2011. május 8., vasárnap

Még jobb basszuscsapdák

A bejegyzés Ethan Winer oldalának fordítása. A bejegyzéssorozat itt kezdődik.

A basszuscsapdák egy további változata a Helmholtz rezonátor. Ellentétben a habból, üveggyapotból és üveggyapottal töltött hengerektől a Helmholtz rezonátor igen mély frekvenciák elnyelésére is méretezhető. Ez a fajta basszuscsapda a hangolt üreg elvén működik, leginkább csak egy kis frekvenciatartományon hatásos (ott viszont nagyon). Gondoljunk egy üvdítős üvegre, amely a száján keresztül ügyesen megfújva rezonálni kezd - ez az alapötlet. Bár a Helmholtz rezonátort igen hatékonyra is ki lehet alakítani, csak igen kis frekvenciatartományon működik és meglehetősen nagynak kell lennie igazán mély frekvenciák elnyeléséhez. A frekvenciatartományt meg lehet növelni, ha az üreget üveggyapottal töltjük ki, illetve ha több, különböző méretű nyílást készítünk a rezonátorra. Elterjedt megvalósítása az elképzelésnek egy doboz, mely üveggyapottal van feltöltve az előlapi nyílását pedig szellősen elhelyezett, fából kialakított lécek fedik részlegesen. Éppen ezért lécrezonátor a neve. Másik megoldás szintén üveggyapottal megtöltött dobozra épül, de a nyílást egy tábla zárja le a lécek helyett, a táblán pedig sok kicsi lyuk van. Tagadhatatlan, hogy a Helmholtz rezonátor nagyon hatásos tud lenni, de használhatóságát erősen csökkenti az a tény, hogy csak nagyon keskeny frekvenciatartományon működik. Ki lehet úgy alakítani, hogy egy adott szoba domináns frekvenciáját elnyelje, más mélyfrekvenciás hangokra viszont hatástalan lesz. Ugyanakkor az akusztikus interferenciák elkerüléséhez széles sávban szükséges a mélytartomány elnyelése.

Egyik kedvencem a membrán elnyelő, vagy más nevén panel csapda (merthogy az előlapja fa panel). Egyik nagy előnye a membrán elnyelőnek, hogy nem kell vastagnak lennie az igen mély frekvenciák kezeléséhez. A membrán elnyelők is a basszustartomány egy-egy sávjának elnyelésre vannak kialakítva, hiszen a basszustartomány nagyjából négy oktávot fog át. Éppen ezért több, a basszustartomány egyes részeit lefogó membráncsapdára van szükség. Az igen mély frekvenciák elnyelése mellett a fa előlap a magasfrekvenciák elnyelésére is alkalmas. Így még akkor sem lesz túl halott hangzású a szobánk ha a teljes bassus tartomány lefedéséhez szükséges mennyiségű panel csapdát telepítünk.

Az alábbi fotó nyolc panel csapda látható, melyeket a házi stúdióm számára készítettem. A paneleken kívül - melyeket fehérre festettem - elég sok 703-as üveggyapot elnyelő is van, melyet szövettel borítottam. Ami a fényképen nem látszik, az a szoba hátsó sarkaiban elhelyezkedő további négy panel csapda, illetve még négy, amelyek szintén kicsit hátrébb vannak az oldalfalak mentén. A fotón mindkét típusú panel csapda látható - mély basszus és nem annyira mély basszus elnyelésére alkalmas. A vékonyabbak az utóbbiak. A szoba felüleinek jelentős részének elfedéséhez számos elnyelőre volt szükség, mivel ez egy viszonylag nagy szoba (5,5m x 10m). Egy kisebb szobába nyilván kevesebb csapda is elég.
Ebben a szobában egyenlő mértékben vannak nagyon alacsony és nem olyan alacsony frekvenciára tervezett panel csapdák, valamint üveggyapot elnyelők a közép- és magasfrekvenciás hangok kezelésére. A szoba hátsó részében további panel csapdák vannak.
Az alábbi ábra egy tipikus panel membrán felépítését mutatja. Amikor egy a hatásos frekvenciatartományba tartozó hanghullám eléri az előlapot, az vele együtt vibrálni kezd. A hanghullám így elnyelődik, mivel a panelek mozgatásához energiára van szükség. A üvegyapot pedig csillapítja a panelt, hogy az ne vibráljon túl sokáig. Ha engednénk, hogy a panel szabadon vibráljon, akkor könnyebb lenne mozgásban tartani és kevesebb elnyelésre lenne csak képes. Illetve azért sem túl szerencsés a túl hosszú vibrálás, mivel ezzel egy az utózengéshez hasonlatos jelenséget hoznánk létre, azt pedig semmiképpen sem kívánatos!

A furnérlemezzel a hang hatására vibrálni kezd. Az üveggyapot pedig csillapítja a vibrációt.
Az ilyen panelek légmentesen vannak felépítve és a bennük keletkező akusztikus energiát az üveggyapot hővé alakítja. Vegyük észre, hogy az üveggyapot nem közvetlen a hátsó panelre került, így hatásosabb. Minél közelebb van az üveggyapot a membránt képező fához, annál hatásosabban csökkenti annak vibrációját, de fontos, hogy nem szabad hozzáérnie, mert az csökkentené a mozgási szabadságát a panelnek. A panel csapda leghatásosabb működéséhez a panelnek szabadon, minden akadályoztatás nélkül - leszámítva a közleben lévő üveggyapot csillapító hatását - kell tudnia vibrálni.

Van pár ok, ami miatt érdemes zártra építeni a panel csapdákat. Ha van hely, ahol kiszökhet a levegő - mondjuk az előlap és a doboz oldalfalának csatlakozásánál, akkor a membránon áthaladó hangullámok ezeken a réseken át kilépnek, ahelyett hogy az üveggyapot elnyelné őket. A másik - még fontosabb ok pedig az, hogy a rések által a belül kialakult nyomás megszűnik és a helyett, hogy elnyelésre kerülne visszasugárzódik a szobába. Tekintsünk úgy egy panel csapdára, mint egy nyitott ablakra. Ha lyukat vágunk a külső falunkra, majd kartonlappal borítjuk, akkor a kartonlap a közép- és magasfrekvenciás hangokat vissza fogja verni, de a mélyhangokat át fogja engedni. Ezek a mélyfrekvenciák tehát áthaladnak a kartonlapon és nem verődnek vissza a szoba irányába. A zárt membrán csapda ebből a szempontból hasonló, hiszen a panelen áthaladó mélyfrekvenciás hanghullámok a dobozba jutva abból nem kerülnek ki. A legfontosabb ok azonban az, hogy a dobozban lévő levegő mintegy rugóként működik és bármilyen nyílás csökkenti ezt a hatást.

Bár a basszusfrekvenciák kezelésére a legjobb, ha üveggyapotot szerelünk a szoba sarkaiba keresztirányba, a panel csapda más elv alapján működik és segíthet ott, ahol a légrés nem. A panel csapdák esetén a legjobb, ha kettőt teszünk minden sarokba közvetlen a falra, hiszen ez dupla felületet biztosít. A szivacsos anyagokból készült basszuscsapdák - mint az üveggyapot és az akusztikai hab - elnyelik a hangot, ahogy áthaladnak rajtuk. Ezt a fajta csapdát sebesség elnyelőnek nevezzük, mivel a hanghullám sebessége az, amelyet kihasználunk a csillapításhoz. A panel csapda épp ellenkezően működik és nyomás elnyelőnek hívjuk, hiszen a falak mentén a nyomás éri el a maximumát. Felfoghatjuk a panel csapdákat egyfajta "ütközés csillapítónak". A hanghullámoknak, ahogy közelítenek a falhoz nagy a sebességük, de nincs nyomásuk. Mikor pedig elérik a falat nincs sebességük, viszont a nyomás jókorára nő. Hasonló ez ahhoz, mint mikor az autós a fának hajt. Hajthatunk 100km/órával a fa fele - sok sebesség - de mikor elérjük a fát nem lesz sebességünk, viszont lesz egy nagy csomó nyomás!

Ezek után feltehetjük a kérdést: valójában mennyi javulást várhatunk a basszuscsapdák telepítésével? Hacsak nem fedjük az összes falunkat és a mennyezetet 100%-ban, minden problémás frekvencián effektív elnyelő anyaggal - ami tulajdonképpen lehetetlen - maradni fog valami eltérés a tökéletesen egyenletes frekvenciamenethez képest. Ugyanakkor egy ettől sokkal földközelibb megvalósítással is jelentősen csökkenthetjük az átvitel hullámosságát, illetve széthuzhajtuk a kiemelések/csillapítások szélességét így csökkentve az "egytónusú" basszus kialakulásának esélyét. Mérhetően tehát továbbra is maradnak kiemelések és beesések, de a zene sokkal jobban fog szólni és egyenletesebb lesz a szobában mindenhol a basszus. Az alábbi ábrán egy szoba átviteli görbéjét láthatjuk membrán csapdákkal és a nélkül.

3 megjegyzés:

  1. Köszi a fordítást. Nekem az lenne a kérdésem, ha esetleg csinálok egy ilyen basszus csapdát, ami láda és ki van tömve gyapottal, majd arra egy fa lemez, amin apró lyukak vannak, hogy ezt honnan tudom, hogy a szoba melyik részére kell raknom?

    A basszus hangokkal nekem is mindig gondom van, a sarokban lényegesebben jobban döng, úgyhogy szeretném valahogy kezelni a dolgot.

    Köszönöm

    VálaszTörlés
  2. Szia,

    a helyzet az magam is csak ismerkedem a dologgal, ezért gyakorlati tanácsokat inkább attól érdemesed kérned, akinek tényleg van. Ajánlom a Hivox-ot, vagy az AVX fórum a Hifi/Hivox/Szoba- és épületakusztika fórumot.

    Üdv!

    VálaszTörlés
    Válaszok
    1. Értem.
      Ezzel az a helyzet amit említettem mailban.
      Köszi..

      Törlés