A hangfalak felelősek végső soron az elektronikai eszközök által előállított hang visszaalakításáért, ezért messzemenőkig befolyásolják a hallható hang minőségét.
A kisugárzott hang másképpen viselkedik a frekvenciájától függően. A mély hangok körkörös irányban terjednek és nem igazán irányíthatók, a közép tartományú hangok már irányíthatók és a magas hangok pedig kifejezetten egyenes irányban terjednek és nem szóródnak. Ráadásul a különböző hangmagasságú hangok előállításához nem ugyanazt a technológiát lehet jó hatásfokkal használni. A cél mindig az, hogy a kisugárzott hang torzításmentes legyen, vagyis az erősítő által létrehozott jelnek megfelelő legyen a hang.
Általánosságban elmondható, hogy a hang létrehozására egy membránt használunk, amelyet az erősítő által létrehozott elektromos áram mozgat.
A dinamikus hangszórók esetén egy erős mágnes résében lévő tekercs rezeg. Erre a tekercsre van egy megfelelő méretű membrán rákötve. Ez a technológia a lengő részek viszonylag nagy tömege, továbbá a membrán kiterjedése miatt a nem túl magas hangok sugárzására képes. A hang átvitele a frekvenciától függ, a mély hangokat jobban, a közepes hangokat rosszabbul szólaltatja meg a hangszóró.
Mély hangok
A mély hangok megszólaltatásánál fellép az akusztikai visszacsatolás jelensége, ami azt jelenti, hogy amikor a hangszóró membránja előremozdul, akkor a megmozdított levegő a hangszóró kerületén visszaáramlik a membrán mögé, a kisugárzott teljesítményt és az alacsony hangok átvitelét rontva. Ennek javítását elméletileg a végtelen nagy membrán, vagy egy olyan fal oldaná meg, amely nem rezeg és végtelen kiterjedésű. Gyakorlatban a hangszórókat egy dobozba építik, amelynek hátulja nyitott, vagy zárt és a doboz méretétől függ, hogy milyen frekvenciatartományig lesz jó az átvitele. További lehetőség az úgynevezett basszus reflex hangfal, amikor a zárt dobozon elöl egy lyukat nyitnak és megfelelő méretezés esetén a lyukon keresztül a mély hangok jobban jönnek ki. A mély hangok körülbelül 300-400Hz-ig szólnak jól az ilyen hangszórókon. A jó mély hang átvitel tehát a doboz méretétől és a hangszóró membránjának méretétől függ.
Közepes hangok átvitele
Minél nagyobb a hangszóró átmérője, annál rosszabb lesz hangszóró a közepes és magas hang átvitele, ezért a középtartományban sugárzó hangszórók átmérője kisebb, merevebb a membránjuk és a membrán közepén, egy fémből készült merev "kónuszt" alkalmaznak. Ekkor az átvitel maximális mértéke kb. 5kHz.
Magas hangok átvitele
Az 1-2 KHz-nél magasabb hangok átvitelére piezo-elektromos elven működő kis méretű membránt tartalmazó hangszórókat használnak. A membrán felülete 1-2 cm2.
Mind a mély, mind a közép és a magas hangok esetén javítja a hangfalak irányított sugárzását az, hogyha a hangszóró elé egy exponenciális tölcsért tesznek.
Hangváltók
Ha egy mély és egy közepes vagy magas hang egy hangszórón szólal meg, nagy teljesítmény esetén a membrán előre-hátra mozgása miatt doppler effektus lép fel és a magas hang hangmagassága változik fel le, egy gurgulázó hangot hallunk.
Hogy ezt elkerüljék vagy a végfokok, vagy pedig maguk a hangfalak olyan elektronikát tartalmaznak, amely gondoskodik arról, hogy a megfelelő hangmagasságú hang kerüljön a megfelelő hangszóróra.
A zenekari hangfalak ilyen háromutas rendszereket tartalmaznak. Ilyen legalább kétutas rendszert használnak a billentyűsök is, hiszen náluk is egyszerre több hangmagasság szólalhat meg.
A gitárosok hangfalai
A basszusgitár E húrjának legalsó frekvenciája 41Hz, az 5 húros basszusgitár legalsó hangja H - 30,4 Hz. Ez azt jelenti, hogy ennél mélyebb hangot nem kell átvinnie a hangfalnak. Valójában a basszusgitár esetén a legalsó frekvencia átvitelének nincsen túl nagy jelentősége, ugyanis az első felharmonikust hallják a hallgatók, tehát az olyan falak, amelyek 50Hz-ig jó átvitellel rendelkeznek megfelelnek a basszusgitárosoknak. A basszusgitár hangzásában a legmagasabb hallható hang frekvenciája a 400 Hz körül van és annak az első és második felharmonikusa az, amely ha hangmagasság érzetben szerepet játszik, a felette levő hangok a hang fényességét módosítják csak, tehát a basszus ládák maximális átviteléhez elegendő a maximálisan 2 KHz átvitel.
A gitárosok legmélyebben játszható hangjainak frekvenciája 82Hz, és a legmagasabb kb 1KHz. A húrok felharmonikusai pedig kb 2-3 KHz-nél magasabban nem szabad, hogy szóljanak, mert a hang zizegős lesz torzító használata esetén.
Összességében elmondhatjuk tehát, hogy egy jó gitár hangfal esetén a nagy méretű, középen kónusszal ellátott hangszórókat célszerű alkalmazni, mivel ezek széles sávban alkalmasak a megszólalásra. Minél nagyobb a membrán átmérője, a doppler hatásból eredő gurgulázás annál kisebb lesz. Mivel a membrán méretét nem lehet minden határon túl növelni, ezért a szólógitár hangfalakba inkább kettő vagy négy hangszórót tesznek párhuzamosan kötve, a basszusgitároknál pedig 1 nagy átmérőjű hangszórót, vagy két hangszórót hangváltóval ellátva,. egyet a mély hangok, egyet a mély-közép és közép tartományra.
Hogy a ládák hangja minél kevésbé szóljon bele a hangzásba, ezért a ládákat merev, anyagból készítik és belül csillapítással látják el. Hogy ne legyenek zavaró rezonanciafrekvenciák, általában a hangszórókat nem teljesen szimmetrikusan helyezik el a ládában és kerülik a párhuzamos nagy méretű felületeket is.
A hangszeres hangfalak esetén általános szabály az, hogy a hangfal teljesítményének legalább 1,5-2x-nek kell lennie a végfok teljesítményéhez képest, ekkor nem torzítja a végfokból kijövő hangot a hangfal.
A hangszórók, hangládák részletes tulajdonságairól itt olvashattok bővebben