Vyrovnaná charakteristika reproduktorových soustav

O vyrovnaných charakteristikách u reproduktorů se mluví dost často a napsalo se toho mnoho, ale jen málo z těchto informací bych si dovolil považovat za plně relevantní a korektní. Někteří lidé ji měří a uctívají, jiní říkají, že je to k ničemu. V čem je tedy problém?

Zvlnění charakteristik reproduktorů je způsobeno tím, že žádná z elektrických a fyzikálních funkcí, kterými je možné reproduktor popsat, není vzhledem k přiváděnému signálu proporcionální ani lineární a elektrické funkce jsou navíc komplexní. Odezva reproduktorové membrány na přiváděný signál závisí na mechanických a elektrických parametrech cívky výrazně závislých na jejím upořádání, dále na intenzitě magnetického pole, na hmotnosti a ploše kmitacího systému, na pružnosti závěsu a membrány, na vlivu ozvučnice a na mnoha dalších elektrických a mechanických funkcích. Při převodu elektrického signálu na akustický se v membráně repro­duktoru tvoří řady lichých a sudých harmonických zvukových frekvencí. Samotná membrána potom vytváří jednu velkou a také několik malých vlastních rezonancí. Vlastní rezonance reproduktoru při měření frekvenční charakteristiky obvykle zanikají v jejím zvlnění, ale zřetelně se projeví při měření impedanční charakteristiky. Výrobce reproduktoru se pak snaží vyvážit jednotlivé elektrické a mechanické parametry, aby se akustická odezva na přiváděný signál udržela v přijatelném rozsahu. Pokud budu u reproduktoru měřit, nebo vypočítávat jednotlivé fyzikální para­metry, tak žádný z nich vzhledem k signálu není proporcionální. Vždy jde o mocninné, exponenciální a další funkce. Publikované frekvenční charakteristiky u reproduktorů jsou spíše středem jakési obalové křivky naměřených hodnot. To je důvodem proč dva různé reproduktory s totožnými změřenými parametry mohou v našich uších znít každý jinak.

Někteří konstruktéři doporučují alespoň část těchto funkcí kompenzovat pomocí přídavných elektrických obvodů ve výhybce. Po nějakou dobu jsem s tím experimentoval, testoval jsem i kompenzace od výrobců a porovnával je s obvody bez kompenzací, ale výsledný zvuk se mi nikdy nelíbil. Nemám pro to odborný výraz, ale prostě s rostoucím počtem doplňujících obvodů ve výhybce je asi možné některé nelineární funkce repro­duktorů z hlediska výsledných měření narovnat, ale zvuk prostě ztratí šťávu, projevuje se mdlým prokreslením detailů a je slyšet jako by z dálky. Otázkou tedy zůstává, zda kompenzační obvody spíše nevyhlazují zdrojový signál, místo aby vyrovnávali charakteristiku reproduktoru!

ošizená frekvenční výhybka

Když opravuji reproduktorové soustavy, tak si vždy prostuduji a také proměřím původní výhybku. Při této činnosti mne již delší dobu provází obava, že jakési elektro-mechanické narovnávání měřených parametrů soustavy je důležitější než výsledný reálný zvuk. Ovšem, jen pokud se výrobce frekvenční výhybkou vůbec nějak zabývá. Často je totiž výhybka sestavená jenom tak, aby reproduktory neshořely.

Fotografie vlevo ukazuje, jak může vypadat výhybka od renomované­ho výrobce. Vývojáři patrně uvažovali o standardním osazení, jak ukazuje schéma na tištěném spoji, kde jsou jasně naznačená místa, kam měly být umístěny masivní cívky. Ale to je spousta měděného drátu tedy prostor, kde se dají snížit náklady. Výhybka je uvnitř ozvučnice, takže není vidět. Zákazník nic nepozná. A koneckonců, zákazník, ten si přece kupuje značku... (Viz také článek "Reproduktorové frekvenční výhybky".)

Technicky korektní řešení je takové, když přiváděný signál pomocí frekvenční propusti na vhodné frekvenci utlumíme a další propustí se naváže vedlejší frekvenční pásmo. Jakékoliv další ovlivňování signálu se mi nezdá žádoucí. Existují i jisté okolnosti, kdy je možné výslednou charakteristiku ovlivnit vhodným nastavením propusti, ale to je spíše výjimečný případ. Při optimálním sestavení reproduktorů v soustavě je ve výsledném frekvenčním průběhu zřejmý souběh původních charakteristik, které reproduktorům výrobce naměřil.

ukázková frekvenční charakteristika reproduktoru

Charakteristika na obrázku vpravo má v oblasti nízkých kmitočtů poměrně hladký průběh, ale na dvou tisících Hz začíná poměrně výrazná vlastní rezo­nance. Pod kmitočtem 100 Hz je pokles pouhých 10 dB, což je přímo fantastic­ká hodnota, ale již pouhým poslechem bylo patrné, že tomu tak není. Repro­duktor měl sklon dunět. To by mohlo znamenat, že zvýrazňoval oblast kolem 80 Hz, což je v charakteristice vyretu­šováno. Při přímém porovnání se stan­dardem se pak ukázalo, že pokles na basech byl mnohem strmější.

Výrobce udával doporučený rozsah do 2000 Hz, ale vzhledem k silné rezo­nanci bezprostředně nad touto hranicí bych ho nikdy nepoužil pro zvuk nad 1000 Hz. Také udávaná citlivost 90 dB byla při porovnání se standardem nižší.

Pokud výrobce soustavy prezentuje charakteristiky lepší než jsou u samostatných reproduktorů, pojal bych určité podezření, že šidí nebo že signál ze zesilovače převálcoval pomocí různých absorpcí signálu a nekorekt­ních obvodů.

Konstruktérsky zajímavá zkušenost je, že zákazníci hodnotí jako velmi příjemný, detailní a věrný poslech u takových reproduktorových soustav, které jsou složeny z kvalitních propustí bez jakýchkoliv přídavných obvodů, nebyly v nich použity cívky s feritovými ani železnými jádry nebo různé elektrolytické kondenzátory a hlavně všechny součástky byly výkonově správně dimenzovány. A přitom jejich výsledná frekvenční charakteristika byla zvlněná tak, jak výrobce reproduktory stvořil.

Ideální lineární, spíše bych volil termín proporcionální, frekvenční charakteristika u reproduktorové sousta­vy, ale i u reproduktoru samotného, je v podstatě mýtus a patrně také obchodní trik. Mírné zvlnění charakteri­stiky způsobí jisté zabarvení zvuku, ale při domácím poslechu nebo poslechu živého koncertu je ovlivnění zvuku poslechovým prostorem a dalšími vlivy podstatně větší, než jaké Vám způsobí průměrné (rozumně naladěné) reproduktorové soustavy. Dále je nutné dodat, že všechny zesilovače mají zařazenu takzvanou fyziologickou regulaci zvuku, která koriguje poslech při různých hlasitostech a jde opět o nezanedbatelné zakřivení na koncích slyšitelného spektra. Navíc každý typ zesilovače, resp. výrobce, tento problém řeší jinak a po svém. Která ekvalizace je potom ta správná? No a pro úplnost, každý člověk má jinak vyvinutý sluch, který také není frekvenčně proporcionální.

Při hodnocení reproduktorových soustav musíme vycházet z nějakého rozumného myšlenkového základu. Protože nikdo nemá místo uší měřící přístroje a věřit výrobcům se dnes příliš nehodí, musíme se spolehnout na vlastní pocity při vnímání zvuku. Můžeme se soustředit na to, zda a jak slyšíme jednotlivé nástroje, zda nám u známé skladby některé nástroje nechybí nebo jsou potlačené či zastřené. Podrobněji se posuzováním kvality reprodukce zabývám v článku "Co můžeme a nemůžeme slyšet při poslechu reproduktorové soustavy".

Přehnaně se zabývat frekvenční charakteristikou, kterou nám dodal výrobce nemá velký smysl. Samotné měření charakteristiky se provádí ze vzdálenosti 1 m při akustickém výkonu 1W a takové měření bych si dovolil považovat za spíše orientační. Větší vypovídací schopnost má třírozměrný graf tzv. waterfall, kde se posuzuje citlivost soustavy při různých akustických výkonech. Ale s tímto diagramem se setkávám jenom ojediněle u reproduktorů a u soustavy snad vůbec ne. Velmi důležitým a zajímavým údajem by byla směrová charakteristika soustavy formulovaná podobně, jako bývá waterfall, tedy detailně, při různých frekvencích a navíc i různých úhlech. Ale opět - u reproduktorové soustavy se tato informace neposkytuje. Přitom si neumím představit, že by průměrně edukovaný výrobce byl ochoten zahájit výrobu bez těchto informací. Poslední otázkou je, jestli by výrobce vůbec publikoval data, která by vypadala hůře než konkurenční. A na tohle si už odpovězte sami.

Svět kolem nás není ideální, proto je potřeba vždy stát nohama na pevné zemi. Moderní technika dokáže mnohé, ale nic se nemá přehánět.

Hoďas