Odsłuch

Tak duże kolumny z sugestywnym i faktycznie wydajnym układem głośnikowym nie służą do wieczornych pieszczot, do "mruczanda" i kołysania, ani nawet do ustalenia poprawnego, neutralnego brzmienia - do tego wystarczą mniejsze Cantony, a do wprowadzenia "klimatu" - Elaki. Nie zdradzając szczegółów dotyczących brzmienia kolejnych kolumn, można przecież z samej ich wielkości wywnioskować, że i one nie będą stawać w szranki z kolumnami KEF Q950.

Spodziewamy się więc (albo obawiamy się) potężnego basu, i chociaż basu nie brakuje, co już same pomiary pokazują w stopniu dostatecznie dobitnym, to okazuje się, że kiedy kolumny odsuniemy od ściany na ok. 1-1,5 m i ustawimy w dużym pomieszczeniu (tak jak zrobiliśmy to w teście), to wciąż będzie dobry bas, ale problemu... nie będzie.

Szczerze mówiąc, nawet byłem tym zaskoczony, że taki "nadmiar" (widoczny w pomiarach) może zostać w takich warunkach "zaabsorbowany". Z wielu innych KEF-ów, nawet nie tak potężnych, bas bywał bardziej "bezlitosny", dominujący i twardy, dociążający całe brzmienie w sposób ustawiający też wysokie tony w pozycji podrzędnej.

Tym razem jest inaczej: z jednej strony mamy premię mocnego, energetycznego wypełnienia, rozciągającego się na cały zakres nisko-średniotonowy, a z drugiej - mocny błysk wysokich tonów. Nie są one tak homogenicznie połączone ze średnicą, nie są jej podporządkowane, jak Elacach, mają więcej do powiedzenia, odznaczają się, pokazują mocniejsze sybilanty, potrafią uderzyć blachą perkusji, ale też sypnąć delikatniejszym "cyknięciami".

Wiedząc, że pracuje tutaj kopułka znacznie większa od standardowej, można wręcz podziwiać, jak dobrze daje sobie radę, nie zamykając się przed najwyższymi tonami. Nie jest to wyrafinowanie przetwornika AMT z Piegi, lecz w tych "okolicznościach" i uwarunkowaniach konstrukcyjnych efekt jest znakomity. Na pewno pojawia się też pytanie, jak ze średnimi tonami radzi sobie tak duży głośnik.

Całkiem dobrze - chyba nikt by nie rozpoznał po samym brzmieniu, że to 20-ka, więc tutaj też nie należy kierować się uprzedzeniami; głosy bywały trochę "nosowe", jednocześnie można było "dosłyszeć" twardość i lekkie podbarwienie - w sumie jednak nie było to nic drażniącego ani ograniczającego. Q950 mają siłę i autorytet, który płynie też z bardzo dobrej dynamiki; bas, choć potężny i ciężki, nie jest hamującym akcję balastem, muzykę wzmacnia i nasyceniem i motorycznością.

Przy niektórych nagraniach miałem wrażenie "estradowości", ale tylko w ramach pozytywnych cech systemów nagłaśniających, które basem nie "plumkają", lecz uderzają, wysokimi nie głaszczą, lecz błyszczą, a środkiem pasma nie czarują i nie krzyczą, lecz dają instrumentom i głosom "wolumen", którego brakuje z mniejszych głośników.

Czytaj również: Co to jest główna oś odsłuchu?

20-cm Uni-Q z Q950 to ewenement w skali całej oferty KEF-a. Przygotowanie specjalnego Uni-Q tylko dla jednego modelu, i to wcale nie flagowego, wskazuje na możliwości tej firmy. Wspólne elementy wszystkich Uni-Q najnowszej generacji to promieniste przetłoczenia na membranie i fałdy na spłaszczonym zawieszeniu.

Dwie na jednego

W poprzednim numerze, w ramach dodatkowych komentarzy do spotkanych tam rozwiązań technicznych, opisaliśmy zarówno zasadę działania obudowy z membraną bierną, jak też wyjaśniliśmy, jakie jest znaczenie powierzchni otworu bas-refleksu.

Należy teraz połączyć te dwa wątki. Zastosowanie membrany biernej pozwala znacząco zwiększyć powierzchnię elementu drgającego w układzie bas-refleks (traktując układ z membraną bierną jako odmianę bas-refleksu), bo dzięki znacznemu wzrostowi masy (w stosunku do masy powietrza w tunelu) możemy zmniejszyć podatność (malejącą wraz ze zwiększeniem powierzchni), przy utrzymaniu takiej samej częstotliwości rezonansowej.

Dzięki temu unikamy (zbyt) dużych prędkości ruchu powietrza w tunelach o znacznie mniejszej powierzchni, wywołujących turbulencje, zastępując powietrze membraną, dzięki większej powierzchni poruszającą się z proporcjonalnie mniejszą prędkością. W obydwu rozwiązaniach, w każdym cyklu jest bowiem do "przepompowania" taka sama objętość powietrza, określona przez inne parametry układu.

Okazuje się jednak, że przy częstotliwości rezonansowej (układu bas-refleks, czy też układu z membraną bierną), w jednym cyklu może być przesuwana większa objętość powietrza niż ta, którą przy tej częstotliwości, przy określonym poziomie wysterowania, przesuwa głośnik w sąsiednich podzakresach (przy samej częstotliwości rezonansowej jego membrana niemal się nie porusza).

Aby więc membrana bierna, mimo swojej dużej powierzchni, nie stała się "wąskim gardłem", ograniczającym liniową pracę układu przy wysokich poziomach wysterowania, powinna być zdolna, przy swojej maksymalnej amplitudzie do przesunięcia do 100% większej objętości powietrza, niż "napędzający" ją głośnik. Oznacza to, że albo przy takiej samej powierzchni, jak głośnik, będzie miała dwa razy większą amplitudę maksymalną, albo przy takiej samej amplitudzie będzie miała dwa razy większą powierzchnię.

Ponieważ membrany bierne często wywodzą się z typów głośników, z którymi współpracują, mają więc wówczas taki sam układ drgający, co sugeruje, że taką samą amplitudę maksymalną (więc należałoby zastosować dwie takie membrany, by podwoić powierzchnię). Pamiętajmy jednak, że liniowa praca głośnika jest określona przez wysokość jego cewki drgającej i szczeliny magnetycznej (których membrana bierna nie ma) i zwykle jest znacznie mniejsza niż maksymalna amplituda "mechaniczna", określona przez właściwości samego zawieszenia.

Niektórzy konstruktorzy uznają więc, że wystarczy membrana o takiej samej powierzchni jak głośnik, bo będzie ona zdolna do pracy przy większej amplitudzie niż liniowa amplituda głośnika. To rozwiązanie dopuszczalne, ale... zbliżając się do maksymalnej amplitudy mechanicznej, zawieszenie też nie pracuje już liniowo, więc forsowanie tak dużej amplitudy nie jest korzystne.

Ostatecznie lepszym rozwiązaniem jest zwiększenie powierzchni membran, co wiąże się ze zmniejszeniem amplitudy ich pracy (przy określonej amplitudzie napędzającego je głośnika). W tej sytuacji membrany wcale nie wytwarzają większego ciśnienia, o ile tylko utrzymują ustaloną częstotliwość rezonansową układu, a to wymaga znacznego zwiększenia ich masy (nie wystarczy jej podwojenie, wynikające z sumowania masy dwóch membran). Jeżeli jednak udało się dostroić w ten sposób układ do optymalnej częstotliwości rezonansowej, to wszystko jest "akurat", a dwie membrany bierne wcale nie grają głośniej niż jedna.

Czytaj również: Prawidłowe ustawienie zespołów głośnikowych 

Imponująca bateria trzech 20-cm membran niskotonowych to układ jednego głośnika i dwóch membran biernych (na skrajach). Nie powinniśmy być rozczarowani... Trzy głośniki zagrzmiałyby głośniej, ale wcale nie niżej. Takie proporcje (dwa razy większa powierzchnia membran biernych w stosunku do głośnika) dają układowi dynamiczną swobodę.

Czy za duży to niezdrowy?

Pytanie, czy 20-cm układ Uni-Q (sama membrana nisko-średniotonowego ma średnicę 16 cm) jest odpowiedni (czy nie jest za duży), aby poprawnie przetwarzać średnie tony, można by rozszerzyć na konwencjonalne nisko-średniotonowe o podobnej średnicy, których faktycznie nie ma wiele...

Ale nie dlatego, że nie mają szansy dobrze grać, lecz dlatego, że wymagają większej obudowy, przede wszystkim o większej szerokości, a obecnie widać tendencję nawet do przechodzenia z 18 na 16 cm (Elac, Canton).

Jednak nawet o 50% większa średnica membrany wcale nie przekreśla jej szans na dobre odtwarzanie średnich tonów, oczywiście przesuwa w dół osi częstotliwości zjawiska, których chcemy uniknąć, ale większość z nich pozostaje właśnie wprost proporcjonalna do średnicy membrany, podczas gdy możliwości przetwarzania basu i efektywność są wprost proporcjonalne do jej powierzchni - z tego wniosek, że "opłaca się" powiększać membranę, oczywiście tylko do granicy, która wiąże się z tak niską częstotliwością podziału, jaką może wytrzymać towarzyszący wysokotonowy.

Głośnik z membraną o średnicy o 50% większej stosunku do membrany "głośnika odniesienia" wymaga o 50% niższej częstotliwości podziału, w celu utrzymania podobnych charakterystyk kierunkowych na skraju zakresu pracy.

Jeżeli nie mamy nic przeciwko temu, aby nisko-średniotonowy z membraną 10-cm pracował do 3 kHz, to równie dobrze możemy pozwolić membranie 15-cm na pracę do 2 kHz (w KEF Q950 ustalono, według danych producenta - 2,2 kHz).

A co z masą membrany, która rośnie proporcjonalnie do powierzchni, a nie średnicy, i w związku z tym z "szybkością"? Masą drgającą (i jej przyspieszeniem) zawsze może "się zająć" układ magnetyczny o odpowiedniej sile (F=ma), natomiast metodą na powiększającą się średnicę jest obniżanie częstotliwości podziału. A niższy podział to większe wymagania (wytrzymałościowe) dla głośnika wysokotonowego.

Stąd też głośnik wysokotonowy ma średnicę aż 38 mm, co z kolei może odbić się negatywnie na przetwarzaniu najwyższych częstotliwości... ale - co nawet zaskakujące - granica 20 kHz jest przez Q950 osiągana z dobrą liniowością na osi głównej i nawet z dobrym rozpraszaniem (patrz laboratorium). Dopuszczalność zastosowania dużego nisko-średniotonowego (ew. średniotonowego) jest więc sprawą otwartą i zależy od innych warunków, które KEF spełnił... z nawiązką. Jaka to nawiązka?

Układ koncentryczny. Wprowadzenie kopułki wysokotonowej do centrum głośnika nisko- -średniotonowego pozwala całkowicie usunąć kwestię (zbyt) dużej odległości między centrami akustycznymi konwencjonalnego układu, zaburzającej charakterystyki kierunkowe (w płaszczyźnie pionowej), jak też "zunifikować" (stąd też wzięła się nazwa układu) charakterystyki kierunkowe obydwu przetworników w okolicach częstotliwości podziału (w każdej płaszczyźnie), poprzez zawężenie charakterystyk kierunkowych głośnika wysokotonowego, na skutek oddziaływania na jego fale profilu membrany nisko-średniotonowej.

W tym momencie nawet wybór wyższej częstotliwości podziału nie spowoduje, powyżej niej, gwałtownie szerszego rozpraszania z głośnika wysokotonowego; charakterystyka na każdej osi będzie lepiej zrównoważona, a teorię tę doskonale potwierdza praktyka (pomiary). Wreszcie KEF od dawna jest specjalistą również w zakresie projektowania filtrów, więc takie zadania nie są dla niego żadnym wyzwaniem.

Andrzej Kisiel