Wpisy oznaczone tagiem

coaxial

Tanie, 3-drożne bliskie pole

Opublikowano przez

Test monitorów Kali Audio IN-5 oraz rozważania na temat tzw. bliskiego pola w kontekście 3-drożnych zestawów aktywnych. Ponadto porównanie z Eve Audio SC205 i omówienie konstrukcji 3-drożnej z przetwornikiem współosiowym.

Zobacz wideo
Posłuchaj podcastu

Zawsze miałem pewne obiekcje związane z zestawami trójdrożnymi w bliskim polu. Owo bliskie pole zakłada, że głośniki znajdują się w bezpośredniej bliskości naszych uszu, maksymalnie 2 metry od nich. Chodzi o minimalizację wpływu odpowiedzi pomieszczenia na sygnał docierający do nas bezpośrednio z monitorów. Dlatego też w bliskim polu nie gramy zbyt głośno, żeby różnica między sygnałem bezpośrednim a docierającym z pomieszczenia wpasowała się gdzieś w te okolice, gdzie te ostatnie możemy zignorować.

Nie forsujemy najniższych częstotliwości, bo i tak długość ich fal będzie większa niż nasza odległość od źródła sygnału.
I w sumie najbardziej istotne – nie eksponujemy przesadnie pasma wyższego środka, bo nasze uszy są na nie szczególnie uwrażliwione przy każdym poziomie ciśnienia dźwięku, a czym ciszej, tym bardziej.


Ale…
Monitory dwudrożne są relatywnie tanie, mogą być nieduże i zazwyczaj są bardzo wygodne. Niestety zaimplementowany w nich podział częstotliwości znajduje się często dokładnie tam, gdzie nie powinien się znaleźć – w krytycznym punkcie podziału podstawowych tonów muzycznych i ich tonów harmonicznych. Gdy słuchamy muzyki jako gotowego produktu, nie jest to rzecz zbyt istotna, a dobór parametrów zwrotnicy wręcz determinuje brzmienie samych monitorów. Oto co przetwarzają poszczególne elementy typowego zestawu dwudrożnego: bass-reflex, woofer i tweeter.
Przy produkcji muzyki mamy jednak zupełnie inne potrzeby. Bardzo często kontrolujemy pojedyncze elementy miksu, jak bas, wokal, gitary, instrumenty perkusyjne i tak dalej, i wtedy chcielibyśmy zachować jak najdalej posuniętą spójność reprodukcji. A tu już zestawy dwudrożne muszą być naprawdę dobre, żeby to wszystko miało jakiś sens.

Być może bliskie pole w postaci monitorów trójdrożnych już dawno pojawiłoby się w studiach, gdyby nie to, że ich konstrukcja jest wyjątkowo kłopotliwa. Nie tylko z uwagi na konieczność użycia dwóch punktów podziału pasma – niekiedy jeden podział bywa prawdziwym wyzwaniem, a co dopiero dwa. Ale głównie z uwagi na geometrię źródeł dźwięku. Wchodzą tu w grę takie czynniki jak optymalna korekcja fazy dla zachowania spójności propagacji, charakterystyka kierunkowa i szereg innych czynników sprawiających, że monitory trójdrożne to wyższa szkoła jazdy i czym dalej od nich siedzimy, tym na ogół lepiej. Posłuchajmy dla porównania, co przetwarzają poszczególne elementy jakichś wyimaginowanych zestawów trójdrożnych: bass-reflex, woofer, przetwornik środka i tweeter.

Panowie z Kali Audio rozwiązali wszystkie problemy zestawów trójdrożnych dwoma odważnymi posunięciami – zastosowaniem współosiowego przetwornika środkowych i wysokich tonów oraz rozbudowanego DSP współpracującego z trzema oddzielnymi wzmacniaczami w klasie D. Mamy zatem 5-calowy woofer grający do 280 Hz, 4-calowy mid-driver obsługujący wszystko powyżej aż do 2,8 kHz, i 1-calowy tweeter grający od 2,8 do 21 kHz, a nawet wyżej. Istotne natomiast jest to, że te dwa ostatnie są umieszczone jeden w drugim, co ma swoje wady i zalety, ale w tym wypadku zdecydowanie więcej zalet, z rozwiązaniem problemu geometrii źródeł na miejscu pierwszym.

A zatem, Kali Audio IN-5 to aktywny, trójdrożny bass-reflex pracujący w trybie tri-amp, ze wzmacniaczami o mocy deklarowanej 80, 40 i 40 watów. Membrany woofera i mid-drivera są papierowe, a jednocalową kopułkę wykonano z materiału i osadzono w krótkim falowodzie redukującym modulację emitowanego przez niego dźwięku drganiami okalającej go membrany przetwornika tonów średnich.
W przypadku współosiowych głośników typu woofer plus tweeter to właśnie ta modulacja jest ich największym problemem.

Robiąc konstrukcję koncentryczną z przetwornikiem tonów środkowych, którego membrana ma bardzo niewielkie wychylenie, praktycznie unikamy tego typu kłopotów.

Bass-reflex ma typową dla Kali Audio konstrukcję, z uśmiechniętym, dużym wylotem i zakrzywionym wewnątrz tunelem, co kompensuje niewielką głębokość obudowy. Sygnał możemy doprowadzić symetrycznie lub niesymetrycznie, używając gniazd XLR, TRS oraz RCA. Wspólny dla nich regulator czułości ma wyraźnie wyczuwalny punkt środkowy, w którym monitory oferują deklarowane przez producenta parametry ciśnienia SPL przy sygnałach o wartości nominalnej – rzecz dość istotna przy kalibracji systemów monitorowych np. do pracy w trybie dookolnym.

Poziom sygnału wejściowego, a w konsekwencji głośność monitorów można zmniejszyć do zera lub wzmocnić o 6 dB. Wejściowe poziomy nominalne są standardowe – tzw. konsumencki, niesymetryczny -10 dBV i tzw. profesjonalny, symetryczny +4 dBu.

Umieszczona wyżej bateria mikroprzełączników pozwala ustawić różne tryby charakterystyki brzmieniowej, niekiedy sprawdzające się w ustawieniach monitorów w warunkach innych niż wolne pole. Co ciekawe, ustawienia uwzględniają też sytuację, gdy monitor znajdzie się w pozycji poziomej, położony np. na konsolecie. Zwracam uwagę, że nie we wszystkich monitorach można ot tak sobie zmienić ustawienie wertykalne na horyzontalne. W niektórych parametry zwrotnicy i charakterystyki kierunkowe przetworników sprawiają, że w takiej konfiguracji robi się brzydka dziura w paśmie podziału, zwłaszcza gdy ustawimy zestawy driverami na zewnątrz i zwłaszcza gdy drivery są wstęgowe lub AMT.

W środku mamy mikrokontroler ARM Cortex M3, czyli w praktyce mały komputer. Jest też działający z próbkowaniem do 192 kHz przetwornik analogowo-cyfrowy Texas Instruments PCM1863 o zakresie dynamiki 110 dB oraz dwa scalone wzmacniacze TI TAS5805 – jeden do zasilania woofera w trybie mono, a drugi w trybie dwukanałowym dostarczający energię do mid-drivera i tweetera. Wprawdzie ich moc deklarowana przez Texas Instruments nieco różni się od tej, którą podaje Kali Audio (jest mniej więcej o połowę mniejsza), ale nie bądźmy drobiazgowi.

To właśnie takie rozwiązania – cyfrowe, oparte na mikrokontrolerach – pozwoliły zejść z ceną współczesnych monitorów do poziomów dotychczas niewyobrażalnych, przy zachowaniu wysokiej jakości i funkcjonalności. To optymalizacja wykorzystująca najnowsze zdobycze technologii i choć niektórzy mogą kręcić nosem na to, że analogowe w tych monitorach jest tylko wejście i głośniki, to przecież zwykle chodzi o to, żeby uzyskać jak najlepszy efekt za rozsądną cenę.
Sama obudowa wykonana jest z MDF o grubości 15 mm, a płyta czołowa z tworzywa. Głośnik niskotonowy ma wytłaczany z blachy kosz i ferrytowy magnes, a zespół przetworników środka i góry został całkowicie odizolowany akustycznie od wnętrza obudowy.

5-calowy woofer osiąga przy 120 Hz maksymalną efektywność, która następnie opada powyżej 200 Hz z nachyleniem 6 dB na oktawę. Z podobnym nachyleniem zaczyna grać przetwornik tonów środkowych, zatem oba świetnie, wręcz po audiofilsku się uzupełniają, dając wyrównaną charakterystykę. Podobnie jest przy przejściu ze środka do pasma wysokiego, a to, na co koniecznie trzeba zwrócić uwagę, to znikome zniekształcenia harmoniczne tego współosiowego zestawu. Owszem, mamy niewielki spadek przy podziale środek-góra, ale pamiętajmy, że monitory pracują w bliskim polu i tak ukształtowana charakterystyka prezentuje się wówczas znacznie korzystniej.

Driver wysokich tonów ma mocno wyeksponowaną najwyższą górę od 14 kHz wzwyż – na końcu pasma audio jest to nawet 6 dB więcej. To zapewnia uzyskanie swoistego otwarcia brzmieniowego, które w korzystnym akustycznie wnętrzu, czyli nieprzetłumionym, objawia się bardzo efektowną sceną przestrzenną.

Popatrzmy na basy – woofer zaczyna tracić efektywność poniżej 55 Hz, co jak na 5-calowy przetwornik i tak jest prawdziwym wyczynem. Bass-reflex jest wstrojony do 50 Hz i patrząc w górę, opada łagodnie z nachyleniem 6 dB na oktawę. W tym samym momencie woofer traci efektywność z nachyleniem 12 dB na oktawę, więc okolice 65-70 Hz będą nieco szczuplejsze sonicznie niż częstotliwości 50 i 100 Hz. Ten mały dołek w tejże oktawie to naprawdę najniższa cena, jaką trzeba zapłacić za całkiem solidną reprodukcję dołu przy tych gabarytach monitora. Ponadto bass-reflex lubi sobie pasożytniczo zagrać głośniej przy 630 Hz i drugiej harmonicznej tej częstotliwości, ale słychać to 20 dB poniżej sygnału nominalnego, więc nie ma o co podnosić rabanu.

Charakterystyka wodospadowa? Służę uprzejmie. Tu ją widzimy na kombinowanym połączeniu charakterystyk woofera i bass-refleksu. Dźwięk zanika bardzo szybko, za bass-refleksem nic się nie ciągnie, więc może nie będzie efektownego, konsumenckiego tąpnięcia, ale basom z tego monitora można zaufać. Pod warunkiem, że nasze pomieszczenie spełnia choć minimum warunków w zakresie czasu wybrzmiewania niskich tonów, czyli nie dłużej niż 0,5 sekundy i w miarę równomiernie dla przedziału 50-200 Hz.

Popatrzmy jeszcze na działanie pokładowej korekcji w kontekście zniekształceń harmonicznych. Daje się zaobserwować manewry przy półkowym oddziaływaniu na niskie tony, pasmowym na okolice 400 Hz, i znowu półkowe na wszystko powyżej 4 kHz. Zniekształcenia harmoniczne ładnie podążają za sygnałem nominalnym, choć widać, że filtry zwiększają poziom drugiej harmonicznej przed pierwszą i po drugiej częstotliwości podziału. Ale fazowo wszystko pozostaje tam, gdzie być powinno. Największe przesunięcie fazy pojawia się, gdy bass-reflex jeszcze nie zaczyna rezonować i kończy się tam, gdzie jego efektywność ostatecznie spada i tunel niejako zamyka obudowę. Wszystko dokładnie tak, jak powinno być – żadnych odstępstw od normy, a nawet sporo cech typowych dla wyższej klasy konstrukcji.

Zobaczmy, jak zestaw gra w poziomie, z tweeterem do środka i włączoną odpowiednią filtracją. Pominąwszy niewielką różnicę w poziomie względem ustawienia wertykalnego, nie ma praktycznie żadnych różnic poza nieznaczną manipulacją fazową przy pierwszym podziale.
A jak wygląda charakterystyka przy ustawieniu horyzontalnym w odchyleniu 15 stopni od osi w kierunku środka? Żadnych pytań, wszystko się zgadza. Teraz w drugą stronę, czyli na zewnątrz? Zgodnie z przewidywaniami efektywność zespołu środek+góra spada, ale jeśli nie liczyć najwyższych tonów, różnica nie przekracza 6 dB. Można więc bez najmniejszych kłopotów grać z monitorami w pozycji leżącej. Najlepiej z driverem do środka, a jeśli komuś dźwięk wyda się zbyt jasny, to można nawet ustawić driver na zewnątrz.

Całość zestrojono naprawdę bardzo dobrze i trudno jest tej konstrukcji cokolwiek zarzucić. Tym bardziej, że jest trójdrożna, tri-amp, niewielka i kosztuje relatywnie niedużo. Zawsze twierdziłem, że w bliskim polu lepiej jest użyć zestawu dwudrożnego niż jakiegokolwiek trójdrożnego z grupy budżetowych – choć do czasów monitorów Kali Audio z serii IN takich się raczej nie produkowało. Zestawy trójdrożne od dziesięcioleci były budowane głównie z myślą o co najmniej średnim polu, głównie z powodów, o których wspomniałem wcześniej. W odległości około 1 metra od uszu realizatorzy na ogół nie chcą mieć mocnego i wyszczekanego środka. Co innego w odległości 3 metry i więcej – tam czym więcej środka, tym więcej sonicznej prawdy.

Zróbmy teraz niezobowiązującą konfrontację Kali Audio IN-5 z kosztującymi mniej więcej tyle samo Eve Audio SC205. Ustawiłem te pierwsze na tych drugich, ale tak, by IN-5 stały na głowie. Chodzi o to, aby przetworniki wysokich tonów znalazły się jak najbliżej siebie.
Przy takich porównaniach nigdy nie słucham gotowych utworów. Głośniki nie pokazują wtedy tych różnic, o które mi rzeczywiście chodzi, a poza tym komercyjne nagrania są robione tak, by zawsze i wszędzie brzmiały dobrze. Są zatem bardzo słabym wzorcem do jakichkolwiek porównań, zwłaszcza przy tym poziomie głośności odczuwalnej, jaki reprezentują.
Szumem różowym ustawiamy jednakowy poziom SPL dla obu par monitorów – 1 dB różnicy i zawsze te głośniejsze będą lepsze. A potem słuchamy surowych ścieżek, które znamy, bo nad nimi już pracowaliśmy.

Czy IN-5 są lepsze od SC205? W przypadku monitorów i mikrofonów nigdy nie używam takich pojęć, że coś jest lepsze, a coś gorsze. IN-5 są inne, według mnie nieco bardziej precyzyjne i lżejsze w zakresie 500 Hz-3 kHz. Bo w końcu trójdrożne i nie zmuszające woofera do operowania na tym właśnie polu sonicznym. Bas jak na 5-calowe przetworniki w obu monitorach jest dobry, a do kontroli najniższej oktawy będziemy potrzebować subwoofera.

To nie jest mój pierwszy kontakt z IN-5, ale pojawiła się okazja, by móc się im przyjrzeć zdecydowanie bardziej wnikliwie, a przy okazji wspomnieć o tym, że są one dostępne także w wersji białej, jeśli ktoś ma taki akurat wystrój studia lub po prostu lepiej mu pasują do koszuli.

Coraz mniej mnie dziwią wysokie osiągi i znakomita jakość monitorów, które kiedyś, dawno temu musiałyby kosztować co najmniej dwa razy tyle. IN-5 to fantastyczne zestawy trójdrożne, z powodzeniem mogące znaleźć zastosowanie nawet w profesjonalnych studiach nagrań. Muszą być jednak spełnione dwa warunki: tylko w bliskim polu, czyli nie dalej niż 1,5 metra, i niezbyt głośno. To są monitory kontrolne, a nie imprezowe czy służące do prezentacji miksu klientom. I jeśli o tym pamiętamy, to za te pieniądze, w tym formacie i z trójdrożną reprodukcją dźwięku nie kupicie nic lepszego.