Laboratorium Focal Grande Utopia BE

Laboratorium to bardzo przyjemna do uprawiania działka, pojawia się tutaj wiele niespodzianek, nie ma świętych krów, nawet bardzo drogie urządzenia zostają zweryfikowane, chociaż obok, w opisie konstrukcji i teście odsłuchowym, może być słychać już tylko ochy i achy. I wspaniała Grand Utopia Be dostarcza nam pożywki do kąśliwych uwag! Nie odnoszą się one do samej jakości i fachowości konstruktorów, ale jednak do parametrów istotnych dla użytkownika, a przedstawianych przez producenta w fałszywym świetle. Znacie? Znamy. No to posłuchajcie.

Oczywiście, w ten pełen fanfaronady sposób wchodzimy na temat impedancji. Ale historia jest tym razem wyjątkowo pikantna. Impedancja znamionowa 8Ω. Stoi jak byk na przedostatniej stronie pięknego katalogu, poświęconego wyłącznie Be. Co to znaczy, pryncypialnie rzecz interpretując? Że w całym pasmie wartość modułu impedancji nie powinna spaść poniżej poziomu 6,4Ω, czyli bardziej niż o 20% od zadeklarowanej wartości znamionowej. Mamy jednak zwyczaj warunek ten czynić łagodniejszym, a także bardziej praktycznym, zwiększamy tolerancję do 25%, a jeżeli nawet większe spadki pojawią się w zakresie wysokich tonów, tam gdzie występują już niewielkie moce w typowym sygnale akustycznym, przymykamy na nie oko.

Ważne, aby w zakresie nisko-średniotonowym nigdzie nie lądować poniżej 6Ω o ile chcemy “coś” określać jako znamionowo 8-omowe. Zarazem jednak JMlab w wierszu poniżej podaje, że minimalna wartość to 4Ω znajdujące się przy 43Hz. Zgodnie z tym faktem i naszymi zasadami, nie moglibyśmy Grand Be określić nawet jako znamionowo 6-omowych, a już tylko jako 4-omowe. W sumie jednak minimum na poziomie 4Ω to nic groźnego dla poważnych wzmacniaczy. Ale to nie koniec śledztwa w tej sprawie.

Kilka stron wcześniej, w katalogu, pokazana jest bowiem cała charakterystyka modułu impedancji, na której widać dwa minima na poziomie ok. 3,8Ω przy ok. 45Hz i przy ok. 550Hz. Na razie to drobna nieścisłość, ale wreszcie spójrzmy na nasze własne pomiary. Rys. 1a ujawnia minimum o wartości nawet nieco mniejszej od 3Ω przy 50Hz, a przy 500Hz mamy wartość tylko o włos wyższą od 3Ω. Charakterystyka zmierzona i pokazana przez producenta są podobne w ogólnym zarysie, ale wartości minimalne wyraźnie inne. Nadal nie oskarżam Grand Be o impedancję morderczą, takie przebiegi i wartości zdarzają się często, ale z impedancją znamionową 8Ω nie ma to nic wspólnego.

Rozłączenie zwor i niezależne pomiary impedancji na zaciskach górnych i dolnych pokazano na rys. 1b. Wyjaśnia to, że za niską wartość impedancji w okolicach 50Hz odpowiedzialny jest przede wszystkim dolny głośnik niskotonowy (tylko on podłączony jest do dolnych zacisków), górny głośnik niskotonowy jest niegroźny, wywołuje minimum na poziomie ok. 5Ω przy 100Hz, a łagodny spadek przy 500Hz powodują już głośniki średniotonowe połączone równolegle. Warto jednak jeszcze wrócić do charakterystyki impedancji głośnika subniskotonowego.

Przy 20Hz widać lokalne minimum na poziomie ok. 7Ω, powodowane przez rezonans obudowy bass-reflex, a ponieważ wiemy, że układ ten nie jest tłumiony, więc poziom w tym zakresie powinien być zbliżony do wartości impedancji znamionowej samego głośnika. Skąd więc 3-omowe minimum przy 50Hz? Wcale nie z powodu niskiej impedancji głośnika, ale na skutek działania specyficznie dobranego filtru dolnoprzepustowego elektrycznie 2. rzędu w którym zastosowano pojemność teoretycznie zbyt dużą w stosunku do indukcyjności, co wywołuje właśnie taki efekt na charakterystyce impedancji. Ale nie tylko taki. Fachowcy nie robią tego przez pomyłkę czy tylko dla samego obniżenia impedancji w ślad za tym następuje ściąganie ze wzmacniacza większego prądu, co z kolei podnosi poziom charakterystyki przetwarzania w tak potraktowanym zakresie częstotliwości.

Owoc tego zabiegu widać na rys. 2a, przedstawiającym chrakterystyki ciśnień: samego głośnika subniskotonowego, otworu jego obudowy, i wypadkową. Na charakterystyce głośnika, zgodnie z oczekiwaniami, przy ok. 23Hz pojawia się odciążenie, ale charakterystyka z otworu wcale nie ma maksimum w tym zakresie, lecz szeroko rozwija się między 20 a 50Hz. Taki kształt zdarza się widzieć, gdy obudowa jest zbyt mała i/lub głośnik ma wysoką dobroć, ale może to spowodować i w tym przypadku najpewniej powoduje także elektryczne “podpompowanie”, faworyzujące tutaj okolice 50Hz. Powyżej charakterystyka opada z nachyleniem ok. 15dB/okt., nieco większym niż teoretycznie zdolny jest “wyprodukować” filtr 2. rzędu, ale przy takiej jego konstrukcji efekt ten jest zrozumiały mamy przecież dodatkowe podbicie przy 50Hz. W sumie głośnik subniskotonowy działa rzeczywiście bardzo wąskopasmowo, jak nisko “odcinany” subwoofer aktywny.

A teraz analogiczne charakterystyki dla górnego głośnika niskotonowego na rys. 2b. Tutaj kształty są łagodniejsze, znane z działania “normalnych” głośników niskotonowych, chociaż jeden szczegół też wymaga wyjaśnienia. Słabiej zaznaczone odciążanie głośnika w zakresie częstotliwości rezonansowej przy ok. 40Hz, powodujące również “spłycenie” minimum na jego charakterystyce impedancji, wynika tym razem właśnie z wprowadzenia lekkiego tłumienia układu rezonansowego obudowy (przysłonięcie otworów).

Mimo to otwory promieniują bardzo efektywnie, ich charakterystyka ma modelowy przebieg, a charakterystyka wypadkowa ma spadek -6dB w okolicach 42Hz. Na górnym zboczu, powodowanym tak jak w przypadku sub-basu przez filtr elektrycznie 2. rzędu, widzimy już stopniowo zwiększające się nachylenie. Jak charakterystyki przetwarzania obydwu sekcji niskotonowych składają się na wspólną charakterystykę przetwarzania w zakresie niskich częstotliwości, pokazuje rys. 2c. I po raz ostatni wróćmy do charakterystyk impedancji.

Choć charakterystyka zespołu “zintegrowanego” (rys. 1a) nie jest bardzo trudna, to po rozdzieleniu są one znacznie łatwiejsze do “udźwignięcia” przez oddzielne wzmacniacze. Co prawda na sub-basie mamy 3-omowy dołek przy 50Hz, ale powyżej już szybki wzrost i fajrant, z kolei “cała reszta” ma bliskie 3Ω obniżenie przy 500Hz, ale raczej spokój od dużych prądów w zakresie niskich tonów.

Wzmacniacze podłączone tu i tam będą obciążone inaczej w funkcji częstotliwości, ale w ogólnym bilansie mocy dość podobnie. Taki jest sens podwójnego gniazda i użycia dwóch podobnych, a chyba wręcz najlepiej, aby identycznych wzmacniaczy. Patrząc na to pod tym kątem, konstrukcja Grande Be jest bardzo dobrze zrównoważona elektrycznie.

Przechodzimy do charakterystyk przetwarzania w zakresie średnio-wysokotonowym. Chociaż nie padniemy aż na kolana liniowość na osi głównej nie jest jeszcze wzorcowa to wypada docenić, że w dziedzinie charakterystyk kierunkowych Grande Be trzyma fason, co jest tym bardziej pouczające, iż mamy do czynienia zarówno w konstrukcją szeroką, jak i z symetrycznym układem d'Appolito.

Okazuje się, że duża szerokość przedniej ścianki nie przeszkodziła utrzymać się charakterystykom z osi 15° i 30° (w płaszczyźnie poziomej) blisko charakterystyki z osi 0° (rys. 3a), a układ symetryczny nie zareagował nerwowo pod kątem +/-7° (w płaszczyźnie pionowej, rys. 3b), co jest m.in. zasługą niskiej częstotliwości podziału (2,5kHz). Natomiast drobne mankamenty widziane już na osi głównej to lekki rezonans przy ok. 6,5kHz (na pewno cecha samego głośnika wysokotonowego), leciutkie obniżenie nieco powyżej 3kHz (być może w rzeczywistości tutaj lokuje się częstotliwość podziału), i to w zasadzie wszystko.

Ale połączenie charakterystyki z pomiarów głośników niskotonowych z charakterystyką zakresu średnio-wysokotonowego ujawnia silne wzmocnienie zakresu niskich częstotliwości (rys. 4). To nic nowego w konstrukcjach serii Utopia i JMlabach w ogóle, umiejętnie wkomponowane da się lubić, postanowiliśmy jednak sprawdzić, jak wygląda ten efekt w pomiarach szumem tercjowym.

Kolumna stała daleko od ścian, mikrofon wędrował po różnych miejscach pomieszczenia, ale również w oddaleniu od ścian, układ dokonał 300 pomiarów, następnie uśredniając ich wyniki, i ostatecznie wygenerował rys. 5. Podbicia basu nie widać w ogóle! A że nie pomyliliśmy pomiarów, widać po charakterystycznych punktach w zakresie średniowysokotonowym. Jednocześnie mogliśmy zweryfikować uzyskane wyniki w oparciu o pomiary przeprowadzone w niemieckim Audio im również “wyszło” takie samo podbicie basu na charakterystyce w polu bliskim/mls.