Dupla tekercses hangszóró bekötés: Elmélet és Gyakorlat

A hangrendszerek, különösen az autóhifi világában, a dupla tekercses mélysugárzók egyre nagyobb népszerűségnek örvendenek. Ezek a speciális kialakítású hangszórók számos előnnyel járnak, de a megfelelő bekötésük alapvető fontosságú a optimális hangminőség és a berendezés hosszú élettartama szempontjából. Ebben a cikkben részletesen bemutatjuk a dupla tekercses hangszórók működését, bekötési lehetőségeit és az ehhez kapcsolódó fontos műszaki paramétereket.

Miért duplatekercses? A konstrukció előnyei

A dupla tekercses hangszórók, mint például a Hertz MP 250D2.3 Mille PRO dupla tekercses mélysugárzó (2+2Ohm) vagy a Pioneer TS-A2000LD2 700W/250W 20 cm mélysugárzó, lapos, dupla tekercs kialakításukkal kiemelkednek a hagyományos egytekercses modellek közül. Ennek a kialakításnak az egyik legfőbb előnye a rugalmasabb impedancia-illesztési lehetőségek. Egy hagyományos hangszórónál az erősítő és a hangszóró impedanciájának meg kell egyeznie vagy legalábbis kompatibilisnek kell lennie. A dupla tekercses hangszóróknál, ahol például 4 + 4 Ohm vagy 2 + 2 Ohm impedanciájú tekercsek találhatók, a bekötés módjától függően különböző eredő impedanciákat érhetünk el, ami szélesebb körű erősítő-kompatibilitást biztosít.

A dupla tekercselés lehetővé teszi a "variálhatóságot", például két darab 2x4 Ohmos mélyet "eléggé sok konfigban be lehet kötni". Mono erősítők gyakran képesek az 1 Ohm kezelésére, míg a sztereó erősítők többsége hídban 2 Ohm-ot tud. Ez a rugalmasság különösen hasznos az autóhifi rendszerekben, ahol a hely korlátozott lehet, és az optimális hangzás eléréséhez pontos impedancia-illesztésre van szükség. Emellett előny lehet az is, hogy "így csak egy hangszórót-ládát kell megfizetni, lehet, hogy olcsóbb".

Műszaki paraméterek és jelentőségük

A dupla tekercses mélysugárzók kiválasztásakor és bekötésekor elengedhetetlen a műszaki jellemzők alapos ismerete. Nézzünk meg néhány példát és azok értelmezését:

• Átmérő: Például 25 cm (Pioneer TS-ME100WC, JBL Club 1024, Alpine SWG-1044). Ez a membrán méretét jelöli, és befolyásolja a hangszóró által mozgatott levegő mennyiségét és így a mélyhangok erejét. Nagyobb átmérőjű hangszórók, mint például a Ground Zero GZHW 30XSPL-D1 (30 cm) vagy a Ground Zero GZHW 38XSPL-D1 (38 cm), jellemzően erőteljesebb mélybasszusra képesek.
• Terhelhetőség (maximum és folyamatos): Például 1200W (maximum) és 600W (folyamatos) a Hertz MP 250D2.3 esetében. Fontos különbséget tenni a rövid ideig terhelhető csúcsteljesítmény és a hosszú távon biztonságosan elviselhető folyamatos teljesítmény között. Egy erősítővel párosítva mindig a folyamatos (RMS) teljesítményt érdemes figyelembe venni. A „Rezótól is szép teljesítmény az ekkora, pedig ott már hő is van bőven” - mondás rávilágít, hogy a valós teljesítményértékek gyakran eltérnek a marketingcélú, túlzottan magas számoktól.
• Impedancia: Például 4 + 4 Ohm. Ez a legkritikusabb paraméter a bekötés szempontjából. A dupla tekercses hangszóróknál ez az érték azt jelenti, hogy két különálló, 4 Ohm impedanciájú tekercs található a hangszóróban. "Az impedancia azt a terhelést jelenti, amelyet a hangszóró az erősítőre helyez. Pontosabban az, hogy a hangszóró mennyire ellenáll az áramnak."
• Érzékenység: Például 83,5 dB. Ez az érték megmutatja, hogy egy adott teljesítmény (általában 1W) hatására milyen hangnyomást (dB) produkál a hangszóró egy méter távolságban. Magasabb érzékenységű hangszórókhoz kevesebb erősítőteljesítmény szükséges az azonos hangerő eléréséhez. "A hangerőhöz két dolog kell teljesítmény és érzékenység."
• Tekercs átmérője: Például 65 mm. A hangtekercs mérete összefügg a terhelhetőséggel és a hőelvezetéssel.
• Membrán anyaga: Például ásványi anyagokkal dúsított papír (Hertz MP 250D2.3), többrétegű V alakú hab membrán szél, szálerősített papír kónusz (Ground Zero Iridium SPL sorozat), vagy a Pioneer szabadalmaztatott IMPP kompozit kónusza. Az anyagválasztás befolyásolja a hangszóró merevségét, tömegét és ezáltal a hangminőségét.
• Csíptetős hangszóró kábel csatlakozók: Például 8 AWG átmérőig. Fontos a megfelelő vastagságú kábelek használata a nagy teljesítményű rendszerekben az energiaveszteség minimalizálása érdekében.

Bekötési lehetőségek: Soros, párhuzamos és kombinált

A dupla tekercses hangszórók bekötésekor a legfontosabb szempont az impedancia megfelelő illesztése az erősítőhöz. A "hangsugárzók vezetékezésének számos módja van, de a leggyakrabban a párhuzamos és a sorozatos hangszórókat használják." Az erősítő "legalább 4 Ohm-os névleges", ezért biztosítani kell, hogy a hangszórók által keltett "összterhelés ne csökkenjen ez alá."

Párhuzamos bekötés

A párhuzamos bekötés a "leggyakoribb és legegyszerűbb vezetékezési mód". Lényege, hogy "csak a pozitív (+) és a negatív (-) vezetékek egyesítése" történik. Ennek "előnye, hogy nem kell semmilyen kábelt visszahurkolnia az erősítőhöz." A párhuzamos vezetékezés "csökkenti az impedanciát". Ezt úgy számítjuk ki, hogy az "impedanciájukat elosztjuk a hangszórók számával".Példa: Egy dupla tekercses hangszóró két 4 Ohmos tekerccsel párhuzamosan kötve:Impedancia = 4 Ohm / 2 = 2 Ohm.

Soros bekötés

"Soros bekötéskor az első hangsugárzó negatív (-) kivezetését a lánc következő hangsugárzójának pozitív (+) csatlakozójához kell csatlakoztatni." A soros bekötés "növeli az impedanciát". Ezt úgy számítjuk ki, hogy az "impedanciájukat megszorozzuk a hangszórók számával."Példa: Egy dupla tekercses hangszóró két 4 Ohmos tekerccsel sorosan kötve:Impedancia = 4 Ohm * 2 = 8 Ohm.

Soros/párhuzamos kombinált bekötés

"A kívánt impedancia eléréséhez adott esetben soros/párhuzamos vezetékezés kombinációja is használható." Ez a bekötési mód "csökkenti, növeli vagy változatlan marad az impedanciát a bekötés módjától függően." A "teljes terhelés kiszámítása úgy történik, hogy az egyes sorosan kapcsolt csoportok impedanciáját elosztjuk a párhuzamosan kapcsolt csoportok számával."Példa: Két darab 2x4 Ohmos mélysugárzó esetén számos kombináció lehetséges, amelyekkel 1, 2, 4 vagy akár 8 Ohmos eredő impedanciát is elérhetünk, attól függően, hogy az erősítő milyen terhelést képes kezelni. "Mono-k viszik az 1 Ohmot is általában, sztereók zöme hídban 2 Ohm-ot tudnak."

Teljesítmény és érzékenység a dupla tekercses rendszerekben

Fontos megérteni, hogyan befolyásolja a dupla tekercses bekötés a teljesítményt és az érzékenységet. Amikor két hangszórót használunk, a terhelhetőség természetesen nem csökken, hiszen "két hangszórót használsz". Azonban az érzékenység másképp alakulhat. "Ha egy hangszóró mondjuk 90dB érzékenységű 1W-on, akkor normál esetben 2 azonos hangszóró használata esetén 93dB lesz az érzékenység 1W-on". "Ha szembe vannak fordítva akkor 2W kell, hogy 93dB hangnyomást produkáljanak, más szóval olyan az érzékenysége ennek a felállásnak, mintha csak egy hangszórót használnál." Ez a jelenség a "push-pull" vagy "compound" elrendezésnél figyelhető meg, ahol a "két hangszórót szembefordítjuk egymással, szoros csatolásba hozzuk a mozgórészeiket", "mintha azok egy merev rúddal össze lennének kapcsolva". Ebben az esetben "kétszeres az Mms és az Rms és fele (keményebb) a Cms".

A tekercs felosztása, például 4 részre, szintén befolyásolja a paramétereket. Amikor mindkét tekercset egy végfokra kötjük, "annak a tekercsnek is a csillapító hatása, csak éppen a mechanikai oldalon" érvényesül. A Qts érték ebben az esetben megegyezik az egy tekercses hajtás másik tekercs nyitva Qts értékével. "Qes Qms-el összevonódott és ugyan arra az eredményre jutott mint a fél tekercses változat Qts értéke."

A teljesítmény és a torzítás kérdése

Gyakori tévhit, hogy egy nagy teljesítményű hangszórót kis teljesítményű erősítőre kötve elkerüljük a leégést. Valójában "egy nagy teljesítményű hangszórót kis teljesítményű, de torz erősítővel könnyebb leégetni, mint egy a hangszóró terhelhetőségénél nagyobb teljesítményű erősítővel." Ez azért van, mert a torz erősítő túl sok egyenáramú komponenst juttat a hangszóró tekercsébe, ami túlmelegedéshez és károsodáshoz vezethet. Az autóhifi világában a "HIFI-ről lehetne vitázni rendesen". A "Hi-Fi" a "High Fidelity" rövidítése, azaz nagy hűségű hangvisszaadásra utal. Azonban "dübörög a zene hifi minőségben, miközben nem hallható a szirénázó mentőautó - ugyancsak HIFI- szirénája". Ez rávilágít arra, hogy a hangerő és a hangminőség nem feltétlenül jár kéz a kézben, és a "rezsótól is szép teljesítmény az ekkora" mondás gyakran találó.

Az autóban "adott a 12V", ami korlátozza a kivehető teljesítményt. A probléma áthidalására "vagy az impedanciát viszik lefelé 4-2-1-0,5ohm! De ennek több hátulütője is van, vagy a feszültséget kell emelni." A "normális autós erősítők, 2x30-50…V-ot állítanak elő a benne levő erősítőknek". Ez "költséges". A dupla tekercses hangszórók azonban "kicsit másképp tekerik azt a hangszórót, 2x4, 2x2ohm-ra, vagy akár 4x1ohmra, akkor 2-4 erősítő hajthatja őket, a teljesítmények összeadódnak." Ez "a legegyszerűbb megoldás és még működik is." Például, "ha van négy erősítőd ami egyenként mondjuk terhelhető 2 Ohmra. E mellé van egy 2x4Ohmos tekercsű hangszóród is, akkor 2-2 erősítőt hídba kötve és rákötve 1-1 tekercsre, akkor 4x akkora teljesítmény vehető ki ugyanarról a tápfeszültségről egy sima 4 Ohmos hangszóróhoz képest ami nincs hídban hajtva."

Egyedi megoldások és speciális alkalmazások

A dupla tekercses mélysugárzók számos speciális alkalmazásra is alkalmasak. Például a "free-air" felhasználásra tervezett Pioneer TS-ME100WC és TS-ME100WS hajós mélysugárzók, amelyek "fekete és fehér ráccsal" is kaphatók, ellenállnak a zordabb környezeti hatásoknak. A "lapos" kialakítású mélysugárzók, mint a Pioneer TS-A2000LD2, TS-A2500LS4 és TS-A3000LS4, zárt felhasználásra ideálisak, ahol a hely korlátozott.

Egy másik érdekesség a "speciális tekercselésű hangszóróval" történő "megfelelő teljesítmény" elérése. Ez a "rejtély", amit egyes "somogyi gyártmányú erősítős autó szubládában" alkalmaztak, ahol "nem alkalmaztak kapcsoló üzemű tápot mint sok autó végerősítőben, hogy a 12V-ból pl. +-40 voltot állítsanak elő a végfokok számára. Vagy akár hangkimenő transzformátort, feszültség növelő célzattal." Ez a példa is mutatja, hogy a dupla tekercses technológia számos innovatív megoldást tesz lehetővé a hangtechnikában.

"Ha valahol kevés a hely két hangfalnak akkor csak egy mélyládát csinálnak két külön csipogóval. (a mélyre megy mind a két csatorna egyszerre, így ezzel a hangszóróval nem hat vissza a magasra, ergó nem lesz monó)". Fontos megjegyezni, hogy "a mély hangszórónak nem kell összegeznie a sztereó jelet, mivel a szub tartomány monó. Már így jön ki a stúdióból."

A hangszórók "modellezését", majd "n db hangszóró esetén n-szerezzük a számolt doboztérfogatot" elvét figyelembe véve, a "több pneumatikus elem egy légtérben esetben sorosan kell felfűzni azokat. Pl. egyező hangszórók esetén is." A "nyomásra vannak kapcsolva, a villamos helyettesítéskor ez közös áramot jelent." Ez azt mutatja, hogy a fizikai és az elektromos bekötések közötti összefüggések alapvető fontosságúak a megfelelő rendszertervezéshez.

Az SPL (Sound Pressure Level) mélysugárzók

Az "SPL" (Sound Pressure Level) mélysugárzók, mint a Ground Zero GZIW 12SPL 1000WSPL vagy a GROUND ZERO GZNW 30SPL-D1 6000W SPL mélysugárzó, extrém hangnyomás előállítására lettek tervezve. Ezek a modellek jellemzően "masszív alumíniumöntvény kosárral", "többrétegű U alakú hab membrán széllel", "szálerősített papír kónusszal" és "magas hőtűrésű réztekercsekkel" rendelkeznek az "erőteljes SPL basszus" biztosítása érdekében. A Carbon szálas porvédő is hozzájárul a tartóssághoz és a teljesítményhez. Ezek a mélysugárzók gyakran dupla tekercses kialakításúak, hogy minél rugalmasabb impedancia-illesztést tegyenek lehetővé a maximális teljesítmény kiaknázásához.

tags: #dupla #tekercs #hangszoro #bekotes