Jechaliśmy do Klienta, który zdecydował się na zakup naszych autorskich głośników. Trasa była długa, więc po drodze umówiliśmy jeszcze jedno spotkanie – u właściciela wiekowych, ale legendarnych kolumn vintage Diatone.
Zadzwonił, bo czuł, że coś jest nie tak. Bas był niewyraźny i brakowało mu najniższego zejścia. Diagnoza, którą
postawił sam, wydawała się logiczna. Po tylu latach z pewnością wyschły
kondensatory, a reszta elementów zwrotnicy straciła swoje pierwotne parametry.
Mogliśmy przytaknąć, wziąć głośniki na warsztat, wymienić kondensatory, ale zamiast tego zrobiliśmy na miejscu coś innego. Otworzyliśmy zestawy i na oczach właściciela, w ramach eksperymentu, wymieniliśmy kluczowe, przestarzałe elementy w torze głośnika niskotonowego na nowe, trzymające parametry. Poprosiliśmy, żeby usiadł i posłuchał. Słuchał. Czekał na cud. A cudu nie było. Dźwięk się nieznacznie oczyścił, ale jego główny problem, czyli brak szybkiego, nisko schodzącego basu, pozostał nietknięty. Był autentycznie zdziwiony.
Wtedy wyjaśniliśmy mu, dlaczego tak się stało. I dlaczego pełna modyfikacja zwrotnicy, na którą był gotów wydać pieniądze, byłaby wyrzuceniem ich w błoto. Odmówiliśmy wykonania usługi, bo oczekiwania właściciela były z gruntu niemożliwe do spełnienia tą drogą. Ta historia to kwintesencja tego, czym zwrotnice są, a czym, wbrew obiegowej opinii, nie są.
Zwrotnica - inżynieria, nie voodoo
Zwrotnica dzieli sygnał. To pewnie wiesz. Ale to nie jest magiczne pudełko z drogimi częściami tylko mózg operacji. To inżynierskie narzędzie, które zmusza kilka różnych głośników do grania jak cały organizm. Każdy projekt to proces, który ma 4 cele:
- podzielić robotę. Zwrotnica rozdziela pasmo częstotliwości i wysyła odpowiednie jego fragmenty do właściwych przetworników. Chroni delikatny tweeter przed basem, który by go zmiażdżył, a wooferowi nie zawraca głowy
piskami, których i tak nie potrafi odtworzyć. - zapewnić płynną zmianę warty. W miejscu, gdzie jeden głośnik kończy pracę, a drugi zaczyna, zwrotnica musi zminimalizować interferencje i rezonanse. Chodzi o to, żeby przejście było tak gładkie, by ludzkie ucho nie było w stanie wyłapać momentu „przekazania pałeczki”.
- wyrównać poziomy. Rzadko kiedy głośnik wysokotonowy ma identyczną efektywność co niskotonowy. Zwrotnica dopasowuje ich poziomy głośności, żeby żaden nie dominował nad resztą. Bez tego dźwięk byłby tonalnie niezbalansowany.
- zarządzać promieniowaniem w pomieszczeniu. To jest zadanie, o którym 99% osób zapomina. Głośnik, który brzmi dobrze tylko w jednym punkcie na wprost, jest źle zaprojektowany. Słyszysz sumę dźwięku bezpośredniego i setek odbić od ścian. Dobra zwrotnica dba o to, by charakterystyka częstotliwościowa dźwięku promieniowanego pod kątem była jak najbardziej zbliżona do tej na osi (w technice chodzi o uzyskanie gładkiego przebiegu charakterystyki mocy (sound power) oraz indeksu kierunkowości (directivity index).
Wyzwania, o których nie przeczytasz na forach
Głośnik to nie jest prosty opornik. To skomplikowany, elektromechaniczny element. Jego impedancja skacze w zależności od częstotliwości, dlatego projektant musi stosować:
- układy korekcyjne, które prostują ten przebieg (np. układ Zobela kompensujący indukcyjność cewki głośnika), żeby filtr pracował w przewidywalny sposób, a nie tworzył dziur i górek w paśmie).
- filtry wyższych rzędów, które bardziej stromo odcinają pasma. Zmniejsza to obszar, w którym 2 głośniki grają jednocześnie to samo. A to redukuje niekorzystne zjawisko filtrowania grzebieniowego (comb filtering), ale może wprowadzać większe przesunięcia fazowe, z którymi też trzeba sobie poradzić.
- symulacje i pomiary, bo bez twardych danych poruszamy się po omacku. Modelujemy cały układ, uwzględniając złożoną charakterystykę przetworników w konkretnej obudowie.
Za co zwrotnica nie odpowiada?
I tu wracamy do właściciela Diatone. Jego problemem był bas. A zwrotnica, choćby była ze złota, ma na kluczowe cechy basu ograniczony wpływ.
- Zasięg basu: to, jak nisko zejdzie kolumna, jest zdeterminowane przez fizykę. Konkretnie przez objętość obudowy, jej strojenie (w przypadku bass-reflex) i 3 kluczowe parametry samego głośnika niskotonowego (parametry
Thiele’a-Smalla: Fs – częstotliwość rezonansowa, Vas – objętość ekwiwalentna i Qts – dobroć całkowita). Zmiana kondensatora tego nie naruszy. - Szybkość i kontrola basu: to, co potocznie nazywasz „szybkim basem”, to odpowiedź impulsowa systemu. Zależy ona od interakcji głośnika z obudową, jej sztywności, wytłumienia. Zwrotnica tu nie pomoże.
Kiedy modyfikacja ma sens? Teoria w praktyce
Ale kiedy problem faktycznie leży w zwrotnicy, dobrze zrobiona modyfikacja daje efekty, które bronią się same. Nie w opowieściach, a w pomiarach i uszach klientów.
- Heco Celan GT 702 – głośniki pana Pawła
Dźwięk był bez „powietrza”, wycofane wysokie tony. Pomiary pokazały dziurę w paśmie. Charakterystyka częstotliwościowa powyżej 3000 Hz była stłumiona średnio o 5 dB w stosunku do reszty. To nie opinia, to twarda dana, która tłumaczyła 100% odczuć właściciela. Wyjściem była korekta toru tweetera w zwrotnicy, bez dotykania reszty dobrze zaprojektowanego układu. Do tego lepsze wytłumienie komory średniotonowca i wymiana materiału maskownicy na bardziej transparentny akustycznie. A to finalna opinia pana Pawła:
Upgrade Heco Celan GT 702 udał się wyśmienicie, kolumny dostały ogromnej przestrzeni i separacji, zmniejszyła się też boomiastość, myślę że przy tej klasie obecnie aspirują do entry level high end, Pan Tomasz wycisnął z nich maksa, dziękuję. - B&W 702 S2 – głośniki pana Tomasza
Dźwięk był męczący, nadmiernie wyeksponowana średnica. Wyeksponowany bas w okolicach 80 Hz, duże nierównomierności charakterystyki częstotliwościowej w zakresie od 1 kHz do 20 kHz. Analiza pomiarów charakterystyk i impedancji ujawniła źródła problemów. Zastosowano filtr dolnoprzepustowy z dużą pojemnością kondensatora. Skutek spadek impedancji do 3 omów przy 110 Hz i spore przesunięcie fazowe. To trudniejsze obciążenie dla wielu wzmacniaczy, które reagują na to kompresją i utratą kontroli. Nierównomierności średnich i wysokich tonów spowodowane zastosowaniem filtrów o zbyt łagodnych zboczach do zastosowanych głośników.
Dlatego przeprojektowaliśmy zwrotnice. Złagodziliśmy problematyczną średnicę, otworzyliśmy górę pasma i podnieśliśmy impedancję o 1 Ohm w krytycznym punkcie, dając wzmacniaczowi odetchnąć. Dzięki temu Pan Tomasz odzyskał przyjemność z długich odsłuchów, bo system przestał walczyć ze sprzętem, a zaczął grać muzykę. - Avance Epsilon 960 MK 2 – głośniki pana Marka
Właściciela drażnił wyższy środek pasma w konstrukcji dwudrożnej. Duża obudowa aż prosiła się o lepsze wykorzystanie. Oryginalny układ z dwoma identycznymi głośnikami pracującymi równolegle nie był optymalny. Największym wyzwaniem inżynierskim było wyfrezowanie otworu pod trzeci głośnik bez uszkodzenia i konieczności malowania frontu. Co zrobiliśmy? Przebudowaliśmy system na 2,5-drożny, dodaliśmy specjalny woofer i wymieniliśmy tweeter na klasę wyższy model Scan-Speaka. To wymagało oczywiście zaprojektowania zwrotnicy od zera. Teraz pan Marek słucha muzyki do późna w nocy, bo dźwięk jest spójny i kompletny. - Saba Professional 1300 – głośniki pana Roberta
Tu problemem był niewykorzystany potencjał legendarnych przetworników z lat 70. Fabryczna zwrotnica mieściła się na płytce wielkości karty kredytowej. Nasz nowy, zoptymalizowany projekt wymagał 2 osobnych, kilkukrotnie większych płyt PCB, by pomieścić filtry wyższych rzędów i precyzyjne elementy korygujące. To pokazuje skalę kompromisów w oryginale. Nasze zmiany? Nowe zwrotnice, nowe wytłumienie z wełny owczej. Zobacz, jak modyfikację podsumował pan Robert: Tomek to pasjonat i profesjonalista, polecam bardzo. Od kilku lat korzystam tylko z Jego usług, wiedzy i zawsze trafionych sugestii. M.in. Tomek naprawił mi wzmacniacze lampowe vintage (lata 60-te), zbudował nowe zwrotnice do kolumn, co poprawiło ich brzmienie, stworzył obudowy do głośników. Wszystkie Jego prace są wykonane z wielką dokładnością i smakiem. Zawsze mogę się do Tomka zwrócić o fachową pomoc, szczerze polecam.
Naprawdę chcesz grać w tę audioruletkę?
Czytasz to i się zastanawiasz. Bo przecież Twój przypadek jest inny, Twoje głośniki są inne, a na każdym forum znajdziesz pięciu ekspertów z pięcioma sprzecznymi opiniami.
Możesz dalej przeglądać fora i konsultować się z algorytmami, które nigdy nie słyszały muzyki. Albo zrobić coś, co w 15 minut da Ci odpowiedź, czy modyfikacja ma w ogóle sens.
Dzwonisz albo piszesz, rozmawiamy. Sprawdzamy w sieci – może ktoś już mierzył te kolumny, może gdzieś jest schemat zwrotnicy, chociaż zdjęcia. Jak nie ma, robimy pomiary sami. A jak Tomasz – akustyk – przyjedzie posłuchać i okaże się, że lepiej odpuścić? To Ci po prostu to powie.
