:: Diszkrónika ::
Hangfal térben és időben I.
(A Diszkrónika+stage Magazin 2007/1. szám 62. oldalán megjelent cikk kivonata)
 
Fentről le, vagy lentről fel? Mitől szól itt másképp, mint ott? Sarokba tegyem vagy a fal mellé? Egymás mellé vagy kissé távolabb? Magasra vagy alacsonyra? Ezek mind-mind olyan kérdések, amit mindannyian felteszünk magunknak mindannyiszor, amikor hangfalainknak keressük az ideális helyet.
 

Ha egy hangsugárzót elhelyezünk a térben, az őt körülvevő felületek távolsága, anyaga, szöge, mind-mind befolyással vannak a sugárzó által kibocsátott hangra. A legtöbb esetben a hangsugárzót körülvevő tér csak ront a kezdeti állapoton, és csak az esetek igen kis százalékában javítja azt. De ez az első ránézésre negatív környezet, néha a mi oldalunkra állítható. Hangsugárzónk környezete nem csak gondok forrása lehet, van, hogy épp segítségünkre lesz egy-egy probléma megoldásában. Persze, csak ha tudjuk mihez és hogyan. Ahhoz, hogy a hangsugárzót körülvevő tér hatását a saját javunkra fordíthassuk vagy az általuk okozott problémákat kezelni tudjuk, tisztában kell lennünk a fizikai alapokkal. Mi, és miért történik.

Egy, a tér minden irányába egyenletesen sugárzó X teljesítményű hangforrás, reflektáló felületektől mentes, szabad térben egységnyi távolságra a tér minden irányába egyenletes hangnyomást generál. Azaz, gömbsugárzóként viselkedik és irányítási tényezője D=1. Ha ugyanebbe az ideális térbe, egy ugyanolyan teljesítményű, de irányított hangsugárzót he-lyezünk el, akkor a hangforrástól egységnyi távolságra a tér egyes pontjain nagyobb, máshol kisebb hangnyomás értéket mérhetünk. Az irányított hangforrás axisában, sugárzási középpontjában lesz a legnagyobb a hangnyomás. A hangforrás irányítottságától függően, egyre nagyobb az on-axis és az off-axis hangnyomás értékek különbsége, az irányítottsági tényezője nagyobb mint 1. Azaz, a hangforrásnak a tér egy adott pontjában a hangnyomása nagyban függ a hangforrás irányítottságától. Egy hangforrás irányítottsága pedig a méretétől, kialakításától és az általa lesugárzott frekvenciatartománytól függ.
Most szüntessük meg az ideális körülményeket. Sugárzónk még mindig legyen "omni" minden frekvencián. Azaz, a nem ideális tér minden irá-nyába, minden frekvenciát ugyanolyan intenzitással sugároz. Az ideális állapot meg-szűnésével a teret határoló felületekről a kisugárzott hangenergia visszaverődik, és a közvetlen hanggal együtt, de attól bizonyos időkéséssel, szintén eljut az egységnyi távolságra lévő megfigyelési pontba. Itt a két hang összeadódik és együttes hangerejük nagyobb lesz, mint a sugárzó saját hangja. Ebben a nem ideális világunkban természetesen ez nem minden esetben lesz igaz. Attól függően, hogy a határoló felületektől milyen messze helyezzük el a sugárzónkat, a közvetlen és a visszavert hanghullámok között interferencia keletkezik, változik a hangerő, az időkésés, a "Delay", ami fázisszög változást eredményez. Ettől a ponttól már nem tudjuk általánosságban vizsgálni a kérdéskört. A hangforrásunk által sugárzott hangot fel kell bontsuk frekvenciákra, de legalábbis tartományira, hogy az interferencia problémakörét megértsük. Ha két egyforma frekvenciájú és hangerejű, egyforma fázisszögű hang találkozik, akkor azok összeadódnak, és hangerejük a kétszeresére nő, vagyis +6 dB-el nagyobb lesz. Ebből a három tényezőből bármelyik is eltérést mutat a másikhoz képest, akkor az összeadódás nem lesz teljes, azaz kevesebb lesz, mint + 6dB. A határoló felületek távolsága a hangsugárzótól, plusz a felület távolsága a megfigyelési ponttól, és a hangsugárzó és a megfigyelési pont távolságának a különbsége meghatároz egy olyan távolságot, ami függvényében változik a visszavert hang szintje, időkésése, azaz a fázisa, a közvetlen hanghoz képest. Ha ezt a távolságot a hangsugárzó egy frekvenciájára vonatkoztatva vizsgáljuk és az adott frekvencia hullámhosszához viszonyítjuk, akkor az alábbiak szerint változik az együttes hangerejük.
Ha az időkésés nulla, 0 fok, nincs fáziskülönbség, akkor teljes az összeadódás, + 6dB-el nő a hangerő. Ha az időkésés pont 1/4 hullámhossz, azaz 90 fok, akkor csak + 3dB nő a hangerő. Ha az időkésés a hullámhossz 1/3-a, azaz 120 fok, akkor már nincs hangerő növekedés, 0 dB, a két hang együtt ugyan olyan hangos, mint önmaguk külön-külön. Ha tovább megyünk, és megnézzük a pont fél hullámhosszra eső időkésének megfelelő távolságot, akkor azt látjuk, hogy nem, hogy összeadódás nincs, de az adott frekvencia egyáltalán nem is szól. Itt teljes kioltás van, hisz a két hang 180 fokkal különbözik fázisban egymástól. Menjünk még tovább. 2/3 hullámhossznyi távolságban, azaz 240 fokra, ismét hallható az adott frekvencia. Igaz most is csak önmaguk hangereje a két hang összege. 3/4 hullámhossz, 270 fok. Ismét + 3dB-lel nőtt az összeg hangerő. Ugyanaz az eset, mint 1/4 vagyis 90 foknál. És most, egy teljes hullámhosszt megtéve visszajutottunk a kiindulási pontba, igaz 360 fokkal odébb, itt is + 6dB-el nő a két hang hangereje. Ha most tovább mennénk, akkor minden kezdődne elölről. (1. ábra)

 
 
1. ábra: Az interferencia ábrázolása kördiagramon
 
Folytatás az újságban!
 
Szirtes István
 
 

Kapcsolódó linkek:

- Diszkrónika+stage magazin 2007/1. szám tartalomjegyzéke
- Diszkrónika+stage magazin 2007/1. szám megrendelése

 
 
Vissza
 
:: Diszkrónika ::