Ugrás a tartalomhoz Lépj a menübe
 


Hangszóró története

A hangszóró története

Fájl:Hangszóró.jpg

A fizika és annak az elektromossággal foglalkozó ága gyorsan eljutott arra a felismerésre, hogy elektromossággal hangot lehet kelteni. Hangszórónak nevezzük azokat az elektronikai eszközöket, amelyek elektromos jelet hallható hanggá alakítanak.

Számos nem elektromos hangtovábbító és -visszaadó eszközt is kikísérleteztek. Ilyen a csőben vezetett hang, a „hangtelefon” (régen például a hajókon használták), a klasszikus gramofon, stb.

Az első elektroakusztikus kísérletek között szerepelt az az elképzelés, ami a hangvisszaadást egy tekercs hangfrekvenciás mágneses terébe helyezett rezgő (hangolt) lemezkékkel szerette volna megoldani. (Ezen az elven konstruálták később a hálózati frekvenciamérő műszereket.) Hasonló lehetett a megoldás a szájharmonika kialakításához, végső soron egy tekercsbe helyezett, kissé átalakított szájharmonikáról volt szó. Ehhez hasonlóan képzelték el a mikrofont is. Noha az elképzelés alapját a hang hullámokra való felbontása adta, és ez az elv önmagában működőképesnek tűnik, a kísérletek mégsem vezettek használható eredményre.

Az első sikeres megoldások az elektromágnes működése alapján készültek. A fejlesztéseknek két fő iránya alakult ki. Az egyik mágneses elvű, azaz egy elektromágnesbe vezetett hangfrekvenciás jel hozza létre a változó mágneses erőteret, és ez hat egy mágneses diafragmára, ennek mozgása hozza létre a hangot. A másik irányzatnál egy erős mágneses térben helyezik el a tekercset (sound coil), és erre a tekercsre ható erő hozza létre a nem mágneses membrán mozgását. Ezt dinamikus elvnek, vagy az angolszász irodalomban mozgótekercsesnek (moving coil) nevezzük. A hangszóró történetének hőskorában más működési elv még nemigen merült fel, noha készültek kristályhangszórók, hallgatók és egyéb egzotikus konstrukciók: minden más megoldás vagy gyengének vagy rossz minőségűnek bizonyult.

A magyar kutatók, mérnökök és feltalálók kétségkívül nagyon sok találmányt adtak a világnak, szinte nincs olyan jelentős műszaki lépcső, amelynek építésében magyar kéz és agy munkája ne lenne. Sajnálatosan a hangszóró technikájában nem született olyan jelentősebb megoldás, amely a történetében maradandó nyomot hagyott volna. (Legalábbis nincs hozzáférhető adat erre vonatkozóan, noha az Anton Pollak név nagyon ismerősen cseng, különösen Pollák Antal formában – aki akkortájt, 1908 körül járhatott az USA-ban távírója ügyében.)

Jelentősebb mérföldkövek

  • 1874-ben Ernst Werner von Siemens adott be egy szabadalmi kérelmet az USA-ban egy magneto-elektromos készülékre. Ez egy mágneses térben mozgó tekercset tartalmazott, de hangvisszaadás céljaira nem alkalmazták.
  • 1876-ban Alexander Graham Bell szabadalmaztatta a telefont. A konstrukció egy fontos dolgot tartalmazott: a gramofonok mintájára egy kisméretű hangtölcsért. Eleinte a hallgatót mikrofonként is használták, azaz felváltva beszéltek bele és hallgatták.
  • Míg a Bell-féle megoldás inkább mágnesesnek nevezhető (lágymágneses lemezből készült a membránja), Siemens a dinamikus, azaz mozgótekercses megoldást alkalmazta nem-mágneses membránnal. Ezt Siemens hangtölcsérrel kiegészítve 1877-ben Németországban és később az Egyesült Királyságban is szabadalmaztatta.
  • 1898-ban Oliver Lodge Angliában benyújtotta a dinamikus hangszóró légrésére, annak távtartására vonatkozó szabadalmi kérését.
  • 1901-ben szintén Angliában írta le először John Stroh a tölcsér alakú membránt, bordázott papírszéllel.
  • 1915 a lengőnyelves (balanced armature) hangszóró születési éve. A Bell Lab-ban Harold Arnold vezetésével indított hangrendszer-fejlesztés keretében vezették be. Ez a megoldás már közszükségleti célokra is alkalmassá tette a hangszórót.
  • 1918-ban A Bell Lab-beli Henry Egerton nyújtotta be az elkészült lengőnyelves hangszóró szabadalmi leírását.
  • 1921-ben a Magnavox rendszerű hangszóró tölcséres (horn) kivitelét is elkészítették. Ugyanekkor C. L. Farrand kialakította a Phonetron elnevezésű dinamikus hangszóróját, amelyet már az asztali rádiókban alkalmaztak.
  • 1924-ben a Siemens-nél tevékenykedő Frank Capps nyújtotta be szabadalomra a H. Egerton lengőnyelves rendszeréhez hasonló működési elvű, de saját konstrukcióját. Ezzel a megoldással a hangszórót alkalmazhatóvá tették a telepes táplálású rádióknál.
  • 1925-ben Chester W. Rice és Edward W. Kellogg a Bell Lab-ban konstruálta meg a Rice-Kellogg néven jegyzett közvetlensugárzó gerjesztett dinamikus hangszórót, amelyet szabadalmaztattak. Ez a szerkezet már jelentős teljesítmény leadására volt képes, nagy mérete miatt elsősorban színházakban, mozikban alkalmazták. A hangterelő tölcséres jellegű illesztő megoldása mind a mai napig használatos megoldás – természetesen lényegesen jobb hangszórómotorral megépítve.
  • 1926 a futurisztikus alakú Vitaphone és a Movietone típusok (Bell Lab) születési éve. A Vitaphone tölcséres sugárzó 100 Hz–5 kHz átvitelével, és – még ma is egyedülálló – 25%-os hatásfokával tűnt ki. (Érdekességként megjegyezzük, hogy a mai hangszórók 0,2–2%-os hatásfokkal rendelkeznek). A 205D még lengőnyelves, de az 555W típusú már mozgótekercses (dinamikus) rendszerű volt.
  • 1928-ban Herman J. Fanger írta le az első koaxiális hangsugárzó megoldást, amely még egyazon motorral, de kettős membránnal üzemelt. A nagyobb, külső membrán a mély hangokat sugározta, míg a belső, kis tölcsér a magas hangokat. Ezt a megoldást alkalmazzuk a mai napig – noha viták folynak a minőségéről. A maga módján és idejében mégis egy hatalmas lépés volt a minőségi hangvisszaadás terén.
  • 1931-ben a Bell Lab-ban készült el az első kétutas hangszóró, pontosabban két hangszóróból álló rendszer. Ezt „divided range”-nek, azaz megosztott sávúnak nevezték. Az egyik egy tölcsérrel ellátott sugárzó, míg a másik egy dinamikus kialakítású hangszóró volt.
  • 1932-ben színházi célra az RCA készített egy valódi kétutas rendszert: egy nagyméretű tölcsérrel 40 Hz-es alsó határt értek el. Ugyanebben az évben Hans Voigt elektrosztatikus hangszóróját szabadalmaztatta az Egyesült Királyságban.
  • 1940-ben alkotta meg Paul W. Klipsch a róla elnevezett tölcséres hangsugárzót. Fontossága, hogy az eddig alkalmazott hatalmas, trombitaszerű tölcsér-alkotmányokat egy ládába hajtogatta, tehát lényegesen kisebb méretűre szorította össze.
  • 1951-ben Siegfried Klein Párizsban bemutatta Ionophon, más néven plazmahangszóróját. A membránt „tömeg nélküli” iontér képviselte, ezért a kapott hang fenomenális minőséggel rendelkezett. A kis kivehető teljesítmény, a mélyhangok hiánya és a működésével kapcsolatos technikai nehézségek nem segítették az elterjedését.
  • 1953-ban kapott védjegyoltalmat A. Janszen egy elektrosztatikus magashang-sugárzó hangszóróra.
  • Az ötvenes évek elejéig a jelentősebb színházi hangosításra Rice-Kellogg rendszerű hangszórót használtak, de ez – elsősorban méretei miatt – alkalmatlan volt házi körülmények közötti üzemeltetésre. Erre a célra általában a gyengébb minőségű, de könnyen gyártható, olcsóbb, lengőnyelves hangszórókat alkalmazták. Edgar Villchour egy Western Electric gyártmány átalakításával elkészítette az első lágy felfüggesztésű hangszórót, ezzel a zárt dobozt és a légfelfüggesztéses mélynyomót alkotta meg (1954). Ezzel egy csapásra házi használatra is alkalmas, kiváló mélyátvitelt valósított meg, elfogadható méretek mellett. Ugyancsak ő 1958-ban kis cégének harmadik típusú hangfalánál a magashangok lesugárzásához egy új konstrukciót alkalmazott, a dómsugárzót („tweeter” = csipogó). Az új hangfalkonstrukcióval megnyílt az út a minőségi hangvisszaadás felé.
  • 1957-ben alkotta meg Peter Walker a – méltán híres – Quad ESL lapos paneles elektrosztatikus hangfalát. A Quad az 50-es években alkalmazta először a szalaghangszórót, amely igen alkalmas a magashangok lesugárzására is, igaz, eléggé nagy méretek mellett.
  • Az 1960-as években Faulkus leporolta az Ionophone rendszert és újratervezte. A nehézségek miatt a projekt nem folytatódott.
  • 1974-ben volt az Eartquake bemutatója. Jelentőségét a monumentalitása adja: négy hatalmas tölcsérrel és egyéb sugárzókkal összesen 1000 W teljesítménnyel vezérelték, ami abban az időben – különösen a jó hatásfokú tölcsérekkel – lehengerlő hangerejű lehetett. A hangzást az Universal Pictures Sensurround rendszerével négysávos mágneses hangsávú 35 mm-es film biztosította.
  • 1976-ban a Beyerdynamic megalkotta az első elektrosztatikus fejhallgatót, amit 1980-ban dobtak piacra.
  • 1982-ben George Lucas és Tomlinson Holman a THX minősítést először alkalmazta „A jedi visszatér” című filmnél. Noha nem jelent műszaki előrelépést a THX bevezetése, de – mint egy szigorú műszaki és akusztikus paraméter-szabvány és elvárás – a THX minősítés megszerzése magas színvonalat garantál. A THX megjelölés egy házimozi dobozán semmiféle érdemi jelentéssel nem bír, hiszen a nappalinkba telepített masinát nagyon ritkán fogja a Lucas hangmérnöke bemérni és igazolni a minősítési szempontoknak való megfeleltetését.
  • 1996-ban a ma NXT néven ismert társaság kidolgozta az elosztott-módú hangszórót (DML: Distributed Mode Loudspeaker). Ebben (eldobva a kónuszos alakú membrán elvét) a membránt egy nagyméretű sík lap jelenti. Itt a hangot az egész lap (közel) egyidejű mozgása sugározza le. A kifejlesztésre Dr. Ken Heron 1991-évi szabadalma alapján került sor. A DML továbbfejlesztése NXT néven ismert.
  • 1998-ban Benwin piacra dobta az első DML lapos panelt.

Manapság is születnek a hangszóró, az akusztika körében találmányok, de a kialakult fejlődési irányzat egyáltalán nem a minőség és a zeneileg precíz hangzás felé, hanem egyre erősebben a gyártók által kreált tömegigény kielégítése felé mutat. Ennek következményeként a régi konstrukciók és egyedi megoldások fontossága, és ezzel ára is gyorsan emelkedik az igényesebb felhasználók körében. A modern technika és a multik konstrukciói képtelenek kielégíteni a magasabb igényű elvárásokat, tehát nem véletlen az audiofil társadalom elektroncsövek és húsz-harminc évvel ezelőtti konstrukciójú hangsugárzók iránti vonzalma.

A zenei világ mellett az átlagfelhasználók is egyre gyakrabban panaszkodnak a házimozi rendszereik katasztrofális hangzásvilágára, ezért joggal várhatjuk, hogy egyre több kis vállalkozás fog visszatérni a régi készülékek és hangfalak gyártására, szervizelésére az igazi zenerajongók örömére.