Korzystając z naszej strony wyrażasz zgodę na wykorzystywanie przez nas plików cookies, w celu dostosowania się do Twoich preferencji oraz w celu zapewnienia Ci wygody podczas przeglądania strony. Więcej na temat polityki prywatności oraz cookies znajdziesz >> Tutaj

×
  • Płać prosto i bezpiecznie
  • Bezpieczne i sprawdzone zakupy
  • Zadzwoń i zamów: 799 366 936

Wypełnij przestrzeń muzyką. Część I.


Muzyka towarzyszy nam częściej, niż byśmy zdawali sobie z tego sprawę. Otacza nas w domu, samochodzie, na ulicy gdy idziemy w słuchawkach, poczekalni u fryzjera, w filmach stanowi integralną część obrazu, w telewizyjnych programach występuje w tle… Na co dzień nie zwracamy większej uwagi na to, w jaki sposób i w jakiej jakości ją odbieramy. Ale czasami chcemy muzykę wysunąć na pierwszy plan, zanurzyć się w niej, przeżyć emocje artystów, krótko mówiąc, oddać jej się w pełni. I wtedy potrzebujemy urządzeń, które pozwolą nam delektować się najmniejszymi niuansami zawartymi w muzyce, poczuć fizycznie rytm, czy zagubić się w ambientowym świecie.

Trudno jest powiedzieć, który element w łańcuchu przetwarzania sygnału dźwiękowego jest najbardziej istotnym. Jakość źródła dźwięku jest ważna, klasa urządzeń przetwarzających i wzmacniających dźwięk również, skuteczność z jaką głośniki zamieniają sygnał elektryczny na falę dźwiękową, jak najbardziej. Ostatecznie parametry akustyczne pomieszczenia, w którym słuchamy muzyki, też odgrywają niebagatelną rolę. Trudno jest ująć tak obszerne zagadnienie w relatywnie krótkim wpisie. Dlatego, choć dzisiaj skoncentrujemy się na głośnikach i ich zestawach (czyli kolumnach głośnikowych), to musimy pamiętać, że są one jednym z wielu elementów składających się na tor dźwięku. To, jaki ostatecznie efekt uzyskamy, zależy od każdego urządzenia biorącego udział w procesie przetwarzania sygnału, od jego źródła, poprzez korektory i wzmacniacze, a kończąc na kolumnach. I jak w każdym z takich przypadków obowiązuje zasada najsłabszego ogniwa – tak jak w przypadku łańcucha jest on tylko tak dobry, jak jego najsłabsze ogniwo, tak w przypadku toru dźwiękowego, finalna jakość będzie tylko tak dobra, jak dobre będzie najsłabsze urządzenie.



Trudna sztuka konwersji.

Zadanie głośnika, ogólnie rzecz biorąc, jest proste: zamieniać sygnały elektryczne na fale dźwiękowe. Dokonuje się tego za pomocą drgającego zgodnie z przepływem prądu elementu mechanicznego. Owe drgania mechaniczne wytwarzają zmiany ciśnienia powietrza, a w konsekwencji powstawanie fali akustycznej. Taka fala rozchodzi się w powietrzu, dociera do naszych uszu i za pośrednictwem skomplikowanego mechanizmu ucha jest zamieniana na wyładowania neuronalne, docierające następnie do naszego mózgu. Proste? Oczywiście, że tak.

Ale poważniej, zagadnienie konwersji impulsów elektrycznych na falę dźwiękową nie jest wcale takie proste. Zacznijmy od tego, że pierwszy głośnik powstał na początku zeszłego wieku (co nie jest specjalnie zadziwiające, gdyż mniej więcej w tym okresie nastąpił rozwój technik radiowych). Od tego czasu zasadnicza koncepcja ich budowy nie uległa zmianie, choć technologie używane przy ich produkcji stawały się coraz bardziej wyrafinowane.

Każdy głośnik składa się z kilku podstawowych elementów: magnesu stałego, wewnątrz którego znajduje się tuleja z nawiniętym uzwojeniem elektrycznym (cewka), owa tuleja połączona jest z membraną, a całość otacza sztywna, ażurowa obudowa. Gdy przez cewkę elektryczną przepływa prąd (zmienny), wytwarzane jest wokół niej pole magnetyczne. Pole to reaguje z polem magnetycznym magnesu stałego, przez co powstaje siła przemieszczająca cewkę. Poruszenia cewki wywołują poruszenia membrany i generowanie fali akustycznej. Głośniki oparte o taki schemat budowy i działania, określa się mianem głośników dynamicznych. Istnieją również inne typy głośników, oparte o odmienne zasady działania, niemniej w warunkach domowych najczęściej spotkamy się właśnie z głośnikami dynamicznymi.

Szczegóły konstrukcji głośnika są uzależnione od tego, jakie częstotliwości mają być przez głośnik reprodukowane. Inna konstrukcja głośnika będzie miała miejsce w przypadku głośników odtwarzających basy, a inna konstrukcja w przypadku tych, odtwarzających wysokie tony. Głównie związane jest to z energią akustyczną fal o różnych częstotliwościach, ale również ze specyfiką słuchu ludzkiego, który jest w różnym stopniu czuły na różne częstotliwości. Wytworzenie fal o niskich częstotliwościach (jak basy) wymaga „wprawienia w ruch” większej objętości powietrza, w związku z tym głośniki niskotonowe będą miały odpowiednio duże membrany. Z tych powodów, nawiasem mówiąc, trudno jest zapewnić dobry dźwięk w małych urządzeniach typu tablet, czy komórka, po prostu, nie ma miejsca na odpowiednio duże głośniki.



Po co zamyka się głośnik w pudełku?

Rzadko widuje się głośniki, które nie byłyby zamknięte w obudowie, w większości przypadków na zewnątrz widoczna jest tylko membrana głośnika. Jest ku temu zasadniczy powód: drgająca membrana generuje nie tylko falę akustyczną przed głośnikiem, ale również za głośnikiem. Samo w sobie nie byłoby to złe, ale niestety obie te fale mają przeciwną fazę (prosto mówiąc, fala tylna jest odwrócona względem fali przedniej). A fale o przeciwnych fazach będą się wzajemnie wygaszały. Z tych powodów głośniki zamyka się w obudowie, która ma za zadanie niedopuszczenie do wydostawania się fali tylnej na zewnątrz. Często ma to miejsce na bardzo finezyjne sposoby, od zwykłego pudełka, poprzez użycie specjalnych materiałów wytłumiających, odpowiedniego ukształtowania przestrzeni wewnątrz obudowy czy użycia kunsztownie dobranych materiałów, z których wykonana jest obudowa.



A gdyby tak połączyć kilka głośników naraz?

Z pomysłem drgającej membrany głośnika jest mały problem: żeby wytworzyć silniejszą falę akustyczną (czyli głośniejszą), membrana musi być odpowiednio większej wielkości. Ale wraz z wielkością membrany, rośnie jej bezwładność. Coraz większa membrana będzie coraz słabiej reprodukowała wysokie częstotliwości, ponieważ musiałaby drgać szybciej i szybciej. A na to nie pozwoli bezwładność materiału, z jakiego jest ona wykonana (spróbujcie pomachać szybko w te i z powrotem długopisem, a potem spróbujcie tego samego z ciężkim młotkiem. Zrozumiecie z łatwością, dlaczego tak się dzieje. Na wszelki wypadek przed dokonaniem eksperymentu upewnijcie się, że nic wartościowego nie znajduje się w bezpośredniej bliskości). Z powodu owej bezwładności, głośniki są produkowane w odmianach dedykowanych reprodukcji określonego pasma częstotliwości dźwięku. Od dużych głośników odtwarzających basy, poprzez głośniki reprodukujące środek pasma częstotliwości a kończąc na malutkich głośnikach odtwarzających wysokie tony.

Dlatego dobrze jest połączyć kilka różnych głośników w jednej obudowie; dzięki temu uzyskamy soczyste basy z ogromnego głośnika niskotonowego i soczyste dźwięki dzwonków z głośnika wysokotonowego. Zestawy głośnikowe (lub kolumny głośnikowe) zazwyczaj są tak konstruowane, aby pasmo częstotliwości akustycznej (czyli zakres dźwięków, który możemy usłyszeć) było równomiernie pokryte przez odpowiedni dobór różnych głośników. Kolumny z wieloma głośnikami określane są jako wielodrożne, a w ich konstrukcji zawierają się specjalne układy mające za zadanie podzielenie pasma dźwięku na zakresy dopasowane do charakterystyki poszczególnych głośników (tzw. zwrotnice). Istnieją również zestawy głośnikowe, w których nie ma zwrotnic, a które wymagają dodatkowego urządzenia pełniącego tę funkcję.



Jak zamknąć głośniki

Konstrukcja kolumn głośnikowych to prawdziwa sztuka inżynierii. Jak wspomnieliśmy wcześniej, obudowa głośników spełnia wiele ról. Jednią z nich jest odpowiednie tłumienie dźwięku, ale nie tylko o tłumienie tutaj chodzi. Ważna jest także charakterystyka akustyczna samej obudowy: separacja głośników od siebie tak, aby nie wpływały wzajemnie na swoją pracę, dobór odpowiedniej objętości kolumny, a także jej kształtu wewnętrznego. W kolumnach typu „Bass-Reflex” wykorzystuje się na przykład dodatkowy kanał akustyczny, którego zadaniem jest poprawienie parametrów pracy kolumny w zakresie niskich częstotliwości.

Nie bez znaczenia jest także przeznaczenie danej kolumny. Przykładowo, w zestawach kolumn służących do odtwarzania wielokanałowego dźwięku (na przykład dla kina domowego), znajdziemy niewielkie kolumny boczne, ale także będzie pośród nich specjalna kolumna odtwarzająca niskie tony („subwoofer”). Każda z kolumn wchodzących w skład zestawu, będzie cechowała się odmienną charakterystyką akustyczną, dopasowaną do roli danej kolumny w zestawie.

Z kolei kolumny przeznaczone do słuchania muzyki stereo, będą raczej projektowane tak, aby każda z nich odtwarzała możliwie pełne pasmo częstotliwości. Tego typu zestawy głośnikowe są określane jako pełnozakresowe („full-range”). Każda z kolumn, przeznaczona dla konkretnego kanału, będzie zazwyczaj wielodrożna i wyposażona w kilka głośników. Kolumny takie będą zazwyczaj również nieco większe – reprodukcja niskich częstotliwości z dobrą jakością potrzebuje pewnych objętości.

Jeszcze inna koncepcja stoi za zestawami określanymi jako „soundbary” – w ich przypadku reprodukcja niskich częstotliwości odbywa się poprzez specjalny subwoofer, a pozostałe głośniki (czasami potrafi być ich aż kilkanaście) zostały wkomponowane w pojedynczą, wąską, ale długą, poprzeczną obudowę. Co do tych głośników trafia, jest efektem pracy mocno zaawansowanych cyfrowych procesorów obróbki dźwięku. Soundbary wyposażone są zazwyczaj we własny wzmacniacz.

Sam materiał, z którego wykonane są kolumny, nie jest bez znaczenia. Przede wszystkim materiał nie może rezonować – to znaczy nie może wzmacniać pewnych częstotliwości na skutek drgań własnych. Musi zapobiegać wydostawaniu się fali tylnej na zewnątrz. Musi potrafić oprzeć się dosyć mocnym zmianom ciśnienia wewnątrz pracującej kolumny. Musi godnie prezentować się w pomieszczeniu. Masa roboty.

Obudowy kolumn mogą być wykonane z bardzo różnych materiałów, począwszy od tworzyw sztucznych, przez rozmaite płyty wiórowe a kończąc na bardzo precyzyjnie dobranych gatunkach drewna. Kształt kolumn też bywa różny: od prostopadłościennych kształtów, do form przypominających dzieła sztuki (a czasami nieprzypominających kolumn w ogóle). W przypadku kolumn wysokiej jakości liczą się nawet takie aspekty jak odpowiednie pochylenie panelu z głośnikami, rozmieszczenie poszczególnych głośników względem siebie czy odpowiednie zaokrąglanie kantów obudowy. Wbrew pozorom to (jeszcze) nie alchemia, pochylenie i rozmieszczenie głośników poprawia ich pracę przez wyrównanie faz, a zaokrąglone narożniki i kanty zapobiegają powstawaniu interferencji dźwięku… dobrze, na tym poprzestaniemy.



Zamieniamy koncepcje w cyfry

Wszystko to, co do tej pory napisaliśmy, musimy teraz zamienić na wartości, które da się przedstawić liczbowo, chociażby po to, aby móc porównać różne zestawy kolumn głośnikowych i wybrać ten najlepszy dla nas. Szczęśliwie, każdą kolumnę, czy zestaw kolumn da się scharakteryzować przy pomocy kilku parametrów. Spróbujmy więc z nimi się rozprawić.

Impedancja

Mówi nam o tym, jaki opór elektryczny stawia kolumna i podawana jest w omach (Ω - Ohm). Standardowo impedancja wynosi 4 Ω lub 8 Ω. W sprzęcie klasy domowej rzadko spotyka się inne impedancje. Wybierając kolumny głośnikowe powinniśmy zadbać, aby impedancja kolumn była dopasowana do wzmacniacza (wzmacniacze są projektowane dla określonej impedancji kolumn). O ile możemy podłączyć kolumny o wyższej impedancji do wzmacniacza wymagającego niższej (choć będzie to kosztem utraty siły głosu), o tyle nie należy podłączać kolumn o niższej impedancji do wzmacniacza przewidzianego na wyższą – tutaj ryzykujemy uszkodzenie wzmacniacza.

Moc nominalna (RMS)

Najprościej mówiąc, moc nominalna mówi o tym, jak głośno dana kolumna (lub głośnik) może zagrać, zanim zostanie uszkodzona. Wielkość podawana jest w watach (W - Watt) i powinniśmy ją konfrontować z mocą wzmacniacza, do którego podłączamy kolumny. Definicja mocy nominalnej jest mało klarowna, ponieważ różne typy głośników będą miały różną podatność na uszkodzenie. Głośniki wysokotonowe mają niższą tolerancję na wysokie moce (łatwo ulegają przegrzaniu i przepaleniu), głośniki niskotonowe z kolei będą miały problemy ze stabilnością membrany zmuszonej do ponad normalnego wychylania się od pozycji zerowej.

Tutaj mała dygresja: głośnik ulega uszkodzeniu przede wszystkim wówczas, gdy nie jest w stanie wystarczająco szybko odprowadzić ciepła wydzielanego podczas pracy. Szczególnie dotyczy to głośników wysokotonowych, w trakcie pracy ich cewki mogą osiągać naprawdę wysokie temperatury (nawet do 200°C). Z tego powodu, to one będą pierwszymi ofiarami ponadnominalnej mocy podanej do kolumny.

Ale jeszcze zanim kolumna ulegnie uszkodzeniu, zbliżając się do maksymalnej jej mocy, jakość reprodukcji dźwięku będzie szybko spadać. Podsumowując, wybierając kolumny powinniśmy dobrać ich moc do mocy oferowanej przez wzmacniacz (i dodać trochę na zapas).

Moc szczytowa (PMPO)

Jeśli moc nominalna nie jest do końca jasnym parametrem, to moc szczytowa jest wręcz zaciemnieniem. W teorii moc szczytowa to maksymalna moc, jaką kolumna może być obciążona w bardzo krótkim czasie bez jej zniszczenia. Wielkość również podawana w watach, ale z powodu braku jakiejkolwiek normalizacji pomiarów, jest w zasadzie technicznie bezużyteczna (za to marketingowo wręcz przeciwnie). Z braku normalizacji, możliwe jest takie manipulowanie czasem impulsu, że prowadzi to do nieprawdopodobnych mocy kolumn (któż z nas nie widział kolumienek głośnikowych do komputera o mocy 500 W PMPO?). Wybierając kolumny, nie powinniśmy w najmniejszym stopniu kierować się podawaną przez producentów mocą PMPO, tylko odszukać ich moc nominalną RMS.



Pasmo przenoszenia

Przyjmuje się, że słuch ludzki jest w stanie wychwycić dźwięki z zakresu od 16 Hz do 20 000 Hz (oczywiście jest to zmienne osobniczo, jak również zmienia się z wiekiem). Parametr jakim jest pasmo przenoszenia, mówi o tym, jaki zakres częstotliwości jest w stanie zreprodukować zestaw głośnikowy. Można założyć, że idealnym byłoby, gdyby zestaw głośnikowy potrafił pokryć całe pasmo ludzkiego słuchu, ale okazuje się, że dobrze jest, gdy pasmo przenoszenia rozciąga się nawet nieco ponad możliwości słuchu (wyjaśnianie, dlaczego tak jest, wykracza poza ramy niniejszego artykułu). Wybierając kolumny, warto natomiast zwrócić uwagę na dolny zakres pasma przenoszenia – powinien być możliwie niski. Powodem ku temu jest fakt, że nasz słuch nie jest linearny, to znaczy, brak 20 Hz w dole pasma odczujemy o wiele wyraźniej, niż brak 20 Hz w górze pasma.

Z pasmem przenoszenia, w przypadku zestawów głośnikowych, wiąże się także taki parametr, jakim jest równomierność pokrycia pasma. Prostymi słowami, jeżeli w kolumnie występuje kilka głośników dedykowanych poszczególnym zakresom pasma (basy, soprany i tak dalej), to po złożeniu ich razem, owo pasmo powinno zostać równomiernie pokryte. Równomierność pokrycia pasma jest przedstawiana na wykresie, często znajdującym się na obudowie kolumny lub w jej dokumentacji.

Musimy tutaj dodać pewne słowa wyjaśnienia: pasmo przenoszenia mówi o tym, jakie częstotliwości jest w stanie reprodukować kolumna, ale musimy wziąć pod uwagę, że kolumna zagra tylko to, co dostaje od wzmacniacza, czy źródła dźwięku. Krótko mówiąc, jeżeli źródłem muzyki będzie urządzenie odtwarzające słabej jakości pliki MP3, to nie możemy oczekiwać, że dobre kolumny dokonają cudu a dźwięk nagle stanie się pełnowymiarowy.

Efektywność i sprawność

To zbliżone parametry mówiące o tym, jak wiele z dostarczonej energii zostanie zamienionej na sygnał akustyczny (sprawność) a więc jak głośno dana kolumna będzie w stanie grać przy takiej samej dostarczonej mocy (efektywność). Warto wspomnieć, że większość energii dostarczanej przez wzmacniacz do kolumn, rozprasza się w postaci ciepła, tylko niewielka jej część zamieniana jest na fale akustyczne (typowo od 0,5 do 2%).



De gustibus non est disputandum

Powiedzieć, że każdy z nas słyszy nieco inaczej, jest truizmem. Powiedzieć, że każdemu podoba się coś innego również. W przypadku kolumn oba te truizmy są bardzo istotne – zestawy głośnikowe grają różnie, jedne będą miały mocny, szybki bas, inne będą znakomicie reprodukowały arie operowe, inne doskonale sprawdzą się w dostarczaniu wrażeń płynących z szybkiego techno. Dla każdego coś miłego. Wybierając kolumny nie możemy polegać wyłącznie na parametrach technicznych. Oczywiście są one ważne, choćby po to, aby dopasować kolumny do posiadanego sprzętu, ale tego, czy spodoba nam się ich ton, żaden parametr nam nie powie. Dlatego warto skorzystać z możliwości przetestowania danego modelu i sprawdzenia „nausznie” czy brzmią one dla nas dobrze. Jeżeli mamy możliwość skorzystania z pokoju odsłuchowego, to świetnie, trzeba tylko pamiętać, aby zabrać ze sobą swoją muzykę, którą dobrze znamy, ponieważ z łatwością wychwycimy różnice w brzmieniu. Jeszcze lepiej jest, gdy możemy kolumny przetestować na własnym sprzęcie, w domu – w ten sposób eliminujemy różnice akustyki pomieszczeń i samego sprzętu używanego do odsłuchu.



Koniec części I


Autor tekstu: Angelika 

Użyte w artykule zdjęcia pochodzą ze stron producentów.

Menu