HS80 v2 Max: En forklaring på de 50 mm ikke-newtonske laminat-drivere

I en konkurrencepræget kamp er det ofte den stille lyd, der følger efter en høj lyd, der betyder mest: fodtrinnet efter en eksplosion, genladningen efter en skudveksling, kommandoen om at dreje sig efter en byge af skud. Standardhøjttalerenheder i headset gør det sværere at høre dette, end det burde være, fordi den samme membran, der gengiver eksplosionen, fortsætter med at bevæge sig kortvarigt, efter at signalet har beordret den til at stoppe. CORSAIRs nyeste 50 mm-drivere, der blev introduceret med HS80 v2 MAX Wireless Gaming Headset, bruger en membran af ikke-newtonsk laminat (NNL), der er designet til at falde til ro hurtigere efter en høj transient. Denne artikel forklarer, hvad ikke-newtonsk materiale egentlig er, hvorfor det ændrer driverens adfærd, og hvad de akustiske målinger bag det viser.

En højttalermembran er et fysisk objekt med masse, og masse modstår pludselige ændringer i bevægelse. Når en højttaler gengiver noget højt og pludseligt, såsom et skud eller en eksplosion, accelererer membranen hurtigt for at frembringe den pågældende lyd og skal derefter bremse lige så hurtigt, når signalet ophører. I praksis stopper de fleste membraner ikke på kommando. De fortsætter med at vibrere kortvarigt af sig selv – en bevægelse, der drives af membranens egen stivhed og bevægelsesmængde snarere end af noget i lydsignalet.

Denne efterklang kaldes »akustisk ghosting«, og det er snarere et tidsmæssigt problem end et lydstyrkeproblem. Den udklingende hale af en lyd overlapper starten på den næste, og hvis der i dette tidsvindue høres et fodtrin eller en genladning, bliver det delvist overdøvet af eksplosionen, som teknisk set allerede er slut. Løsningen er ikke at gøre højttaleren højere eller mere følsom. Det handler om at få den til at stoppe med at bevæge sig hurtigere.

Udtrykket »ikke-newtonsk« stammer fra væskemekanikken. I en newtonsk væske, som f.eks. vand, forbliver viskositeten konstant, uanset hvor stor en kraft der udøves. I en ikke-newtonsk væske ændrer viskositeten sig afhængigt af den belastning, den udsættes for. Det mest kendte eksempel er en blanding af majsstivelse og vand: Rører man langsomt i den, opfører den sig som en væske, men rører man hurtigt i den, modstår den kortvarigt som et fast stof. Materialets opførsel afhænger af, hvor hurtigt og hvor kraftigt det forstyrres, ikke kun af, hvad det består af.

Et ikke-newtonsk laminat anvender det samme princip inde i selve membranen, idet der indlejres et tyndt lag af ikke-newtonsk væske mellem faste laminatlag i stedet for udelukkende at benytte et fast materiale. Under normal lydafspilning forbliver laminatet blødt og responsivt og bevæger sig frit for at gengive mellem- og højfrekvenser, samtidig med at den ekstra masse og stivhed holdes på et lavt niveau. Ved en kraftig lyd, såsom en eksplosion, stivner det samme materiale og absorberer den overskydende energi som varme i stedet for at lade den hoppe frem og tilbage som vibrationer. Det praktiske resultat er en membran, der holder op med at vibrere hurtigere efter en høj lyd, hvilket baner vejen for afspilning af det næste lydsignal i stedet for at det drukner i det foregående – en fordel, som en standardmembran ikke kan matche.

En sådan membranadfærd er ikke noget, man kan se eller let beskrive ud fra et specifikationsark, så akustikingeniører baserer sig på en måling kaldet Cumulative Spectral Decay (CSD), som undertiden også kaldes et vandfaldsdiagram. Et CSD-diagram har tre akser: frekvens langs den ene akse, tid langs den anden og amplitude langs den tredje. I stedet for at vise, hvordan en driver lyder på et enkelt tidspunkt, viser det, hvordan energien ved hver frekvens aftager efter at være blevet aktiveret, hvilket afslører præcis, hvilke frekvenser der fortsætter med at klinge, og hvor længe. Lad os se på CSD-diagrammet og sammenligne en polymermembran med en NNL-membran:

Forskellen ses tydeligt i forløbet af udklingningen. På standardpolymermembranen strækker den resterende energi, der skyldes en eksplosion i området 1 kHz–10 kHz – det samme område, der indeholder fodtrin, genladninger og andre positionsdetaljer – sig helt op til 70–80 ms efter den indledende lyd. På NNL-membranen strækker det samme mellemfrekvensområde sig over ca. 60 ms på tværs af det meste af båndet, hvilket stadig er hurtigere end standardmembranens 70–80 ms. Det er ca. 16 % hurtigere ved de frekvenser, hvor det betyder mest, hvilket giver spillerne et klarere vindue til at høre det næste signal i stedet for at vente på, at det sidste forsvinder.

Den samme sammenligning bliver lettere at aflæse som et enkelt tal: det punkt, hvor hver frekvens definitivt falder under den hørbare tærskel. Når man afbilder denne stabiliseringstid på tværs af frekvensområdet, bliver de to vandfaldsdiagrammer til én direkte sammenligning.

I frekvensområdet fra 1 kHz til 10 kHz stabiliserer NNL-membranen sig i gennemsnit ca. 7 % hurtigere end standardpolymermembranen ved en konstant tærskel på 60 dB. I området 1–3 kHz, hvor standardmembranens resonans varede længst, udvides forskellen til hele 16 %. Under 1 kHz adskiller de to materialer sig: NNL-membranen stabiliserer sig faktisk langsommere end standardpolymermembranen, specifikt i området 400–800 Hz. Spøgelyde ved lave frekvenser spiller dog generelt en mindre rolle i gameplayet, så den væsentlige forbedring er næsten udelukkende koncentreret i mellemtonerne, hvor en høj lyd har størst sandsynlighed for at overdøve et fodtrin eller en genladning umiddelbart efter.

NNL-drivere ændrer ikke, hvor højt en driver kan spille; de ændrer i stedet, hvor hurtigt driveren holder op med at vibrere, efter at der er opstået en høj lyd. En kortere udklingningstid betyder mindre overlapning mellem den ene lyd og den næste, så et fodtrin eller en genladning lige efter en eksplosion har større chance for at blive hørt, i stedet for at blive overdøvet af resterende vibrationer.

Den 50 mm store, ikke-newtonske laminatdriver får sin debut i CORSAIRs HS80 v2 MAX trådløse gaming-headset, hvor den er kombineret med en 10 mm mikrofonkapsel i broadcast-kvalitet, samtidig trådløs forbindelse via 2,4 GHz og Bluetooth samt understøttelse af Dolby Atmos-rumlyd. Sammen er disse funktioner udviklet til at sikre, at når en høj lyd er forbi, kan den næste høres tydeligt i øret – hvilket er netop det, HS80 v2 MAX i sidste ende er designet til at levere.