HD-Active digitális keresztváltók

A DEQX-modellek tökéletesen aktív hangrendszerbe integrálhatók. Cégünk vezette be elsőként a digitális jelfeldolgozáson alapuló aktív hangfalkorrekciót és keresztváltókat, amelynek algoritmusa a konvolúciós elmélet alkalmazásával számítja ki a hangfal véges impulzusválaszát (FIR). Ez a mi HD-Active™ rendszerünk – az igazán élethű HD-hangzás ígérete!

A HD-Active™ a hangfal mindegyik hangszórójának csoportfutásidejét és amplitúdóját korrigálja. A meredek lineárfázisú keresztváltók a hangszórókat a maguk optimális frekvenciasávjában tartják, csökkentve a kitérésüket, következésképp a torzításukat, egyszersmind biztosítva közöttük a tökéletes (folytonos) átmenetet.

Mivel pedig a hangfalakban nincsenek tekercsek, kondenzátorok és ellenállások, az ilyen passzív komponensek által okozott linearitási hibák és csillapítási problémák is kiküszöbölhetővé váltak.

Egy szokványos, otthoni kétutas hangfal egy nagyobb (pl. 15 cm átmérőjű) és egy kisebb (pl. 2–3 centis) hangszóróból áll – előbbi a mélynyomó, amely a mélyhangokat adja vissza, a másik a magas hangokat. Ennek a kettős megoldásnak műszaki oka van, nem lehet ugyanis olyan hangszórót konstruálni, amely minden frekvencián optimális teljesítményt nyújt. Amikor a hangszóró a frekvenciatartománya határán vagy azon túl sugároz, a hang eltorzul. A torzulás több formában jelentkezhet, leggyakoribb a kiegyenlítetlen frekvencia-átvitel, a frekvenciafüggő irányhatás, valamint az intermodulációs torzítás.

Ezért a hangszórókat úgy konstruálják, hogy csak bizonyos (általában 2–3 oktáv szélességű) frekvenciatartományon sugározzanak megfelelően, majd közös dobozba (ládába) építik be őket – ez a hangfal. A szokványos hangfalak dobozában ún. passzív keresztváltó (hangváltó) van, amely a teljes, 10 oktávos spektrumot frekvenciasávokra bontva továbbítja a megfelelő hangszóróhoz. Ilyen felépítésű a házi használatra szánt készülékek 99%-a, az ún. passzív hangfalak.

Fejlettebb megoldás a professzionális és csúcs-hifirendszerekben alkalmazott aktív hangfal. Itt mindegyik hangszórónak saját erősítője van, amely a hangszóró frekvenciatartományán működik optimálisan. Ebben az esetben a keresztváltó elektronikája az erősítő elé kerül, tehát az előerősítés jelszintjén működik, nem pedig a nagyteljesítményű szinten, mint a passzív keresztváltónál.

Az aktív rendszer hátránya, hogy több erősítő kell hozzá – ezt azonban számos előnye kompenzálja: pontosabb és hatékonyabb keresztváltási megoldásokat tesz lehetővé, mérsékli az intermodulációs torzítást az erősítőkben és a hangszórókban, továbbá csökkenti az erősítőkre háruló terhelést. Az erősítők áramigénye és viselkedése az adott frekvenciatartományhoz igazítható – pl. a 2.500–20.000 Hz közötti 3 oktávnyi magashang-tartomány energiaszükséglete alig 20%-a az alatta levő 7 oktávénak. Az ezen a tartományban sugárzó magashangszóróhoz tehát elég egy gyengeáramú csöves erősítő vagy A-osztályú félvezetős-erősítő, míg az nagyobb teljesítményű erősítőket a mélynyomóhoz és a középsugárzóhoz lehet beépíteni. Az erősítők árában jelentős tényező az áramellátás; némelyik aktív hangfal erősítői ugyanarról a tápegységről működnek, amely nem is kell, hogy nagyobb legyen, mint egy passzív hangfal egycsatornás erősítőjének tápegysége.

A hangimpulzus tehát megoszlik a kétféle hangszóró között, ám adódnak más problémák. Az alkalmazott egyszerű keresztváltó nem biztosít tökéletes átmenetet a két hangszóró között. Sőt, a passzív keresztváltó maga is generál torzításokat és hibákat a hangsugárzás során, ráadásul egy szokványos keresztváltó oktávonként csak általában 6 vagy legfeljebb 18 dB-es jelcsillapításra képes. Az eredmény: a hangszórók a nekik nem megfelelő, „idegen” tartományokon is sugároznak – a mélynyomóból túl sok magashang jön, amitől a hangzás egyre kásásabb lesz és irányhatás is jelentkezik, ha a frekvenciát növeljük. A magashangszóró pedig túl sok mélyhangot sugároz, ami nagyobb hangerőnél hajlamos eltorzulni, azonos frekvencián pedig interferál a mélynyomóéval.

Egy szokványos hangfalban, ahol a keresztváltó meredeksége rendszerint 12dB/oktáv, ugyanaz a hang jön mindkét hangszóróból, többnyire a keresztváltó frekvenciája fölött és alatt egy oktávnyi tartományban. Hacsak a hangforrások fázisa nincs tökéletes szinkronban, a keletkező kevert hang nagyon kiegyenlítetlen hatást kelt.

Több hangszóró alkalmazása során további probléma, hogy úgy tűnhet, mintha egy hangszer egyszerre több helyről szólna. Ez rendkívül zavaró tud lenni, így ugyanis változó mértékű erősítések és kioltások keletkeznek a hangszórók egymástól való relatív távolságának függvényében Mivel a hangdobozban a mélynyomó általában hátrébb helyezkedik el, mint a magashangszóró, a hangtér függőleges síkban is aszimmetrikus.

A problémák megoldása: a DEQX!

Az aktív DEQX keresztváltók és korrekciós processzorok lehetővé teszik a fent vázolt problémák kiküszöbölését, méghozzá több szinten. A DEQX valódi lineárfázisos, professzionális keresztváltói abszolút precíz idő- és fáziskoherenciát biztosítanak a hangszórók között, egyszersmind csökkentik a keresztváltási tartományban fellépő frekvencia-áthallásokat, így a nyalábhatás csak egy érzékelhetetlenül keskeny keresztváltási tartományban jelentkezik, a szóródási kép pedig változatlan marad a hangszórók között. Ez úgy lehetséges, hogy a magashangsugárzó szórása (diszperziója) a mély- ill. középsugárzó keresztváltási frekvenciáján nagyjából gömbkarakterisztikát mutat, míg a mély- és középsugárzó diszperziója egyre inkább nyalábossá válik (irányhatás), ahogy a frekvenciája a magashangszóró tartománya felé közelít. Azáltal, hogy a keresztváltási frekvencia fölött a mélynyomó kimenő teljesítményének levágása tízszer - ötvenszer gyorsabban történik, mint amit egy passzív keresztváltó lehetővé tesz (legalábbis gyakorlati célra), a tengelyen kívüli viselkedése hasonlóvá válik a magashangszóró tengelyen kívüli széles szóródási képéhez a keresztváltási frekvenciatartományban.

Mivel a DEQX keresztváltói a hangszórókat szűkebb frekvenciatartományon működtetik, a hangzásdinamika is javul. Nem jelentkezik többé az az anomáliás viselkedés sem, amely az egyszerű keresztváltók alkalmazásakor e tartomány fölött és alatt tapasztalható. A DEQX-keresztváltók a hangdobozban fellépő rezonanciát is csillapítják. További előny, hogy mindegyik hangszórónak saját, közvetlen csatolású erősítője van, veszteségeket és torzításokat okozó kondenzátorok, ellenállások, fojtótekercsek nélkül.

Mindezeken túlmenően jelenleg csak a DEQX képes arra, hogy az összes frekvencián korrigálja a fázis-, csoportfutásidő – és amplitúdó hibákat, külön-külön mindegyik hangszórónál és erősítőnél, egymástól függetlenül. A hangfalaknak ezeket az alapvető hibáit analóg technikával egyszerűen nem lehetett korrigálni, s digitálisan sem könnyű. Nem meglepő tehát, hogy e sarkalatos problémák kiküszöbölése a minimális előfeltétele annak, ami az egész DEQX-program célja: a minél valósághűbb hangzás, az annyira áhított és nehezen rekonstruálható „élő hatás” megteremtése.

Az itt vázolt problémák minden sokhangszórós hangfalrendszerben óhatatlanul fellépnek, s éppen miattuk nem jöhet létre az a bizonyos „élő hatás”, akárhány hangfallal is veszi körül magát a vájt fülű zenerajongó. A legdrágább hangsugárzók sem mentesek a frekvencia- és fázishibáktól, ráadásul az ilyen berendezésekkel szemben támasztott magas elvárások közepette a zenehallgatás élmény helyett inkább stresszé válik.