Hangdobozépítésben használt faanyagok hanggátlásának összehasonlítása



Különböző méretű és anyagú lemezek különböző mértékben rezonálnak, nincs ez másképp a hangdobozok oldalaival sem. A hangdoboz oldalfala a hangszóróhoz képest másodlagos hangforrásként működik, amely bizonyos frekvenciákon rezgésbe jön és a hangáteresztés megnő. Hogy mekkora a hangdobozok ill. az oldalfalak hangáteresztő képessége (vagy másképp hanggátlása), és hogyan változik a frekvencia függvényében, igen nehéz mikrofonos mérésekkel ellenőrizni. Kell-e egyáltalán aggódni emiatt, színezett lesz-e a hangzás egy tipikus 18mm-es rétegelt lemezből vagy MDF-ből készült doboz esetében?

Hanggátlás mérésre többféle módszer létezik. Az egyik legelterjedtebb a gyorsulásérzékelős mérés. A módszer hátránya, hogy a gyorsulásból csak bonyolult számítógépes modellekkel lehet a hangáteresztő képességet meghatározni. Egy másik módszer, amelyet a BBC kutatási részlegénél használtak a 70-es évek végén a 8-as karakterisztikájú mikrofonok irányítottságát használja ki (Factors in the design of loudspeaker cabinets - H.D. Harwood, R. Mathews). A mérés lényege, hogy a 8-as iránykarakterisztikájú mikrofonok az oldalról érkező hangokra kb. 20dB-el kisebb érzékenységet mutatnak, mint az elölről érkező hangokra. A módszer hátránya, hogy a mikrofont a falhoz nagyon közel kell helyezni, távoli mérésre nincs semmilyen lehetőség.

A hanggátlás mérésére egy olyan módszert találtam ki, amely bár (nem tökéletes), házilag is igen egyszerűen kivitelezhető. Lényegében egy alacsony rezonanciafrekvenciájú magassugárzót alkalmaztam hangforrásként, amit a mérések során a hangdobozba befelé fordítottam. Elvileg bármilyen zárt légterű, alacsony rezonancia frekvenciájú hangszóró megfelel, amivel torzítás mentesen el lehet érni 90dB/m hangnyomást 100Hz-től felfelé. Másik kritérium, hogy a doboz ne változtasson a hangszóró átvitelén, pontosabban a T/S paraméterein, amikor befelé fordítva használjuk. Szerencsére a zárt kosaras hangszórókra ez a kritérium teljesül (ha nem teljesül, akkor a mérés bonyolultabbá válik)

Hangszórónak Vifa DX25TG05-04-t alkalmaztam (Fs: 650Hz, Qts: 0,67). A méréseket Arta mérőszoftver segítségével végeztem, merőjelnek pedig 2V RMS értékű szinusz sweep-et használtam.

Következőképpen zajlott a mérés. A referenciaszint felvétele alatt a magassugárzó kifelé nézett. Az oldalfalak mérésekor a magassugárzót a dobozba befelé fordítottam, ezenkívül letakartam egy virágcseréppel, amelyet csillapítóanyaggal töltöttem ki. Az egyes oldalak mérései 5cm-es és 20cm-es távolságról készültek az oldalfalak közepétől, ill. a referenciaszint felvétele is ugyanilyen távolságról történt a magassugárzótól.

A mérési eredményeket végül 200Hz és 1000Hz között linearizáltam, mivel a magassugárzó átvitele 1000Hz alatt fokozatos csökkenést mutat (lsd. lenti ábra). A kapott eredmények kb. 300Hz-től értékelhetők, ami pont elég, mivel az oldalak rezonanciái 600Hz-től kezdődnek.


Vifa DX25 frekvenciakompenzáció

Vifa DX25TG frekvenciaátvitelének kompenzációja 200Hz és 1000Hz között

A doboz külső méretei: 27cmx27cmx39cm. A doboz nagyobbik oldalait 18mm-es MDF, faforgács, nyír rétegelt lemez és OSB lapok alkotják (ezeket mértem). A doboz űrtartalma nettó 19,3 liter. Sajnos a faforgácsot még a mérés előtt oldalmerevítéssel láttam el, ezért erről nem közlök mérési eredményeket.

Számolnunk kell a dobozba zárt levegő rezonanciáival is. A teszt dobozban a hosszanti irányhoz tartozó állóhullám alapharmonikusának frekvenciája 480 Hz, oldalirányban a második harmonikus frekvenciája 1470 Hz (oldalirányban a páratlan felharmonikusok nincsenek gerjesztve). A harmóniasor hosszanti irányban tehát 485 Hz, 970 Hz, 1455 Hz... és így tovább, oldal irányban pedig 1470 Hz, 2940 Hz, 4410Hz... Ezek a rezonanciák a kedvezőtlen geometria miatt igen erősek, egy jól megtervezett hangdoboznál 6-12 dB-el kisebbek lennének.


tesztdoboz hanggátlás méréshez

Vifa DX25

Képek a tesztdobozról és a hangszóróról

A módszer egyedüli hátránya, hogy a hangszóró által keltett mechanikai rezgések hatásai nem szerepelnek a görbéken (csak a léghanggátlás). Érdekes, hogy a Vifa DX mágnese 200Hz-en igen erős rezonanciát produkált, ami a görbéken is kivehető.

Végezetül pedig következzenek a mérési eredmények.


OSB hanggátlása 5cm-ről

OSB 5cm-ről (üres doboz (kék) vs. 60%-ban hangelnyelő szivaccsal töltve(fekete))


OSB hanggátlása 20cm-ről

OSB 20cm-ről (üres doboz (kék) vs. 60%-ban hangelnyelő szivaccsal töltve (fekete))


MDF hanggátlása 5cm-ről

MDF 5cm-ről (üres doboz (kék) vs. 60%-ban hangelnyelő szivaccsal töltve (fekete))


MDF hanggátlása 20cm-ről

MDF 20cm-ről (üres doboz (kék) vs. 60%-ban hangelnyelő szivaccsal töltve (fekete))


Rétegelt lemez hanggátlása 5cm-ről

Rétegelt lemez 5cm-ről (üres doboz (kék) vs. 60%-ban hangelnyelő szivaccsal töltve (fekete))


Rétegelt lemez hanggátlása 20cm-ről

Rétegelt lemez 20cm-ről (üres doboz (kék) vs. 60%-ban hangelnyelő szivaccsal töltve (fekete))


A mérési eredményekből látható, hogy akárcsak az állóhullámok esetében, a csillapítóanyagnak itt is nagy szerepe van. A csillapítóanyag hatására átlagosan 10dB-el csökken a doboz falain kiszivárgó hang intenzitása. A 20 cm-es méréseknél a hanggátlás 30-40dB között mozog (hangcsillapító szivacsot alkalmazva, de közönséges vatelin is megteszi), ami szerintem még elfogadható.

Horváth Csaba

Facebook    Google
www.000webhost.com