Oldal: 1 / 2

Hangdoboz megtervezése

Elküldve: 2020.10.19. 15:18
Szerző: László
Régi diyaudio.hu fórum legnépszerűbb témáihoz tartozott a hangdobozok építése, illetve a hangdobozok megfelelő megtervezése. Számos olyan hozzászólást olvashattunk, melyekben mindenki leírta a saját véleményét, észrevételét valamilyen hangdoboz építéshez kapcsolódó témakörnél. Volt olyan, amikor ezekkel az észrevételekkel a többség egyetértett, és olyan is volt, amikor nem teljesen. Például: Ki milyen dobozanyagot használ, vagy javasol? Zárt vagy reflexes hangdoboz a jó? Vagy mi a legjobb dobozcsillapító anyag? Nehéz az igazságot megtalálni. Viszont nekem is van egy álláspontom, erről fogok itt beszámolni.
Kép
Kezdjük a hangdobozok hangolásával. Mikor van erre szükség? Először is akkor, ha dinamikus hangszórót használunk. Dinamikus hangszóró a legelterjedtebb hangszórótípus, mélyhangszórót gondolom mindenki ismeri, mivel az is ilyen, de sok esetben a középhangszóró, illetve a szélessávú hangszórók legtöbbje is dinamikus hangszóró. Magashangszórónál régebben használtak ilyen fajtát, manapság már annyira nem jellemző. Mi a másik dolog, ami fontos a dinamikus hangszóróknál? Egy megfelelő hangolású és kialakítású hangdoboz. Ha ez nem lenne, nem működne jól a hangszóró, önmagában akusztikus rövidzár lépne fel a hangszóró eleje és a hátoldala között, ami kioltaná az általa sugárzott hangok többségét főleg a mély és közép hangfrekvencián belül. Éppen ezért fontos dolog, hogy a dinamikus hangszórónak mindig legyen megfelelő hangdoboza.
Kép
A “tipikus” dinamikus hangszóró.
Milyen hangolású lehet egy hangdoboz? Lehet zárt, vagy valamilyen szellőzős, például reflexes, vagy részlegesen reflexes/zárt hangdoboz. Létezik olyan is, ami egy széles lap tulajdonképpen, tehát a hangszóró nem egy dobozban van, hanem egy széles előlapra van felszerelve, főleg a középhangszóróknál használják, dipólnak nevezik. Én ezzel itt különböző szobaakusztikai okoknál fogva nem foglalkozok, és ennyivel le is zártam ezt a témát. Így a pók sem fog belemászni, vagy a légy lepetézni a tekercsek közé, megfelelően kialakított reflex dobozú hangszórónál sem. Viszont bármilyen fajta is legyen egy hangdoboz, mindegyiknek van egy nagyon fontos funkciója, amit ugye előbb is említettem, az akusztikus rövidzár megszüntetése.
Kép
További doboztípusokkal nem foglalkozom.
2.5 utas hangsugárzó hangszóróihoz teljesen megfelelő a reflexes hangdoboz.
Nézzük először a zárt hangdobozt. Mit csinál ez? A hangszóró hátoldalát minden oldalról lezárja, elkülöníti, tehát majdnem úgy viselkedik, mint egy nagy hangfal, aminek a hangszóró egyik oldala az egyik szobában van, másik oldala a másik szobában, és a két szoba teljesen el van különítve egymástól, így nem jön létre az akusztikus rövidzár, mindkét szoba megkapja a hangszóró teljesítményének a felét. A zárt hangdoboz viszont csak majdnem hangfal. Miért? Először is ott van a hangdoboz mérete. Ami nyilván sokkal kisebb lesz, mint maga a szoba, különben be sem férne a hangsugárzó. És miután a membrán mozog, így a hangdobozban lévő levegő is mozogni, rugózni kezd, ami ugye hatással lesz a hangszóróra, és ezzel együtt ugye a kapott hangra. És milyen hatással? Főleg negatív hatással a mély és közép hangfrekvencián belül. Először is fontos tisztázni egy nagyon fontos dolgot a zárt hangdobozokkal kapcsolatosan: A magasabb jóságú hangszórók (Qts = >0.4) csak zárt dobozokban használhatóak jól. A zárt hangdoboz további előnye, hogy a benne lévő levegő nem enged túlzott membránkitérést, ha a doboz hangolása Qtc = 0.7 vagy annál nagyobb. Egy esetleges elektronikus mély hangkiemelésnél célszerű ezért zárt hangdobozt használni. És mivel a doboz nem szellőzik, jobbik esetben legalábbis, nem tud beleköltözni a pók, a molylepke, vagy a házi macska által megfogott, utána elengedett egér vagy patkány a hangdoboz mélyére kirágni a hangszórót vagy éppen a hangváltó tekercsét.
Viszont a zárt doboznak ezzel együtt jelentős hátrányai is vannak. Először a hangszóró teljesítményének legalább a felét megfogja és azt a hangdobozon belül tartja, tehát elégeti. Ezzel együtt növeli a torzítást akár a mély, akár a közép hangfrekvencián belül. És miután nem szellőzik a doboz, így a hangszóró alsó határfrekvenciája akár 1 oktávval magasabb lehet, mint a szellőző doboz, azaz például reflexes doboz esetében.

Térjünk is egyből rá a reflexes dobozra. A bass reflex a szellőző dobozok egyik fajtája. Mi kell hozzá? Először is olyan hangszóró, melynek Qts értéke nem nagyobb, mint 0.4, tehát érdemes Qts 0.3 vagy az alatti értékű hangszórót választanod, különben nem lesz jó a reflexes hangdobozod. Szerencsére az általam ismertetett dinamikus hangszórók tudják tartani ezt az értéket, tehát reflexes dobozba szerelhetők. Utána kell egy megfelelő nagyságú hangdoboz, megfelelő nagyságú belső nettó térfogattal. Ezt mindig a hangszóró paraméterei határozzák meg, milyen is kell. És kell egy szellőző, tehát reflexcső, amit megfelelő méretre kell állítani, ennek az értékét a hangszóró paramétere és a hangszóró doboza együttesen fogja meghatározni. Hogy miért kell jó szellőző doboz? Középhangszórónál egyből jobbak lesznek a középhangok, mélynél a mélyhangok, amennyiben megvan hozzá a megfelelő hangszóró, mint például a mélynél a ScanSpeak valamelyik 30 centis vagy 32 centis átmérőjű hangszórója. Mélyhangszórónál visszaad valamennyi mélyhangot a hangszóró másik oldaláról is, ezzel együtt mélyebbre megy, több lesz a szubbasszus. Tehát összességében sokkal jobb választás a reflexes hangdoboz. Reflexcső helyet négyzet vagy akár háromszög alakú is lehetne a szellőzőnyílás, de azokba jobban beleütközhet a kiáramló levegő, turbulenciát okoz, ezzel olyan hangokat keltve, ami nem illik oda. Éppen ezért maradunk a reflexcsőnél, aminek minden sarka le van direkt kerekítve, hogy ne okozzon turbulenciát.
Kép
ScanSpeak 32W 4878T00 hangszóró optimális hangolása véleményem szerint.
Csak 20 literrel több a doboz nettó térfogata az optimális zárt dobozhoz képest.
Mi lehet a reflexdoboz hangolásnak a hátránya a zárt dobozhoz képest? Először is hangolási frekvencia alatt nem fogja meg a membránt, nem csillapítja ami leginkább a mélyhangszórónál lényeg, legalább is olyan hangszórónál, amit a mélytartományban használunk. Mellette a hangolási frekvencia alatt 24dB/oktávval csökken az átvitel, de ez nem gond, amennyiben jó a mélyhangszóród. Rosszabb tranziens viselkedéssel rendelkezik Qtc = >0.7 hangolású zárt dobozhoz képest, ami főleg a kiterjesztett mély hangtartománynál gond, viszont ehhez kellene a legnagyobb térfogatú hangdoboz is, tehát a hangdobozod hangolásnál a kiterjesztett mélytartomány helyet az optimális hangolást válaszd. Az optimális hangolás átvitele, görbéje néz ki a legszabályosabban az F3-nál, hasonlóan, mint egy átlagos erősítő átvitele, vagy Orion HS280 hangdobozaira felkarcolt átviteli görbe, ami ugye köszönőviszonyban sincs a valósággal. Ha ezen túl vagyunk, ügyeljünk a molylepkékre, a pókokra hogy ne másszanak bele a dobozba, és a macskát se engedjük be a lakásunkba úgy, hogy egeret vagy éppen patkányt fogott, ami kirághatja a hangszórót. Ezenfelül precízebb dobozhangolásra lesz szükség, mert a reflexcső méretezését könnyű elszúrni. Elektronikus mélytartomány kiemelést itt ne használj, el kell döntened, hogy megfelelő-e a reflexdobozod akusztikus mélye, vagy inkább zárt hangdobozt használsz elektronikus mélyhang kiemeléssel, mint amilyen a Linkwitz Transform is. Én használtam, és nem győzött meg, hangszórót viszont szépen leterhelte.

Milyen legyen a hangdoboz anyaga? Én a vízálló ragasztású rétegelt lemezt tudom javasolni. Nyír vagy bükk rétegelt lemezt leginkább. Változó minőségűek egyébként, tehát önmagában a rétegelt lemez alkalmazása még nem garancia arra, hogy a hangdobozod a legjobban fog szólni. Másfajta faanyagú hangdobozt, legyen az tömör-fa, MDF-lap vagy éppen pozdorja/faforgácslap nem tudom ajánlani. Pozdorját csakis próbadobozhoz, vagy tényleg nagyon egyszerű, olcsóbb hangdobozhoz ajánlom. Lehetett olyanokról is olvasni, hogy vékonyabb MDF-lapot vagy HDF-lapot ragasztottak össze rétegelt lemezzel. Én nem bonyolítom túl, vastagabb rétegelt lemezt tudom javasolni, amennyire a pénztárcád megengedi. 18 mm-től ne legyen vékonyabb. Felületkezelést viszont ajánlom, szerintem ha minél vastagabb a rétegelt lemez, annál kevésbé határozza meg a felületkezelés a doboz hangját, de nem vizsgáltam meg ezt a kérdést, nem tudok róla beszámolni. A felületkezelést mindenképpen ajánlom a hangdobozhoz.

Milyen legyen a hangdoboz merevítése? Mennyi merevítő legyen benne? Lehetőleg annyi legyen, amennyit beletudsz rakni úgy, hogy a doboznak a szükséges nettó térfogata azért meglegyen.

Milyen legyen a hangdoboz belső kialakítása? Ha nem ügyelsz erre, dobozban lévő állóhullámok jelentősen felerősödhetnek, melyek rendkívül mértékben fogják meghatározni, azaz elrontani a hangsugárzód hangját. Kerülni kell minden párhuzamos oldalt a hangdoboz egy kamráján belül. Ezt igen nehéz elérni, viszont kidolgoztam egy tervet, ami majdnem jó lett, de csak majdnem, mert hagytam benne két párhuzamos oldalt egy kamrán belül, amit nem kellett volna. További hangdoboz terveimben már ez sem fog szerepelni.
Kép
Saját tervezésű hangdobozom első verziója, ami megépítésre került. Következő verzió részben hasonló lesz, viszont a kamraelválasztó lapok nem lesznek egymással párhuzamosan rendezve, megszüntetve ezzel az összes jelentős állóhullám keletkezését a hangdobozon belül.
Azért is mutattam be ezt a hangdoboz rajzot, mert felülnézetből igencsak jól sikerült a lapok elrendezése úgy, hogy közben a doboz súlypontja is teljesen rendben maradt. Az új hangdobozaimban a megmaradt párhuzamos lapokat fogom megszüntetni úgy, hogy például az egyik kamraelválasztó lapot jelentősen megdöntöm, vagy a magashangszórónál szimmetrikus trapézt alakítok ki, körülbelül hasonló elrendezéssel elölnézetből, ahogy most a doboz kinéz felülnézetből. Ezzel a lépéssel megszüntetem a dobozban fellépő állóhullámok többségét, amik egyébként negatív hatással lennének a kapott hangra. Végigkopogtattam az eddig megépült hangdobozt, és a két párhuzamos oldalon kívül bizony nem keletkezett benne állóhullám.

A dobozban lévő állóhullámokat különböző csillapítóanyagokkal szokták legtöbbször megszüntetni. Ilyen például a kombinált struktúrájú kártolt gyapjú, amit alkalmazok jelenleg. Nem mindegy, hogy milyen pozícióban van, és az se, hogy mennyit használsz belőle. Fontos, hogy két oldal hangdoboza egyforma mennyiségű kombinált struktúrájú kártolt gyapjút tartalmazzon, egyforma elrendezéssel! Ahogy minden, a dobozban alkalmazott csillapítóanyag is meghatározza a hangsugárzó hangját. A későbbi hangdobozaimnál nem szeretnék a mély-közép hangszóróhoz csillapítóanyagot alkalmazni, de lehet, hogy továbbra is szükség lesz rá.

Re: Hangdoboz megtervezése

Elküldve: 2022.03.27. 18:18
Szerző: László
Hangdoboz megtervezésénél figyelembe kell venni a diffrakciókat is. Elsődleges hanghullám magából a hangszóróból jön annak előlapjával együtt. Köztudott, hogy a doboz szélein nyomáskülönbségek miatt másodlagos hanghullámok jönnek létre, melyek jelentősen befolyásolják a hangsugárzó hangját, főleg a magasabb hangfrekvenciákon. Ezért sem mindegy, hogyan alakítjuk ki a hangdobozt, és hova tesszük a hangszórókat. Ha ez nem lenne elég, van baffle step nevű jelenség is, ami az akusztikus átvitelben mélyhang veszteséget eredményez, mivel a közép és magashangok sokkal irányítottabbak, a mélyhangok viszont már nem annyira. Ezt a jelenséget akusztikus módszerekkel és elektronikus módszerekkel kompenzálni kell. Ha hangdoboz mögött egyből a fal található, kevesebb lesz a mélyhang veszteség. Létezik egy ingyenes szoftver, amivel megtervezhetjük a hangdobozunk előlapját, figyelembe veszi ideálisan a diffrakciókat és a baffle step jelenséget is. Tolvan Data - The Edge a szoftver neve. Meg kell adnunk a hangdoboz előlapjának a méretét, esetleg változtathatunk annak alakján is. 2D-s előlapokhoz van csak megtervezve, de így az asztalosnak is könnyebb dolga lesz. Úgy kell erre a programra ránézni, mintha szabadtér alatt mérnénk közben, a nagy ürességben. Fontos figyelembe venni, hogy a hangszórónál nem a hangszóró méretét adjuk meg, hanem a mozgó membránnak a méretét és annak alakját! Ha erre nem figyelsz, ne is használd a programot! Egyébként hasznos szoftver, és meglepő módon igazolja sok gyártó hozzáértését. Azaz vannak olyan gyári hangdobozok, melyek mintha ezzel a programmal lettek volna megtervezve, miközben nem ezzel lettek.
Kép
AMT szerű hangszórókhoz illik ehhez hasonló formát alkalmazni. Itt 2 kHz frekvenciától nézzük az átvitelt.

Kép
Mélyközép hangszórónál már sokkal fontosabb a baffle step jelenség vizsgálata.

Re: Hangdoboz megtervezése

Elküldve: 2023.02.15. 18:44
Szerző: László
Új hangdoboz előlapjánál végül ejtettem a szimmetrikus trapéz formát, pedig sokszor tervbe volt véve ennek megvalósítása. Egyik oka az volt, hogy meguntam fejben a kinézetét, és inkább maradok továbbra is a téglalap formánál, másodszor pedig az asztalosnak így is van elég munkája vele. Mivel, hogy a hangdoboz belsejében is alig van párhuzamos oldal, ami az állóhullámokat felerősítené, pláne a középhangszóró kamrájában. Így viszont a magas hangszórónak egy meghatározott helye van a hangdoboz előlapján a diffrakcióknak köszönhetően is, mivel itt ez a tartomány a legkritikusabb az összes közül. A régi MTM féle hangdoboznál ezeket még nem tudtam figyelembe venni. Váltási frekvenciák tesztelése közben pedig rájöttem, hogy nekem nincs szükségem MTM kialakításra, ami két különböző középhangszóróval működött először. Hosszútávú tapasztalatom az lett vele kapcsolatosan, hogy jobb az egyféle középhangszóró, klasszikus WMT kialakítással, bizonyos váltási fokszámokkal, és azok bevált keresztezési frekvenciáival. Ehhez vagyok hozzászokva, egyszerűen nem igénylem sem a MTM kialakítást, sem pedig a WMTMW kialakítást. Úgyhogy most ennek az új hangdoboznak az összeragasztása megy éppen, nyilván a lapok kiméretezése és összeillesztése is eltartott némi ideig, na meg a hangváltó véglegesítése, hangdoboz teljes befejezése is elfog még darabig tartani. Nagyjából a legtöbb minden már megvan hozzá.
Kép

Re: Hangdoboz megtervezése

Elküldve: 2023.03.13. 19:00
Szerző: László
Régebben több hangdoboz formát sikerült megrajzolnom, viszont, hogy ne csak fejben kártyázzunk, mutatom a jelenlegi állapotot. Tehát így fognak kinézni elvileg már a végleges hangdobozaim ezekkel a hangszórókkal. Lesz még rajta némi csiszolás, faragás, hangszórók nagyjából a helyükre mentek, de már most látom, hogy a mélyhangszórókat nem nagyon fogom mozgatni, mert nagyon nehéz őket kiszedni a dobozból sérülés nélkül, persze abban az esetben, ha nem akarjuk feszegetni a hangdobozt. Éppen ezért kötök rájuk megfelelő, lapos madzagot, mindaddig, amíg szerelés/tesztelés alatt lesz a hangsugárzó.
Kép
Kép
Kép

Re: Hangdoboz megtervezése

Elküldve: 2023.03.23. 12:24
Szerző: László
Nagy előnyük az Audaphon AMT 1i és a ScanSpeak 18M/4631T00 hangszóróknak, hogy megfelelően működik velük az elsőfokú hangváltás a 2 kHz-es frekvenciatartományban. A középhangszóró ebben az esetben fordított polaritással van bekötve, így olyan aluláteresztő fóliatekercsre van szükség, ami már sokkal előbb szűr. Hangdoboz jelenlegi állapotában így néz ki. Kombinált struktúrájú kártolt gyapjúra továbbra is szükség van, vagy bármilyen megfelelő csillapítóanyagra.
Kép

Re: Hangdoboz megtervezése

Elküldve: 2023.03.23. 23:24
Szerző: László
Mérési környezet nagyjából már rendben van, megfelelő mérőerősítő megépítése után. Nem bírtam magammal, egyből csináltam egy mérést még a mai napon. Középhangszóró átvitele érdekelt most leginkább, főleg 1 khz körül, ez természetesen a hangváltó tervezésére is hatással lesz.
Kép

Re: Hangdoboz megtervezése

Elküldve: 2023.03.24. 19:11
Szerző: László
Mérés, hallgatási távolságból, a fül pozíciójából a passzív hangváltó alkatrészek beszerelése után. Újabb meglepetés. Az átvitel, pláne ilyen szobaakusztikai körülmények között egészen tűrhető. Viszont 210 Hz lesz az alsó váltási frekvencia, és ehhez bizony újabb elektronikát kell építeni, és ahhoz is, hogy egyáltalán mindkét erősítő beleférjen a hangdobozba. Passzív alkatrészekkel nehéz megfelelően összehozni a 210 Hz-nél a hangváltást, abban a minőségben pedig majdnem lehetetlen, ami most 2 khz körül van. A középhangszóró invertálva van bekötve. Fóliatekercsek kivezetéseit fixálni kell.
Kép

Re: Hangdoboz megtervezése

Elküldve: 2023.04.01. 17:15
Szerző: László
ScanSpeak 32W/4878T00 típusú hangszórók sokáig hallgatva voltak zárt kialakítású hangdobozban, de ezek most végre átkerültek reflexes hangdobozba. Hangszórók rezonanciafrekvenciája 41-42 Hz közé emelkedett. Zárt hangdobozban is körülbelül ennyi volt ez az érték. Viszont elég jól érzik magukat a hangszórók ebben a hangolásban, ráadásul kiterjesztett a mélytartomány, melyhez teleszkópos reflexcsövet alkalmaztam volna, de a kiegészítő csőre már nem volt szükség. Nem tartom fontosnak, hogy leszedjek valamennyit a reflexcsőből. Nagyon tiszta a mély hangtartomány, viszont alig bírtam megfelelően mérni. Kártolt gyapjú kellett ezekhez is. A doboz, illetve a reflexcső nem csörög, nem csattog, nem sípol. Viszont simán dobhártya szaggató hatása van. Szóval elég jók lettek így ezek a hangszórók.
Kép

Re: Hangdoboz megtervezése

Elküldve: 2023.04.19. 17:31
Szerző: László
Készülnek a hangszórókat meghajtó erősítők. Mély hangszóró PCB panelja gyakorlatilag minden az egyben modul, első csatoló kondenzátor kivételével, kimenete AC csatolt, viszont ha Vishay BC kondenzátor lezárlatosodik a végén, az nyilván nem lesz túl jó a hangszóró szempontjából. Remélem, hogy nem fog. Egyenirányító diódáknál viszont mindkét modulnál lezárlatosodott eddig egy. Egyből az indítás után. Valószínűleg a túl nagy hirtelen áramfelvétel miatt, vagy esetleg gyártási hiba miatt. Remélem, több nem fog ilyet csinálni. Éppen ezért kell mindig biztosíték a transzformátor után, az ilyen esetek kivédéséhez is. Régebbi erősítő modulnál, amit 3 éve készítettem, most átalakítást hajtottam végre, főleg a hangszóró kimeneten az AC csatolásnál. Ahol eddig 7 darab Yageo kondenzátor volt párhuzamosan kötve, ott mostantól két darab sorosan kötött Panasonic FC kondenzátor lesz. Ezzel is csökkentve annak az esélyét, hogy kimenetre DC kerüljön. Eddig mindkét modul rendben van.
Kép

Re: Hangdoboz megtervezése

Elküldve: 2023.05.13. 18:26
Szerző: László
Átalakításra, javításra kerültek az erősítő modulok. Hangváltóhoz kapcsolódó szűrőket mindenestől át tettem külső panelokra, így az összes OPAMP szimmetrikus, szűrt tápellátást kap ezentúl. Miután az aktív szűrőket a fokozatkapcsoló után alkalmazom, nem előtte, így sajnos továbbra is van a rendszernek némi alapzaja. Ha nagyon ki akarnám venni a zúgást, akkor a fokozatkapcsolót a szűrők és az erősítők közé tenném, viszont egyelőre ezt biztosan nem teszem meg. Nehéz jól összeszerelni, rengeteg csatlakozása van, csatlakozók kopnak, törnek, nem jól érintkeznek, ilyenkor cserélni, vagy tisztítani kell, hangdoboz elektronikájának szétszerelése, összeszerelése nem egyszerű, nehéz hozzáférhetőség miatt. Zaj az eredeti verzióhoz képest sokat csökkent, de leginkább az erősítők jártak jól az átalakítással, stabilak, tápközepük fix, bekapcsolásnál nem nagyon koppannak, és minden aktív szűrőnek (OPAMP buffernek) külön tápegysége van, nem az erősítőjét veszik igénybe. Képen a beszerelési előtti állapot... Ezenfelül vannak még ugye a trafók, és még két darab szűrő panel a 4-4 darab szűrőkondenzátorral együtt.
Kép