégis egy nem megfelel? mélyláda tönkre tudja tenni az egész rendszer hangzását, hiányában pedig vérszegény lesz az egész.

Miért olyan nagyok a mélyládák?

Ahhoz, hogy ilyen alacsony frekvenciájú hangot megfelel? er?vel lehessen megszólaltatni, a hangszóró membránfelületének és a membrán lehetséges kitérésének is nagynak kell lennie. Kisebb hangszóró esetén a membránnak többet kell mozognia ahhoz, hogy ugyanakkora hanger?t lehessen elérni. Ezért a szubbasszus hangszórók a többinél nagyobbak (25, 30 vagy 38 cm a leggyakrabban használt méretek). Nagy hangszórónak pedig nagy láda kell (lásd részletesen a Thiele-Small paraméterek részben). A nagyobb láda alacsonyabb frekvenciákat tesz elérhet?vé.

Milyen ládák vannak?

Elso" közelítésben háromféle ládát szoktunk emlegetni: zárt (nincs rajta lyuk), basszreflex (egy hangszóró és egy vagy több cso" zenél @felváltva"), bandpass vagy sávátereszto" (a hangszóró a doboz közepén van, és csak a csövön vagy csöveken jön ki a hang).

A zárt ládák hangmino"sége általában jobb, cserébe a basszreflex és bandpass ládáknak jobb a hatásfoka (ugyanakkora ero"síto"vel nagyobbat szólnak és alacsonyabb frekvenciákat képesek megszólaltatni). Melyik jobb? Általános válasz nincs.

A bandpass ládák frekvenciaátvitelét felülro"l is korlátozza a láda, általában egy-másfél oktávnyi (pl. 25..60 Hz) tartományban mu"ködnek ezek a ládák.

Miért kell a mélyládát ero"síto"vel hajtani?

A mélyhangszóró megfelelo" teljesítménnyel történo" hajtásához a fejegységek kimeno" teljesítménye nagyon kevés. Mivel az összes hangszóró közül ez adja le a legtöbb energiát, ide kell a legnagyobb teljesítmény is ero"síto" oldalról. Ezt tetézi az, hogy a mélyhangoknak még "át kell küzdeniük" magukat a csomagtartóból az utastérbe.

A leírtak miatt a gyakorlatban gyakran használnak két ero"síto"csatornát úgynevezett hídkapcsolásban a mélyláda hajtására. Ezzel elso" közelítésben megnégyszerezheto" a teljesítmény. Lényeges tudni, hogy hídkapcsolásban az ero"síto" a hangszóró impedanciájának (kb. ellenállásának) csak a felét érzékeli, tehát egy 4 ohmos mélynyomót hídban hajtva, olyan, mintha két db 2 ohmos mélynyomót kötnénk be normál üzemben. Ezért mindenképp elleno"rizni kell, hogy mekkora impedanciát visel el az ero"síto". (Természetesen az is lényeges, hogy hídba kapcsolható-e, de a modern ero"síto"k szinte kivétel nélkül hidalhatók.)

Tudok-e otthon mélyládát építeni?

A mélyláda építés remek mulatság, ha valaki szeret barkácsolni, ám az eredmény nem garantált. Jómagam két napot küzdöttem az "egyszeru", méretezési hibákra kevésbé érzékeny" zárt mélyládám behangolásával. Senkit nem akarnék rábeszélni, hogy elegendo" türelem, szerszámok és mu"hely hiányában nekiálljon. Ha ezek megvannak, akkor is csak azért, hogy a csomagtartó kihasználtsága optimális legyen. Az általános vélemény az, hogy mélyládát csak meghallgatás alapján szabad vásárolni.

Ha valaki mégis ládaépítésre adja a fejét, elo"ször olvassa el az idevonatkozó alapismereteket, aztán pedig a fontosabb gyakorlati tippeket.

Magát a ládát célszeru" 19 mm-es MDF lemezbo"l építeni. Az elo"lap, amin a hangszóró van, leheto"ség szerint legyen dupla. A lapokat ragasztással rögzítsük, mert a ládának légmentesen kell zárnia, hogy jól szóljon. Igény esetén a ragasztáson felül még csavarozni is lehet. A kész ládát utána kárpitanyaggal vonjuk be. A hangolást a tömítôanyag adagolásával végezhetjük (speciális vatta, autóhifi boltokban kapható), de szubládába alapveto"en nem kell csillapítóanyag.

Ládát házilag építeni nem olcsóbb, mint készen venni!

Milyen hangszórót milyen ládába kell berakni?

Ez a hangszóró paramétereinek függvénye. Zárt ládával általában nem lehet nagyot bukni, de a basszreflex és bandpass ládák pontos méretezést igényelnek. A "fogunk pár deszkát, megmérjük, mekkora láda fér be a csomagtartóba, aztán hadd menjen" filozófia igen nagy valószínu"séggel nem fog jó eredményt hozni, rosszabb esetben tönkretehetjük a hangszórót. Ezért az elmélet ismerete nélkül ne álljunk neki ládaépítésnek. Pontosabban: a hangszóró paramétereinek ismerete nélkül. Ha ismerjük a hangszóró fo"bb paramétereit, akkor egy alkalmas programmal meg tudjuk tervezni a ládát.

Miért kell egyáltalán láda a hangszóró köré?

Ha nem rakjuk a hangszórót dobozba, akkor úgynevezett "akusztikus rövidzár" keletkezik, és a hangszóró hatásfoka igen rossz lesz. Ennek oka, hogy a hangszórómembrán elo"remozdulásakor a hangszóró elo"tti levego" beáramlik a membrán mögé, a membrán hátramozdulásakor meg vissza a membrán elé, és ezáltal a lesugárzott energia megleheto"sen kevés lesz (nem beszélve arról, hogy a hangszóró tönkremehet a nagy membránlengésekto"l). Ha viszont dobozba zárjuk a hangszórót, megakadályozzuk a levego" ilyen mozgását, és ezzel javítjuk a hatásfokot. Másrészt a dobozba zárt levego" egy plusz rugóként mu"ködik, és így "rásegít" a membrán alaphelyzetbe történo" visszatérésében.

Felmerül a kérdés, hogy a kalaptartó esetében miért nincs akusztikus rövidzár. Nos, van. Ebben az esetben valami olyasmi történik, mintha a hangszórót egy véges méretu" falba építenénk. Érdekes módon, a hátrányok ellenére, így is lehet hangszórót használni, mint ahogy azt Siegfried Linkwitz weboldalán elolvashatjuk. Mondjuk o" nem autóban használja.

A Thiele-Small paraméterek

Ahhoz, hogy a láda típusát és méreteit el tudjuk dönteni, minimum ismernünk kell a hangszóróThiele-Small paramétereit. Ezek közül a gyártók általában minimálisan három adatot adnak meg: Az Fs (rezonanciafrekvencia), VAS (ekvivalens levego"térfogat) és a Qts (teljes jósági tényezo") értékét. Röviden összefoglalva és ero"sen általánosítva,

- minél alacsonyabb az Fs, annál mélyebb hangokat lesz képes leadni a kész láda,

- (többek között) a VAS értéke fogja meghatározni a szükséges ládaméretet,

- a Qts értéke fogja meghatározni a mélyláda típusát.

A hangszóró dolga ugye a hang visszaadása. :-) A hang, mint tudjuk, a közvetíto" közeg, jelen esetben a levego" rezgése. A hangszóró tehát a levego"t rezegteti a membránja segítségével. A membrán elo"re-hátra mozgását kordában kell tartani. A legjobb nyilván az lenne, ha a membrán súlytalan, de teljesen merev lenne. Ez persze nehezen megvalósítható. :-) A valóságos hangszóró egyes jellemzo"inek (mozgatott tömeg, membránfelfüggesztés merevsége, elektromos jellemzo"k) a "kondenzációja" a Qts paraméter. Ennek értéke sokat elárul a hangszóró alapveto" jellemzo"iro"l, és így a használhatóságáról is. Gyakorlatilag ennek alapján hozhatjuk meg a döntést arról, hogy milyen ládát építünk az adott hangszóróval. A Qts értéke a gyakorlatban 0.2 és 0.5..0.8 között mozog, ennél alacsonyabb Qts-sel nem nagyon készül hangszóró, míg a nagyobb Qts esetén nem igazán lehet normális (méretu") mélyládát építeni a hangszóróval. Ez persze nem feltétlenül jelenti a hangszóró használhatatlanságát: a kalaptartóra való mélyhangszórók tipikusan magas Qts-sel rendelkeznek. Ero"sen egyszeru"sítve a dolgot, a Qts-t felfoghatjuk úgy, mint a membránfelfüggesztés merevségét leíró paramétert: minél alacsonyabb a Qts, annál lágyabb a membrán felfüggesztése (ezért kell dobozba zárni). Ha viszont magas a Qts (merev a membrán), akkor jól fogja viselni a terhelést a ládába zárt levego" visszarúgó hatása nélkül is (ezért lehet kalaptartóra szerelni, és ugyanezért magas az autós hangszórszettek mélyközép hangszórójának a Qts értéke).

Igen, de az sem mindegy, mekkora dobozba szereljük a hangszórót. A kisebb dobozban kevesebb levego" van, ami ugyanakkora membránkitérés mellett jobban összenyomódik, vagyis nagyobb rugóero"t jelent, míg nagyobb dobozban nyilván kisebbet. Azt, hogy mikor lesz a bezárt levego" visszatéríto" ereje éppen akkora, mint az adott hangszóró membránfelfüggesztésébo"l adódó ero", a VAS paraméter adja meg. Vagyis egy VAS térfogatú ládában a membránt éppen kétszerakkora rugóero" fogja, mint ha a hangszóró szabadon van.

A hangszórómra az van ráírva, hogy Fs/VAS/Qts=24Hz/53L/0.31. Mit jelent ez?

A gyakorlatban autóban bevetheto" mélyhangszórók Fs értéke 20..40 Hz, VAS értékük pedig leheto"leg legyen kevesebb, mint 40..50 liter. A magas Fs és VAS értékek mind felfelé tolják az adott térfogatból kihozható legalacsonyabb frekvenciát (vagy fordítva, azonos frekvencia lesugárzásához nagyobb ládát igényel a hangszóró). Jelen esetben az Fs értéke elég alacsony, a VAS elfogadható, ebbo"l még akár mélyláda is lehet. :-)

A következo" kis összefoglaló körülbelül megadja, hogy milyen hangszóróparaméterek milyen célra alkalmasak.

- a Qts értéke 0.2 és 0.4 közötti: tipikusan basszreflex láda,

- a Qts értéke 0.5 és 0.7 közötti: tipikusan zárt láda,

- a Qts értéke 1-nél nagyobb: tipikusan kalaptartó.

Ezek alapján a hangszóró basszreflex ládába való. A WinISD programmal méretezve (ha nem akarunk "döngo"" basszust), akkor 22.2L-es láda kell, 1 m hosszú és 10 cm átméro"ju" cso"vel. Ekkora porszívócsövet :-) persze nehéz beépíteni... a ládaméretet másfélszeresére növelve, egy 10 cm átméro"ju", 20 cm hosszú cso"vel már építhetünk ládát. Ez a láda 56 Hz-en 6 dB-t ki fog emelni, vagyis rendesen ütni fog.