05-13-2014, 05:54 PM
(This post was last modified: 05-13-2014, 06:00 PM by HomeMadeAudioProject.)
Dugo sam razmisljao da li da se uopste upustam u pravljenje tutorijala na ovu temu, jer je materija izuzetno siroka i kompleksna, a ja sebe ne smatram nekim posebnim strucnjakom za ovu oblast jer to i nisam. Ali, razmisljajuci o broju mladih zaljubljenika u audio i samogradnju, ipak sam odlucio da pokusam da im koliko-toliko pomognem (u granicama moga znanja i iskustva) da barem stvore nekakvu grubu ali sto celovitiju sliku o "svetu" zvucnih kutija. Imajuci na umu da je ovo namenjeno ljudima sa manje znanja i iskustva, trudicu se da i kolicinu informacija i stil pisanja i terminologiju drzim na prikladno prilagodjenom nivou.
Mnogi bolji poznavaoci problematike zvucnih kutija ce se mozda pobuniti na neke od postavki koje slede u daljem tekstu, ali ja jos jednom napominjem da se rukovodim logikom da su ovo uputstva za prve korake manje iskusnih pocetnika, kroz vrlo obiman i komplikovan svet zvucnih kutija, jer polazim od toga da ce vremenom kako budu vise saznavali i sticali prakticna iskustva, i sami shvatati mnogobrojne dodatne medjuzavisnosti i finese. Da bi se bas sve reklo i objasnilo, trebalo bi uraditi nesto po obimu nekoliko desetina ili stotina puta vece od ovog clanka, a i to bi trebalo da uradi neko ko mnogo vise zna o tome od mene.
Najveci deo gubitka kvaliteta, u modernim sistemima za reprodukciju zvuka, uglavnom je zasluga zvucnika, koji iz nekog pomalo cudnog razloga nisu istim tempom pratili razvoj ostalih komponenata sistema. Po mom misljenju, zvucnici su danas "usko grlo" audio sistema.
Na pocetku, moram da napomenem da sam pristalica precizne reprodukcije a ne HiFi-a. Postojalo je vreme kada su ove dve stvari bile sinonimi, ali je danas u mnogim aspektima HiFi postao neka vrsta religije u kojoj su verovanja i ubedjenja mnogo vaznija od istine, a znanje se uspesno zamenjuje entuzijazmom. Pravi "hramovi" HiFi-a su raznorazni (najcesce) fantasticno skupi sistemi, a "vrhovni svestenici" su neki novinari u HiFi magazinima, koji upravo genijalno pronalaze razloge i pseudo-naucna objasnjenja kao dusevnu satisfakciju za one koji su na takve sisteme potrosili prava mala bogatstva pa im ovo dobro dodje da , onako... u sebi, imaju kompletno i argumentovano opravdanje za takav potez i trosak. Zakoni fizike "upetljani" u sisteme za reprodukciju zvuka, odavno su vrlo dobro poznati i ustanovljeni, a ipak se vrlo cesto dovode u pitanje ili cak i ignorisu od strane tih istih novinara cije "mentalne i retoricke" onanije uglavnom sluze da dignu pritisak pravim poznavaocima i istrazivacima.
Jednostavno je nemoguce napraviti bilo kakav napredak (izuzev slucajno ili na srecu) bez jasne slike o tome sta je sve "u igri" i koji su to kljucni kriterijumi. Da bi se odredilo kolikom delu necijeg znanja se moze verovati, moraju se prvo ukloniti iz njega svi mitovi, predrasude i pseudo-istine. Ljudsko culo sluha je veoma kompleksno i veoma osetljivo u nekim oblastima, a opet, i iznenadjujuce "opusteno" i "nonsalantno" u nekim drugim. Audio sisteme mozemo slikovito posmatrati kao prozor izmedju originalnog zvuka i slusaoca. Sve sto je neophodno je da se taj prozor napravi "veci" nego zvuk koji kroz njega prolazi. Ako slusaoci ne mogu primetiti bilo kakav pad u kvalitetu, onda je kvalitet zadovoljavajuci i prozor je dovoljno veliki. Praveci ga jos vecim samo povecava troskove.
Kako su audio sistemi pravljeni za ljudsku upotrebu, to i kriterijumi kvaliteta, u krajnjoj liniji, mogu biti samo subjektivni. Slusni testovi su vitalni deo procesa, ali tek onda kada je taj deo sistema vec prosao objektivne testove i merenja. Da bi bili od bilo kakvog realnog znacaja i vrednosti, takvi slusni testovi moraju biti pravilno sprovedeni da bi se izbegla pristrasnost bilo koje vrste u ocenjivanju. I ja mogu da slusam i ocenjujem neki par zvucnika kao i bilo ko drugi, ali za razliku od mnogih ja sebe ne smatram kompetentnim da to radim sam. To je zbog toga sto je dijapazon slusnih sposobnosti kod ljudi toliko sirok i raznolik, da bi bilo vrlo prepotentno da bilo ko ponaosob sebe smatra reprezentativnim primerkom nase vrste. Prirodno je da bih ja svoje projekte i dizajne makar malo, svesno ili podsvesno, favorizovao u odnosu na neke tudje. U iole validnom slusnom testu (da bi njegovi rezultati uopste nesto znacili) trebalo bi obezbediti da ni operator na sistemima a ni slusaoci-ocenjivaci ne mogu ni u kom momentu i ni na koji nacin da makar i naslute koji uredjaj trenutno slusaju. Ja mogu slusati i ocenjivati zvucnike koje sam ja dizajnirao i (ili) napravio samo u toliko da budem siguran da, po mom misljenju, nemaju nekih jasnih i evidentnih nedostataka, ali stvarno poredjenje sa bilo kojim drugim zvucnicima slicnih performansi, je po meni nespojivo sa pojedincem koji slusni test radi sam.
NE POSTOJI NAJBOLJI tip zvucnih kutija. Svaki tip ima svoje prednosti ali i mane, i pravilan izbor zavisi od vise faktora koji su ponekad medjusobno oprecni sto dodatno otezava izbor. Dizajn i izrada zvucne kutije nije nimalo naivan poduhvat, pa je ponekad zapanjujuce sa kolikom lakocom se ljudi upustaju u izradu cak i "High-End" konstrukcija iako je ocigledno da imaju vrlo malo iskustva. Polaze od logike: "...nabavio sam vrhunske skupe drajvere, imam detaljan nacrt vrhunske kutije... ako sve to odradim mora da reziltat bude kao original..." E, ne mora! I najcesce ne bude tako! Kao i za vecinu drugih stvari u zivotu, tako i u ovom slucaju covek najlakse napravi gresku i dolazi do "promasaja" kada se u isto vreme "sklope" dva faktora: prvo - iz raznih razloga nije (ili ne zeli da bude) svestan svojih znanja i mogucnosti, i drugo - postavi pred sebe nerealno visok cilj koji njegove realne mogucnosti ne mogu da ostvare. Ovo nije receno da bi nekoga povredio ili uvredio, vec iz zelje da mladje podstaknem da prvo porade na sebi i svom znanju jer ce im to ubrzo doneti mnogo bolje rezultate.
Generalno gledajuci, ono sto cini jednu zvucnu kutiju moglo bi se grubo podeliti u cetiri oblasti: drajveri (zvucnici), sama kutija, skretnica i ispuna materijalom za prigusenje. Imajte uvek na umu da je JEDINA PRAVA ISTINA da su SVE te oblasti PODJEDNAKO VAZNE! "Promasaj" u bilo kom smislu i u bilo kojoj od tih oblasti vodi sigurno do loseg krajnjeg rezultata u ovom ili onom smislu. Kupite najfinije drajvere za 2000Eura ali... pogresite li sa skretnicom ili lose dimenzionisanom ili izradjenom kutijom, ili pak pogresite sa ispunom kutije i dobicete po zvuku i kvalitetu nesto sto ste mozda mogli vec gotovo da pazarite kao "second-hand" za 100Eura. Pogledajmo ukratko osobine i faktore koji su vezani za ove oblasti.
DRAJVERI
Drajveri, ili kako ih obicno zovemo - zvucnici, su najcesce prvi na spisku za razmisljanje kada se odlucujemo za dizajn i pravljenje zvucne kutije. Na samom pocetku treba odabrati sta je odlucujuci faktor: drajveri koje imamo (ili mozemo da nabavimo) pa ce oni svojim osobinama diktirati tip i dimenzije kutije, ili ste se vec cvrsto odlucili za odredjeni tip i velicinu kutije pa ce to diktirati kakve drajvere morate nabaviti. Nisu retki ni oni koji svesno (ili jos cesce nesvesno tj. zbog neznanja) "siluju" fiziku i akustiku i ugradjuju to sto imaju u kutiju kakvu zele bez obzira da li to dvoje odgovaraju jedno-drugom ili ne, pa kad dozive razocarenje ocajnim zvukom proglasavaju da ti drajveri nisu nizasta ili da taj tip kutije nista ne valja. Prava istina je nesto sasvim drugo ali oni to ili ne shvataju ili nece da vide.
Veoma je vazno napomenuti da je za pravilno projektovanje bilo koje zvucne kutije neophodno da poznajemo osnovne parametre drajvera koje planiramo da koristimo. Ti parametri koji su nam potrebni se najcesce zovu "Thiele-Small parametri" ili skraceno "TS parametri" i naziv potice od dva Australijanca - Nevil Thiele i Richard Small koji su krajem 60'-tih i pocetkom 70'-tih ustanovili zavisnosti i formule za priblizno odredjivanje toga kako ce neki woofer zvucati u nekoj kutiji a pre nego sto to stvarno i napravimo. Uglavnom se ovi parametri odnose na woofere tj zvucnike za duboke tonove buduci da se zvucna kutija u sustini i dizajnira prema njima i njihovim osobinama. Za woofere renomiranih proizvodjaca cete te parametre ili vec dobiti sa drajverom ili ih dosta lako pronaci na mnogo mesta na Internetu, ali ako koristite "neki" woofer nepoznatog porekla moracete da barem neke najvaznije TS parametre izmerite sami. To uopste nije tesko i nije potrebna nikakva specijalna merna oprema. Vise instrukcija o tome kako da to uradite mozete naci u mom tutorijalu "Pojednostavljen metod za odredjivanje nekih od Thiele-Small parametara" koji se time ba vi. Skup tipicnih TS parametara za jedan woofer mogao bi da izgleda ovako:
U najvecem broju slucajeva, drajver za najdublje tonove tzv. "woofer" je glavni determinisuci faktor. To ne znaci da srednjetonac (midranger) i visokotonac (tweeter) nisu vazni i od uticaja, ali se sama zvucna kutija i radi uglavnom zbog woofera i prema njegovim parametrima. Za srednjetonac i visokotonac cak nije ni neophodno da budu u toj kutiji. Za kvalitetnu reprodukciju najnizih tonova woofer-drajver bi trebalo da je srednje osetljivosti, sa ravnom i konusno oblikovanom membranom izradjenom od nekog termoplasticnog ili kompozitnog materijala ili od aluminijuma.Membrana bi trebalo da je srednje do velike mase i veceg precnika(10"=10inca=250mm pa navise). Visoka efikasnost je moguca samo sa velikom membranom a uz to velike membrane uvek imaju mnogo manja izoblicenja od malih membrana. Vesanje bi trebalo da je polukruznog oblika i od gume ili poliuretanske pene. Kao sto vidite, sve su to mehanicki parametri i to je zbog toga sto su glavna ogranicenja dinamickih zvucnika skoro iskljucivo u oblasti njihove mehanike a ne elektricnih i magnetnih svojstava (sto svakako ne znaci da su ta svojstva potpuno nebitna!!!). Za konstruisanje kutije za taj neki woofer koji imate ili ste planirali da ga nabavite, morali bi da znate neke njegove osnovne parametre. Cest je slucaj da ste nabavili drajvere za koje nemate nikakvih parametara pa vam ostaju samo dve mogucnosti. Ili ce te naci nacin da izmerite barem osnovne potrebne parametre za sta bi moglo da vam bude od koristi moje uputstvo za odredjivanje Thiele-Small parametara koje mozete naci u odeljku "Tutorijali", ili ce te uraditi kutiju onako "od oka puta koren iz Pi" pa se posle natezati sa njom ne bi li izvukli kakav-takav zvuk sto najcesce ne uspeva. Verovali ili ne, ima i takvih pristupa i nisu sasvim retki.
Srednjetonski i visokotonski drajveri obicno postavljaju manje problema pred graditelja, ali to svakako ne znaci da mozete da ih "pljesnete" bas bilo gde i u bilo kom odnosu. Uglavnom se srecu dva tipa srednjetonskih drajvera i to klasicni, sa konusnom membranom, koji po svom izgledu podsecaju na woofere samo su mnogo manji i takozvani "kalotni" srednjetonci ili "dome-middranger" koje ce te prepoznati po tome sto su spreda cetvrtastog ili okruglog oblika a u sredini imaju jedno poluloptasto ispupcenje prosecno velicine polovine teniske lopte mada ima i vecih. Kuciste tog tipa je obicno sa zadnje strane gde je magnet, potpuno zatvoreno tako da njegova membrana nema nikakvu komunikaciju sa unutrasnjoscu zvucne kutije ako je ovaj drajver postavljen na njenu prednju plocu. Sa onim prvim tipom koji podseca na smanjeni woofer je situacija obicno drugacija. Njihova "korpa" tj. metalni okvir na kome je postavljena membrana a i magnet, ima vise otvora pa se membrana moze videti ako gledate sa zadnje strane. Ako se srednjetonac takve konstrukcije postavi na prednju plocu kutije za woofer (kako se to obicno i radi) tada ce pokreti vazduha unutar kutije nastali od pomeranja membrane woofera uticati i na njegovu membranu sto ce praviti velika izoblicenja ili dovesti do probijanja njegove membrane usled pritiska vazduha iznutra. Da bi se sve to sprecilo, uvek se unutar wooferove kutije pravi jos jedna dosta manja za srednjetonac koju zovu "komora" i kod nje je jedino vazna zapremina dok je oblik sa stanovista zvuka nebitan. Renomirani proizvodjaci takvih drajvera najcesce navode potrebnu zapreminu komore a mnogi proizvode i odgovarajuce gotove komore od vrlo tvrde plastike oblika poluloptasto zarubljene kupe. Ne sme se zaboraviti da se u slucaju kada se za srednjetonac koristi komora unutar kutije woofera, njena zapremina doda na izracunatu zapreminu kutije za woofer! Tesko je reci koji tip srednjetonaca je bolji jer kod obe vrste postoje apsolutno izvanredni drajveri. Ja licno (mozda i neopravdano) ipak za nijansu vise volim kalotne srednjetonce, ali napominjem da je to verovatno vise stvar nekog licnog ukusa i ugla gledanja nego realnih prednosti i mana drajvera.
Visokotonci ili "tweeter"-i se takodje pojavljuju u vise varijanti, ali verujem da cete se najvise sretati sa tri tipa. Najcesce je to kalotni tip ili "dome tweeter" koji postoji opet u vise varijanti u zavisnosti od materijala kalotne membrane, onda trakasti ili "ribbon tweeter" i danas vec redje korisceni klasicni visokotonci sa konusnom membranom koji po dimenzijama i izgledu najvise podsecaju na male zvucnike iz starijih prenosnih tranzistorskih radio-aparata. Tweeteri u sustini ne zahtevaju da budu ugradjeni niukakvu kutiju da bi ispravno funkcionisali, ali opsta zvucna slika moze dosta da varira u zavisnosti od toga gde i kako ste ih postavili, odnosno kakav je njihov polozaj prema ostalim drajverima i prema celoj kutiji i njenim ivicama. U principu, preporucljivo je montirati ih tako da su razlicito udaljeni od svih ivica kutije barem za pola precnika svog kucista, a isto tako i od ostalih drajvera. Svakako, ovo nije apsolutno obavezno ali je bolje, mada ce te naci dosta kutija (cak i boljih) kod kojih to nije tako.
Mnogi ce primetiti da nisam pomenuo "piezo-horne" a to je zbog toga sto taj tip visokotonaca niukom slucaju ne dolazi u obzir za kutije koje treba da sluze za HiFi reprodukciju.
Do sada sam sve vreme govorio o sistemima kod kojih je reprodukcija celog audio opsega podeljena na dva, tri ili vise specijalizovanih drajvera. Nije neophodno da to bude tako jer postoji jos jedan tip drajvera koji je tako dizajniran da je sposoban da sam prenese tj. reprodukuje veci deo audio opsega. Ti su drajveri bolje poznati kao sirokopojasni ili "broadband" ili "full-range" drajveri i postoje takodje u vise varijanti prema tehnologiji koriscenoj u njihovoj izradi. Izraz "full range" tj. pun opseg nije bas tacan jer prakticno ni jedan od tih drajvera nije sposoban da podjednako kvalitetno prenese pun audio opseg. Najkvalitetniji primerci te grupe su drajveri "Lowther", "Manger" kao i QUAD-ovi elektrostaticki zvucnici. Jedna od glavnih prednosti ovih drajvera je to da kod njihove upotrebe otpada potreba za skretnicom i svim problemima i manjkavostima koje ona nosi. Ovakvi drajveri (osim elektrostatickih) se najcesce ugradjuju u kutije tipa TL tj. "Transmision Line" ili "Transmisioni vod", a jedan od razloga za to je da vecina nije bas velike snage pa je potrebna kutija koja ce podici efikasnost sistema. Ipak, za pokrivanje bas celokupnog audio opsega je najcesce potrebno kombinovati takav sistem sa jos jednim dodatnim wooferom koji pokriva najdublje tonove. Neki od ovih drajvera to ne traze jer su i sami relativno dobri i u tom najnizem delu opsega ali im tada obicno treba dodati tweeter jer ne idu dovoljno visoko.
Jedan od parametara pri izboru drajvera koji je mnogima na prvom mestu (a nebi trebao da bude) je snaga drajvera. Tu treba imati na umu da je oko 60-tak posto snage zvuka pri prosecnom "normalnom" slusanju muzike sadrzan u frekvencama do nekih 500-600Hz a njih ce najvecim delom prenositi woofer. Zato se u praksi sa dovoljnom sigurnoscu moze uzeti da je za prosecnu trosistemsku zvucnu kutiju reda 100-tinak vati dovoljan woofer snage oko 80W, srednjetonac snage oko 40W i visokotonac oko 20-tak vati. Ovo se odnosi na ono sto JA podrazumevam pod "normalnim" slusanjem HiFi sistema. Za "moderno" slusanje tehno-muzike ili turbo-folka po sistemu "da gruva" sve ovo naravno pada u vodu, ali po meni to i nije HiFi, bar ne u osnovnom smislu tog pojma. Svakako, niko od vas nije obavezan da se slaze samnom po tom pitanju!
KUTIJE
Sledeca, nista manje obimna i kompleksna oblast je pitanje zvucnih kutija. Postoji puno tipova kutija i svaki tip ima svojih prednosti i mana, tako da izbor zavisi od mnogo faktora i nije nimalo jednostavan. Treba uvek biti svestan cinjenice da nema vrhunskog zvuka iz male kutije sa malim drajverima. To nije nicija izmisljotina ili ubedjenje vec to proizlazi iz prirode i zakona fizike i tako je svidjalo nam se to ili ne. Da ne bude zabune, nisam rekao da nema dobrog zvuka iz male kutije, vec da nema "vrhunskog zvuka". Sa time se potpuno slaze najveci deo vrhunskih svetskih strucnjaka za zvucne kutije.
Da bi napravili sto pravilniji izbor, navescu samo neke od vaznijih parametara koje bi po meni trebalo uzeti u obzir i koji vaze za bilo koji tip kutije. To su: osobine drajvera sa kojima raspolazete, finansije koje su vam na raspolaganju, raspolozivi prostor u sobi u kojoj slusate muziku, vrstu muzike koju pretezno slusate, osobine ostatka sistema kao sto je kvalitet i snaga pojacala, prihvatljivost njihovog izgleda i velicine za ostale clanove porodice kao i vase licne opste preference po pitanju reprodukcije zvuka. Kao sto ce te vec kod prve takve odluke i sami videti, izbor je UVEK neka vrsta kompromisa i na to je bolje da budete spremni vec u startu.
Da bi ovaj tutorijal odrzao jednostavnim, namerno sam izostavio bilo kakve formule za proracune raznih tipova kutija. Drugi razlog za izostavljanje je sto verujem da ce vecina biti dovoljno razumna da sa Interneta "skine" program "WinISD" koji je izvrstan i apsolutno BESPLATAN, a sadrzi sve moguce proracune koje za vas obavlja automatski. Takodje sadrzi i dosta dobru bazu podataka za prilican broj drajvera a omogucava vam da u bazu unesete i podatke svojih drajvera ako ih on nema. Racuna pasivne i aktivne skretnice i L-pad atenuatore, a ima i dobar signal-generator od 10Hz do 10KHz. Svakako da ima i boljih i mocnijih programa ali za pocetak (pa i mnogo vise od toga) WinISD je dovoljan!
KOMPRESIONE KUTIJE
kompres.gif (Size: 1,19 KB / Downloads: 47)
Najjednostavniji i verovatno najstariji tip zvucnih kutija su potpuno zatvorene ili "kompresione" zvucne kutije (u daljem tekstu "KP" kutije) i kod njih je drajver montiran na jednu od stranica kutije koja je hermeticki zatvorena. Ovaj tip zvucnih kutija je u zadnje vreme pomalo potisnut u stranu mada nepravedno jer je po meni to najbolji tip kutija za prve pokusaje samogradnje. Imaju one i drugih interesantnih osobina po kojima nadmasuju neke druge mnogo popularnije tipove. Drajveri u KP kutijama mnogo bolje podnose snagu na niskim frekvencama, ove kutije odlikuje odlicna linearnost i tranzijentni odziv, i sto je za manje iskusne veoma vazno, ovaj tip kutija je najmanje od svih osetljiv na greske u proracunu i izradi a da pri tom krajnji rezultat jos uvek bude prihvatljiv. Istina, imaju i mana i najizrazenije su da im je tacka pocetka pada frekventne karakteristike visa nego kod drugih tipova i da generalno uzevsi imaju manju osetljivost tj. traze nesto jace pojacalo za postizanje istog nivoa zvuka u poredjenju sa drugim kutijama. Kompresione kutije su zbog svoje odlicne linearnosti i tranzijentnog odziva vrlo cest izbor vrhunskih majstora zvucnih kutija, kada grade subwoofer. Na sledecoj slici je data tipicna frekventna karakteristika jedne kompresione kutije:
Uglavnom se razlikuju dva tipa KP kutija: takozvani tip sa "beskonacnom plocom" i tip sa "akustickom suspenzijom". Izraz "beskonacna ploca" nije bas najtacniji i tu se u stvari misli na relativno veliku kutiju (sa relativno velikom prednjom plocom) kod koje je komplijansa (najpriblizniji nas izraz bi bio "stisljivost" , "elasticnost") vazduha u kutiji veca od komplijanse "vesanja" drajvera koji se koristi. KP kutije tipa "akusticke suspenzije" su generalno gledano, manje velicine i kod njih je komplijansa vazduha u kutiji barem 3-4 puta (ili vise) manja od komplijanse drajvera. Za KP kutiju cemo se odluciti na osnovu karakteristika drajvera koji posedujemo i to ce biti u slucaju kada nam drajver ima relativno visok "Vas", nizi ukupni Q faktor dakle oko 0,2-0,5 , tvrdje tj. manje elasticno vesanje (mali hod membrane), relativno malu visinu zavojnice i nasto nizu ukupnu masu membrane. Takvom drajveru bi najbolje odgovarala veca kompresiona kutija (mada bi mu odgovarala i Bas-refleks kutija). Sa druge strane, drajveru sa velikim hodom membrane tj. velikom elasticnoscu vesanja, sa vecom ukupnom masom membrane, sa ukupnim Q faktorom vecim od oko 0,4 i sa nizom vrednoscu "Vas" i niskom rezonantnom frekvencom ce vise odgovarati mala KP kutija. Iz ovoga se lepo vide dve stvari koje univerzalno vaze: za odluku i projektovanje bilo koje zvucne kutije je neophodno u startu znati neke od parametara drajvera (nisu svi parametri uvek bitni za sve vrste kutija), i drugo, da granice upotrebljivosti drajvera u odnosu na tip kutije nisu ostre. Ima mnogo drajvera koji ce sasvim lepo raditi u razlicitim tipovima kutija ali su kao i uvek prisutni izvesni kompromisi. Praksa je pokazala da se kao gruba smernica za izbor tipa kutije moze uzeti odnos drajverovih parametara Fs/Qes. U koliko je taj odnos manji od oko 0,55 verovatno je da ce tom drajveru bolje odgovarati kompresiona kutija, a ako je veci od tog broja vise ce mu odgovarati Bas-refleks kutija. Kao sto sam rekao, ta granica uopste nije striktna i ostra pa ce vecina drajvera kojima je odnos Fs/Qes izmedju 0,4 i 0,6 verovatno dosta lepo raditi u oba tipa kutije.
Kod izrade KP kutije nije dovoljno da ona nama samo vizuelno bude "zatvorena", vec je stvarno neophodno da bukvalno bude hermeticki zatvorena. Kod potpuno zavrsene KP kutije sa montiranim zvucnikom, trebalo bi da vazduh ni na koji nacin ne moze na bilo kom mestu ni izaci ni uci u kutiju. Dok to nije postignuto, kutija nije dobra. Kao i kod svake kutije i kod KP kutija se sam proracun moze obaviti "peske" tj. uz papir, olovku i kalkulator i koriscenjem formula, ali je to danas vec postalo izlisno jer postoji dosta kompjuterskih programa da vam to obave a mnogi su vise nego dovolno tacni i dobri za prve godine sticanja iskustva u gradnji zvucnih kutija a pri tome su potpuno besplatni. Kao sto sam vec ranije napomenuo, jedan od boljih te vrste, koji ce za vecinu biti sasvim dovoljan je "WinISD" koji je napravio Finac Juha Hartikainen.
BAS-REFLEKS KUTIJE
basrefl.gif (Size: 1,2 KB / Downloads: 47)
Drugi tip zvucnih kutija, u zadnje vreme mnogo vise koriscen nego KP kutije je "Bas-refleks" tip (u daljem tekstu BR). Ovaj tip radi na drugacijem principu jer na povrsini kutije ima jedan ili vise otvora od koga se ka unutrasnjosti kutije proteze tunel ili "port" kako to zovu u svetu, a koji na niskim frekvencama znacajno doprinosi zvuku kutije. Pri koriscenju istog drajvera u BR kutiji ce imati manje izoblicenja, moci ce da podnese vise snage i imace nizu prelomnu frekvencu nego da je isti ugradjen u KP kutiju. Ali, ispod te prelomne frekvence drajver postaje "neopterecen" i izoblicenja rapidno rastu, a i tranzijentni odziv BR kutija je dosta losiji nego kod KP kutija. BR kutije su mnogo osetljivije na greske u proracunu i tokom izrade zbog mnogobrojnih interakcija izmedju razlicitih parametara pa stvarno nisu preporucljive za pocetnike. Ovom tipu kutija bi najvise odgovarali wooferi sa Qts izmedju 0,2 i 0,45 a za one sa Qts= 0,4 ili vise, vec vredi ozbiljnije razmisliti o ugradnji u manju KP kutiju umesto u BR, ili ako se radi o dizajnu za subwoofer, mozda u band-pass kutiju sa jednim portom. Kod koriscenja BR kutije je preporucljivo obezbediti da pojacalo ne moze da proizvede nikakvu znacajniju snagu na frekvencama ispod prelomne frekvence kutije jer, kako je malocas receno, drajver ispod te frekvence postaje "neopterecen" tj izostaje "potpora" elasticnosti vazduha u kutiji pa membrana moze pri vecim signalima da se mnogo vise pomera u oba pravca sto osim velikih izoblicenja moze dovesti i do trajnog mehanickog ostecenja zavojnice-namota ja.
Tipicna frekventna karakteristika jedne Bas-refleks kutije:
TL kutije su sasvim poseban tip zvucnih kutija relativno novijeg datuma (pocetci oko 1960 god.) koje su nastale u procesu traganja za povecanjem efikasnosti i linearnosti odziva, smanjenjem "koloracije" zvuka i boljom ekstenzijom prenosnog opsega ispod rezonanse drajvera. Mislim da je bitno na samom pocetku upozoriti manje iskusne da (po mom misljenju) ovo nikako nije tip kutija za "prve korake" u oblasti zvucnih kutija, jer su veoma zahtevne i kompleksne po mnogim pitanjima i predstavljaju vrlo "krupan zalogaj" i za vrlo iskusne graditelje.
U sustini TL kutije rade na principu "talasovoda" koji okrece fazu zvucnog talasa nastalog sa zadnje strane wooferove membrane pojacavajuci na taj nacin zvuk nastao na prednjoj strani membrane. Za razliku od ostalih tipova, kutije TL tipa bi teoretski trebalo da su nerezonantne omogucavajuci da se dobije cist i "neobojen" bas, naravno, ako su dobro uradjene. Dobre TL kutije je tesko napraviti a da budu male zbog neophodne duzine "talasovoda" koja bi trebala biti 1/4 ili 1/2 ili 3/4 talasne duzine na rezonantnoj frekvenci drajvera. U praksi, te duzine na nizim frekvencama postaju prilicne pa recimo talasovod duzine 1/4 talasa na 30Hz iznosi 2,84m! Zbog toga se talasovod nikada ne radi kao prava cev vec se vise puta savija u kutiji da bi zauzimao manje prostora. Da bi se talasovod fizicki skratio pribegava se i njegovom delimicnom ili potpunom punjenju materijalima za ispun zvucnih kutija. Buduci da zvuk kroz takve akusticke apsorptivne materijala putuje sporije, talasovod izgleda za zvuk kao da je duzi nego sto su mu fizicke dimenzije. Ali, iako je korisno iz ugla smanjenja ukupnih dimenzija, ovo resenje sa skracenim i jos i ispunjenim 1/4 talasovodom je i najkriticnije za uspesnu gradnju i podesavanje jer u tom slucaju pocinje sve od svega da zavisi.
Izbor drajvera za TL kutije nije bas uvek lak, jer se pokazalo da relativno manji broj drajvera stvarno dobro rade u TL sistemu. Generalno, odgovarajuci drajver bi trebalo da ima prilicno niske Qes i Qts od oko 0,3 do 0,4 i relativno visok Qms od oko 3 do 6. U cilju drzanja gabarita cele konstrukcije u razumnim granicama, najcesce se koriste drajveri velicine od 10" (inca) ili manji. Velicina drajvera ce odredjivati i velicinu pocetnog dela talasovoda koja je najcesce 1,2 do 2 puta precnik drajvera. Talasovod se na svom putu ka izlaznom otvoru na drugom kraju polako suzava. Razliciti dizajneri navode vrlo razlicite koeficijente suzenja sto ce te videti iz sledece tabele.
Kojem ce te se vi "carstvu privoleti" ostaje na vama odlucite. Sudeci po vrlo raznolikim odnosima suzavanja, cini se da to i nije posebno presudan faktor buduci da TL kutije svih ovih autora veoma dobro zvuce prema izvestajima sa testova. Izgleda da su dosta kriticniji faktori: izbor drajvera i nacin i gustina ispunjavanja talasovoda damping materijalom kao i vrsta samog materijala. Tu takodje postoje znacajna razmimoilazenja medju autorima, pa eksperimentisanje izgleda ostaje neminovnost za postizanje dobrih rezultata.
Ovo je jedan od tipova kutija za koje ne mozete koristiti WinISD jer ih on ne moze da racuna!
Imajuci u vidu namenu ovog tutorijala iznesenu na samom pocetku, samo cu pomenuti i vrlo sazeto opisati nacin funkcionisanja jos nekih tipova zvucnih kutija.
REFLEKSNA BAND-PASS KUTIJA
bandpas.gif (Size: 1,2 KB / Downloads: 39)
Ovo je prilicno specijalizovan tip kutije koji (za razliku od ostalih tipova) omogucava da vi odredjujete i donju i gornju prelomnu frekvencu sistema. Ovaj tip kutija se smatra jednim od najtezih za uspesnu izradu i svakako nije za manje iskusne. U osnovi se sastoji od dve komore od kojih je jedna uvek po bas-refleks principu i najcesce se zove prednja komora. Ona je zajedno sa portom koji sadrzi "zaduzena" za gornju granicnu frekvencu. Druga komora u kojoj se nalazi sam drajver, moze biti bilo potpuno zatvorena, dakle kompresionog tipa ali i bas-refleks tipa tj. kao i prednja komora i odredjuje donju granicnu frekvencu. Ovaj tip kutije se uglavnom koristi za subwoofere i glavne prednosti su mu relativno manja izoblicenja jer je reprodukcija i sa gornje strane karakteristike ogranicena i mogucnost koriscenja drajvera sa visim Q faktorom (a to znaci sa manjim magnetom tj. jeftinijih).
IZOBARICNA KUTIJA
Takodje prilicno specijalizovan tip kutija koji ima nekih veoma lepih ali i nekih bas nezgodnih osobina. Glavne prednosti izobaricne kutije su mnogo manje dimenzije kutije i kod izvedbe u "A" varijanti mnogo manja izoblicenja nego za standardnu konfiguraciju sa jednim drajverom. Nazalost tu od prilike i prestaju pozitivne strane ovog tipa kutije i pocinju one negativne (uslovno receno). Na toj negativnoj strani su: neophodnost da se koriste dva ista drajvera (dakle duplo skuplje), drugi drajver se mora montirati spolja (slika "A") pa ce trebati mnogo ljubavi prema toj konstrukciji da bi je smatrali lepom, osetljivost je duplo manja pa treba dosta snaznije pojacalo za postizanje istog zvucnog pritiska, iz ove konfiguracije se ne moze dobiti gotovo nista od mid-bas spektra pa je neophodno da se radi posebna kutija za mid-bas.
U osnovi, ovaj tip kutija radi po principu sinhronog pokretanja dve membrane koje se sada ponasaju kao jedna. Sami drajveri se povezuju anti-paralelno tj. paralelno ali u protivfazi (plus jednog na minus drugog i obrnuto)tako da kada se membrana jednog pomera unapred, membrana drugog ide unazad i obrnuto. Membrane drajvera su i mehanicki "spregnute" potpuno hermeticki zatvorenom malom vazdusnom komorom koju cini prostor izmedju dve membrane. Na taj nacin membrane "pomazu" jedna drugoj i stvarno se ponasaju kao jedan veliki drajver ali sa upola manjim "Vas". Stvarno ruzan izgled varijante "A" se moze izbeci postavljanjem drajvera kao u varijanti "B" tako da se spolja gledano unutrasnji drajver ne moze videti pa kutija izgleda kao standardna BR kutija. U slucaju ove konstrukcije, drajveri se elektricki i dalje vezuju paralelno ali sada u fazi (plus na plus a minus na minus). Za tu konstrukciju je vazno da komora u kojoj je prednji drajver stvarno bude sto manja, idealno hermeticki zatvorena i da membrana zadnjeg drajvera nikada ne moze da dodirne magnet prednjeg drajvera koliko god da krene unapred. Vecina onih koji ne znaju da se radi o izobaricnoj konfiguraciji, ce biti verovatno fascinirana time koliko dobrog basa se dobija iz tako male kutije. Jos jedna pozitivna strana montaze po varijanti "B" je da se za razliku od "A" moze ocekivati dosta vise mid-basa pa verovatno nece biti neophodno da se radi dodatna kutija sa mid-bas drajverom. Ali da stvari ne bi bile samo pozitivne treba napomenuti da kod duze primene vece snage postoji problem hladjenja magneta i kalema prednjeg drajvera koji ce biti mnogo topliji nego kod zadnjeg jer se nalaze u maloj hermetickoj komori pa se tesko hlade. Pri znacajnom zagrevanju magneta i kalema dolazi do promena karakteristika drajvera pa se tada vise ne radi o dva potpuno indenticna drajvera sto je i bio uslov izobaricne konfiguracije.
Postoji jos tipova zvucnih kutija ali ih ja ovde necu obradjivati jer po meni spadaju u takve tipove koji traze mnogo vise znanja, vestine i iskustva da bi se dobro uradile. One koji tek ulaze u ove "vode" prijateljski savetujem da se prvih godina zadrze na kompresionim ili bas-refleks kutijama i uz to da dosta citaju kako bi svoje znanje doveli dotle da mogu da pokusaju da se upuste u gradnje slozenijih i zahtevnijih sistema.
SKRETNICE
Sa izuzetkom sirokopojasnih drajvera, svi ostali drajveri su konstruisani i predvidjeni da prenose samo jedan deo audio opsega. Van tog opsega oni uglavnom proizvode dosta izoblicen zvuk i uz to vrlo smanjenog intenziteta. U koliko im se dovede znacajniji nivo audio signala van njihovog predvidjenog optimalnog opsega velike su sanse da ih ozbiljno ostetite pa cesto cak i momentalno unistite, i to se prvenstveno odnosi na tweetere i jednim delom i na srednjetonske drajvere. Zbog toga se izmedju drajvera i pojacala mora nalaziti frekventna skretnica koja ce slikovito receno "odvojiti" tj. "filtrirati" i na svaki drajver propustiti onaj deo opsega za koji je on predvidjen i u kome se ponasa najbolje i najefikasnije.
Postoji vise nacina da se to postigne, a najklasicniji i u praksi jos uvek daleko najvise koriscen nacin je takozvana "pasivna zvucnicka skretnica". To je elektronski sklop sastavljen od induktiviteta, kondenzatora i otpornika u razlicitim konfiguracijama. U osnovi to su pasivni filteri propusnici niskih ili visokih frekvenci ili njihova kombinacija da se dobije propusnik odredjenog opsega frekvenci. U najjednostavnijem obliku, skretnica ima samo dva elementa: jedan kalem-induktivitet i jedan kondenzator. To je takozvana "skretnica prvog reda". Takva skretnica se koristi u zvucnim kutijama sa dva drajvera od kojih obicno jedan pokriva opseg od najnizih frekvenci a zahvata i deo srednjih frekvenci, odakle nastavlja drugi koji reprodukuje ostatak audio opsega do najvisih frekvenci. Jedan takav jednostavan sistem je dat na donjoj slici:
Polazim od predpostavke da koliko god da je neko pocetnik trebalo bi da zna makar osnovne karakteristike elektronskih komponenata. Ako je to tako, onda znate da se uopsteno govoreci, induktivnost i kapacitivnost u kolu naizmenicne struje (audio signal koji stize iz pojacala je naizmenicna struja) ponasaju kao veci ili manji otpor prolasku te struje. Taj otpor se ne meri obicnim univerzalnim instrumentom vec je to takozvani "prividni" otpor tj. reaktansa i moze biti induktivna reaktansa (XL ) i kapacitivna reaktansa (Xc) i jako su zavisne od frekvence, odnodno menjaju se sa frekvencom. Sa snizavanjem frekvence induktivitet ce se ponasati kao sve manji i manji otpor dok ce se kondenzator ponasati kao sve veci otpor, i obrnuto. U toku projektovanja zvucne kutije, a znajuci karakteristike drajvera koje koristimo, moramo se u jednom momentu odluciti do koje frekvence cemo signal propustati na dubokotonski zvucnik a preko te frekvence treba da ga saljemo visokotonskom zvucniku. Ta se frekvenca zove prelomna frekvenca skretnice i da bih pokazao kako to sve izgleda na prakticnom primeru uzecu da je prelomna frekvenca 1900Hz tj. 1,9KHz.
Prividna otpornost nekog induktiviteta tj. njegova induktivna reaktansa "XL " se racuna na sledeci nacin:
XL = 2p x F x L (XL - u omima; F - u hercima; L - u henrijima)
dok se kapacitivna reaktansa "Xc" racuna kao:
Xc = 1/2p x F x C (Xc - u omima; F - u hercima; C - u faradima)
Kod ovog tipa skretnice, na prelomnoj frekvenci i kalem i kondenzator treba da imaju prividnu otpornost (reaktansu) jednaku impedansi drajvera na koji su vezani. Uzecemo da i woofer i tweeter imaju impedanse po 8 oma pa dakle treba proracunati vrednosti induktiviteta kalema i kapaciteta kondenzatora koje na 1900Hz takodje predstavljaju otpornost od 8 oma. Gornje formule se lako transformisu u pogodan oblik tako da se sa leve strane znaka jednakosti nadju L i C.
L = XL/2p x F = 8/6,28 x 1900 = 0,00067H = 0,67mH (za mH pomerate zarez 3 mesta u desno)
C = 1/2p x F x Xc = 1/6,28 x 1900 x 8 = 0,00001F = 10mF (za mF pomerate zarez 6 mesta u desno)
Kalem je vezan u seriju sa namotajem drajvera i izracunali smo ga tako da na frekvenci od 1900Hz ima otpornost-reaktansu od 8 oma, dakle isto toliko kao i otpornost drajvera. Posto ta dva elementa mozemo uprosceno posmatrati kao dva seriski vezana otpornika od po 8 oma, oni ce ulazni napon koji stize iz pojacala na prikljucke + i - podeliti tacno na pola pa ce na zvucniku biti samo polovina tog napona. Ako nivo signala izrazimo u decibelima (dB) kako je uobicajeno, reci cemo da je signal koji stize na drajver oslabljen za 6dB. Kalem ce zadrzati tu svoju osobinu slabljenja kako frekvenca ulaznog signala bude rasla, i za svako udvostrucenje frekvence, dakle za svaku "oktavu", ce oslabljivati signal za dodatnih 6dB. Zbog toga se za ovaj tip skretnica kaze da im je slabljenje "6dB/oktavi". Na 3800Hz ce nivo signala na wooferu biti 12dB nizi, na 7600Hz ce biti 18dB nizi, itd. itd.
Isto tako, samo u obrnutom smeru, ce se ponasati i tweeter i njegov kondenzator od 10mF. Na 1900Hz ce nivo na tweeteru biti 6dB nizi nego ulazni nivo na + i - prikljuccima, i sa opadanjem frekvence ce takodje dodatno slabiti signal koji stize na tweeter za 6dB/oktavi. Dakle, jednu oktavu nize, na 800Hz ce nivo na tweeteru biti 12dB nizi, na 400Hz ce biti 18dB nizi, itd. itd.
Nekada nije dovoljno oslabiti signale koji stizu na drajvere za samo 6dB. To je mnogo manje kriticno za woofere jer ih gotovo sigurno necete ni ostetiti ni unistiti ako im dovedete cak i poprilican signal neke vise frekvence koju mozda i nisu sposobni da reprodukuju. Ali ako na srednjetonac ili jos gore, tweeter, dovedete veci nivo niskofrekventnog signala koji je ispod njihovog optimalnog frekventnog opsega, u najboljem slucaju ce te dobiti dosta veca izoblicenja, ali je i prilicno verovatno da ih mozete lako unistiti takvim signalom. Kod koriscenja skretnice sa karakteristikom od 6dB/oktavi, nivo signala je jos uvek relativno veliki cak i samo jednu-dve oktave nize a vecina tweetera ne mogu bez ostecenja podneti takve nivoe van svog propusnog opsega. Zbog toga je nekada potrebno mnogo "ostrije" filtrirati ulazni signal pa se za tu svrhu koristi drugaciji tip skretnica cija je karakteristika slabljenja po oktavi "strmija" i iznosi 12dB/oktavi i naci ce te ih takodje i pod nazivom "skretnice drugog reda". Na zalost, to zahteva jos dve komponente, tj. jos jedan kalem i kondenzator pa se sema malko komplikuje. U osnovnom obliku, sema i formule za izracunavanje vrednosti komponenata izgledaju ovako:
Svakako, postoje i skretnice viseg reda koje jos "ostrije" ogranicavaju opseg koji propustaju, kao i skretnice za vise drajvera (trosistemske, cetvorosistemske...) ali i jedne i druge po mom misljenju izlaze iz okvira tutorijala ovog nivoa, pa ih necu ovde ni obradjivati. Njihovo savladavanje ostavljam svakome od vas kada budete savladali ove prve korake jer vam tada, uz malo literature i Interneta, ja vise i necu trebati. Nemojte svemu ovome prilaziti olako jer je konstruisanje i izrada dobre trosistemske kutije sa skretnicom viseg reda veoma veliki "zalogaj" i za vrlo iskusne i znanjem potkovane graditelje. Ne zaboravite i da sve skretnice parnog reda, pocev od drugog reda pa navise, unose fazne pomake i kasnjenje signala, pa treba dosta znanja da se to konstrukcijom kutije i rasporedom drajvera ispravi ili ublazi.
Kod nekih skretnica ce te na tweeterima a ponekad i na srednjetoncima videti dodatne otpornike (obicno malo vece snage) koji sluze da oslabe nivo signala na ovim drajverima jer su i tweeteri i srednjetonci najcesce dosta osetljiviji i efikasniji od woofera. U koliko vam je woofer recimo sa SPL=89dB a tweeter sa SPL=94dB, moracete da izmedju izlaza za tweeter sa skretnice i samog tweetera dodate ovakav oslabljivac tj. atenuator da bi ceo sistem skladno i ujednaceno zvucao inace ce visoki biti prenaglaseni. Takodje ce te ponekad naci dodatne sklopove u vidu serijski vezanih otpornika, kondenzatora i induktiviteta (mada nekada nisu koriscena sva tri elementa odjednom) i to su dodatci za razne kompenzacije i "poravnavanje" propusne krive zbog nesavrsenosti drajvera ili skretnica. Time se pokusava da ceo sistem (skretnica i drajveri) za pojacalo predstavljaju sto ravnomernije opterecenje preko celog audio opsega.
Pri izradi skretnica treba posebno voditi racuna o kvalitetu komponenata koje se koriste. Kada su u pitanju kalemovi, za svakodnevnu upotrebu (u samogradnji) se najcesce koristi klasicna lakirana bakarna zica za motanje transformatora, i trebalo bi da se koristi najdeblja moguca zica (normalno, u razumnim granicama!) jer ce kvalitet kalema dosta od toga zavisiti. Treba teziti kad god je to moguce, da omska otpornost gotovog kalema (merena obicnim OM-metrom) ne bude veca od 25% otpornosti namotaja drajvera, a najbolje bi bilo da pokusate da pravilnim izborom debljine zice, tu vrednost drzite u granicama do 10%. Takodje je pozeljno da kalemovi za zvucnicke skretnice budu takozvani "vazdusni" tj. bez ikakvog jezgra. Svakako, to se moze izvesti do neke granice jer ce za visoke vrednosti induktiviteta kalem biti ogromnih dimenzija i tezine ako se po svaku cenu radi kao vazdusni. U tim slucajevima se koriste bilo gvozdena jezgra (kao za mrezne transformatore) ili feritna jezgra. Izbor kondenzatora je takodje vazan, i uvek je bolje koristiti blok kondenzatore nego bilo koju vrstu elektrolitskih pa makar oni bili i posebno radjeni za zvucnicke skretnice. Za velike vrednosti kapaciteta ce ipak cesto biti veoma tesko da se nadju odgovarajuci blokovi, pa se do nekih (opet kazem razumnih!) granica koriste paralelne kombinacije vise blok kondenzatora. Kada bas ne moze drugacije, koristite takozvane "bipolarne" elektrolite koji su namenski pravljeni bas za zvucnicke skretnice.
I jos nesto veoma vazno kod dizajniranja skretnica! Prilikom proracuna skretnice NE MOZETE koristiti podatak o impedansi drajvera onako kako je on obicno dat u proizvodjackoj specifikaciji. To je neka prosecna ili nominalna impedansa tog drajvera, ali to ne znaci da ce on imati tu impedansu na frekvenci koju hocete da koristite kao prelomnu frekvencu skretnice. Uzmite na primer, bilo koji woofer na svetu!!! kome je nominalna impedansa 8 oma, i garantujem vam da na onoj prelomnoj frekvenci od 1900Hz koju smo koristili u primeru, ni jedan sigurno nece imati impedansu od 8 oma! Za pravilan proracun skretnice MORATE koristiti stvarnu impedansu tog drajvera BAS NA TOJ prelomnoj frekvenci, a to ce te morati da izmerite jer ona na toj frekvenci nece biti 8 oma. Kako da to uradite, naci ce te u TUTORIJALU o odredjivanju Thiele/Small parametara drajvera. Za drajvere renomiranih proizvodjaca ce te obicno dobiti i grafikon impedanse u zavisnosti od frekvence pa necete morati da merite vec potrazite vrednost koja vas zanima na grafiku. U koliko ipak sve ovo zanemarite i oslonite se na nominalnu impedansu, proracun ce vam biti netacan pa dakle i vrednosti komponenata u skretnici, pa u tom slucaju nemojte ni ocekivati da vam to sve zajedno dobro zvuci na kraju!!!
NIJE ZAVRSENO!!! NASTAVAK SLEDI........
Dr. Borivoje Jagodic
Mnogi bolji poznavaoci problematike zvucnih kutija ce se mozda pobuniti na neke od postavki koje slede u daljem tekstu, ali ja jos jednom napominjem da se rukovodim logikom da su ovo uputstva za prve korake manje iskusnih pocetnika, kroz vrlo obiman i komplikovan svet zvucnih kutija, jer polazim od toga da ce vremenom kako budu vise saznavali i sticali prakticna iskustva, i sami shvatati mnogobrojne dodatne medjuzavisnosti i finese. Da bi se bas sve reklo i objasnilo, trebalo bi uraditi nesto po obimu nekoliko desetina ili stotina puta vece od ovog clanka, a i to bi trebalo da uradi neko ko mnogo vise zna o tome od mene.
Najveci deo gubitka kvaliteta, u modernim sistemima za reprodukciju zvuka, uglavnom je zasluga zvucnika, koji iz nekog pomalo cudnog razloga nisu istim tempom pratili razvoj ostalih komponenata sistema. Po mom misljenju, zvucnici su danas "usko grlo" audio sistema.
Na pocetku, moram da napomenem da sam pristalica precizne reprodukcije a ne HiFi-a. Postojalo je vreme kada su ove dve stvari bile sinonimi, ali je danas u mnogim aspektima HiFi postao neka vrsta religije u kojoj su verovanja i ubedjenja mnogo vaznija od istine, a znanje se uspesno zamenjuje entuzijazmom. Pravi "hramovi" HiFi-a su raznorazni (najcesce) fantasticno skupi sistemi, a "vrhovni svestenici" su neki novinari u HiFi magazinima, koji upravo genijalno pronalaze razloge i pseudo-naucna objasnjenja kao dusevnu satisfakciju za one koji su na takve sisteme potrosili prava mala bogatstva pa im ovo dobro dodje da , onako... u sebi, imaju kompletno i argumentovano opravdanje za takav potez i trosak. Zakoni fizike "upetljani" u sisteme za reprodukciju zvuka, odavno su vrlo dobro poznati i ustanovljeni, a ipak se vrlo cesto dovode u pitanje ili cak i ignorisu od strane tih istih novinara cije "mentalne i retoricke" onanije uglavnom sluze da dignu pritisak pravim poznavaocima i istrazivacima.
Jednostavno je nemoguce napraviti bilo kakav napredak (izuzev slucajno ili na srecu) bez jasne slike o tome sta je sve "u igri" i koji su to kljucni kriterijumi. Da bi se odredilo kolikom delu necijeg znanja se moze verovati, moraju se prvo ukloniti iz njega svi mitovi, predrasude i pseudo-istine. Ljudsko culo sluha je veoma kompleksno i veoma osetljivo u nekim oblastima, a opet, i iznenadjujuce "opusteno" i "nonsalantno" u nekim drugim. Audio sisteme mozemo slikovito posmatrati kao prozor izmedju originalnog zvuka i slusaoca. Sve sto je neophodno je da se taj prozor napravi "veci" nego zvuk koji kroz njega prolazi. Ako slusaoci ne mogu primetiti bilo kakav pad u kvalitetu, onda je kvalitet zadovoljavajuci i prozor je dovoljno veliki. Praveci ga jos vecim samo povecava troskove.
Kako su audio sistemi pravljeni za ljudsku upotrebu, to i kriterijumi kvaliteta, u krajnjoj liniji, mogu biti samo subjektivni. Slusni testovi su vitalni deo procesa, ali tek onda kada je taj deo sistema vec prosao objektivne testove i merenja. Da bi bili od bilo kakvog realnog znacaja i vrednosti, takvi slusni testovi moraju biti pravilno sprovedeni da bi se izbegla pristrasnost bilo koje vrste u ocenjivanju. I ja mogu da slusam i ocenjujem neki par zvucnika kao i bilo ko drugi, ali za razliku od mnogih ja sebe ne smatram kompetentnim da to radim sam. To je zbog toga sto je dijapazon slusnih sposobnosti kod ljudi toliko sirok i raznolik, da bi bilo vrlo prepotentno da bilo ko ponaosob sebe smatra reprezentativnim primerkom nase vrste. Prirodno je da bih ja svoje projekte i dizajne makar malo, svesno ili podsvesno, favorizovao u odnosu na neke tudje. U iole validnom slusnom testu (da bi njegovi rezultati uopste nesto znacili) trebalo bi obezbediti da ni operator na sistemima a ni slusaoci-ocenjivaci ne mogu ni u kom momentu i ni na koji nacin da makar i naslute koji uredjaj trenutno slusaju. Ja mogu slusati i ocenjivati zvucnike koje sam ja dizajnirao i (ili) napravio samo u toliko da budem siguran da, po mom misljenju, nemaju nekih jasnih i evidentnih nedostataka, ali stvarno poredjenje sa bilo kojim drugim zvucnicima slicnih performansi, je po meni nespojivo sa pojedincem koji slusni test radi sam.
NE POSTOJI NAJBOLJI tip zvucnih kutija. Svaki tip ima svoje prednosti ali i mane, i pravilan izbor zavisi od vise faktora koji su ponekad medjusobno oprecni sto dodatno otezava izbor. Dizajn i izrada zvucne kutije nije nimalo naivan poduhvat, pa je ponekad zapanjujuce sa kolikom lakocom se ljudi upustaju u izradu cak i "High-End" konstrukcija iako je ocigledno da imaju vrlo malo iskustva. Polaze od logike: "...nabavio sam vrhunske skupe drajvere, imam detaljan nacrt vrhunske kutije... ako sve to odradim mora da reziltat bude kao original..." E, ne mora! I najcesce ne bude tako! Kao i za vecinu drugih stvari u zivotu, tako i u ovom slucaju covek najlakse napravi gresku i dolazi do "promasaja" kada se u isto vreme "sklope" dva faktora: prvo - iz raznih razloga nije (ili ne zeli da bude) svestan svojih znanja i mogucnosti, i drugo - postavi pred sebe nerealno visok cilj koji njegove realne mogucnosti ne mogu da ostvare. Ovo nije receno da bi nekoga povredio ili uvredio, vec iz zelje da mladje podstaknem da prvo porade na sebi i svom znanju jer ce im to ubrzo doneti mnogo bolje rezultate.
Generalno gledajuci, ono sto cini jednu zvucnu kutiju moglo bi se grubo podeliti u cetiri oblasti: drajveri (zvucnici), sama kutija, skretnica i ispuna materijalom za prigusenje. Imajte uvek na umu da je JEDINA PRAVA ISTINA da su SVE te oblasti PODJEDNAKO VAZNE! "Promasaj" u bilo kom smislu i u bilo kojoj od tih oblasti vodi sigurno do loseg krajnjeg rezultata u ovom ili onom smislu. Kupite najfinije drajvere za 2000Eura ali... pogresite li sa skretnicom ili lose dimenzionisanom ili izradjenom kutijom, ili pak pogresite sa ispunom kutije i dobicete po zvuku i kvalitetu nesto sto ste mozda mogli vec gotovo da pazarite kao "second-hand" za 100Eura. Pogledajmo ukratko osobine i faktore koji su vezani za ove oblasti.
DRAJVERI
Drajveri, ili kako ih obicno zovemo - zvucnici, su najcesce prvi na spisku za razmisljanje kada se odlucujemo za dizajn i pravljenje zvucne kutije. Na samom pocetku treba odabrati sta je odlucujuci faktor: drajveri koje imamo (ili mozemo da nabavimo) pa ce oni svojim osobinama diktirati tip i dimenzije kutije, ili ste se vec cvrsto odlucili za odredjeni tip i velicinu kutije pa ce to diktirati kakve drajvere morate nabaviti. Nisu retki ni oni koji svesno (ili jos cesce nesvesno tj. zbog neznanja) "siluju" fiziku i akustiku i ugradjuju to sto imaju u kutiju kakvu zele bez obzira da li to dvoje odgovaraju jedno-drugom ili ne, pa kad dozive razocarenje ocajnim zvukom proglasavaju da ti drajveri nisu nizasta ili da taj tip kutije nista ne valja. Prava istina je nesto sasvim drugo ali oni to ili ne shvataju ili nece da vide.
Veoma je vazno napomenuti da je za pravilno projektovanje bilo koje zvucne kutije neophodno da poznajemo osnovne parametre drajvera koje planiramo da koristimo. Ti parametri koji su nam potrebni se najcesce zovu "Thiele-Small parametri" ili skraceno "TS parametri" i naziv potice od dva Australijanca - Nevil Thiele i Richard Small koji su krajem 60'-tih i pocetkom 70'-tih ustanovili zavisnosti i formule za priblizno odredjivanje toga kako ce neki woofer zvucati u nekoj kutiji a pre nego sto to stvarno i napravimo. Uglavnom se ovi parametri odnose na woofere tj zvucnike za duboke tonove buduci da se zvucna kutija u sustini i dizajnira prema njima i njihovim osobinama. Za woofere renomiranih proizvodjaca cete te parametre ili vec dobiti sa drajverom ili ih dosta lako pronaci na mnogo mesta na Internetu, ali ako koristite "neki" woofer nepoznatog porekla moracete da barem neke najvaznije TS parametre izmerite sami. To uopste nije tesko i nije potrebna nikakva specijalna merna oprema. Vise instrukcija o tome kako da to uradite mozete naci u mom tutorijalu "Pojednostavljen metod za odredjivanje nekih od Thiele-Small parametara" koji se time ba vi. Skup tipicnih TS parametara za jedan woofer mogao bi da izgleda ovako:
U najvecem broju slucajeva, drajver za najdublje tonove tzv. "woofer" je glavni determinisuci faktor. To ne znaci da srednjetonac (midranger) i visokotonac (tweeter) nisu vazni i od uticaja, ali se sama zvucna kutija i radi uglavnom zbog woofera i prema njegovim parametrima. Za srednjetonac i visokotonac cak nije ni neophodno da budu u toj kutiji. Za kvalitetnu reprodukciju najnizih tonova woofer-drajver bi trebalo da je srednje osetljivosti, sa ravnom i konusno oblikovanom membranom izradjenom od nekog termoplasticnog ili kompozitnog materijala ili od aluminijuma.Membrana bi trebalo da je srednje do velike mase i veceg precnika(10"=10inca=250mm pa navise). Visoka efikasnost je moguca samo sa velikom membranom a uz to velike membrane uvek imaju mnogo manja izoblicenja od malih membrana. Vesanje bi trebalo da je polukruznog oblika i od gume ili poliuretanske pene. Kao sto vidite, sve su to mehanicki parametri i to je zbog toga sto su glavna ogranicenja dinamickih zvucnika skoro iskljucivo u oblasti njihove mehanike a ne elektricnih i magnetnih svojstava (sto svakako ne znaci da su ta svojstva potpuno nebitna!!!). Za konstruisanje kutije za taj neki woofer koji imate ili ste planirali da ga nabavite, morali bi da znate neke njegove osnovne parametre. Cest je slucaj da ste nabavili drajvere za koje nemate nikakvih parametara pa vam ostaju samo dve mogucnosti. Ili ce te naci nacin da izmerite barem osnovne potrebne parametre za sta bi moglo da vam bude od koristi moje uputstvo za odredjivanje Thiele-Small parametara koje mozete naci u odeljku "Tutorijali", ili ce te uraditi kutiju onako "od oka puta koren iz Pi" pa se posle natezati sa njom ne bi li izvukli kakav-takav zvuk sto najcesce ne uspeva. Verovali ili ne, ima i takvih pristupa i nisu sasvim retki.
Srednjetonski i visokotonski drajveri obicno postavljaju manje problema pred graditelja, ali to svakako ne znaci da mozete da ih "pljesnete" bas bilo gde i u bilo kom odnosu. Uglavnom se srecu dva tipa srednjetonskih drajvera i to klasicni, sa konusnom membranom, koji po svom izgledu podsecaju na woofere samo su mnogo manji i takozvani "kalotni" srednjetonci ili "dome-middranger" koje ce te prepoznati po tome sto su spreda cetvrtastog ili okruglog oblika a u sredini imaju jedno poluloptasto ispupcenje prosecno velicine polovine teniske lopte mada ima i vecih. Kuciste tog tipa je obicno sa zadnje strane gde je magnet, potpuno zatvoreno tako da njegova membrana nema nikakvu komunikaciju sa unutrasnjoscu zvucne kutije ako je ovaj drajver postavljen na njenu prednju plocu. Sa onim prvim tipom koji podseca na smanjeni woofer je situacija obicno drugacija. Njihova "korpa" tj. metalni okvir na kome je postavljena membrana a i magnet, ima vise otvora pa se membrana moze videti ako gledate sa zadnje strane. Ako se srednjetonac takve konstrukcije postavi na prednju plocu kutije za woofer (kako se to obicno i radi) tada ce pokreti vazduha unutar kutije nastali od pomeranja membrane woofera uticati i na njegovu membranu sto ce praviti velika izoblicenja ili dovesti do probijanja njegove membrane usled pritiska vazduha iznutra. Da bi se sve to sprecilo, uvek se unutar wooferove kutije pravi jos jedna dosta manja za srednjetonac koju zovu "komora" i kod nje je jedino vazna zapremina dok je oblik sa stanovista zvuka nebitan. Renomirani proizvodjaci takvih drajvera najcesce navode potrebnu zapreminu komore a mnogi proizvode i odgovarajuce gotove komore od vrlo tvrde plastike oblika poluloptasto zarubljene kupe. Ne sme se zaboraviti da se u slucaju kada se za srednjetonac koristi komora unutar kutije woofera, njena zapremina doda na izracunatu zapreminu kutije za woofer! Tesko je reci koji tip srednjetonaca je bolji jer kod obe vrste postoje apsolutno izvanredni drajveri. Ja licno (mozda i neopravdano) ipak za nijansu vise volim kalotne srednjetonce, ali napominjem da je to verovatno vise stvar nekog licnog ukusa i ugla gledanja nego realnih prednosti i mana drajvera.
Visokotonci ili "tweeter"-i se takodje pojavljuju u vise varijanti, ali verujem da cete se najvise sretati sa tri tipa. Najcesce je to kalotni tip ili "dome tweeter" koji postoji opet u vise varijanti u zavisnosti od materijala kalotne membrane, onda trakasti ili "ribbon tweeter" i danas vec redje korisceni klasicni visokotonci sa konusnom membranom koji po dimenzijama i izgledu najvise podsecaju na male zvucnike iz starijih prenosnih tranzistorskih radio-aparata. Tweeteri u sustini ne zahtevaju da budu ugradjeni niukakvu kutiju da bi ispravno funkcionisali, ali opsta zvucna slika moze dosta da varira u zavisnosti od toga gde i kako ste ih postavili, odnosno kakav je njihov polozaj prema ostalim drajverima i prema celoj kutiji i njenim ivicama. U principu, preporucljivo je montirati ih tako da su razlicito udaljeni od svih ivica kutije barem za pola precnika svog kucista, a isto tako i od ostalih drajvera. Svakako, ovo nije apsolutno obavezno ali je bolje, mada ce te naci dosta kutija (cak i boljih) kod kojih to nije tako.
Mnogi ce primetiti da nisam pomenuo "piezo-horne" a to je zbog toga sto taj tip visokotonaca niukom slucaju ne dolazi u obzir za kutije koje treba da sluze za HiFi reprodukciju.
Do sada sam sve vreme govorio o sistemima kod kojih je reprodukcija celog audio opsega podeljena na dva, tri ili vise specijalizovanih drajvera. Nije neophodno da to bude tako jer postoji jos jedan tip drajvera koji je tako dizajniran da je sposoban da sam prenese tj. reprodukuje veci deo audio opsega. Ti su drajveri bolje poznati kao sirokopojasni ili "broadband" ili "full-range" drajveri i postoje takodje u vise varijanti prema tehnologiji koriscenoj u njihovoj izradi. Izraz "full range" tj. pun opseg nije bas tacan jer prakticno ni jedan od tih drajvera nije sposoban da podjednako kvalitetno prenese pun audio opseg. Najkvalitetniji primerci te grupe su drajveri "Lowther", "Manger" kao i QUAD-ovi elektrostaticki zvucnici. Jedna od glavnih prednosti ovih drajvera je to da kod njihove upotrebe otpada potreba za skretnicom i svim problemima i manjkavostima koje ona nosi. Ovakvi drajveri (osim elektrostatickih) se najcesce ugradjuju u kutije tipa TL tj. "Transmision Line" ili "Transmisioni vod", a jedan od razloga za to je da vecina nije bas velike snage pa je potrebna kutija koja ce podici efikasnost sistema. Ipak, za pokrivanje bas celokupnog audio opsega je najcesce potrebno kombinovati takav sistem sa jos jednim dodatnim wooferom koji pokriva najdublje tonove. Neki od ovih drajvera to ne traze jer su i sami relativno dobri i u tom najnizem delu opsega ali im tada obicno treba dodati tweeter jer ne idu dovoljno visoko.
Jedan od parametara pri izboru drajvera koji je mnogima na prvom mestu (a nebi trebao da bude) je snaga drajvera. Tu treba imati na umu da je oko 60-tak posto snage zvuka pri prosecnom "normalnom" slusanju muzike sadrzan u frekvencama do nekih 500-600Hz a njih ce najvecim delom prenositi woofer. Zato se u praksi sa dovoljnom sigurnoscu moze uzeti da je za prosecnu trosistemsku zvucnu kutiju reda 100-tinak vati dovoljan woofer snage oko 80W, srednjetonac snage oko 40W i visokotonac oko 20-tak vati. Ovo se odnosi na ono sto JA podrazumevam pod "normalnim" slusanjem HiFi sistema. Za "moderno" slusanje tehno-muzike ili turbo-folka po sistemu "da gruva" sve ovo naravno pada u vodu, ali po meni to i nije HiFi, bar ne u osnovnom smislu tog pojma. Svakako, niko od vas nije obavezan da se slaze samnom po tom pitanju!
KUTIJE
Sledeca, nista manje obimna i kompleksna oblast je pitanje zvucnih kutija. Postoji puno tipova kutija i svaki tip ima svojih prednosti i mana, tako da izbor zavisi od mnogo faktora i nije nimalo jednostavan. Treba uvek biti svestan cinjenice da nema vrhunskog zvuka iz male kutije sa malim drajverima. To nije nicija izmisljotina ili ubedjenje vec to proizlazi iz prirode i zakona fizike i tako je svidjalo nam se to ili ne. Da ne bude zabune, nisam rekao da nema dobrog zvuka iz male kutije, vec da nema "vrhunskog zvuka". Sa time se potpuno slaze najveci deo vrhunskih svetskih strucnjaka za zvucne kutije.
Da bi napravili sto pravilniji izbor, navescu samo neke od vaznijih parametara koje bi po meni trebalo uzeti u obzir i koji vaze za bilo koji tip kutije. To su: osobine drajvera sa kojima raspolazete, finansije koje su vam na raspolaganju, raspolozivi prostor u sobi u kojoj slusate muziku, vrstu muzike koju pretezno slusate, osobine ostatka sistema kao sto je kvalitet i snaga pojacala, prihvatljivost njihovog izgleda i velicine za ostale clanove porodice kao i vase licne opste preference po pitanju reprodukcije zvuka. Kao sto ce te vec kod prve takve odluke i sami videti, izbor je UVEK neka vrsta kompromisa i na to je bolje da budete spremni vec u startu.
Da bi ovaj tutorijal odrzao jednostavnim, namerno sam izostavio bilo kakve formule za proracune raznih tipova kutija. Drugi razlog za izostavljanje je sto verujem da ce vecina biti dovoljno razumna da sa Interneta "skine" program "WinISD" koji je izvrstan i apsolutno BESPLATAN, a sadrzi sve moguce proracune koje za vas obavlja automatski. Takodje sadrzi i dosta dobru bazu podataka za prilican broj drajvera a omogucava vam da u bazu unesete i podatke svojih drajvera ako ih on nema. Racuna pasivne i aktivne skretnice i L-pad atenuatore, a ima i dobar signal-generator od 10Hz do 10KHz. Svakako da ima i boljih i mocnijih programa ali za pocetak (pa i mnogo vise od toga) WinISD je dovoljan!
KOMPRESIONE KUTIJE
kompres.gif (Size: 1,19 KB / Downloads: 47)
Najjednostavniji i verovatno najstariji tip zvucnih kutija su potpuno zatvorene ili "kompresione" zvucne kutije (u daljem tekstu "KP" kutije) i kod njih je drajver montiran na jednu od stranica kutije koja je hermeticki zatvorena. Ovaj tip zvucnih kutija je u zadnje vreme pomalo potisnut u stranu mada nepravedno jer je po meni to najbolji tip kutija za prve pokusaje samogradnje. Imaju one i drugih interesantnih osobina po kojima nadmasuju neke druge mnogo popularnije tipove. Drajveri u KP kutijama mnogo bolje podnose snagu na niskim frekvencama, ove kutije odlikuje odlicna linearnost i tranzijentni odziv, i sto je za manje iskusne veoma vazno, ovaj tip kutija je najmanje od svih osetljiv na greske u proracunu i izradi a da pri tom krajnji rezultat jos uvek bude prihvatljiv. Istina, imaju i mana i najizrazenije su da im je tacka pocetka pada frekventne karakteristike visa nego kod drugih tipova i da generalno uzevsi imaju manju osetljivost tj. traze nesto jace pojacalo za postizanje istog nivoa zvuka u poredjenju sa drugim kutijama. Kompresione kutije su zbog svoje odlicne linearnosti i tranzijentnog odziva vrlo cest izbor vrhunskih majstora zvucnih kutija, kada grade subwoofer. Na sledecoj slici je data tipicna frekventna karakteristika jedne kompresione kutije:
Uglavnom se razlikuju dva tipa KP kutija: takozvani tip sa "beskonacnom plocom" i tip sa "akustickom suspenzijom". Izraz "beskonacna ploca" nije bas najtacniji i tu se u stvari misli na relativno veliku kutiju (sa relativno velikom prednjom plocom) kod koje je komplijansa (najpriblizniji nas izraz bi bio "stisljivost" , "elasticnost") vazduha u kutiji veca od komplijanse "vesanja" drajvera koji se koristi. KP kutije tipa "akusticke suspenzije" su generalno gledano, manje velicine i kod njih je komplijansa vazduha u kutiji barem 3-4 puta (ili vise) manja od komplijanse drajvera. Za KP kutiju cemo se odluciti na osnovu karakteristika drajvera koji posedujemo i to ce biti u slucaju kada nam drajver ima relativno visok "Vas", nizi ukupni Q faktor dakle oko 0,2-0,5 , tvrdje tj. manje elasticno vesanje (mali hod membrane), relativno malu visinu zavojnice i nasto nizu ukupnu masu membrane. Takvom drajveru bi najbolje odgovarala veca kompresiona kutija (mada bi mu odgovarala i Bas-refleks kutija). Sa druge strane, drajveru sa velikim hodom membrane tj. velikom elasticnoscu vesanja, sa vecom ukupnom masom membrane, sa ukupnim Q faktorom vecim od oko 0,4 i sa nizom vrednoscu "Vas" i niskom rezonantnom frekvencom ce vise odgovarati mala KP kutija. Iz ovoga se lepo vide dve stvari koje univerzalno vaze: za odluku i projektovanje bilo koje zvucne kutije je neophodno u startu znati neke od parametara drajvera (nisu svi parametri uvek bitni za sve vrste kutija), i drugo, da granice upotrebljivosti drajvera u odnosu na tip kutije nisu ostre. Ima mnogo drajvera koji ce sasvim lepo raditi u razlicitim tipovima kutija ali su kao i uvek prisutni izvesni kompromisi. Praksa je pokazala da se kao gruba smernica za izbor tipa kutije moze uzeti odnos drajverovih parametara Fs/Qes. U koliko je taj odnos manji od oko 0,55 verovatno je da ce tom drajveru bolje odgovarati kompresiona kutija, a ako je veci od tog broja vise ce mu odgovarati Bas-refleks kutija. Kao sto sam rekao, ta granica uopste nije striktna i ostra pa ce vecina drajvera kojima je odnos Fs/Qes izmedju 0,4 i 0,6 verovatno dosta lepo raditi u oba tipa kutije.
Kod izrade KP kutije nije dovoljno da ona nama samo vizuelno bude "zatvorena", vec je stvarno neophodno da bukvalno bude hermeticki zatvorena. Kod potpuno zavrsene KP kutije sa montiranim zvucnikom, trebalo bi da vazduh ni na koji nacin ne moze na bilo kom mestu ni izaci ni uci u kutiju. Dok to nije postignuto, kutija nije dobra. Kao i kod svake kutije i kod KP kutija se sam proracun moze obaviti "peske" tj. uz papir, olovku i kalkulator i koriscenjem formula, ali je to danas vec postalo izlisno jer postoji dosta kompjuterskih programa da vam to obave a mnogi su vise nego dovolno tacni i dobri za prve godine sticanja iskustva u gradnji zvucnih kutija a pri tome su potpuno besplatni. Kao sto sam vec ranije napomenuo, jedan od boljih te vrste, koji ce za vecinu biti sasvim dovoljan je "WinISD" koji je napravio Finac Juha Hartikainen.
BAS-REFLEKS KUTIJE
basrefl.gif (Size: 1,2 KB / Downloads: 47)
Drugi tip zvucnih kutija, u zadnje vreme mnogo vise koriscen nego KP kutije je "Bas-refleks" tip (u daljem tekstu BR). Ovaj tip radi na drugacijem principu jer na povrsini kutije ima jedan ili vise otvora od koga se ka unutrasnjosti kutije proteze tunel ili "port" kako to zovu u svetu, a koji na niskim frekvencama znacajno doprinosi zvuku kutije. Pri koriscenju istog drajvera u BR kutiji ce imati manje izoblicenja, moci ce da podnese vise snage i imace nizu prelomnu frekvencu nego da je isti ugradjen u KP kutiju. Ali, ispod te prelomne frekvence drajver postaje "neopterecen" i izoblicenja rapidno rastu, a i tranzijentni odziv BR kutija je dosta losiji nego kod KP kutija. BR kutije su mnogo osetljivije na greske u proracunu i tokom izrade zbog mnogobrojnih interakcija izmedju razlicitih parametara pa stvarno nisu preporucljive za pocetnike. Ovom tipu kutija bi najvise odgovarali wooferi sa Qts izmedju 0,2 i 0,45 a za one sa Qts= 0,4 ili vise, vec vredi ozbiljnije razmisliti o ugradnji u manju KP kutiju umesto u BR, ili ako se radi o dizajnu za subwoofer, mozda u band-pass kutiju sa jednim portom. Kod koriscenja BR kutije je preporucljivo obezbediti da pojacalo ne moze da proizvede nikakvu znacajniju snagu na frekvencama ispod prelomne frekvence kutije jer, kako je malocas receno, drajver ispod te frekvence postaje "neopterecen" tj izostaje "potpora" elasticnosti vazduha u kutiji pa membrana moze pri vecim signalima da se mnogo vise pomera u oba pravca sto osim velikih izoblicenja moze dovesti i do trajnog mehanickog ostecenja zavojnice-namota ja.
Tipicna frekventna karakteristika jedne Bas-refleks kutije:
TL kutije su sasvim poseban tip zvucnih kutija relativno novijeg datuma (pocetci oko 1960 god.) koje su nastale u procesu traganja za povecanjem efikasnosti i linearnosti odziva, smanjenjem "koloracije" zvuka i boljom ekstenzijom prenosnog opsega ispod rezonanse drajvera. Mislim da je bitno na samom pocetku upozoriti manje iskusne da (po mom misljenju) ovo nikako nije tip kutija za "prve korake" u oblasti zvucnih kutija, jer su veoma zahtevne i kompleksne po mnogim pitanjima i predstavljaju vrlo "krupan zalogaj" i za vrlo iskusne graditelje.
U sustini TL kutije rade na principu "talasovoda" koji okrece fazu zvucnog talasa nastalog sa zadnje strane wooferove membrane pojacavajuci na taj nacin zvuk nastao na prednjoj strani membrane. Za razliku od ostalih tipova, kutije TL tipa bi teoretski trebalo da su nerezonantne omogucavajuci da se dobije cist i "neobojen" bas, naravno, ako su dobro uradjene. Dobre TL kutije je tesko napraviti a da budu male zbog neophodne duzine "talasovoda" koja bi trebala biti 1/4 ili 1/2 ili 3/4 talasne duzine na rezonantnoj frekvenci drajvera. U praksi, te duzine na nizim frekvencama postaju prilicne pa recimo talasovod duzine 1/4 talasa na 30Hz iznosi 2,84m! Zbog toga se talasovod nikada ne radi kao prava cev vec se vise puta savija u kutiji da bi zauzimao manje prostora. Da bi se talasovod fizicki skratio pribegava se i njegovom delimicnom ili potpunom punjenju materijalima za ispun zvucnih kutija. Buduci da zvuk kroz takve akusticke apsorptivne materijala putuje sporije, talasovod izgleda za zvuk kao da je duzi nego sto su mu fizicke dimenzije. Ali, iako je korisno iz ugla smanjenja ukupnih dimenzija, ovo resenje sa skracenim i jos i ispunjenim 1/4 talasovodom je i najkriticnije za uspesnu gradnju i podesavanje jer u tom slucaju pocinje sve od svega da zavisi.
Izbor drajvera za TL kutije nije bas uvek lak, jer se pokazalo da relativno manji broj drajvera stvarno dobro rade u TL sistemu. Generalno, odgovarajuci drajver bi trebalo da ima prilicno niske Qes i Qts od oko 0,3 do 0,4 i relativno visok Qms od oko 3 do 6. U cilju drzanja gabarita cele konstrukcije u razumnim granicama, najcesce se koriste drajveri velicine od 10" (inca) ili manji. Velicina drajvera ce odredjivati i velicinu pocetnog dela talasovoda koja je najcesce 1,2 do 2 puta precnik drajvera. Talasovod se na svom putu ka izlaznom otvoru na drugom kraju polako suzava. Razliciti dizajneri navode vrlo razlicite koeficijente suzenja sto ce te videti iz sledece tabele.
Kojem ce te se vi "carstvu privoleti" ostaje na vama odlucite. Sudeci po vrlo raznolikim odnosima suzavanja, cini se da to i nije posebno presudan faktor buduci da TL kutije svih ovih autora veoma dobro zvuce prema izvestajima sa testova. Izgleda da su dosta kriticniji faktori: izbor drajvera i nacin i gustina ispunjavanja talasovoda damping materijalom kao i vrsta samog materijala. Tu takodje postoje znacajna razmimoilazenja medju autorima, pa eksperimentisanje izgleda ostaje neminovnost za postizanje dobrih rezultata.
Ovo je jedan od tipova kutija za koje ne mozete koristiti WinISD jer ih on ne moze da racuna!
Imajuci u vidu namenu ovog tutorijala iznesenu na samom pocetku, samo cu pomenuti i vrlo sazeto opisati nacin funkcionisanja jos nekih tipova zvucnih kutija.
REFLEKSNA BAND-PASS KUTIJA
bandpas.gif (Size: 1,2 KB / Downloads: 39)
Ovo je prilicno specijalizovan tip kutije koji (za razliku od ostalih tipova) omogucava da vi odredjujete i donju i gornju prelomnu frekvencu sistema. Ovaj tip kutija se smatra jednim od najtezih za uspesnu izradu i svakako nije za manje iskusne. U osnovi se sastoji od dve komore od kojih je jedna uvek po bas-refleks principu i najcesce se zove prednja komora. Ona je zajedno sa portom koji sadrzi "zaduzena" za gornju granicnu frekvencu. Druga komora u kojoj se nalazi sam drajver, moze biti bilo potpuno zatvorena, dakle kompresionog tipa ali i bas-refleks tipa tj. kao i prednja komora i odredjuje donju granicnu frekvencu. Ovaj tip kutije se uglavnom koristi za subwoofere i glavne prednosti su mu relativno manja izoblicenja jer je reprodukcija i sa gornje strane karakteristike ogranicena i mogucnost koriscenja drajvera sa visim Q faktorom (a to znaci sa manjim magnetom tj. jeftinijih).
IZOBARICNA KUTIJA
Takodje prilicno specijalizovan tip kutija koji ima nekih veoma lepih ali i nekih bas nezgodnih osobina. Glavne prednosti izobaricne kutije su mnogo manje dimenzije kutije i kod izvedbe u "A" varijanti mnogo manja izoblicenja nego za standardnu konfiguraciju sa jednim drajverom. Nazalost tu od prilike i prestaju pozitivne strane ovog tipa kutije i pocinju one negativne (uslovno receno). Na toj negativnoj strani su: neophodnost da se koriste dva ista drajvera (dakle duplo skuplje), drugi drajver se mora montirati spolja (slika "A") pa ce trebati mnogo ljubavi prema toj konstrukciji da bi je smatrali lepom, osetljivost je duplo manja pa treba dosta snaznije pojacalo za postizanje istog zvucnog pritiska, iz ove konfiguracije se ne moze dobiti gotovo nista od mid-bas spektra pa je neophodno da se radi posebna kutija za mid-bas.
U osnovi, ovaj tip kutija radi po principu sinhronog pokretanja dve membrane koje se sada ponasaju kao jedna. Sami drajveri se povezuju anti-paralelno tj. paralelno ali u protivfazi (plus jednog na minus drugog i obrnuto)tako da kada se membrana jednog pomera unapred, membrana drugog ide unazad i obrnuto. Membrane drajvera su i mehanicki "spregnute" potpuno hermeticki zatvorenom malom vazdusnom komorom koju cini prostor izmedju dve membrane. Na taj nacin membrane "pomazu" jedna drugoj i stvarno se ponasaju kao jedan veliki drajver ali sa upola manjim "Vas". Stvarno ruzan izgled varijante "A" se moze izbeci postavljanjem drajvera kao u varijanti "B" tako da se spolja gledano unutrasnji drajver ne moze videti pa kutija izgleda kao standardna BR kutija. U slucaju ove konstrukcije, drajveri se elektricki i dalje vezuju paralelno ali sada u fazi (plus na plus a minus na minus). Za tu konstrukciju je vazno da komora u kojoj je prednji drajver stvarno bude sto manja, idealno hermeticki zatvorena i da membrana zadnjeg drajvera nikada ne moze da dodirne magnet prednjeg drajvera koliko god da krene unapred. Vecina onih koji ne znaju da se radi o izobaricnoj konfiguraciji, ce biti verovatno fascinirana time koliko dobrog basa se dobija iz tako male kutije. Jos jedna pozitivna strana montaze po varijanti "B" je da se za razliku od "A" moze ocekivati dosta vise mid-basa pa verovatno nece biti neophodno da se radi dodatna kutija sa mid-bas drajverom. Ali da stvari ne bi bile samo pozitivne treba napomenuti da kod duze primene vece snage postoji problem hladjenja magneta i kalema prednjeg drajvera koji ce biti mnogo topliji nego kod zadnjeg jer se nalaze u maloj hermetickoj komori pa se tesko hlade. Pri znacajnom zagrevanju magneta i kalema dolazi do promena karakteristika drajvera pa se tada vise ne radi o dva potpuno indenticna drajvera sto je i bio uslov izobaricne konfiguracije.
Postoji jos tipova zvucnih kutija ali ih ja ovde necu obradjivati jer po meni spadaju u takve tipove koji traze mnogo vise znanja, vestine i iskustva da bi se dobro uradile. One koji tek ulaze u ove "vode" prijateljski savetujem da se prvih godina zadrze na kompresionim ili bas-refleks kutijama i uz to da dosta citaju kako bi svoje znanje doveli dotle da mogu da pokusaju da se upuste u gradnje slozenijih i zahtevnijih sistema.
SKRETNICE
Sa izuzetkom sirokopojasnih drajvera, svi ostali drajveri su konstruisani i predvidjeni da prenose samo jedan deo audio opsega. Van tog opsega oni uglavnom proizvode dosta izoblicen zvuk i uz to vrlo smanjenog intenziteta. U koliko im se dovede znacajniji nivo audio signala van njihovog predvidjenog optimalnog opsega velike su sanse da ih ozbiljno ostetite pa cesto cak i momentalno unistite, i to se prvenstveno odnosi na tweetere i jednim delom i na srednjetonske drajvere. Zbog toga se izmedju drajvera i pojacala mora nalaziti frekventna skretnica koja ce slikovito receno "odvojiti" tj. "filtrirati" i na svaki drajver propustiti onaj deo opsega za koji je on predvidjen i u kome se ponasa najbolje i najefikasnije.
Postoji vise nacina da se to postigne, a najklasicniji i u praksi jos uvek daleko najvise koriscen nacin je takozvana "pasivna zvucnicka skretnica". To je elektronski sklop sastavljen od induktiviteta, kondenzatora i otpornika u razlicitim konfiguracijama. U osnovi to su pasivni filteri propusnici niskih ili visokih frekvenci ili njihova kombinacija da se dobije propusnik odredjenog opsega frekvenci. U najjednostavnijem obliku, skretnica ima samo dva elementa: jedan kalem-induktivitet i jedan kondenzator. To je takozvana "skretnica prvog reda". Takva skretnica se koristi u zvucnim kutijama sa dva drajvera od kojih obicno jedan pokriva opseg od najnizih frekvenci a zahvata i deo srednjih frekvenci, odakle nastavlja drugi koji reprodukuje ostatak audio opsega do najvisih frekvenci. Jedan takav jednostavan sistem je dat na donjoj slici:
Polazim od predpostavke da koliko god da je neko pocetnik trebalo bi da zna makar osnovne karakteristike elektronskih komponenata. Ako je to tako, onda znate da se uopsteno govoreci, induktivnost i kapacitivnost u kolu naizmenicne struje (audio signal koji stize iz pojacala je naizmenicna struja) ponasaju kao veci ili manji otpor prolasku te struje. Taj otpor se ne meri obicnim univerzalnim instrumentom vec je to takozvani "prividni" otpor tj. reaktansa i moze biti induktivna reaktansa (XL ) i kapacitivna reaktansa (Xc) i jako su zavisne od frekvence, odnodno menjaju se sa frekvencom. Sa snizavanjem frekvence induktivitet ce se ponasati kao sve manji i manji otpor dok ce se kondenzator ponasati kao sve veci otpor, i obrnuto. U toku projektovanja zvucne kutije, a znajuci karakteristike drajvera koje koristimo, moramo se u jednom momentu odluciti do koje frekvence cemo signal propustati na dubokotonski zvucnik a preko te frekvence treba da ga saljemo visokotonskom zvucniku. Ta se frekvenca zove prelomna frekvenca skretnice i da bih pokazao kako to sve izgleda na prakticnom primeru uzecu da je prelomna frekvenca 1900Hz tj. 1,9KHz.
Prividna otpornost nekog induktiviteta tj. njegova induktivna reaktansa "XL " se racuna na sledeci nacin:
XL = 2p x F x L (XL - u omima; F - u hercima; L - u henrijima)
dok se kapacitivna reaktansa "Xc" racuna kao:
Xc = 1/2p x F x C (Xc - u omima; F - u hercima; C - u faradima)
Kod ovog tipa skretnice, na prelomnoj frekvenci i kalem i kondenzator treba da imaju prividnu otpornost (reaktansu) jednaku impedansi drajvera na koji su vezani. Uzecemo da i woofer i tweeter imaju impedanse po 8 oma pa dakle treba proracunati vrednosti induktiviteta kalema i kapaciteta kondenzatora koje na 1900Hz takodje predstavljaju otpornost od 8 oma. Gornje formule se lako transformisu u pogodan oblik tako da se sa leve strane znaka jednakosti nadju L i C.
L = XL/2p x F = 8/6,28 x 1900 = 0,00067H = 0,67mH (za mH pomerate zarez 3 mesta u desno)
C = 1/2p x F x Xc = 1/6,28 x 1900 x 8 = 0,00001F = 10mF (za mF pomerate zarez 6 mesta u desno)
Kalem je vezan u seriju sa namotajem drajvera i izracunali smo ga tako da na frekvenci od 1900Hz ima otpornost-reaktansu od 8 oma, dakle isto toliko kao i otpornost drajvera. Posto ta dva elementa mozemo uprosceno posmatrati kao dva seriski vezana otpornika od po 8 oma, oni ce ulazni napon koji stize iz pojacala na prikljucke + i - podeliti tacno na pola pa ce na zvucniku biti samo polovina tog napona. Ako nivo signala izrazimo u decibelima (dB) kako je uobicajeno, reci cemo da je signal koji stize na drajver oslabljen za 6dB. Kalem ce zadrzati tu svoju osobinu slabljenja kako frekvenca ulaznog signala bude rasla, i za svako udvostrucenje frekvence, dakle za svaku "oktavu", ce oslabljivati signal za dodatnih 6dB. Zbog toga se za ovaj tip skretnica kaze da im je slabljenje "6dB/oktavi". Na 3800Hz ce nivo signala na wooferu biti 12dB nizi, na 7600Hz ce biti 18dB nizi, itd. itd.
Isto tako, samo u obrnutom smeru, ce se ponasati i tweeter i njegov kondenzator od 10mF. Na 1900Hz ce nivo na tweeteru biti 6dB nizi nego ulazni nivo na + i - prikljuccima, i sa opadanjem frekvence ce takodje dodatno slabiti signal koji stize na tweeter za 6dB/oktavi. Dakle, jednu oktavu nize, na 800Hz ce nivo na tweeteru biti 12dB nizi, na 400Hz ce biti 18dB nizi, itd. itd.
Nekada nije dovoljno oslabiti signale koji stizu na drajvere za samo 6dB. To je mnogo manje kriticno za woofere jer ih gotovo sigurno necete ni ostetiti ni unistiti ako im dovedete cak i poprilican signal neke vise frekvence koju mozda i nisu sposobni da reprodukuju. Ali ako na srednjetonac ili jos gore, tweeter, dovedete veci nivo niskofrekventnog signala koji je ispod njihovog optimalnog frekventnog opsega, u najboljem slucaju ce te dobiti dosta veca izoblicenja, ali je i prilicno verovatno da ih mozete lako unistiti takvim signalom. Kod koriscenja skretnice sa karakteristikom od 6dB/oktavi, nivo signala je jos uvek relativno veliki cak i samo jednu-dve oktave nize a vecina tweetera ne mogu bez ostecenja podneti takve nivoe van svog propusnog opsega. Zbog toga je nekada potrebno mnogo "ostrije" filtrirati ulazni signal pa se za tu svrhu koristi drugaciji tip skretnica cija je karakteristika slabljenja po oktavi "strmija" i iznosi 12dB/oktavi i naci ce te ih takodje i pod nazivom "skretnice drugog reda". Na zalost, to zahteva jos dve komponente, tj. jos jedan kalem i kondenzator pa se sema malko komplikuje. U osnovnom obliku, sema i formule za izracunavanje vrednosti komponenata izgledaju ovako:
Svakako, postoje i skretnice viseg reda koje jos "ostrije" ogranicavaju opseg koji propustaju, kao i skretnice za vise drajvera (trosistemske, cetvorosistemske...) ali i jedne i druge po mom misljenju izlaze iz okvira tutorijala ovog nivoa, pa ih necu ovde ni obradjivati. Njihovo savladavanje ostavljam svakome od vas kada budete savladali ove prve korake jer vam tada, uz malo literature i Interneta, ja vise i necu trebati. Nemojte svemu ovome prilaziti olako jer je konstruisanje i izrada dobre trosistemske kutije sa skretnicom viseg reda veoma veliki "zalogaj" i za vrlo iskusne i znanjem potkovane graditelje. Ne zaboravite i da sve skretnice parnog reda, pocev od drugog reda pa navise, unose fazne pomake i kasnjenje signala, pa treba dosta znanja da se to konstrukcijom kutije i rasporedom drajvera ispravi ili ublazi.
Kod nekih skretnica ce te na tweeterima a ponekad i na srednjetoncima videti dodatne otpornike (obicno malo vece snage) koji sluze da oslabe nivo signala na ovim drajverima jer su i tweeteri i srednjetonci najcesce dosta osetljiviji i efikasniji od woofera. U koliko vam je woofer recimo sa SPL=89dB a tweeter sa SPL=94dB, moracete da izmedju izlaza za tweeter sa skretnice i samog tweetera dodate ovakav oslabljivac tj. atenuator da bi ceo sistem skladno i ujednaceno zvucao inace ce visoki biti prenaglaseni. Takodje ce te ponekad naci dodatne sklopove u vidu serijski vezanih otpornika, kondenzatora i induktiviteta (mada nekada nisu koriscena sva tri elementa odjednom) i to su dodatci za razne kompenzacije i "poravnavanje" propusne krive zbog nesavrsenosti drajvera ili skretnica. Time se pokusava da ceo sistem (skretnica i drajveri) za pojacalo predstavljaju sto ravnomernije opterecenje preko celog audio opsega.
Pri izradi skretnica treba posebno voditi racuna o kvalitetu komponenata koje se koriste. Kada su u pitanju kalemovi, za svakodnevnu upotrebu (u samogradnji) se najcesce koristi klasicna lakirana bakarna zica za motanje transformatora, i trebalo bi da se koristi najdeblja moguca zica (normalno, u razumnim granicama!) jer ce kvalitet kalema dosta od toga zavisiti. Treba teziti kad god je to moguce, da omska otpornost gotovog kalema (merena obicnim OM-metrom) ne bude veca od 25% otpornosti namotaja drajvera, a najbolje bi bilo da pokusate da pravilnim izborom debljine zice, tu vrednost drzite u granicama do 10%. Takodje je pozeljno da kalemovi za zvucnicke skretnice budu takozvani "vazdusni" tj. bez ikakvog jezgra. Svakako, to se moze izvesti do neke granice jer ce za visoke vrednosti induktiviteta kalem biti ogromnih dimenzija i tezine ako se po svaku cenu radi kao vazdusni. U tim slucajevima se koriste bilo gvozdena jezgra (kao za mrezne transformatore) ili feritna jezgra. Izbor kondenzatora je takodje vazan, i uvek je bolje koristiti blok kondenzatore nego bilo koju vrstu elektrolitskih pa makar oni bili i posebno radjeni za zvucnicke skretnice. Za velike vrednosti kapaciteta ce ipak cesto biti veoma tesko da se nadju odgovarajuci blokovi, pa se do nekih (opet kazem razumnih!) granica koriste paralelne kombinacije vise blok kondenzatora. Kada bas ne moze drugacije, koristite takozvane "bipolarne" elektrolite koji su namenski pravljeni bas za zvucnicke skretnice.
I jos nesto veoma vazno kod dizajniranja skretnica! Prilikom proracuna skretnice NE MOZETE koristiti podatak o impedansi drajvera onako kako je on obicno dat u proizvodjackoj specifikaciji. To je neka prosecna ili nominalna impedansa tog drajvera, ali to ne znaci da ce on imati tu impedansu na frekvenci koju hocete da koristite kao prelomnu frekvencu skretnice. Uzmite na primer, bilo koji woofer na svetu!!! kome je nominalna impedansa 8 oma, i garantujem vam da na onoj prelomnoj frekvenci od 1900Hz koju smo koristili u primeru, ni jedan sigurno nece imati impedansu od 8 oma! Za pravilan proracun skretnice MORATE koristiti stvarnu impedansu tog drajvera BAS NA TOJ prelomnoj frekvenci, a to ce te morati da izmerite jer ona na toj frekvenci nece biti 8 oma. Kako da to uradite, naci ce te u TUTORIJALU o odredjivanju Thiele/Small parametara drajvera. Za drajvere renomiranih proizvodjaca ce te obicno dobiti i grafikon impedanse u zavisnosti od frekvence pa necete morati da merite vec potrazite vrednost koja vas zanima na grafiku. U koliko ipak sve ovo zanemarite i oslonite se na nominalnu impedansu, proracun ce vam biti netacan pa dakle i vrednosti komponenata u skretnici, pa u tom slucaju nemojte ni ocekivati da vam to sve zajedno dobro zvuci na kraju!!!
NIJE ZAVRSENO!!! NASTAVAK SLEDI........
Dr. Borivoje Jagodic
Bože,daj svakome pameti - ni mene ne zaboravi...