Mivel nem volt ez mindig így, fussuk át röviden a történelmet, mikor és kiknek a fejéből pattant ki az isteni szikra, és hogy is nézett ki ?
1874 - Ernst W. Siemens, volt az első, akinek leírásában egy „dinamikus” vagy mozgó-tekercses jelátalakító szerepel, amely kör alakú tekercs a mágneses mező segítségével képes axiális mozgásra. Mivel Herr Siemens szerkezetét nem akusztikai felhasználásra szánta, Alexander G. Bell volt az, aki 1876-ban a telefon szabadalmában hasznosította az ötletet. Herr Siemens elég gyorsan felismerte mit mulasztott el és saját hazájában, Németországban 1877-ben bejegyzett szabadalomban már egy pergamen membrán szerepel hangsugárzó gyanánt a mozgó-tekercses jelátalakítóban. Itt ne egy dobozféleségre tessenek gondolni, hiszen ez a szerkezet inkább egy virágkehelyre hasonlított, mint ahogy a képen is látható. (Thomas Watson féle modell)
1898 - Sir Oliver Lodge, Angliában nyújtotta be szabadalmát, amelyben egy „nem mágneses anyag alkotta légrésben, a külső és belső pólusok között mozgó tekercs” szerepel jelátalakítóként. Még ugyanebben az évben szabadalmaztatta népszerű rádió tunerjét. A képen kiválóan megfigyelhető, hogy hogyan lehet hallhatóvá tenni erősítő eszköz nélkül a gyenge jeleket. Erre az exponenciális tölcsér a megfelelő eszköz, de ezt már az ógörögök is tudták.
1901 - John Stroh, szabadalmi leírásában szerepel először kónuszos papír membrán, amely a pereménél is lezárja a sugárzót, de ez a rész akkortájt még egyenes, lapos szakasz volt. A szabadalom Angliában lett bejegyezve.
1908 - Anton Pollak, az Államokban nyújtotta be szabadalmát egy „pókról”, amely a hangszóró mozgó tekercsét hivatott központosítani, mind az összes „lábával”.
1925 - a General Electric két kutató mérnöke, Chester W. Rice és Edward W. Kellogg, egy tanulmányában vázolja a működési alapjait egy közvetlen sugárzó hangszórónak, amelynek rövid tekercse hajtja a kontrollált tömegű membránt. Először fogalmazódik meg a tanulmányban az akusztikai lesugárzás javításának igénye, nevezetesen a „hangfal” ötlete, amely nem volt más, mint egy méretes falap, a közepébe applikált sugárzóval. Mivel a kutató laboratóriumok már ekkor is saját tulajdonuknak tekintettek minden felfedezést, a két feltaláló nem szabadalmaztathatta ötletét, megtette helyettük Edward Wente, aki ugyanarra végeredményre jutott, tőlük függetlenül, a Bell Laboratóriumban. 1926-ban a GE publikálta a Rice-Kellogg tanulmányt, amelyben szó esik a teljesítmény növeléséről erősítő eszköz által, amit az RCA Radiola nevű elektromos táplálású rádió sorozatában alkalmazott is.
Eljutottunk tehát a mai napig is használatos közvetlen sugárzó alkalmatosságig. A technikai fejlődés ezekben az időkben hétmérföldes léptekkel, megállíthatatlanul haladt előre és felszínre hozott néhány eddig nem ismeretes jelenséget. Az erősítés technika, és a hangrögzítés fejlődésével felmerült a teljes hallható frekvencia sáv lesugárzásának igénye, de ez az épp aktuális eszközzel nem volt lehetséges. Hogy miért is nem ?
A szabadon álló sugárzó membránja, mint az ábra is mutatja, előre és hátrafelé is lendül és mivel a sugárzó átmérője véges, azaz összemérhető az általa lesugárzott hang hullámhosszával, egy meghatározott frekvencia alatt az előre sugárzott hullámok találkoznak a hátrafelé sugárzott, ámde ellentétes előjelű hullámokkal, és bizony kioltják egymást. Nos, hát, itt jön a képbe a bútoripari műremek, vagy ahogy mi akusztikusok becézzük, a sugárzásjavító foglalat, amely megakadályozza az akusztikus rövidzár keletkezését. De ez csak az egyik ok, mert ezt a feladatot jobbára el tudná látni egy deszkalap is, ha megfelelően nagy méretű, azaz nagyobb, mint a lesugárzandó hang hullámhossza. Eddigi kutakodásaink során kiderült, hogy sugárzónknak van egy kényes pontja, nevezetesen a rezonancia pont. Az, hogy ez a pont hol van, a sugárzó átmérőjétől és szerkezeti felépítésétől függ, egy azonban bizonyos, érdembeli hangsugárzást maximum a rezonancia frekvenciáig tud végezni, alatta már nem, sőt a rezonancia környékén is kétséges a végeredmény. Íme az igazi ok a sugárzásjavító foglalat használatához. „És akkor jött a ...”, no nem a Tenkes kapitánya, hanem az asztalos. No de milyen is legyen az a doboz? Az első időkben a dobozba helyezés inkább esztétikai, mint akusztikai okokból történt, most viszont már van rá okunk, le kell csillapítanunk a sugárzó nemkívánatos rezgéseit és a lehető legtöbb energiát kicsikarni a mélyfrekvenciás tartományban.
Következzék a teljesség igénye nélkül, az általában használt foglalatok felsorolása, némi magyarázattal. Aki többre is kíváncsi, kattintson a bal oldali, árnyékolt ikonra - már ahol lehet - és máris hozzájut a bővebb információra és esetleg némi számítási segédletre.
A Hangfal ( Open Baffle vagy Dipol Baffle )
- a legegyszerűbb megoldás az akusztikus rövidzár leküzdésére. A gond leginkább a méretekkel adódik, pl. 60 Hz lesugárzásához 3x3 m nagyságú deszkalap szükséges, vagy legalább 15 db mélysugárzó, mint a jobb oldali fényképen. Azt hiszen ebből már kiderült, hogy a használható méret a végtelen nagyság, vagy ha a hangsugárzót a lehallgató helység oldalfalába építjük be. Ezt a briliáns ötletet többen megkísérelték megvalósítani, egy apró baj azonban mindig akadt; ajtónyitáskor a keletkező nyomáskülönbség minden esetben valósággal kitépte a sugárzók kónuszát. Akad egy megoldás a hangfal méreteinek csökkentésére, ha annak széleit egy kissé „behajtogatjuk”, melynek hatására egy a hátoldalán nyitott dobozt kapunk. S ez az a pont ahol az elnevezések kissé összekeverednek, mert eddig még hangfalról beszélhettünk, de ettől kezdve már hangdobozról. Az általánosan és helytelenül hangfallá keresztelés már csak azért is sántít, mert a hangfal minden esetben di-pólt, azaz két pólust jelent, vagyis hogy két irányba, előre és hátra is sugároz.
A leggyakrabban alkalmazott dobozforma. Azt ugye nem kell ecsetelni, hogy miért nincs rövidzár. A doboz mérete mégsem a „tök mindegy” kategória, mert egy új effektus alakul ki. A dobozban lévő levegő ugyanis a membrán mozgása során összesűrűsödik, ill. kitágul, mintegy légrugó, növelve a sugárzó saját visszatérítő erejét. Hatásosan csillapítja a sugárzó rezonancia frekvencián mutatott anomáliáit, ezért viszont cserébe romlik a mélyfrekvenciák visszaadása. Az alsó töréspontja a doboznak a sugárzó rezonancia pontja fölött lesz, kb. 
-vel és 12 dB/oktáv meredekséggel esik. Hogy miért, miért nem, csak 1949-ben szabadalmaztatta Harry Ferdinand Olson. Különös hangsúlyt 1954-ben kapott Edgar M. Villchur révén ( aki Henry Klossal az Acoustic Research alapítója volt ), midőn az első „könyvespolc” hangdoboz, az AR-1 megszületett. Ami mindezt lehetővé tette, az nem más mint az akusztikus, ill. légfelfüggesztésű hangszórók megalkotása. Szintén az Acoustic Research laborjából indult világhódító útjára 1958-ban a dómsugárzó.
Az egyik legjobb és legellentmondásosabb megoldás a mélyfrekvenciás sugárzás javítására, ez a típus ugyanis kihasználja a membrán hátoldala által keltett hanghullámokat és egy hangolt nyílás ill. cső segítségével visszasugározza a lehallgató térbe. A konstrukció hatékonyan csillapítja a rezonancia csúcsot és képes a rezonancia pontig, sőt kevéssel alatta is sugározni, de innen már 18 dB/oktáv meredekséggel esik. A reflexnyílás helyettesíthető passzív sugárzóval, egy mágneskörétől, lengőcsévéjétől megfosztott hangszóró. Maga az elv a klasszikus Helmholtz-rezonátor elméletén alapszik. Ha belegondolok, különös, hogy egy optikus tanulmánya 1863-ból „Die Lehre von den Tonempfindungen” rakta le az akusztika alapjait. A halláskutatásban azonban Helmholtz nagyszerű indítását stagnálás követte, az egyetemek majdnem 100 éven át ugyanazt tanították. A reflexdobozt Albert C. Thuras szabadalmaztatta1930-ban.
A sub láda ( Bandpass chamber, Coupled Cavity )
Speciális esete a reflex elvnek. Létezésének alapja az a gondolat, hogy el kell kerülni a basszusreflex-doboznál fennálló jelenséget, hogy a hangszóró membránról, ill. a reflexnyílásból kilépő hangösszetevők fázisa mély frekvenciákon ellentétes. A rendszer kettő, vagy több egymástól független „csatolt üreg”-ből áll, az egész nem más, mint egy belülről gerjesztett üregrezonátor. Hangsugárzás kizárólag az üregtér reflexnyílásán keresztül történik, ebből adódóan átvitele max. egy dekád, azaz 20 Hz alsó töréspont esetén a felső 200 Hz-re esik, így jellege szerint sávszűrő. Első leírása 1934-ből a francia Andre d'Alton-tól származik, igazi tökélyre a KEF mérnökei és dr. Bose vitték.
Ugyanazon hangsugárzó, különböző, optimális méretű dobozokban.
Az isobarikus beépítés
Már Villchur gondolataiban is a doboz méreteinek csökkentése motoszkált, az eredmény a légfelfüggesztésű hangszóró. Voltak akik más úton próbálkoztak, mint az akusztikusan sorbakapcsolt - isobarikus - hangsugárzók elve. Két azonos sugárzó esetében az adatlap szerinti Vas érték és ezáltal az alkalmazandó doboz mérete is a felére csökken. Az ötletet 1950-ben Harry F. Olson szabadalmaztatta, nála még két egyforma kamra szerepel ( bal oldali ábra ), az újabb keletű kísérletek hozták közelebb egymáshoz a két sugárzót ( jobb oldali ábra ), és mivel a két sugárzó között a légnyomás működés közben sem változik, innen a név: isobarikus. A megoldás minden eddig ismert doboz típusnál használható, kérdés, hogy megéri-e ? Fele méret = dupla költség.
Az akusztikus művonal ( Transmission Line )
Eddig egyetlen megoldás sem törekedett arra, hogy a hangsugárzót akusztikailag is megfelelő módon illessze a levegőhöz, ámbátor ez az a közeg, amely elszállítja a hanghullámokat a fülünkig. A TL „doboz” legalább az egyik felén, a hátulján, megkísérli az illesztést, negyed, ill. félhullámú esetekre. Ennél a típusnál nincs mélyfrekvenciás javulás, vagy nyereség, viszont mentes a tranziens jellegű torzításoktól és mind attól, amit egy dobozba zárt levegő rugó produkálni képes a sugárzó hátoldalára. Egyedüli hátránya a mérete, 20 Hz-et is lesugárzó negyedhullámú cső hossza 4,75 m, ami csak összehajtogatva fér be a szobába. Maga a működési elv az orgonasípokéval rokon, első leírása a Stromberg-Carlson akusztikus labirintus (1930) volt, és egészen a '60-as évek elejéig változatlan volt, amikor is A.R.Bailey modifikálta.
Exponenciális tölcsér ( Horn )
A leghatékonyabb mélyhang lesugárzást és a legjobb hatásfokot az exponenciális tölcsér nyújtja. A tölcsér illeszthető a sugárzó első, ill. hátsó membránoldalára. Ebben a témában az első szabadalmi bejelentés is egy saroktölcsérről szól és Paul Wilbur Klipsch jelentette be 1940-ben. 2002 tavaszán távozott közülünk az örök akusztikus mezőkre. A jobb oldali képen egy igazi legenda látható, az Altec Lansing Corp. A-7-es, Voice of the Theatre, azaz a „Színház hangja” elnevezésű gyártmánya, amely 1945-ös megjelenését követően szinte egyeduralkodóan őrzi pozícióját, a színházhangosítás terén.
TQWT - Tapered Quarter Wave Tube
Mivel a tölcsér hatásfoka a formájától és méretétől függ, az pedig igen nagy tud lenni, így össze kell hajtogatni, hogy emberi mértéket öltsön. Erre igen sok féle megoldás született, a nyomókamrás kiviteltől a tractrix tölcsérig, születtek hidrid megoldások is, mint az un. Voigt pipa, lánykori nevén az elkeskenyedő negyedhullámú cső, amely a Transmission Line és a tölcsér összeházasítása.
Karlson doboz
Végezetül, de koránt sem a befejezettség illúziójával, következzen egy méltánytalanul elfelejtett doboz konstrukció, a Karlson-doboz. Már John E. Karlson előtt is sokan folytattak kísérleteket a fél- ill. negyedhullámú művonalakkal abban az irányban, hogy minél nagyobb basszus lesugárzására késztessék, anélkül, hogy elvesztenék az akusztikus illesztés előnyét. Minden változtatás valamilyen torzítással felelt a kísérletezőknek, sőt az eredeti művonal is okozott némi csalódást a páratlan harmónikusok terén. A Karlson rendszernek, a reflex elv beházasításával, sikerült először a sugárzó mindkét felét akusztikusan illeszteni a külvilághoz, ahogy ő nevezte, a négykamrás akusztikus impedancia transzformátorral. Az eredmény : számottevő ( kb. 2 oktávnyi ) mélyfrekvenciás javulás, alacsony torzítások és omnidirekcionális lesugárzás. A trükk : az egész kamra rendszer előtt egy exponenciális rés helyezkedik el és a rendszer ezen keresztül sugároz.
Amatőr viszonylatokban, különösebb asztalos tehetség nélkül, a zárt, a reflex, a bandpass és a TQWT típusok a közkedveltek, a megvalósíthatóság okán. Hogy mégis melyik legyen az ? Első sorban a sugárzó Thiele-Small paraméterei a meghatározók, ezen túl a lesugárzás minőségének igénye, a rendelkezésre álló hely és pénztárca mérete. Ha mindez ismeretes, jobbra a dobozra kattintva, egy Java-applet segítségével, megnézhetjük néhány dobozformában sugárzónk viselkedését. Netán, ha ez a kis segédeszköz kevésnek bizonyulna, tudok ajánlani egy profibb programot tervezési célokra, nevezetesen a LinearTeam - WinIsd nevű alkotását, mellyel jó eredménnyel tudunk zárt, reflex és bandpass dobozokat tervezni. Másik előnye, hogy még ingyenes !
