Needle: a legendás karcsú szélessávú oszlop, kiszámolva és megmérve

A Needle az egyik legismertebb házi építésű szélessávú hangfal: egy karcsú oszlop egyetlen 10 cm-es hangszóróval, amely meglepően nagy hangzással szól. Építettem egyet, és a Loudsmithben kész sablonként szerepel. Ez a cikk összeveti, mit mond az eredeti terv, mit számol a Loudsmith, és mit mutat a mérés.

A Needle dióhéjban

• Hangszóró: Dayton Audio RS100-4, 4" szélessávú, 4 Ω
• Doboz: TQWT, növekvő keresztmetszetű tápvonal
• Méret: 160 × 950 × 196 mm (sz × m × mé)
• Tápvonal: 1746 mm hosszú, 46 → 130 cm²
• Nyílás: 25 × 110 mm elöl, alul
• Korrekció: 2,7 Ω ∥ 0,18 mH ∥ 22 µF a hangszóróval sorosan

Honnan jön a Needle

Az eredeti tervet egy Cyburgs néven ismert építő rajzolta, és egyszerű vázlatként osztotta meg a Hifi-Forumon. A Needle nem egy konkrét hangszóró köré készült, és gyorsan elterjedt a házi építők között. Udo Wohlgemuth, az Acoustic Design Magazin munkatársa engedélyt kért a szerzőtől, és átdolgozta a Dayton RS100-hoz. A frissített építési útmutató 2017 júliusában jelent meg „Needle aufgewärmt” címmel.

Miért a Dayton: a kis szélessávú hangszórók rezonanciája általában jóval 100 Hz fölött van. Az RS100-é 75 Hz körül, majdnem 40 Hz-cel lejjebb, mint az eredeti Needle hangszóróié. A szerző a 4 ohmos változatot választotta, mert ugyanazon az erősítőn kb. 3 dB-lel hangosabban szól, mint a 8 ohmos.

Hogyan működik a TQWT tápvonal

A TQWT, vagyis kúpos negyedhullámú cső, rokona a transmission line-nak, de más szabályokat követ:

• A zárt végén a keresztmetszete nagyjából a membránéval egyezik, a nyílás felé két-háromszorosára bővül.
• A hossza a hangolási frekvencia hullámhosszának negyede.
• A hangszóró a zárt végtől a hossz harmadánál–felénél ül.
• A nyílás kisebb, kb. a membránfelület fele.

Az ötlet Paul Voigtig nyúlik vissza, 1934-ig, ezért Voigt-csőnek is hívják. A Needle-ben a tápvonal félúton vissza van hajtva egy ferde válaszfallal, amely alul 42 mm-re, felül 86 mm-re van az előlap mögött. Az oldalak, a tető és az alj 25 mm-es MDF, az elő- és hátlap 12 mm. A csillapítás egyetlen 10 cm széles poliészter vattacsík, amely hajtogatás nélkül fekszik a tápvonalban.

A korrekciós tag

Az RS100-4 szintje 400 és 5000 Hz között enyhén megemelkedik, amit a keskeny előlap még fel is erősít. A korrekciós tag, egy 2,7 Ω-os ellenállás, egy 0,18 mH-s tekercs és egy 22 µF-os kondenzátor párhuzamosan, az egész a hangszóróval sorosan, megszelídíti ezt a 2,5 kHz körüli púpot. Az értékek az eredeti készletből származnak. A 18 kHz-es csúcsot a szerző szándékosan érintetlenül hagyta.

Mit számol a Loudsmith

A modell egy tipikus kis szélessávú hangszórót mutat: a basszus lankásan esik, 65 Hz körül 6 dB-t, és a tápvonal még lejjebb viszi, csak gyengébben. 50 Hz-en legfeljebb kb. 80 dB-ig jut, mielőtt elfogy a 4 mm-es kitérése. 150 Hz-en 96 dB-t bír. Ez bőven elég közeli hallgatáshoz a nappaliban, de buliba nem.

Az impedancia a tápvonalmodell legjobb próbája, mert az egész doboz formálja. Az eredeti cikk közli a kész Needle mért impedanciáját, és az összevetés a számítással így alakul:

Frekvencia	Mért (ADW)	Loudsmith
80 Hz	12,2 Ω	12,0 Ω
500 Hz	3,9 Ω	3,7 Ω
2,5 kHz	6,5 Ω	6,6 Ω
20 kHz	9,9 Ω	10,0 Ω

A 0,2 Ω-on belüli egyezés azt jelenti, hogy a modell a tápvonalat és a korrekciót is jól eltalálja. Ez az összevetés a Loudsmith automatikus tesztjeinek része.

A kész hangfal mérése

A saját Needle-ömet UMIK-1 mérőmikrofonnal mérem meg a hangfalmérés oldalon: távoli térben a közép- és magashangokat, közeli térben a membránnál és a tápvonal nyílásánál a basszust. A mért görbe ide kerül a számítás mellé, hogy lásd, hol egyezik a modell, és hol nem.

A mérés úton van. Amint megvan, frissítem a cikket.

Építsd meg magad

A Needle az alkalmazásban kész sablon: a tervezőben válaszd a Needle-t a „Kezdés sablonból” menüben. Megkapod a méreteket, a válaszfalas rajzot, a korrekciót és a bevásárlólistát. A szerző terveit és a készletet az Acoustic Design Magazin eredeti cikkében találod.