Co sprawia trudność? – część 2

Postanowiliśmy temu parametrowi przyjrzeć się bliżej.

Współczynnik tłumienia

Termin ten, słusznie kojarzony z "kontrolą" basu, bywa przeceniany. Zdradzając końcowe wnioski, można stwierdzić, że nie będzie już robiło wielkiej różnicy, czy do wartości rzędu 20 dopiszemy jeszcze jedno zero. Jednak gdybyśmy spotkali wzmacniacz o współczynniku tłumienia 2, z "kontrolą" byłoby bardzo kiepsko. Zbliżanie się do najlepszej kontroli przebiega zgodnie z funkcją wykładniczą - początkowo szybko, potem coraz wolniej, a pewnego poziomu i tak nie można przekroczyć, przy czym poziom ten jest określony przez parametry samego zespołu głośnikowego.

Inaczej mówiąc, nawet z hipotetycznym, "idealnym" wzmacniaczem o współczynniku tłumienia bliskim nieskończoności nie da się osiągnąć idealnej kontroli - będzie ona determinowana przez parametry zespołu głośnikowego. Wzmacniacz o niskim współczynniku tłumienia znacznie pogarsza kontrolę, a wzmacniacz o bardzo wysokim - też pogarsza, ale w stopniu niezauważalnym.

Na wszelki wypadek wyjaśnijmy, że "kontrola" jest tutaj potocznym określeniem odpowiedzi impulsowej, a współczynnik tłumienia pozostaje wartością niemianowaną. A teraz podstawy zjawiska i skąd takie wnioski.

Podstawy zjawiska

Jak to często bywa, musimy przenieść nasze zainteresowanie ze wzmacniacza na zespoły głośnikowe. Przetwarzanie niskich częstotliwości związane jest ze zjawiskiem rezonansu mechanicznego (przetwornika) - charakterystyka sięga mniej więcej tak nisko, jak nisko leży częstotliwość rezonansowa.

Z rezonansem wiąże się lepsza lub gorsza odpowiedź impulsowa; gorsza zwłaszcza wtedy, gdy dla wzmocnienia basu pojawia się dodatkowy układ rezonansowy - bas-refleks. Szczegółowe omówienie powstających w takim układzie zależności i możliwości nie wchodzi tutaj w grę, przyjmijmy więc do wiadomości, że generalnie obudowa zamknięta zapewnia lepszą odpowiedź impulsową niż obudowa bas-refleks, chociaż w ramach określonego typu obudowy rezultaty mogą być bardzo różne.

W każdym systemie obudowy "pierwotnym" układem rezonansowym jest jednak głośnik, który ewentualnie pobudza układ rezonansowy obudowy (bas-refleks). Głośnik podłączony jest elektrycznie do wzmacniacza, a prąd przepływający przez cewkę znajdującą się w polu magnetycznym wywołuje jej ruch (tym samym i ruch połączonej z nim membrany).

To jednak powoduje indukowanie się prądu płynącego w przeciwnym kierunku, który z kolei "hamuje" cewkę - i bardzo dobrze, bo dzięki temu układ drgający, po wyprowadzeniu ze stanu równowagi impulsem, nie oscyluje długo, nie zachowuje się jak swobodnie wybrzmiewająca struna instrumentu muzycznego. Zadaniem głośnika jest przecież nadążać za zmianami napięcia, nie przedłużając odpowiedzi na żaden impuls.

Ale wartość tego prądu zależy od impedancji obwodu, przez który musi przepłynąć, a więc od impedancji wszystkich elementów szeregowych, znajdujących się pomiędzy wyjściem wzmacniacza a samym głośnikiem niskotonowym, a także - od impedancji wyjściowej samego wzmacniacza. Im wyższa impedancja szeregowa (w tym impedancja wyjściowa wzmacniacza), przez którą musi przepłynąć prąd "zwrotny", hamujący ruch cewki i membrany, tym niższa wartość tego prądu, a więc gorsze "hamowanie" i gorsza odpowiedź impulsowa.

Właśnie wartość tej impedancji jest "zawarta" we współczynniku tłumienia - współczynnik tłumienia wzmacniacza to stosunek impedancji obciążenia (zespołu głośnikowego), podłączonego do wzmacniacza (do zacisków głośnikowych), do jego (wzmacniacza) impedancji wyjściowej. Impedancja wyjściowa wzmacniacza ma wartość stałą, impedancja obciążenia może przybierać różne wartości, więc określenie współczynnika tłumienia wymaga określenia, do jakiej impedancji obciążenia się odnosi. Względem impedancji 8-omowej będzie miał zawsze wartość dwa razy wyższą niż względem impedancji 4-omowej.

Wpływ impedancji szeregowej mającej wartość o rząd wielkości mniejszą od impedancji głośnika (np. 0,8 oma przy głośniku 8-omowym) będzie wyraźnie słyszalny, bowiem przy takim stosunku znacząco wpływa na parametr dobroci układu rezonansowego, określającej odpowiedź impulsową, wrażliwą na zmianę dobroci zwłaszcza w systemach bas-refleks. Wartość o dwa rzędy mniejsza (np. 0,08 oma przy głośniku 8-omowym, czyli współczynnik tłumienia o wartości 100) praktycznie nie będzie już miała słyszalnego wpływu, bo zmiana dobroci okaże się bardzo niewielka.

Pamiętając, iż część z tej rezystancji (może nawet większa) staje się udziałem kabla połączeniowego, nie należy wpadać w panikę i uznawać że w związku z tym trzeba walczyć o minimalną impedancję wyjściową wzmacniacza - pogorszenie odpowiedzi impulsowej nie następuje skokowo. Negatywny wpływ współczynnika tłumienia (samego wzmacniacza) o wartości 100 zawszę będzie minimalny, nawet jeżeli - biorąc pod uwagę pozostałe impedancje szeregowe - spadnie on np. do 50.

Największa zmienność w jakości odpowiedzi impulsowej pozostaje w gestii samego zespołu głośnikowego. Jeżeli jest słaba, to z jednej strony można twierdzić, że aby uniknąć dalszego pogorszenia, należy szczególnie zadbać o wysoki współczynnik tłumienia; z drugiej można dojść do wniosku, że sprawa jest przegrana, i stwierdzić, ze skoro nie możemy uzyskać dobrej odpowiedzi impulsowej, nie będziemy już dbać o współczynnik tłumienia. Najrozsądniej jest zachować umiar... Zapewnić sobie przynajmniej "przyzwoity", rzędu 20.

Ten parametr nie ma nic wspólnego z mocą czy tzw. wydajnością prądową. Zachodzi jednak pewna korelacja "statystyczna", która może prowadzić do błędnych wniosków na temat przyczyn i skutków pewnych rezultatów brzmieniowych. Otóż wzmacniacze lampowe, zwykle o niewielkiej mocy (w porównaniu do tranzystorowych), w dodatku niezwiększające jej na obciążeniu 4-omowym (względem 8-omowego), mają też zwykle niski współczynnik tłumienia. Nie ma on związku z niską mocą, determinowaną przez same lampy, ale z impedancją uzwojeń transformatorów wyjściowych.

Oczywiście transformatory wyjściowe są ściśle związane z konstrukcją lampową, ale to już ich własny "wkład". Z kolei wzmacniacze tranzystorowe o dużej mocy, zwiększające ją na niskich impedancjach ("radzące sobie z trudnymi obciążeniami"), mają też zwykle wysokie współczynniki tłumienia. I tutaj nieporozumienia idą w obydwie strony, bo słysząc dobry, dynamiczny bas, jeden audiofil stwierdzi, że to zasługa wydajności prądowej, a drugi, że wysokiego współczynnika tłumienia.

Wnioski

Na koniec powtórzmy, że właściwości i jakość zespołów głośnikowych w największym stopniu determinują końcowe rezultaty w zakresie odpowiedzi impulsowej (abstrahując od... akustyki pomieszczenia!). Ma to znaczenie zarówno dla tego teoretycznego wykładu, jak i praktycznej rady: w przypadku kolumn o bardzo dobrej odpowiedzi impulsowej niewiele wzmacniaczy będzie ją w stanie zdegradować, a kolumnom o słabej odpowiedzi impulsowej żaden wzmacniacz nie pomoże.

Zapraszamy do przeczytania pierwszej części artykułu.

Andrzej Kisiel