Głośniki do kąta
Zaprojektowanie głośników przeznaczonych do instalacji narożnej czy naściennej może wydawać się sprawą banalną. Chodzi przecież o przygotowanie obudowy, "pasującej" w odpowiednie miejsce, a więc takiej, która będzie możliwie płaska (głośniki naścienne) lub o przekroju trójkątnym, ewentualnie w formie ćwiartki walca (głośniki narożne). Można też puścić wodze fantazji i wymyślać bryły, które wciśniemy w narożnik pod samym sufitem. Trzeba jeszcze tylko przygotować odpowiednie mocowanie.
Instalacja w ścianie
W przypadku głośników montowanych w ścianie lub w suficie, od strony samej konstrukcji sprawa wydaje się jeszcze prostsza - potrzebny jest tylko front hipotetycznej obudowy, którą staje się... no właśnie, co? To wszystko jest bardziej skomplikowane, zarówno w przypadku głośników "wściennych", naściennych, jak i narożnych. Trzeba sobie przypomnieć, że każda obudowa głośnikowa służy nie tylko "zamocowaniu" przetworników w określonej pozycji i miejscu, ale też stworzeniu im właściwych warunków akustycznych; te z kolei dotyczą dwóch autonomicznych kwestii.
Pierwsza - to objętość obudowy, związana z parametrami przetwornika niskotonowego, i w związku z tym z charakterystyką w zakresie niskich częstotliwości. Niektóre głośniki instalacyjne mają własne "skrzynki" o optymalnej objętości, inne nie (zwykle wtedy, gdy byłaby ona, ze względów instalacyjnych, zbyt duża) - wtedy producent albo daje rekomendacje, jaką objętość należy przygotować, albo zakłada, że nieokreślona dokładnie, ale prawdopodobnie duża objętość, jaka powstaje w ścianie, stworzy co najmniej dostatecznie dobre warunki. Ta kwestia nie dotyczy jednak głośników wieszanych, bowiem te zawsze mają własne obudowy, być może o objętości akustycznie nieoptymalnej (choćby dlatego, że ludzie chcą głośników małych), lecz sprawa, tak czy inaczej, jest rozstrzygnięta.
Druga kwestia - wielkość i kształt przedniej ścianki, która wpływa na charakterystyki w całym paśmie (również na charakterystyki kierunkowe). Trochę zjawisko upraszczając: fale dłuższe od wymiarów ścianki (a więc niskich częstotliwości) opływają ją (mamy zatem lepsze rozpraszanie), a fale krótsze (wyższych częstotliwości) odbijają się od niej (w tym zakresie mamy więc wyższe ciśnienie, ale tylko mierzone przed głośnikiem).
Kiedy mamy do czynienia z klasyczną konstrukcją, ze ścianką o szerokości ok. 20, a nawet 30 cm, odbijanie ogranicza się do zakresu średnio-wysokotonowego (granica między zakresami "rozpraszania" i "odbijania" ma miejsce przy kilkuset hercach). Z jaką zaś ścianką mamy do czynienia, gdy głośnik montujemy w ścianie? Zanim go zamontujemy, ma ona np. 20 cm szerokości i 30 cm wysokości, ale po zamontowaniu... cała ściana pomieszczenia, w której zainstalowaliśmy głośnik, staje się akustyczną odgrodą i "uczestniczy" w promieniowaniu, wpływając na charakterystykę. W takiej sytuacji wszystkie częstotliwości, również niskie, są promieniowane w warunkach półprzestrzeni, co powoduje zwiększenie ciśnienia w zakresie basu. Oznacza to, że głośniki przeznaczone do instalacji "wściennej" muszą być z góry dostrojone tak, aby prawidłowa charakterystyka (i brzmienie) pojawiła się po ich zainstalowaniu. Jeżeli do tego typu (dobrze zaprojektowanego) głośnika instalacyjnego dorobilibyśmy klasyczną obudowę i postawili go np. na podstawkach, wówczas ze względu na znacznie mniejsze wymiary ścianki, z której promieniują przetworniki, basu byłoby zdecydowanie za mało. Gdybyśmy z kolei dobrze zestrojone monitory wbudowali w ścianę, basu byłoby dwa razy za dużo... Dlatego nie można takich głośników traktować „wymiennie” - z instalacyjnych robić podstawkowe (lub wolno stojące), a z tych drugich - ścienne.
Opcja wieszania lub "uniwersalna"
A co w przypadku głośników jeszcze niewprawianych w ścianę, ale już wieszanych? Taka sytuacja funkcjonalnie i akustycznie zdecydowanie bardziej przypomina głośniki instalacyjne. Zresztą każdy zna to z doświadczenia - z kolumn przysuniętych do ściany mamy więcej basu (bez względu na to, czy otwór bas-refleks znajduje się z tyłu, z przodu czy na dole, czy nie ma go w ogóle).
Dlatego również konstrukcje przeznaczone do powieszenia powinny być strojone pod kątem takich warunków, czyli teoretycznie pod kątem pracy w półprzestrzeni. Mimo to wiele jest małych konstrukcji, oferowanych jako "uniwersalne" - podstawkowe/naścienne (głównie w intencji pracy jako surroundy w systemach wielokanałowych). Na taki kompromis można się zgodzić, o ile nie mamy względem brzmienia wielkich wymagań i o ile konstruktor wykazywał świadomość, że należy przygotować charakterystykę i brzmienie "pośrednie". Można też uznać za rozsądne standardowe strojenie małych konstrukcji pod kątem instalacji naściennej, jako że również umieszczenie ich np. na półce między książkami tworzy sytuację bardziej przypominającą powieszenie na ścianie niż postawienie na podstawkach. Nie można jednak głośnika zestroić "uniwersalnie", aby równie dobrze grał na podstawkach, na ścianie czy na półce. Dlatego niektóre konstrukcje, których producenci traktują tę sprawę poważnie, mają przełącznik trybów pracy (sposobu umieszczenia) - zmieniający kształt charakterystyki (poprzez zmianę w układzie zwrotnicy). Do pewnego stopnia pomóc może też zamykanie bas-refleksu (gdy taki jest), ponieważ zwykle wyraźnie obniży to poziom niskich częstotliwości.
Dźwięk z narożnika
Wreszcie "kornery". Głośniki, które mają być zainstalowane w narożnikach pomieszczeń, są w jeszcze innej sytuacji. W pewnym sensie trudniejszej, a w pewnym - łatwiejszej. Tutaj "do gry" wchodzi już nie jedna, a dwie płaszczyzny (prostopadłe względem siebie), ograniczające z jednej strony rozpraszanie, a z drugiej - wzmacniające niskie częstotliwości.
Głośnik promieniuje w warunkach "ćwierćprzestrzeni", czyli skupia całą energię w kącie bryłowym jednego Pi (kula reprezentująca otwartą przestrzeń to 4 Pi). O ile pojedyncza płaszczyzna, czyli półprzestrzeń, powoduje wzrost ciśnienia o 3 dB, to w przypadku dwóch prostopadłych względem siebie płaszczyzn wzrośnie ono już o 6 dB (każda kolejna - to różnica dwukrotna, czyli 3 dB "premii"). Jeżeli więc wciśniemy głośnik w narożnik i pod sufit, wówczas mamy aż o 9 dB wyższy poziom basu - czyli osiem razy wyższy! Nasz słuch nie będzie tej różnicy odbierał aż tak drastycznie (wrażenie zmiany głośności nie jest wprost proporcjonalne do zmiany poziomu ciśnienia akustycznego), ale z pewnością stanie się ona bardzo wyraźna i nie do zaakceptowania - o ile nie zostanie uwzględniona już podczas strojenia, które powinno prowadzić do uzyskania zrównoważonej charakterystyki (przynajmniej teoretycznie). Jeżeli jednak konstruktor przygotuje strojenie dla takich właśnie warunków, wówczas z małych głośników można uzyskać zaskakująco dużo - przede wszystkim znacznie wyższą efektywność, i to w całym pasmie. Małe konstrukcje mają naturalny deficyt efektywności w zakresie niskich tonów, więc ich typowe, odpowiednie strojenie uwzględnia duże tłumienie średnich i wysokich częstotliwości (aby doprowadzić charakterystykę do względnej liniowości). Jeżeli uzyskamy premię w zakresie niskich częstotliwości, po prostu zmniejszymy tłumienie średnich i wysokich tonów. "Po prostu" - oczywiście wymaga to przeprowadzenia starannego strojenia jakby zupełnie innej konstrukcji, a nie wymiany jednego czy dwóch elementów w zwrotnicy.
Dobrze zestrojone głośniki naścienne, a tym bardziej "narożnikowe", mogą zatem wykazać się dobrą charakterystyką, a do tego zagrać znacznie głośniej niż podobnie skonstruowane (ale inaczej zestrojone!) głośniki ustawione daleko od ściany. Do celów "nagłaśniania" takie rozwiązanie jest nawet lepsze niż "audiofilskie" odsuwanie głośników od ścian; to drugie ma jednak swoje powody, przede wszystkim w zakresie uzyskania dobrej stereofonii. Chociaż wielu audiofilów kojarzy przysuwanie do ścian ze "wzbudzeniem" basu, to - jak już wyjaśniliśmy - jest to efekt "nieprzygotowania" kolumn do pracy w takim ustawieniu. Jest to skutek, a nie przyczyna, natomiast pierwotny powód takiego strojenia wiąże się z ustawieniem rekomendowanym ze względu na uzyskanie jak najlepszej stereofonii. Ale i ten problem jest bardziej złożony, niż się niektórym wydaje. Szkodliwe dla stereofonii tzw. pierwsze bliskie odbicia powstają potencjalnie nie na ścianie za kolumnami, ale na ścianach bocznych. Ze względu na charakterystykę kierunkową głośników, fale biegnące pod jeszcze niewielkim kątem (względem osi głównej kolumny) odbijają się od ścian i docierają do słuchacza. Jeżeli czas "dolotu" fal z odbić jest niewiele większy niż czas dolotu fal bezpośrednich (a więc jeżeli odległość od kolumn do ścian jest mała), to "zlewają się" z falami bezpośrednimi, co ze względu na sposób, w jaki nasz mózg "dekoduje" dźwięki, jest najmniej korzystne (nie prowadzi do wytworzenia przestrzennej aury, ale rozmazuje pozorne źródła dźwięku).
Kojarząc to zjawisko z instalacją głośników w narożnikach, pochopnie możemy dojść do wniosku, że pod tym względem jest to rozwiązanie najgorsze z możliwych - powierzchnie odbijające znajdują się przecież bardzo blisko. Jeżeli jednak przyjrzymy się dokładniej kątom i możliwym odbiciom, to zauważymy, iż dopiero promieniowanie pod kątem większym od 45o (względem osi głównej przetworników) może zostać odbite od ściany - i jeżeli nie będzie to kąt znacznie większy, to fale odbite pobiegną niemal wzdłuż ściany, nie docierając do słuchacza (przynajmniej nie z tego pierwszego odbicia, ale dopiero z kolejnych, czyli późniejszych). Odbicie, które pobiegnie do słuchacza znajdującego się na osi głównej głośnika, musiałoby zostać wywołane falą wychodzącą z samego przetwornika pod kątem ok. 90° (względem jego osi głównej, a więc po stycznej do przedniej ścianki głośnika), ponieważ dopiero wtedy będzie padać na ścianę pod kątem 45° (i pod takim samym kątem się odbije, uzyskując kierunek zgodny z kierunkiem fali bezpośredniej). Zatem w praktyce bardzo niewielka energia dotrze do słuchacza z odbić bezpośrednich, i pod tym względem instalacja narożna wydaje się "bezpieczna". Ale znowu tylko do pewnego stopnia... Jeżeli słuchacz zejdzie z osi głównej głośnika, może "wpaść" w zasięg odbić bezpośrednich szybciej niż przy głośnikach ustawionych klasycznie (daleko od ścian). Ponadto powyższe rozważania (dotyczące głośnika umieszczonego w narożniku) są ważne dla jego ustawienia dokładnie pod kątem 45°.
Prawdopodobnie głośniki w narożnikach rzadko są instalowane z zamiarem uzyskania bardzo dobrej stereofonii. Nie jest to jednak wykluczone przy spełnieniu określonych warunków (sposobu instalacji względem miejsca odsłuchowego). Osiągnięcie dobrej równowagi tonalnej staje się o tyle proste i możliwe, o ile... sam konstruktor wiedział, jak należy takie głośniki zestroić.
Andrzej Kisiel
