11 - Aktív vagy passzív? (Kezdőknek)

Jobb híján egy több évtizede ismert (s gyakorlatilag változatlan) konstrukcióra, a dinamikus hangszóróra kell hagyatkoznunk, ha hangosításba fogunk. Az mindenki előtt ismert, hogy egyetlen hangszóróval kellő minőségben nem lehet a teljes hangátviteli sávot lesugározni. Szükség van tehát többfajta hangszóróra (mély, magas, közép... ), s egy ezeket szétválasztó áramkörre, a hangváltóra. Ezt az áramkört hívják még váltószűrőnek, crossovernek, keresztváltónak, Xovernek és még ki tudja minek. Az elnevezések annyira egyenértékűek, hogy én is felváltva használom majd, ez senkit ne zavarjon.

Miért kell egyáltalán váltószűrő?

A hangszórók ugyan működési elvükben megegyeznek (Most csak a dinamikus hangszórókról beszélünk, mert egyedül ezek alkalmasak hangosítási célra. Használnak még piezókat is, ezeknek azonban csak egy előnye ismert: olcsóságuk.), gyakorlati felépítésük viszont jelentős különbséget mutat. Anélkül, hogy a témában mélyebben elmerülnénk, a teljesség igénye nélkül vázolok néhány problémát: A mélysugárzó nehéz tömegű, nagy felületű membránja nem tudja lesugározni a magas hangokat. A magassugárzó ezzel ellentétben kis tömegű membránnal, kis felülettel rendelkezik, a nagy amplitúdójú mélyhangok azonnal tönkreteszik. Nincs más megoldás, el kell távolítanunk az oda nem illő hangokat! Erre alapvetően két mód kínálkozik: a hangdobozban, közvetlenül a hangszóróknál megfelelő szűrőkkel szétválasztjuk a hangot (passzív hangváltó), vagy minden hangszóróhoz külön erősítőt használva az erősítők előtt választjuk szét (aktív hangváltó). Nézzük kicsit részletesebben!

Passzív hangváltó: közvetlenül a hangszóróknál passzív elemekből (kondenzátorok, tekercsek, ellenállások) felépített áramkör. Előnye, hogy a hangdobozba építik, egy erősítő kell a használathoz, egyszerű csatlakoztatni. Hátránya, hogy a betáplált teljesítmény egy része a passzív elemeken egyszerűen hővé alakul (ez a hangvisszaadás szempontjából elvész), meredek szűrőket használva ugrásszerűen nő az alkatrész mennyiség és ez által a veszteség is. A tervezés nehezebben kézben tartható, mert a különböző szűrőtagok egymásra hatása jelentős. Különösen mélyebb frekvenciákon a tekercsméretek már irreálisan nagyra nőnek, így a gyakorlatban 4-500 Hz alá passzív váltóval csak nagyon indokolt esetben mennek.

1.kép Passzív rendszer

Aktív hangváltó: a végfokozatok előtt bekötött, aktív és passzív (IC-k, tranzisztorok, ellenállások, kondenzátorok...) elemekből felépített áramkör. Előnye, hogy korrekt, nagypontosságú szűrők építhetők fel, nagy meredekséggel. Miután teljesítmény nem folyik át a szűrőkön, az alkatrészek mérete kicsi, s nem kell veszteséggel sem számolni. Az esetleges hangdoboz átviteli hibák könnyen javíthatók, a szintek beállítása, a jelet módosító áramkörök közbeiktatása (késleltető, limiter... stb. ) egyszerű. Hátránya, hogy minden útban külön erősítő kell, bonyolultabb a teljes rendszer csatlakoztatása. (Egy három utas aktív rendszerhez három végerősítőre van szükség: külön-külön a magas, közép és mély útnak egy-egy. Máris itt a már emlegetett pénztárca!)

2.kép Aktív rendszer

Korrekt passzív váltó legalább 12, vagy 18 dB/oktáv meredekségű szűrőket tartalmaz. 12dB/o meredekség esetén utanként egy tekercsnek kell lenni! Kétutas crossoverben 2db, háromutasban 4db ( a középsugárzót kétszer váltod: egyszer a méllyel együtt az alját, egyszer a magassal a tetejét). 18dB/o -os kétutas passzív váltóban 3db, három utas crossoverben már 6db! Ennél csak több lehet, kevesebb nem! A tekercsek lehetőleg légmagosak legyenek (a tekercs közepén nincs semmi, csak a levegő): így kicsi a torzítás. A huzal, amelyből tekerték minél vastagabb legyen: 8 ohmos crossover esetén a tekercsek egyenáramú ellenállása nem lehet nagyobb 1ohmnál. (Különben megnő a veszteség: fűteni fog!) A kondenzátorok ne legyenek polarizáltak (ELKÓK), mert hamar tönkremennek, s az értékük sem pontos. Jó, ha a váltó tartalmaz impedanciamenet kompenzációt (különösen az erősítők szeretik, mert egy frekvencián sem látnak rövidzárat), s nem árt egy magassugárzó védő áramkör sem.

A már kiválóan használható aktív váltók legalább 18 vagy 24 dB/o meredekségűek. Itt az átverés ellen már nem elég számolni, mélyebb áramköri ismeretek kellenek. A készülékek két vagy háromutasak - esetleg átkapcsolhatók -, mono, vagy dual (sztereó) kivitelben. Komoly crossover 19"-os szabvány méretű rack dobozban van. Diszkó és hangosítási célokra különösen alkalmas az, amelyikben mélyvágó szűrő, un. subsonic filter található. A lemezjátszó alacsonyfrekvenciás gerjedésétől ez védi meg a hangszórókat. Jó, ha legalább két keresztezési frekvencia közül választhatunk, s ha van túlvezérlés jelző (PEAK). Ha bírjuk anyagilag, ezt aztán lehet tovább fokozni a fent már említett módon: limiter, késleltető, miegymás...

Egy teljesen aktív rendszer felépítése ugyan műszaki szempontból a legjobb megoldás, gazdasági oldaláról azonban érdemes ésszerű kompromisszumot keresni. Annál is inkább, mert teljes aktív rendszernél a végerősítők döntően befolyásolják a hangzást. Három gyengécske végfokkal felépített aktív cucc rosszabban fog szólni, mint egy jó erősítő egy korrekt passzív váltóval. A megoldás a két rendszer együttes használata: a nagy teljesítményszintű, alacsonyfrekvenciás váltást (a mély és közép, vagy a szélessávú és szub között) aktív váltóval, és két jó minőségű végfokkal, a kisebb teljesítményű magasfrekvenciás váltást (közép és magas között) pedig egy fent tárgyalt passzív váltóval oldjuk meg. Az eredmény nagyon jó lesz: olcsóbb egy teljes aktív rendszernél, a hangzás viszont alig marad el tőle! A fejlesztést kezdhetjük azonban teljes passzív rendszerrel is, s később átállni a kevert, vagy teljes aktív rendszerre.

Ki-ki pénztárcája szerint ...

© Hermann János