Dynaudio Contour 60i
Contour 60i to konstrukcja trójdrożna z obudową typu bas-refleks. Dwa 23-cm głośniki niskotonowe pracują we wspólnej komorze bas-refleks, "wentylowanej" dwoma tunelami na tylnej ściance. Producent wyposaża kolumny w zestaw zatyczek, które zmieniając powierzchnię tunelu, zmieniają częstotliwość rezonansową obudowy, a więc i charakterystykę przetwarzania. AUDIO wykonało szereg pomiarów dla różnych opcji, których obserwacja pozwala zrozumieć, jak i dlaczego zmienia się charakterystyka.
Moglibyśmy założyć, że czytelnicy MT znają już "mechanizm" działania bas-refleksu, ale w skrócie przypomnijmy.
Bas-refleks bazuje na układzie rezonansowym Helmholtza. To obudowa, w której wystarczy wykonać otwór; układ powstaje nawet bez obecności głośnika, ponieważ ma do tego dwa potrzebne każdemu układowi rezonansowemu atrybuty - masę drgającą (w tym przypadku powietrza "uchwyconego" w otworze), jak i podatność, na której masa ta jest "zawieszon" (tworzy ją powietrze w całej obudowie). Tak, to wystarczy, jest tylko jedno ale - taki układ nie będzie generował żadnej energii, żadnego dźwięku, jeżeli nie zostanie pobudzony do drgań. Ale to przecież nic nowego - głośnik też trzeba pobudzić (prądem płynącym przez cewkę), strunę instrumentu również - szarpnięciem.
Układ rezonansowy obudowy "czeka" więc na pobudzenie swoją częstotliwością rezonansową, które zapewni głośnik. Nie musi to być dokładnie ta częstotliwość - każdy układ rezonansowy charakteryzuje się określoną tzw. dobrocią, która określa, czy będzie działał bardziej, czy mniej selektywnie. Przy częstotliwości rezonansowej następuje też szczególny efekt - sam głośnik, który przecież pobudza układ, niemal przestaje promieniować - działanie układu rezonansowego "hamuje" jego membranę, co samo w sobie uznawane jest za efekt korzystny, gdyż odciąża głośnik, jednocześnie zapewniając wypromieniowanie dużej energii (przez otwór). Poniżej częstotliwości rezonansowej otwór również promieniuje, a jego charakterystyka zbliża się do charakterystyki głośnika – głośnik bowiem swobodnie "przepompowuje" powietrze przez całą obudowę; niestety, fala wypromieniowywana przez otwór jest w tym zakresie w fazie przeciwnej do fazy z przedniej strony membrany, bo przecież pochodzi od tylnej strony membrany. Powoduje to, że charakterystyka wypadkowa całego systemu szybko opada poniżej częstotliwości rezonansowej bas-refleksu, bowiem ciśnienia z głośnika i otworu "odejmują się". Na zjawisko to i przesunięcia fazowe nie ma już dużego wpływu to, gdzie znajduje się otwór, czy promieniuje "do tyłu", czy "do przodu" - w rzeczywistości fale niskich częstotliwości z dowolnie ustawionego źródła rozchodzą się wszechkierunkowo, falą kulistą.
Przy częstotliwości rezonansowej przesunięcie fazowe między wynosi 90°, a powyżej zmniejsza się; wraz ze wzrostem częstotliwości obniża się też ciśnienie z otworu względem ciśnienia z głośnika, teoretycznie 12 dB/okt. (układ rezonansowy tworzy akustyczny filtr dolnoprzepustowy 2. rzędu).
Projektując obudowę bas-refleks, uwzględnia się przede wszystkim parametry głośnika. Jakie i w jaki sposób - dalece wykracza poza możliwą objętość tego artykułu. Do tych parametrów dopasować należy zarówno objętość obudowy, jak i jej częstotliwość rezonansową; ponieważ częstotliwość rezonansowa też zależy od objętości, więc jeżeli ta została już wcześniej "zafiksowana", to pozostaje jeszcze ustalić wymiary otworu i tunelu. Ale wciąż można uzyskać tę samą częstotliwość rezonansową przy różnych kombinacjach powierzchni otworu i długości tunelu. Zastosowanie dwóch (lub więcej) mniejszych otworów, o łącznej powierzchni jednego większego otworu, nie zmienia częstotliwości rezonansowej. Powiększanie powierzchni tunelu, mimo że powiększa masę drgającą, nie obniża częstotliwości rezonansowej, lecz ją podnosi - ponieważ powierzchnia drgająca wpływa też na podatność (a nie tylko objętość obudowy), i wraz z jej wzrostem maleje ona szybciej, niż rośnie masa drgająca w tunelu.
Kiedy powierzchnia otworu (otworów) jest już określona, częstotliwość rezonansową można regulować długością tunelu - tym niższy rezonans, im jest dłuższy, bowiem mieści się w nim większa masa powietrza. Wymiana tunelu byłaby dość trudna dla użytkownika (chociaż i takie konstrukcje są znane), znacznie łatwiej regulować powierzchnię otworu np. pierścieniem z gąbki albo gdy zastosuje się właśnie dwa otwory zamiast jednego - wystarczy jeden z nich zamknąć, a całkowita powierzchnia zmniejszy się, co obniży częstotliwość rezonansową. W Contour 60i połączono obydwa sposoby - na wyposażeniu każdej kolumny są dwa pierścienie i dwa wypełniające je walce. Można je stosować w dowolnych kombinacjach, ale sprawdziliśmy cztery najważniejsze, różniące się wyraźnie. W ogóle bez zatyczek, z pierścieniami w obydwu, z jednym otworem całkowicie zamkniętym, a drugim otwartym, i z dwoma całkowicie zamkniętymi (obudowa zamknięta).
Na rysunku 1 pokazujemy charakterystykę przetwarzania Contour 60i w całym pasmie, ale w zakresie niskich częstotliwości pojawiają się aż cztery krzywe, odpowiadające wymienionym różnym strojeniom.
Na kolejnych rysunkach pokazujemy, jak charakterystyki z głośników i bas-refleksów zmieniają się wraz ze zmianami strojenia układu rezonansowego, ostatecznie tworząc różne charakterystyki wypadkowe.
Przy obydwu tunelach całkowicie otwartych, bas-refleks dostrojony jest najwyżej, ale i tak nisko - do 27 Hz (na częstotliwość rezonansową obudowy najdokładniej wskazuje odciążenie na charakterystyce głośnika, jak i przecięcie charakterystyki z otworu i charakterystyki wypadkowej - dotyczy to wszystkich opcji); charakterystyka systemu biegnie wysoko aż do 30 Hz, gdzie zagina się, ale spadek –6 dB względem średniego poziomu z całego pasma notujemy przy bardzo niskich 23 Hz. Taką samą częstotliwość spadku –6 dB odczytamy na charakterystyce systemu strojonego niżej, do 23 Hz (za pomocą pierścieni założonych do obydwu otworów, a więc zmniejszających powierzchnię), jednak wówczas charakterystyka zaczyna opadać wcześniej, za to dłużej utrzymuje łagodniejsze zbocze. Jeszcze bardziej w tym kierunku zmienia się charakterystyka przy jeszcze niższym strojeniu, do 17 Hz, spowodowanym całkowitym zamknięciem jednego z tuneli (dowolnego), ale wówczas spadek –6 dB przesuwa się w górę - do 31 Hz. Wreszcie zamknięcie obydwu tuneli, a więc przejście na system obudowy zamkniętej, daje spodziewaną charakterystykę o nachyleniu 12 dB/okt. ze spadkiem –6 dB przy 35 Hz. Wraz z niższym strojeniem obudowy charakterystyki zbliżają się więc do krzywej z obudowy zamkniętej, z czym będą wiązać się lepsze odpowiedzi impulsowe.
Wraz ze zmianą częstotliwości rezonansowej zmienia się też przebieg impedancji w zakresie niskich częstotliwości - obniżanie strojenia przesuwa ku niższym częstotliwościom minimum między dwoma wierzchołkami (je same również, zmieniając też ich wysokość), najwyższe strojenie reprezentuje więc krzywa czerwona, a krzywa niebieska - obudowę zamkniętą; tutaj pozostaje już tylko jeden wierzchołek, przy 29 Hz, to częstotliwość rezonansowa głośników w zamkniętej obudowie.
Oczywiście powyższe rezultaty dotyczą konkretnego rozwiązania i zestawu parametrów, pokazują jednak też dość uniwersalne zależności i skuteczność łatwego przecież sposobu regulowania częstotliwości za pomocą "zwykłych" zatyczek.
Ale po co w ogóle regulować? Teoretyczne modele strojenia bas-refleksu wskazują na bardzo konkretne rozwiązania, dyktowane przede wszystkim teoretycznie najlepszymi charakterystykami przetwarzania - bliskimi liniowości do możliwie najniższych częstotliwości. Jednak w praktyce, w zależności od warunków akustycznych, ustawienia i gustu słuchacza, optymalne mogą okazać się nieco inne, zwłaszcza takie, w których możliwie najlepsza jest odpowiedź impulsowa; wymagają one zwykle niższego strojenia, charakterystyka przetwarzania opada wcześniej, ale łagodniej. To, czy niższe strojenie zapewnia niższą częstotliwość graniczną, zależy od konkretnego przypadku i od tego, przy jakim spadku (decybelowym) ją wyznaczamy. Przesuwanie w dół częstotliwości rezonansowej wcale nie jest gwarancją obniżania częstotliwości granicznej, wyznaczanej spadkiem –3 dB czy też –6dB, ten jak widać pojawia się nawet wyżej, a wraz z tym subiektywnie odbierana siła basu maleje przy obniżaniu strojenia, dlatego zabieg ten stosowany jest zwykle nie dla jego lepszego rozciągnięcia, ale dla jego "uspokojenia" w takich warunkach akustycznych, w których jest nadmiernie wyeksponowany, np. na skutek ustawienia kolumn (i miejsca odsłuchowego) pod ścianą.
Andrzej Kisiel
Zobacz także:
Aktywnie i tubowo. Avantgarde UNO FINO EDITION
Vivid Audio. G1 GIYA SPIRIT
Na wszystkie strony
