Na wszystkie strony
Audio Physic TEMPO PLUS
Robi bokami
Bodźcem do pojawienia się konstrukcji z głośnikami niskotonowymi na bocznych ściankach były zarówno kwestie akustyczne, jak i estetyczne. Kiedy okazało się możliwe stworzenie kolumn wąskich, a jednocześnie "mocnych w basie", wybuchła moda na kolumny szczupłe, faktycznie łatwiej ustawne i delikatniejsze w swojej aparycji, co w stopniu jeszcze większym niż sami audiofile, doceniają ich "piękniejsze połowy".
Firmy projektujące takie konstrukcje mogą też dołożyć argument akustyczny - im węższa przednia ścianka, tym lepsze rozpraszanie średnich, a częściowo i wysokich częstotliwości (tym drugim jednak najbardziej pomaga "wystawienie" wysokotonowego ponad obudowę). Niskie częstotliwości rozchodzą się wszechkierunkowo, nawet z bocznej ścianki, ze względu na długość ich fal, znacznie większą od wymiarów obudowy. Problemem takiej konfiguracji nie jest więc wcale, jak sądzą niektórzy, promieniowanie niskich częstotliwości "w innym kierunku". Chodzi o to, że wąska przednia ścianka, pozwalając na jej "opływanie" przez średnie częstotliwości, powoduje obniżenie efektywności w zakresie kilkuset herców (w stosunku do układu z takim samym głośnikiem średniotonowym, zamontowanym na szerszej ściance). Jeżeli dodamy do tego fakt, że sam średniotonowy też nie jest duży, wówczas deficyt może się stać poważny. Nie można dowolnie przesunąć do góry częstotliwości podziału (między niskotonowym a średniotonowym), nawet przy umiarkowanej średnicy niskotonowych, ze względu na ich lokalizację - mówiąc w skrócie, trzeba wypromieniować cały zakres częstotliwości średnich z przedniej ścianki. Konstruktor musi więc dysponować bardzo dobrym, wydajnym i wytrzymałym głośnikiem średniotonowym (faktycznie nisko-średniotonowym) i bardzo starannie przeprowadzić łączenie obydwu sekcji - w wąskim zakresie, jaki jest dopuszczalny, po uwzględnieniu wszystkich ograniczeń, zarówno od strony sekcji niskotonowej, jak i średniotonowej.
Ostatecznie nie można po konstrukcji z 15-cm średniotonowym (tutaj jest najsłabsze ogniwo, a nie w sekcji niskotonowej) oczekiwać wysokiej mocy i efektywności, więc rezultaty, jakie uzyskano wraz z TEMPO PLUS, w kontekście ich specyficznego układu, są naprawdę "w porządku". W zakresie 200-400 Hz widać osłabienie, ale częstotliwość podziału ustalono nisko - przy ok. 150 Hz, a obydwie sekcje idealnie skoordynowano fazowo (dzięki czemu charakterystyka wypadkowa biegnie wszędzie najwyżej i 6 dB powyżej przecięcia charakterystyk sekcji niskotonowej i średniotonowego).
Ten właśnie fakt jest kluczowy dla oceny jakości połączenia basu ze średnimi tonami, bo poznaliśmy wiele konstrukcji, w których praca sekcji niskotonowej, umieszczonej na bocznej ściance, nie została skorelowana fazowo z pracą sekcji średniotonowej, przez co charakterystyka wypadkowa ma "dołek", czasami bardzo głęboki. Teoretycznie można by tę charakterystykę doprowadzić do lepszej liniowości, obniżając zarówno poziom średnich tonów, w szerokich okolicach 1 kHz (co wymagałoby zastosowania szczególnych filtrów korekcyjnych), poziom basu w zakresie pracy bas-refleksu (np. zamykając obudowę), a z drugiej strony - lekko podnosząc poziom wysokich częstotliwości. Należy jednak uszanować decyzje konstruktora, które na pewno zapadły w oparciu o próby odsłuchowe i określoną koncepcję firmowego brzmienia.
Audiovector SR3 SIGNATURE
Wysokotonowy z otworem
Głośnik wysokotonowy ma konwencjonalną membranę i napęd - to jednocalowa, jedwabna kopułka, prowadzona przez jednocalową cewkę, z ferrytowym układem magnetycznym.
W typowych konstrukcjach, nie tylko z membranami kopułkowymi, głośnik wysokotonowy tworzy integralnie zamkniętą całość, z membraną promieniującą swobodnie tylko do przodu; ciśnienie od tylnej strony nie tyle musi zostać wytłumione, co tylna strona membrany musi zostać zabezpieczona przed dużym ciśnieniem i "uderzeniami" fal z komory głośnika niskotonowego, a nawet średniotonowego. Głośniki wysokotonowe są więc z tyłu zamknięte albo bezpośrednio płytą zwierającą układ magnetyczny, albo dodatkową "puszką", do której przechodzi ciśnienie przez otwór wykonany w centrum układu magnetycznego - to rozwiązanie o tyle lepsze, że pozwalające obniżyć częstotliwość rezonansową kopułki (dzięki większej objętości powietrza znajdującego się za nią) i powstrzymać wewnętrzne rezonanse (dzięki specjalnemu ukształtowaniu komory).
Idąc dalej tym tropem, niektórzy konstruktorzy otwierają fabrycznie zamknięte głośniki wysokotonowe (usuwając puszki przymocowane z tyłu do układów magnetycznych) lub zamawiają specjalne, otwarte wersje, aby zamknąć je dopiero w większych komorach, specjalnie przygotowanych w samych obudowach (robi tak np. Audio-Physic). Jeszcze inni tworzą komory o specjalnych kształtach, służących do najskuteczniejszego wyeliminowania fal stojących ("fajki" B&W). Jednak w każdym z tych przypadków mamy do czynienia z zamknięciem i wytłumieniem fali od tylnej strony membrany.
Warto zwrócić uwagę, że nawet gdy głośnik wysokotonowy jest "wystawiany" ponad zasadniczą obudowę (B&W), a więc gdy nie ma już konieczności jego zabezpieczania przed ciśnieniem pochodzącym od tylnych stron membran innych głośników, promieniowanie od tylnej strony membrany też jest eliminowane, jako że mogłoby ono interferować z promieniowaniem przedniej strony, pogarszając, a nie poprawiając, charakterystyki (trzeba uwzględnić, że tylna strona membrany wytwarza ciśnienie w fazie przeciwnej niż strona przednia). Przesunięcie fazy i ukierunkowanie promieniowania do tyłu może przynieść niewytłumiony tunel, ale w takim tunelu powstaną rezonanse fal stojących.
Audiovector, jako jedyny znany mi producent, zdecydował się przygotować taki właśnie układ - od otwartego układu magnetycznego do tylnej ścianki biegnie tunel, przez który mogą "wydostać się" fale promieniowane przez tylną stronę kopułki. Rezultatem ma być większa scena dźwiękowa, uzyskana głównie poprzez odbicia fal wypromieniowanych do tyłu, ale ostatecznie docierających do słuchacza. Natężenia tych fal bym nie przeceniał, ale faktem jest, że w praktyce skutek może być podobny, jak w przypadku konstrukcji z dodatkowymi głośnikami wysokotonowymi zainstalowanymi z tyłu, o co pokusiło się kilka renomowanych firm w swoich najlepszych modelach (np. Sonus faber w Aidach).
Rozwiązanie w Audiovectorach nie jest też banalne od strony montażowej. Trzeba bowiem zadbać o bardzo szczelne połączenie głośnika wysokotonowego z owym tunelem, aby tylnej strony kopułki nie zaatakowało ciśnienie z głównej komory.
Elac FS 249.3
Kanapki z celulozą
Elac opracował kilka zaawansowanych rozwiązań, z których największy zasięg mają celulozowo-aluminiowe membrany sandwiczowe i wysokotonowe JET-y. Najbardziej oryginalny i spektakularny, ale już niestosowany, był wysokotonowy "4 Pi" - z membraną w formie pierścienia promieniującego dookolnie, wykorzystywany w swoim czasie w kilku najlepszych konstrukcjach Elaca (a także dostępny dla hobbystów, bo były to złote czasy DIY). Współcześnie najbardziej zaawansowany jest przetwornik koncentryczny, składający się z JET-a i "diamentowej" membrany średniotonowej. JET nie jest jednak pomysłem samego Elaca. To typ wywodzący się wprost z przetwornika AMT (Air Motion Transformer) dr. Oskara Heila, opracowanego na początku lat 70., a produkowanego w różnych wariantach przez sporą i wciąż rosnącą grupę firm (i różnie nazywanego, w celu podkreślania własnej innowacyjności).
Ruch membrany typu AMT nie jest zgodny z kierunkiem promieniowania (jak w idealnej membranie wstęgowej, kopułkowej czy stożkowej), lecz na skutek jej uformowania w "harmonijkę", siła elektrodynamiczna powoduje takie jej odkształcanie, które z kolei "wypycha" powietrze spomiędzy fałd z prędkością wielokrotnie większą niż prędkość ruchu samej membrany (stąd "transformator" prędkości). Ostatecznie tym sposobem nie można osiągnąć wyższej efektywności (w porównaniu z typowym przetwornikiem wstęgowym), bowiem kompensuje ją mniejsza powierzchnia emisji, ale właśnie samo jej zmniejszenie jest zaletą - podobna energia promieniowana pochodzi z mniejszej powierzchni, zbliżając przetwornik do ideału punktowego źródła dźwięku, co bezpośrednio poprawia charakterystyki kierunkowe. Osiągnięcie wysokiej częstotliwości granicznej zależy od szerokości fałdy (im mniejsza, tym lepiej). W obecnym modelu JET 5 wynosi ona 0,84 mm, a formowanie i montowanie membrany wciąż wymaga pracy ręcznej. Oczywiście są do tego potrzebne wyjątkowo zręczne i wyszkolone rączki, bo kontrola jakości musi być rygorystyczna, co również wpływa na koszty.
Sama koncepcja membrany sandwiczowej może też nie jest stuprocentowo oryginalna, bo dzisiaj wielu producentów pokazuje różne wariacje na ten temat. Wersja Elaca pozostaje jednak specyficzna, a w obecnym wydaniu (Crystal) zupełnie wyjątkowa. Ćwierć wieku temu, kiedy firma wprowadziła swoje pierwsze "miski", były one czymś nieznanym, chociaż dzisiaj podobnie wygląda wiele głośników... Ale tylko wygląda. Owa specyfika polega na tym, że nie chodzi o membranę sklejoną z kilku warstw, ściśle do siebie przylegających na całej powierzchni. Niewidoczna (od przodu; bo widoczna od tyłu) warstwa ma typowy profil stożkowy i jest wykonana z celulozy, a warstwa zewnętrzna została doklejona na części bliższej obwodowi (można ją uznać za wielką, wklęsłą nakładkę przeciwpyłową o średnicy równej średnicy całej membrany). Kiedyś warstwa ta miała gładką powierzchnię (i przypominała miskę), teraz ma powierzchnię złożoną z płaskich trójkątów - oczywiście uformowaną z jednego kawałka aluminium, tak jak wcześniej miski. Taka struktura ma wysoką sztywność i zapewnia tłumienie wewnętrzne (złożenie materiałów o różnych właściwościach mechanicznych). Wyzwaniem może być jednak utrzymanie umiarkowanej masy ("prowadząca" warstwa celulozowa sama musi być dostatecznie sztywna, bo na dużej części swojej powierzchni, w pobliżu cewki, "nie jest trzymana" przez warstwę aluminiową).
Piega CLASSIC 40.2
Kopułki, stożki i wstążki
Głośniki wstęgowe mają swoich wiernych zwolenników, zarówno wśród producentów, jak i audiofilów, a LDR-y Piegi są jednymi z najlepszych. Dlaczego jednak przetworniki wstęgowe nie wygrały konkurencji z kopułkami, mimo swoich niekwestionowanych zalet?
Nawet jeżeli zalety są oczywiste, to występują również znane problemy. Membrana przetwornika wstęgowego jest bardzo cienka (w aktualnej wersji LDR, 2642 MKII - 0,007 mm), dzięki czemu nawet przy powierzchni znacznie większej niż powierzchnia typowej, jednocalowej kopułki, jej masa jest wciąż mniejsza. To prowadzi do pochopnego wniosku, że głośnik wstęgowy jest z założenia "szybszy". Jednak "szybkość", a dokładnie przyspieszenie, zależy w takim samym stopniu od masy, jak i od przyłożonej siły (druga zasada mechaniki Newtona). W głośniku siła ta zależy od indukcji pola magnetycznego i długości obwodu (przez który płynie prąd), znajdującego się w tym polu. W praktyce zależy od siły (wielkości) zastosowanego magnesu, a w głośnikach z cewką również od tego, jak dużo cewki "wychodzi" poza szczelinę (aby zapewnić liniową pracę przy dużych amplitudach) - i od szerokości szczeliny (w im większym stopniu szczelina jest wypełniona cewką, a więc uzwojeniem - tym lepiej). W głośniku wstęgowym membrana, na której jest wytrawiona ścieżka przewodząca, musi być odsunięta od magnesu, a nie znajdować się tuż, tuż (jak cewka w szczelinie), aby mieć choćby minimalną swobodę ruchu (którą w głośniku z cewką zapewnia uzwojenie wychodzące poza szczelinę). Dzięki większej powierzchni określone ciśnienie (i efektywność) może być uzyskane przy mniejszej amplitudzie, ale z tego odsunięcia i tak wynikają straty, które w dużym stopniu niwelują uzyskane dzięki niskiej masie korzyści. Osiągnięcie odpowiedniej siły (indukcji) wymaga zastosowania silnych magnesów neodymowych, a wykonanie - wyjątkowej precyzji (ustawienia dość dużej membrany idealnie równolegle, w określonej, niewielkiej odległości od magnesów). Sam fakt, że membrana jest lekka, niczego nie przesądza (dotyczy to również konwencjonalnych głośników z cewką, także niskotonowych i wysokotonowych).
Porównajmy kopułkę ze wstążką z jeszcze innego punktu widzenia. Określone ciśnienie akustyczne możemy uzyskać dzięki dużej amplitudzie i małej powierzchni, albo dzięki małej amplitudzie i dużej powierzchni (trzeba przesunąć określoną objętość powietrza w jednym cyklu). Dotyczy to wszystkich częstotliwości, chociaż dla wysokich objętość ta jest znacznie mniejsza (bo większe są przyspieszenia). Mimo to wciąż mamy pewien wybór i membrana wstęgowa „stawia” bardziej na powierzchnię, a membrana kopułkowa - na amplitudę. Można argumentować, że przy mniejszej amplitudzie ruchu membrany mniejsze są zniekształcenia - tutaj przewagę ma wstążka. Z drugiej strony, im większa powierzchnia źródła promieniującego wysokie częstotliwości, tym bardziej skupiona wiązka (węższa charakterystyka kierunkowa). W przypadku kopułek charakterystyka kierunkowa wygląda tak samo we wszystkich płaszczyznach; membrana wstęgowa ma zwykle kształt prostokątny i stąd wykazuje różne charakterystyki kierunkowe w różnych płaszczyznach, szerzej rozpraszając w płaszczyźnie, w której jest węższa. Dlatego jeżeli jest zorientowana pionowo, ma dobre rozpraszanie w płaszczyźnie poziomej, a słabsze - w pionowej. "Zagregowane" charakterystyki kierunkowe pokazałyby jednak ogólnie słabsze rozpraszanie z typowej wstążki niż z kopułki, ze względu na większą powierzchnię tej pierwszej. Jeżeli traktować to jako wadę (a większość konstruktorów tak by to traktowała), to sprytnym rozwiązaniem, łączącym małą amplitudę z małą powierzchnią - przy dużej objętości "tłoczonego" powietrza - jest właśnie przetwornik AMT.
Sonus faber VENERE S
Duże i niewymagające
Imponująca konstrukcja z trzema niskotonowymi zapowiadała obfitość, a może nawet rozpasanie basu, jednak w próbach odsłuchowych był on "w normie", co potwierdzają pomiary - zakres niskotonowy jest tylko umiarkowanie, podobnie jak np. w Elacu, wyeksponowany ponad średni poziom całej charakterystyki.
Technicznym powodem takiej sytuacji jest częściowo dość wysoka impedancja w zakresie niskotonowym. W konstrukcji z trzema niskotonowymi można by się spodziewać równoległego połączenia trzech standardowych przetworników 8-omowych. Dla Venere S przygotowano jednak - prawdopodobnie - specjalne jednostki o wyższej impedancji, bowiem poziom w okolicach 100 Hz ma wartość ponad 5 Ω (taki efekt mogłoby dać połączenie równoległe głośników znamionowo 16-omowych lub 12-omowych). Oznacza to, że przez całą baterię niskotonową płynie mniejszy prąd i jest dostarczana mniejsza moc niż do np. do pary głośników niskotonowych FS 249.3, co mityguje skuteczność, chociaż pomaga jej zwiększenie całkowitej powierzchni promieniującej niskie częstotliwości (powodujący wzrost "czystej" efektywności, a nie czułości). Takie rozwiązanie pozwala więc osiągnąć żądany poziom efektywności przy wyższej, czyli "łatwiejszej" impedancji. Venere S są obciążeniem najłatwiejszym w całym tym teście, można je kwalifikować jako znamionowo 6-omowe, jednak producent podaje 4 Ω, nie wykorzystując doskonałej okazji, aby pochwalić się przygotowaną przez siebie sytuacją; zadanie ułatwia też wzmacniaczom niewielka zmienność impedancji. To dobry przykład "dydaktyczny", pokazujący, jak niewiele wiemy o rzeczywistym obciążeniu i zadaniu, jakie stoi przed wzmacniaczem, oceniając kolumny "na oko", mając nawet duże doświadczenie w analizowaniu konstrukcji. Aby uniknąć nieporozumień, trzeba podkreślić, że użycie trzech niskotonowych, małych czy dużych, wcale nie jest gwarancją takiego rezultatu. Kluczowy jest tu dobór ich impedancji i ostatecznie wypadkowa impedancja całego systemu, która w żaden sposób nie może być oceniona "na oko". Tak samo wyglądający układ, na trzech 8-omowych niskotonowych, miałby impedancję znamionową ok. 3 Ω i dwa razy wyższą czułość.
Zakres średnich tonów poprowadzony jest bardzo liniowo, w zakresie wysokotonowym widać lekkie zafalowania, ale to i tak pikuś w porównaniu z tym, co działo się w kilku innych kolumnach tego testu. Ładne charakterystyki dostajemy w zasadzie na każdej z mierzonych osi, nawet pod kątem 30°, aż do 10 kHz jest bardzo dobrze. Mimo to pewna zmienność kształtu pozwoli użytkownikowi wybrać optymalne dla niego brzmienie. Pod kątem -7° (jeżeli usiądziemy nisko lub pochylimy kolumny) poziom w zakresie 2-7 kHz pozostaje relatywnie najniższy (chociaż nie tak obniżony, jak w kilku innych kolumnach tego testu), przez co brzmienie może być delikatniejsze. Pod kątem +7° (gdybyśmy kolumny "spionizowali") poziom jest najwyższy, a na osi głównej charakterystyka układa się tak, że aż do 7 kHz można ją zmieścić w ścieżce +/-1 dB - czyli wybornie! Okolice 10 kHz są lekko podniesione, a poziom przy 20 kHz jest taki, jak w głównej części pasma, i to na wszystkich osiach (oprócz 30°), więc wysokich tonów nie zabraknie. Maskownica wprowadza pewne zmiany, ewentualnie może służyć do "utemperowania" wysokich tonów, ale zwiększa też nierównomierności.
