Forum Replies Created
-
Posts
-
Voxativ arkliukas yra kolonėlės su plačiajuosčiais. Techniškai tai paprasčiausia konstrukcija, bet ir čia galima prasimanyti. Galima susikonstruoti plačiajuostį su elektromagnetu, o tada atsiranda elektromagneto maitinimo problema. Plačiajuostis su elektromagnetu bus didelis ir sunkus, o jei bus gaminama labai mažais kiekiais, jei konstrukcijoje pačios brangiausios medžiagos, pora plačiajuosčių gali atseiti 50 tūkstančių €. Panašiai kaip Voxativ AC-XHB. Jei elektromagnetus norėsite maitinti iš šaltinio su lempiniais lygintuvais ir stabilizatoriais, Voxative N5 šaltinis jums kainuos per 8 tūkstančius. Su įrenginiu gausite “suderintus” kabelius, labai pagerinančius elektromagnetinį garsą.
Ampeggio Due visiškai paprastos kolonėlės. Tik po vieną AC-XHB plačiajuostį ir jokių filtrų. Didelė panelė nežymiai sumažina garso sklaidą ir padidina efektyvumą. Panelė kartu yra ruporas, kurį gamintojas pavadino AST® tuned folded horn. Gamintojas sako, kad kolonėlių didžiausias jautris siekia 110 dB. Gal ir siekia, bet gal dažninė su AST ruporu labai nelygi, su rezonansais? Aš žinau, kad 110 jautrį galima pasiekti tik su tobulu ruporu ir kompresiniu draiveriu maždaug 5 oktavų dažnių juostoje.
Keli kiti parametrai iš gamintojo aprašymo:
Frequency Response: 25 – 20.000 Hz
Driver: VOXATIV AC-XHB
Efficiency max: 110 dB / 1W / 1 m
Capacity: 50 W sinus
Dimensions (W x H x D): 47 x 71 x 7,5″ (120x140x19cm)
Weight: 165 lbs (80kg)
Gražus gaminys, bet nepigu – Ampeggio Due kainuoja nuo 80 tūkstančių €.
Efektyvumas yra svarbiausias visų keitiklių, tame skaičiuje – akustinių parametras. Deja, buitinės kolonėlės yra labai mažo efektyvumo įrenginiai.
Stereophile žurnalo redaktorius Džonas Atkinsonas 1998-aisiais suskaičiavo kokias AS jie tyrinėjo ir pateikė statistinius rezultatus. Išmatavus 261 buitinių kolonėlių komplektų paaiškėjo, kad daugiausia jų buvo labai nejautrios – 85 dB/W/m arba turėjo 0,19 % efektyvumą. Tyrinėtų kolonėlių jautrio diapazonas svyravo tarp 80 ir 90 dB/W/m.Viename forume kilo diskusija – ar Magico Q7 yra didelio jautrio AS, jei gamintojas deklaruoja 94 dB? Forumietis parašė, kad nusipirkto dar porą 200 W (@ 4 Ω) A-klasės monoblokų, sujungęs tiltine schema gavo 800 W galią ir apsidžiaugė geresne savo GAS su Magico Q7 Mk I dinamika. Dabar laukia naujesnio modelio Magico Q7 Mk II.
Q7 iš tiesu įspūdingos: sveria 340 kg, atlaiko 1200 W galią, kainuoja 229 k$. Kadangi Q7 yra 4 Omų, tikras deklaruojamas jautris būtų -3 dB mažesnis (91 dB/W/m). Forume parašius, kad tai mažo jautrio įrenginys kilo triukšmas – su dviem 12″ žemadažniais kolonėlės negali būti mažo jautrio! Tuolab, tai viršija Stereophile laboratorijoje išmatuotų AS jautrio vidurkį…Vienas pagrindinių visų buitinių AS požymių yra mažas efektyvumas. Nesvarbu, tai didžiausios Focal “Grande Utopia”, Wilson “WAMM Master Chronosonic”, B&W “800 D3 Diamond”, kažkokios Spendor ar Magico – visų jautris nedidelis. Pirmiausia tai dėl to, kad buitinėse AS naudojami kupoliniai tviteriai, turintys ~92 dB/W/m ribinį jautrį. Įvertinus pasyvinių filtrų slopinimą ir nuostolius laiduose, net su dideliais žemadažniais buitinių AS jautris retai perkopia 92 dB/W/m. Ypatingai tų šiuolaikinių, atkuriančių žemiausius girdimus dažnius.
Galbūt keli 10 -12″ ar integruoti subvuferiai su 15″ žemadažniais ir deklaruojama didžiulė kolonėlių galia gali išgelbėti situaciją?
Deja, negali. Rinka džiaugiasi, nes mažo jautrio galingoms kolonėlėms reikia galingų stiprintuvų, bet net su 4 monoblokais tiltiniame jungime tas džiaugsmas bus trumpas; kilovatinė galia kaitins rites, padidės iškraipymai, bet maksimali akustinė galia nepadidės.Aną diskusiją užbaigiau pateikdamas trumpą skyrelį iš storo vadovėlio garso inžinieriams – Handbook for Sound Engineers (The New Audio Cyclopedia), Glen Ballou. Siūlau perskaityti, o giliau besidomintiems siūlau peržvelgti į anksčiau paviešintus grafikus, padedančius suvokti kolonėlių dydžio, jautrio ir žemiausių atkuriamų dažnių santykį.
Visakryptės kolonėlės
Garsiakalbiui išspinduliavus garso bangą, atgal į membraną sugrįžtantys atspindžiai sumuojasi su naujomis bangomis ir gadina AS darbą. Atspindžiai pakeičia dažninę, bet išmatuoti juos sunku dėl nedidelės atspindžių amplitudės ir naudingo signalo susimaišymo (garsų maskavimo efekto). Lengviau išmatuoti kitą svarbų parametrą – iškraipymus. Atspindžiai daro tiesioginę įtaką THD, todėl reikia stengtis juos sumažinti.
Visakrypčių AS garsas sklinda visomis kryptimis. Jei AS stovi netoli sienų, atgal į membranas sugrįžę atspindžiai visakryptėms kolonėlėms darys didžiausią neigiamą įtaką. AS su įprastais garsiakalbiais spinduliuoja mažesniais kampais, bet ir šios kolonėlės yra stipriai veikiamos atspindžių.
Tam tikroje situacijoje visakryptės AS gali būti geriausias pasirinkimas. Tarkime, kažkur gamtoje žmonės nori pašokti. Jei vietoje laužo pastatysime visakryptę kolonėlę, aikštelėje muzika pasklis tolygiai. Su įprastomis įgarsinti erdvę būtų sunkiau, reikėtų kelių AS, sustatytų laužo vietoje nugarėlėmis.
Klausant stereo muziką kambaryje, kolonėles tenka statyti arčiau sienos, o klausytojai būna kažkur kambario centre. Atspindžiai nuo sienų, o ypatingai tie pirmieji, gadina įrašytą garsų lokalizacija. Akustiškai izoliuoti sienas taip, kad atspindžiai sumažėtų plačiame dažnių diapazone yra sunku ir labai brangu, todėl visakrypčių kolonėlių reiktų vengti. Geresnės yra AS su įprastais garsiakalbiais, bet jų garso sklaida priklauso nuo dažnių, yra kintanti ir sunkiai kontroliuojama. Geriausios yra AS su ruporais, leidžiančiais kontroliuoti sklaidą ir žymiai sumažinti pirmuosius atspindžius.
Visakrypčių AS atspindžius galima sumažinti pritvirtinus išorinius garso reflektorius
Šiuolaikinės prancūziškos “Epsilon” kolonėlės, kur panaudotas senas išradimas visakrypčių sukeliamiems atspindžiams sumažinti.Tėviškės platybėse skaitome apie siekį sukonstruoti idealią GAS. Arba šnekama, kad nupirktoji audio sistema tobula, kažkas ieško tokios…
Šiuolaikinės priemonės leidžia muziką atkurti taip tiksliai, kad būtų sunku atskirti dvi labai geras skirtingų gamintojų GAS. Kalbu apie tokias, kurios labai netoli teorinių reikalavimų.
Galbūt problema išspręsta ir namų muzikos kambaryje galime girdėti tokį garsą, koks buvo koncerte?
Neįmanoma dabar ir to niekada nebus. Pirmiausia, tai tobuliausiai-geriausiai aparatūrai reikia idealaus kambario, o tokio dažniausiai neturime. Didelės įrašų studijos garso kontrolės kambarys tam reikalui labai tiktų, bet tai nebūtų tobulybė.
Ne mažiau svarbūs kiti 2 dalykai:
1. Stereofonija turi apribojimų muzikos scenai atkurti.
Išmanome stereofoniją, žinome apie kanalų simetriškumą ir fazių suderinimą, garsiakalbių spinduliavimą stengiamės sukontroliuoti ruporais, ausis padedame ten kur joms geriausia būti, bet kažkada buvo pasirinktas dviejų garso kanalų kiekis. Buvo ištirta, kad geriau scena įrašoma/atkuriama tri-kanaliu būdu, bet 6-ajame dešimtmetyje tai būtų buvę per brangu ir konkursą laimėjo Stereo. Idealios lokalizacijos negalime tikėtis, tačiau man stereo patinka – viską gerai atlikus, įrašytą muzikos sceną atkurti galime.
2. Muzikos įrašymas.
Tai pats sunkiausias, pats brangiausias ir pats svarbiausias dalykas, nuo kurio viskas prasideda. Mikrofonai panašiai sudėtingi kaip ir garsiakalbiai, o jų čia reikia daug. Nėra teorijos ar taisyklių kiek reikia mikrofonų ir kaip juos išdėstyti. Net jei galėtume įrašyti techniškai idealiai, tobulai nepavyks dar ir dėl to, kad susikerta kelios sritys: menas, techniniai resursai, įrašų kaina, laikas, ribotos galimybė pakartoti įrašymą, aplinkos triukšmas ir atspindžiai, operatoriaus talentas, prodiuserio norai…
Įrašų studijoje galima ištaisyti kai kurias klaidas, ten tęsiasi kūryba, kai signalas papildomas scenoje negirdėtais ar gamtoje nesančiais garsais.Suvokus, kad bet kuris muzikos signalas yra idealas, lengviau pamiršime kas scenoje dedasi ir galėsime panirti į kuo tikslesnį įrašų atkūrimą.
Apie sunkiojo metalo muzikos atkūrimą.Klausytoją nudžiuginti gali nebūtinai didelis orkestras, nes keli muzikantai šiuolaikiniais instrumentais taip pat gali užpildyti sceną. Gali groti labai garsiai, kai elektrinių gitarų signalas įvaromas į pilną ribojimą, būgnai mušami ir spardomi visa jėga, lėkštės talžomos be gailesčio, o dainininkai mikrofonus sukiša į gerklę ir rėkia kiek jėgos leidžia. Įrašyti tokį garsą yra iššūkis net skaitmeniniu formatu, todėl studijose atliekamas muzikos dinaminio diapazono sumažinimas.Paaiškinsiu, kodėl naudojamas dinaminis diapazono sumažinimas.Vienas muzikos signalo parametrų yra Crest faktorius (CF), nusakantis pikinio (didžiausio) garso signalo santykį su vidutiniu garsumu. Muzikos mėgėjams tai labai svarbus dalykas. Deja, paliktas paraštėse.Pažvelkime giliau.Sinusiniam signalui CF yra nedidelis – 1,4, o decibelais tai būtų 3 dB. Muzikos, o ypatingai tos garsiosios CF siekia 20 dB arba 10 kartų. Štai čia pasitinka problemos… Tarkime, naudojame 85 dB/W/m jautrio kolonėles (įprastas lentyninių AS jautris), o muziką norime klausyti 90 dB garsumu. Tai maždaug 30 kartų tyliau negu roko muzikos koncerte, bet būtų įprastas garsumas trankesnei muzikai paklausyti namie. Padavus sinusinį signalą ir klausant 2 metrų atstumu, 90 dB garsumą turėsime su 6 W stiprintuvo galia. GAS darbo režimas bus lengvas, nes AS su nedideliais žemadažniais garsiakalbiais kolonėlių kompresavimas prasideda maždaug nuo 20 W. Didžiausias garsumas su lentyninėmis ir sinusiniu signalu būtų 95 dB, o pikinis – atitinkamai +3 dB didesnis (98 dB).Jei signalas yra nekompresuota „metalinė“ muzika, situacija visiškai pasikeičia: norint girdėti tą patį 90 dB vidutinį garsumą, reiktų paduoti 314 W galią. Su 85 dB/W/m jautrio lentyninėmis tai neįmanoma.Sukompresavus įrašą iki 12 dB (vidutinio ir maksimalaus garsumo santykis nebe 10, o 4 kartai) CF situacija pagerėja – GAS turėtų dirbti 50 W galios režime. Garsas bus kompresuojamas, girdėsime iškraipymus, bet… sunkiosios muzikos mėgėjai gali rizikuoti metalu pačirškinti garsiakalbius. Tiesą sakant, jei klausomas „metalas“, 90 dB garsumas man yra per mažas stuburo smegenims išjudinti.
Suprantama, visokius HighEndinius lempinius stiprintuvus reiktų pamiršti, nes jie duoda tik kelis vatus galios. Yra ir kitų problemų – metalo muzikai atkurti reikalinga aparatūra su mažais intermoduliaciniais iškraipymais.Kažkiek situacija pagerėja su didelėmis kolonėlėmis. Didelės buitinės taip pat būna nejautrios (87 – 92 dB/W/m), bet dideli žemadažniai perneša daugiau galios ir galime naudoti galingesnius stiprintuvus.Visiškai kitokia situacija su didelio jautrio kolonėlėmis. Jei kolonėlių su 15“ žemadažniu jautris 97 dB/W/m, o kokybiškai muziką galime klausyti iki 50 W galios, kai garsiakalbis pradeda kompresuoti garsą, tada girdėsime 94 dB vidutinišką ir 114 dB pikinį garsumą. Maksimali tokių AS galia būna 150 W ar net daugiau, o tai jau koncertams artimi garsumo lygiai (99/119 dB).Kyla kitas svarbus klausimas – ar audiofilą džiugins studijoje apribotas dinaminis diapazonas?Mane ir daugelį jūsų nedžiugins. Nenorime dalyvauti „Loudness War“, todėl keikiame radijo stotis, ieškome nekompresuotų įrašų tikroviškai muzikai atkurti.Išvados:1. Nekompresuoto sunkiosios muzikos garso lentyninės kolonėlės atkurti negali. Nei tos už 300, nei pačios brangiausios, nei mažieji studijiniai monitoriai.2. Didelių orkestrų, o tuo labiau sunkiojo metalo įrašams reikėtų rinktis kuo didesnes kolonėles. Geriausiai tinka 95 – 98 dB/W/m jautrio kolonėles. Arba pilnai ruporinės, kurių jautris per 105 dB/W/m.3. Sunkiosios muzikos įrašuose pačių žemiausiųjų dažnių (20 – 40 Hz) nebūna, todėl svarbesnės yra GAS dinaminės galimybės, o ne labai plati dažninė. Galiu pridurti, kad subvuferių naudoti prasmės aš nematau.Kova su kolonėlių korpusų vibracijomis yra sudėtinga ir brangi. Konstruojant didelio tūrio aukštos kokybės AS reiktų taikyti visas imanomas priemones vibracijoms sumažinti. Dar geriau būtų analizuoti vibracijas ankstyvojoje projekto stadijoje specializuotomis programomis. Įdomios tyrinėjimų medžiagos galime pamatyti tyrinėjimuose su COMSOL Multiphysics simuliacijos paketu.
Konstruodamas didelio jautrio AS vibracijas tyrinėjau specialiu stendu. Tai leido įvertinti antivibracinių sluoksnių įtaką ir pasirinktą vibracijų mažinimo schemą. Statybinės fermos schema pasirodė geriausiai, vibracijas pavyko sumažinti ~100 kartų. Pritaikyti schemą brangu, o didžiausia kaina yra laikas: adgezinis sluoksnis, plieno kronšteinai, amorfinis akrilo-smėlio mišinys ir aliuminio lakštų uždėjimas yra ilgai trunkantys procesai. Kasdien dirbdamas vieną AS komplektą surinkinėjau ir derinau pusmetį.
Paveikslėlyje išmatuotos vibracijos: žalia spalva – MDF panelės vibracijos, raudona – tos panelės vibracijos su antivibraciniu padengimu:
Helmholtz‘o rezonatorius ištirtas seniai. Sferinis rezonatorius skleidžia vieną garso dažnį, bet jei padarytume kitokios formos, rezonatorius skleistų platesnį spektrą. Kubo formos rezonatorius turėtų siauresnį spektrą, o stačiakampis-pailgas būtų panašus į marimbos ar metalofono su dar plastesniu ir muzikalesniu vibracijų spektru.
Apie rezonatorius parašyta Wikipedijoje, kur parodytas kieto stačiakampio kūno (membranos) virpėjimas su MATLAB simuliatoriumi. Analogiškai dirba marimba. Taip pat mūsų kolonėlių korpusų panelės, tik čia jas suvirpina prie panelės pritvirtintas žemadažnis. Jei garsiakalbį nuo panelės atitrauksime, korpusas praras mechaninį kontaktą ir nustos virpėjęs. Žinoma, garsas iš garsiakalbio membranų taip pat yra stimulas vibracijoms rastis, bet tai milijoną kartų mažesnis stimulas ir turi mažą reikšmę.Kodėl AS korpusų vibracijos turi platesnį negu elektroniškai apribotas garsiakalbio darbas spektrą?
Todėl, kad panelės rezonuoja, rezonansai ir virpesių atspindžiai nuo kietų panelių kraštų sugrįžta atgal į panelę, sudarydami sudėtingas kombinacijas. Kiekviena panelė turi pagrindinį (žemiausią) rezonansą, o taip pat aukštyn besidriekiančius kitus rezonansus.Kas yra vibracijų AS korpusuose aktyvatorius?
Žemadažnis garsiakalbis. Nesvarbu, kad paduodami tik žemi dažniai, membranos judesys aktyvuoja žemadažnio garsiakalbio metalinį korpusą, korpusas rezonuoja ir taip susikuria stimulas vibracijoms AS korpusuose rastis. Lyginant su į garsiakalbį paduodamu signalu, mechaninis stimulas turi platesnę dažnių juostą.Ar kolonėlių vibracijas sukelia akustinis garsas?
Lyginant su mechaniniu stimulu, garso bangos energija maža, todėl įtaka korpuso vibracijoms nedidelė. Akustinis slopinimas tą įtaką dar sumažina, todėl galime šios įtakos nevertinti. Taip pat nesvarbu kokiame dažnių ruože dirba žemadažniai ir kokio selektyvumo filtrais apribotas jų darbas – ŽD garsiakalbiai visad yra stiprus mechaninis stimulas AS korpusų vibracijoms rastis.Ar vibracijas galima panaikinti stangrumo panelėmis?
Stangrumo panelės problemos neišsprendžia, vibracijos persislenka aukštyn, bet vibracijų spektre išlieka net pats žemiausias (pirmasis) rezonansas. Paprastai šnekant – nesvarbu kiek stangrumo panelių sumontuosime, korpusas vibruos plačiame dažnių ruože. Korpusų vibracijas efektyviau mažina antivibracinės priemonės.
Londone yra didžiulė vinilo plokštelių biblioteka, kur veltui galima paklausyti bet kurią iš 6 milijonų ten esančių. Bibliotekoje taip pat yra milijonas diskelių ir 200 tūkstančių juostelių.
British Library Sound Archive (buvęs British Institute of Recorded Sound) kolekcijoje įrašai nuo 1898 m:
Yra daugiau panašių bibliotekų. Viena didžiausių Niujorko viešoji biblioteka su 600 tūkstančių 78 RPS diskų ir originaliais Maplesono cilindrais. Biblioteka turi daug filialų, kuriose per 53 milijonus išsaugotų šaltinių:
Iš privačių saugyklų galima paminėti Honkonge esantį muzikos kambarį su JBL Pro Blue kolonėlėmis, McIntosh lempiniais stiprintuvais, o taip pat senovinėmis Klipschorn AS. “Bulvės galva” (Potato head) meno centre esančiame kambaryje surinkta per 8 tūkstančius plokštelių. Ten lankytis galima privačiai susitarus arba išskirtinėmis progomis:
Iš kur atsiranda aukštesnių dažnių vibracijos, jei žemadažnis jų nespinduliuoja?
Modeliuojant mechaninį smūgį korpusui, reiktų vertinti, kad ŽD draiverio vibracijos yra ne harmoninis, o plačiajuostis-impulsinis poveikis. Tarkime, AS dirba iki 1 kHz. Tada membranos pajudėjimo iš ramybės padėties mechaninio impulso į AS korpusą trukmė kol pasiekiama 0,9 amplitudės reikšmė yra apie 0,2 ms. Vertinant filtrų slopinimą, žemadažnis dirbs iki 2 ar net iki 3 kHz ir mechaninių membranos (garsiakalbio korpuso) poveikių į kolonėlės korpusą impulsai bus atitinkamai trumpesni (~70 mikrosekundžių smūgiai).
Reikia nepamiršti, kad garso sklidimo greitis ore ir kietoje korpuso medžiagoje skiriasi; medyje garsas sklinda apie 10 kartų greičiau, todėl vibracijų ir akustiniai procesai atsiskiria ir vyksta katras sau.
AS korpusų vibracijos yra netiesiškesnės už kolonėlėse vykstančius akustinius procesus. Paprasčiau AS vibracijas būtų nagrinėti atsiejant nuo akustinės įtakos, nes garso įtaka korpusų vibracijoms yra mažareikšmė.Vėl prisiminiau marimbą, kur lentelės-rezonatoriai smūgiuojami plaktukais su veltiniu. Nors plaktukų smūgiai vienodi visoms instrumento lentelėms ir tie garso aktyvatoriai lėtaeigiai, aukščiausiai skambančioms instrumento lentelėms sužadinimo užtenka, kad jos virpėtų savais rezonansais, siekiančiais C7 natą.
