Znaczenie kształtu obudowy kolumn

Kształt obudowy zestawów głośnikowych to coś znacznie więcej niż tylko kwestia estetyki - to także ważne zagadnienie techniczne. Geometryczna forma skrzynki wpływa na działanie kolumny na wiele różnych sposobów. W innym artykule osobno analizowane są efekty dyfrakcyjne. Natomiast tym razem zajmiemy się pozostałymi aspektami sprawy.

Proporcje i wymiary - podstawowe zależności

Przystępując do projektowania kształtu skrzynki mamy zawsze co najmniej kilka założeń konstrukcyjnych, które tworzą zestaw wstępnych ograniczeń. Głównie chodzi o wymiary zewnętrzne głośników, objętości komór określone w ramach projektu oraz o wymiary tunelu BR.

Kolejna grupa założeń wynika z ogólnej teorii. Sytuacja przypomina po części analizę akustyki wnętrz. Komory głośników nie powinny mieć kwadratowych przekrojów, a proporcje wymiarów nie powinny mieć wartości takich jak 1:2, 2:3 czy 1:3. Niektórzy wręcz polecają konkretne proporcje wymiarów ścianek w prostopadłościennej kolumnie. Trzeba też dopilnować by wewnątrz obudowy nie powstały pasożytnicze układy rezonansowe (komory połączone przewężeniami).

Proporcje i wymiary - teorie producentów kolumn

Są też teorie, które mają co prawda jakieś uzasadnienie, ale mimo wszystko nie da się ich traktować jako kanonów prawidłowego projektowania. Stosowana bywa praktyka polegająca na minimalizacji szerokości obudowy. Pokrewnym wariantem jest stosowanie skośnych ścięć, które zapewniają zwężenie samej ścianki czołowej w pobliżu głośników. Jest też zalecenie by unikać szerokości przedniej ścianki z zakresu 20-24cm. Według jeszcze innej teorii proporcje obudowy dobiera się tak by uzyskać jak najmniejszą powierzchnię ścianki przedniej i jednocześnie zwiększyć głębokość. Tego typu zalecenia projektowe pochodzą zwykle od producentów kolumn. Każda taka teoria ma zazwyczaj jakieś uzasadnienie teoretyczne, ale czasami opiera się tylko na praktycznych doświadczeniach konstruktora i jego intuicji.

Jak podejść do takich teorii? Sprawa nie jest prosta. Musimy sobie zdawać sprawę, że każda zmiana kształtu obudowy pociąga za obą jednoczesną zmianę wielu parametrów. Oznacza to, że trudno bada się poszczególne aspekty konstrukcyjne w sposób izolowany. Jest jeszcze druga i to poważniejsza komplikacja procesu badawczego. Chodzi o sposób percepcji dźwięku. Kiedy wgłębiamy się w kwestie słyszalności poszczególnych składowych docierającego do naszych uszu dźwięku, to niestety musimy pamiętać o ograniczeniach dostępnej nam wiedzy psychoakustycznej. Nie mamy możliwości by precyzyjnie określić jak odebrane i ocenione zostaną różne warianty konstrukcyjne cechujące się różnymi kombinacjami zniekształceń wnoszonych przez obudowy głośnikowe.

Chociaż możemy być pewni, że wprowadzenie w życie zaleceń każdej z owych nieformalnych teorii na pewno przyniesie zauważalne zmiany, to niestety ocena tych zmian będzie nieraz problematyczna.

Pochylanie, zakrzywianie i łamanie ścianek

Zabiegi takie jak pochylanie, zakrzywianie i łamanie ścianek powodują liczne zmiany w funkcjonowaniu zestawów głośnikowych. Mogą pomagać w redukcji czy rozpraszaniu modów powstających wewnątrz skrzynki pomiędzy ściankami. Mogą też poprawić (a jeśli nie poprawić to przynajmniej zmienić) strukturę dragań samych ścianek. Kiedy wspomniane zabiegi są stosowane w odniesieniu do ścianek, na których montowane są głośniki to zmienia się wówczas wyrównanie czasowe głośników i zmienia się też charakterystyka kierunkowa zestawu.

Chociaż co do zasady pochylanie ścianek przynosi faktycznie wspomniane korzyści, to jednak w naszej ocenie atrakcyjność tego typu rozwiązań nie jest tak jednoznaczna, jak to nieraz twierdzą producenci w swoich materiałach reklamowych.

W środowisku audiofilskim utrwalony jest pogląd o dużym znaczniu zjawisk fazowych. Przy bardziej wnikliwej analizie literatury tematu, przy ostrożnym podejściu do treści publikowanych przez firmy w ramach działań reklamowo-marketingowych trzeba jednak skonstatować, że znaczenie minimalizacji zniekształceń fazowych pozostaje tematem kontrowersyjnym. Wielu konstruktorów i autorów fachowych publikacji wstrzmięźliwie podchodzi do wartości tego typu praktyk.

Warto też przypomnieć jeden elementarny aspekt sprawy. Nawet jeśli w danej konstrukcji osiągnięto bardzo precyzyjne wyrównanie czasowe, to tak czy inaczej występujące w praktyce zróżnicowanie położenia słuchaczy względem kolumn częściowo zniweluje korzyści wynikające z zabiegów projektanta.

Fragment większej całości

O każdym rozwiązaniu konstrukcyjnym w sprzęcie audio można powiedzieć, że jest ono cześcią większej całości, że nie kształtuje działania urządzenia samodzielnie, ale we współpracy z innymi rozwiązaniami konstrukcyjnymi. Mimo tego wszechobecnego zestawu wzajemnych zależności wiele aspektów konstrukcyjnych daje się jednak optymalizować w sposób bezwzględny (lub prawie bezwzględny). W tym przypadku znaczenie współzależności jest jednak szczególnie widoczne. Powiązanie kształtu skrzynki z jej wewnętrzną kostrukcją, z zastosowanymi materiałami, z wykorzystanymi głośnikami, częstotliwościami podziału i z topologiami filtrów jest bardzo duże. Tak więc kształt skrzynki, który będzie dobrze współgrał z jednym zestawem rozwiązań towarzyszących nie musi się sprawdzić z innym zestawem.

Podsumowanie

W pokrewnym artykule o zjawiskach dyfrakcyjnych powodowanych przez obudowę głośnikową klasyfikujemy poszczególne rozwiązania konstrukcyjne jako korzystne lub szkodliwe. W przypadku kształtów i proporcji obudów dużo trudniej o tak jednoznaczne oceny. Tylko kilka rozwiązań można określić jako ewidentnie niepożądane (kwadratowe przekroje, proporcje 1:2 i podobne, duże ścianki bez wzmocnień czy tłumienia, komory tworzące wewnątrz skrzynki pasożytnicze akustyczne układy rezonansowe). Eliminacja takich błędów jest normą w zestawach głośnikowych adresowanych na rynek audiofilski, choć w produktach niskobudżetowych trafiają się produkty z takimi niekorzystnymi rozwiązaniami. Jeśli znajdziecie Państwo wymienione błędy projektowe to podejdźcie do takich zestawów głośnikowych ze szczególną ostrożnością.

Natomiast trudno jest generalizować oceny dotyczące wartości poszczególnych rozwiązań konstrukcyjnych, które są lansowane przez producentów jako lepsze. Jeśli jednak mielibyśmy wymienić jakieś rozwiązania, które zwykle są wartościowe, to przede wszystkim było by to zastosowanie elementów skośnych czy zakrzywionych (ze względu na opymalizację/redukcję rezonansów) oraz wyrównanie czasowe głośników uzyskane bez istotnego pogorszenia zniekształceń dyfrakcyjnych. Chociaż te zabiegi konstrukcyjne oceniamy jako generalnie korzystne, to jednak nie traktujemy ich jako gwarancji wysokiej jakości zestawów głośnikowych.

Nie mamy wątpliwości, że w wielu przypadkach skomplikowane kształty obudów istotnie przyczyniły się do poprawy jakości niektórych zestawów głośnikowych. Z drugiej strony mamy jednak w pamięci fakt, że w gronie wybitnych kolumn są też konstrukcje o typowej prostopadłościennej formie.