Kétutats állódoboz

Elérkezettnek láttam az időt egy komolyabb hangdoboz-pár elkészítéséhez. Mélysugárzó gyanánt a Beyma cég 8Woofer/P típusával szimpatizáltam, magassugárzóként pedig a Monacor gyártmányú DT-99 dómra esett a választás. Ezek ára még éppen elfogadható, a Beyma 12000 Ft/db, míg a Monacor 4000 Ft/db áron vásárolható meg (anno, 2005-ben).

A mélysugárzó kiválasztásánál fontos szempont volt a hangszóró Qts jósági tényezője, ami 0,38 az adatlap szerint. Ilyen értékkel pedig "klasszikus" reflex-doboz készíthető ("B4" mód, ahol Vb=Vas/1,41 és Fb=Fs=F3). Első lépésként szimulátorral ellenőriztem a várható mélyfrekvenciás viselkedést. Az optimális térfogatú doboz a WinISD beta szerint 61,6 liter, míg a szükséges hangolási frekvencia 37,21 Hz. A hangoláshoz 70 mm-es (belső) átmérőjű cső állt rendelkezésemre, a szimulátor szerint a szükséges hossz 10 cm körül várható. Ez reális érték. A -3 dB-es pont 37,5 Hz-re adódik, soha rosszabbat.

Sajnos a mélysugárzó beszerzése körül probléma adódott. A vásárlás pillanatában derült ki, hogy nem 8Woofer/P típust hoztak, hanem csak 8Woofer-t. Ránézésre a különbség annyi, hogy a membrán papírból van, nem pedig Poli-propilénből, ezen kívül a membránszél sem tiszta gumi, hanem valami habosított változat. Később aztán sikerült megszerezni a 8Woofer adatait is, ami nem kis bosszúságot eredményezett. Néhány jelentős paraméter (Vas, Qts) ugyanis eltér a /P típushoz képest, ami így lerombolhatja az előzetes kalkulációkat. Meghatároztam hát a fontosabb Thiele-Small paramétereket (Fs, Qts, Vas), és szerencsére azt tapasztaltam, hogy a hangszórók gyakorlatilag megegyeznek a Poli-propilén membrános társaikkal. Az eltérés minimális, a gyártási szórásból is adódhat ennyi, valamint abból, hogy a hangszórók még nincsenek bejáratva.

Íme a két Beyma impedancia-menete, teljesen nem egyformák, de az eltérés elhanyagolható:



Úgy szintén a két Monacor, a rezonancia-frekvencia 1600 Hz körüli:



A mélysugárzóhoz a Zobel tag kondenzátorát általában két, sorosan kapcsolt polarizált elkóval szoktam elintézni. Így aztán a 2 db 22 µF-os elkóból adódó 11 µF, és egy 10 Ω-os ellenállás alkotta hálózat bizonyult megfelelőnek:



Következzék az asztalosmunka. Az önkényesen meghatározott doboz méretei (külméretek): 24 cm széles, 100 cm magas, 35 cm mély. A dobozok anyaga 19 mm-es laminált bútorlap, kivéve a hátlapot, mert az MDF. Szintén MDF-ből készültek a merevítők (5 cm széles csíkok). Ezekből 3+2 db van dobozonként. A két oldallap belül, szemközt, 3 helyen lett összekötve, 1/4, 2/4 és 3/4 magasságban. A másik 2 merevítő pedig hasonlóan helyezkedik el a hátlap és az előlap között, 1/3 és 2/3 magasságban. Így jelentősen csökkenthetőek a rezonanciák a szemközti felületek egymáshoz rögzítésével. Az egész doboz csavarok nélkül, kizárólag ragasztással lett összeerősítve. A hátlap "be lett hornyolva" a többi lapba, azok pedig 45 °-os szabással illeszkednek egymáshoz. A doboz tehát roncsolás nélkül nem bontható. Az élek, ahol laminált felületek találkoznak, 45 °-ban marógéppel le lettek munkálva, és azonos mintájú élszegővel borítva.

A doboz függőleges értelemben szimmetrikus. A magassugárzót az előlep szintjébe süllyesztettem, és egészen föntre került. Bő 1 cm távolság maradt csak a dóm pereme és doboz teteje között. Hasonló távolságra helyezkedik el alatta a mélysugárzó is. Szerettem volna azt is süllyeszteni, de a kosár összetett alakzata miatt (kör és négyzet kombinációja) meg sem kíséreltem. A reflex-nyílás is viszonylag közelre került. Elhelyezkedése (alulról fölfelé számolva) a 2/4- és a 2/3 magasságú merevítők közötti (előbbi az oldallapokhoz, utóbbi az előlap-hátlap pároshoz tartozik).

A számítások szerint a doboz névleges térfogata (Vb) kb. 58 liter. Csillapító anyag gyanánt vatelint ragasztottam a belső felületekre, valamint, a mélysugárzó mögött, az oldalak közé szorítva, vatelin párnácskákat helyeztem el. Utóbbi módszer talán kókány megoldásnak tűnhet, de neves hangsugárzóban (Wharfedale) is láttam már ilyet. Beépítve a mélysugárzót, a 70 mm-es belső átmérőjű csőből 9 cm-es hosszúság bizonyult a megfelelő hangolásnak. Az első mérések után plusz csillapítás került még az oszlop aljába, kb. 10 dkg háztartási vatta. A doboz belsejében mért átvitel szerint sikerült elérni a 37..38 Hz körüli alsó határfrekvenciát:



A dobozba épített hangszórók átvitele közeltéri méréssel:



Azonnal szembetűnik a Beyma csúnya kiemelése 3-3,5 kHz környékén. Ha sikerült volna 8Woofer/P típust beszerezni, akkor ezzel az anomáliával nem kellene megküzdeni. A Világhálón fellelt diagram szintén ilyesmi átvitelről árulkodik. A kiemelést leszámítva azonban úgy tűnik, megfelelő lesz a tervezett 3 kHz-es keresztezési frekvencia. Ezen kívül, a gyári adatok és a mérés is azt igazolja, hogy kb. azonos érzékenységűek a hangszórók, így nem kell ellenállásos osztóval visszafogni a magassugárzót.

A keresztváltó mélyfrekvenciás ágon 12 dB/oktáv meredekségű, a magasnál pedig 18 dB/oktávos. Utóbbi azért, mert szükség esetén a harmadfokú váltó könnyebben módosítható másodfokúra, mint fordítva (adott nyomtatott áramköri lapot feltételezve). A kiszámolt "tankönyv-váltók" értékein nem is kellett változtatni, megfelelő illeszkedést biztosítottak. A Beyma kiemelésével viszont kezdeni kellett valamit. Először a hangszóróval sorba kapcsolt, párhuzamos RLC tagra gondoltam (Notch szűrő), de az esetleges veszteségek miatt ezt elvetettem. Szerencsére a kívánt korrekció úgy is elérhető, ha a hangszóróval párhuzamosan kapcsolunk egy soros RLC szívókört:



Arra gondolhatunk, hogy a szívókör miatt majd szükségtelenül alacsonyra csökken az impedancia. De nem ez történt. A szükséges leszívás helye (3 kHz) egybeesik a szűrő sarok-frekvenciájával. Ez esetben a viszonyok úgy alakulnak, hogy a hangszórón az amplitúdó csökken, a szűrő bemeneti impedanciája pedig nő. Elsőként nézzük az amplitúdó-viszonyokat a mélysugárzónál. Természetesen nem sikerült szép, szabályos lefutású átvitelt kanyarintani, de legalább a durva kiemelés orvosolva lett:



- Piros: csak a hangszóró
- Zöld: hangszóró + váltó
- Kék: hangszóró + váltó + szívókör

A keresztváltó villamos átvitelén jól kivehető a szívókör hatása:



- Piros: aluláteresztő ág
- Zöld: mint előbb, csak szívókörrel együtt
- Kék: felüláteresztő ág

És az impedancia-menet, melynek láttán megnyugodhatunk, hogy a szívókör beiktatása nem jelent plusz terhelést, hanem ellenkezőleg:



- Piros: szívókör nélkül
- Zöld: szívókörrel

A kész doboz átvitelét lakószobában mértem, ezért a 200 Hz alatti részt érthető okokból elhagytam:



Galéria: