A dupla hangszóró és a hatásfok növekedése

A hangszórók számának megkettőzése elméletileg 3 dB hangnyomás növekedéssel jár (most nem arról a fogásról van szó, ahol a két szembefordított mélysugárzónál a "Vas" paraméter felére csökken, hanem arról az esetről, mikor két db hangszóró normál beépítéssel van egy dobozban). A gyakorlatban szerettem volna erről meggyőződni, ezért mértem.

Köztudomású, hogy ha egy hangszóró mellé egy másik ugyanolyat kapcsolunk, akkor a hatásfok 3 dB-el javul. Persze ez nem úgy érvényes, hogy az adott dobozba egy hangszóró helyett többet építünk be, hanem csak akkor, ha a hangszórónkénti doboztérfogat állandó (legalább is a mélyfrekvenciás átvitel érdekében). Tehát, ha egy hangszórót 10 literes dobozba építünk, akkor kettőt már 20 literesbe vagy 2 x 10 literesbe kell helyeznünk. Elgondolkodtató az "ingyen" +3 dB, de vajon összejön-e a dolog a gyakorlatban?

Két db ORION HS 9 MAMBO hangdobozt közvetlenül egymás mellé helyeztem és közeltéri mérést végeztem (kb. 30 cm-ről). A dobozok átvitele és a tényleges mérési körülmények nem kritikusak. Megmértem az egyik doboz átvitelét, majd a másikét. Az átvitelben némi eltérés volt közöttük, de az nem igazán számított. Majd úgy is vizsgáltam az átvitelt, mikor a két doboz egyszerre volt meghajtva. Tehát egyrészt a dupla teljesítmény miatt 3 dB növekedést vártam, másrészt a kettőzés miatt újabb +3 dB-t. Az eredő görbének összesen tehát 6 dB növekedést kellene mutatni. Lássuk:



Igen, valóban, a felső görbe kb. +6 dB javulást mutat. Hogy szemléletesebb legyen a dolog, a két hangszóró külön-külön mért átvitelének átlagolt értékét ellenkező előjellel belekalkuláltam a közös mérési eredményekbe. Az így kapott (normalizált) grafikonok:



Tehát "jött a papír forma". Ha hozzáfértem volna még egy pár HS 9 dobozhoz, izgalmas lett volna az esetleges újabb 3 dB nyereség (kettő helyett négy hangszóró együtt).

Eszembe jutott még valami, nevezetesen, hogy a két doboz soros kapcsolásánál is működnie kell a hatásfok növekedésnek. Tehát: ha a (valamelyik) hangdobozt mérem, kapok egy adott átvitelt. Ha viszont a két dobozt sorba kötöm, akkor az erősítőből felvett teljesítmény csupán fele lesz a kétszeres terhelő impedancia miatt. Más megközelítésben, hangszórónként fele feszültség jut, ami 1/4 teljesítményt jelent, de a két doboz miatt 2 x 1/4 = 1/2 lesz az összteljesítmény. Mivel a duplázás miatti +3 dB növekedésnek itt is jelentkeznie kell (miért is lenne másként?), akkor vissza kell kapnunk az eredeti hangnyomást. Valóban:



Néhány hónappal később mégis csak megadatott, hogy 4 db hangszórót mérhessek meg. Ezek ugyan nem HS 9 dobozok voltak, de ez a lényegen nem változtat. Együtt méréskor a 4 hangszóró vegyes kapcsolásban volt, így a komplexum impedanciája elvileg egyenértékű az egy sugárzóéval. Ebből az következik, hogy ugyanakkora teljesítményt vesz fel a "négyes", mint az egy db hangszóró. Ami pedig a hangnyomás növekedésében mérhető, az akkor a tiszta nyereség kell, hogy legyen. A kétszeres duplázás miatt +6 dB várható. Itt már csak a normalizált ábrázolást jelenítem meg, ahol a négy hangszóró közös átvitelét ellenkező előjellel belekalkulálom a mérésbe. A lényeg jól kivehető. A piros-zöld-kék-fehér vonalak, a négy hangszóró átvitele. Külön-külön 6 dB-el alacsonyabb hangnyomást biztosítanak, mint az együttes átvitel, a sárga színű. A négy hangszóró hatásfoka tehát tényleg 6 dB-t javult az egyhez képest: