Rozhovor s konstruktérem a akustikem panem Ingvanem Öhmanem na téma zcela nové konstrukce reprosoustav GURU QM10.
V roce 1977 založil výzkumný ústav pro studium lidského sluchu. / Stockholm /
Firma GURU Pro Audio byla založena v roce 2004.

Tyto reproduktorové měniče byly vyrobeny speciálně pro QM 10 – jaké jsou jejich charakteristické vlastnosti?

1. Membrána středobasu je vyrobena z dvouvrstvého papírového kompozitu, který zajišťuje, aby se její pomocí zvuk šířil dostatečně pomalu, aby vyzařovaná akustická vlna byla dostatečně zakřivená a mohla působit v součinnosti s velkým rozptýlením vysokotónových reproduktorů.
2. Délka zdvihu systému magnetu středobasového reproduktoru je +/- 5 mm lineárně a je navržena tak, aby odpovídala jeho velikosti a vyhovovala širokopásmovému použití. Toto je zásadní pro reprodukci nízkých frekvencí bez nepříznivých modulací ve středním pásmu (hloubkový reproduktor/boomer si s tím poradí hůř než středotonový reproduktor/squawker).
3. Okraj reproduktoru - závěsu má tvar jednoduchého polovičního oblouku, který je minimalizovaný, což také přispívá k tomu, že modulační efekt je udržován na nízké úrovni. Čím větší tento poloviční oblouk je, tím víc se bude při pohybu (a to i při malém pohybu) měnit vyzařující oblast. Proto se snažím, aby byl závěs pokud možno co nejmenší, přitom ale natolik velký, aby se dokázal vyrovnat s maximálním lineárním pohybem magnetu, ale ne víc než o 50%.
4. Systém magnetu hloubkového reproduktoru je také silný a hodnota činitele tlaku - tj. asi 176 pa/V - je ve skutečnosti velmi vysoká (vyšší než u většiny 18“ PA-driverů!), což znamená, že může uvnitř boxu vytvořit akustický tlak až 140 dB a to již při vstupním signálu - zhruba při 1.1 V. Tím právě vzniká tak specifický zvuk, který se šíří z této malé ozvučnice (Nízkofrekvenční výstup je výslednicí vstupního napětí x činitele tlaku x objemu boxu x izotermizačního činitele. Jediným nepřítelem jsou zde vedle toho pouze nežádoucí ztráty, které se snažím udržovat na nízké úrovni.)
5. Silný magnet v kombinaci s relativně lehkou cívkou systému umožňuje velmi vysokou vnitřní citlivost reproduktoru, která je důležitá právě pro monitory systému Guru, neboť jejich konstrukce zohledňuje jak kompenzace stereo-systému, tak kompenzace prostoru (vyžadují určitý volný prostor pro „pozitivní kompenzaci“). To znamená, že reproduktor využívá tento prostor při nízkých frekvencích ve svůj prospěch, zároveň to ale znamená, že se musí vypořádat také s nekonstruktivními efekty tohoto prostoru. Většina z nich může být odstraněna přidáním nějaké absorpce za reproduktor. V rozsahu 200-300 Hz tento prostor ovšem přispívá k destruktivním interferencím. To znamená, že reproduktor v systému musí mít skutečnou citlivost kolem 90db, aby byla dosažena dobrá konečná citlivost systému (~86db), kterou požadujeme.

Můžeš nám poskytnout nějaké detailní informace o tom, jakým způsobem byla použita koncepce Helmholzova rezonátoru?
Nevím, kde začít, ale jádrem této koncepce je snaha vyřešit každý aspekt problému odpovídajícím způsobem, což znamená ošetřit různé dimenze zvuku různým způsobem – zohlednit každý aspekt akustické scény uvnitř reproduktoru. Vnitřní chování boxu samotného musí být velmi neměnné, což zajišťuje bezchybnou reprodukci středů. Při Helmholzově rezonanci ale musí být zároveň akustické ztráty pokud možno co nejmenší (v ideálním případě by měla být 100% kontrola reprodukce ze samotného hloubkového reproduktoru), proto je to celé o technice vnitřní akustiky. U tak malého boxu je také zřetelnou výhodu použití štěrbinového otvoru (slit port). Jedním z důvodů použití této specifické konstrukce je eliminace fenoménu tzv. „rezonance píšťaly varhan“ (organ pipe resonance), tj. rezonance půlvlny (half wave resonance). Dalším důvodem je, že při při použití válcového otvoru by se délka otvoru v kombinaci s jeho průměrem na hranici přetížení projevila velkým posunem ladící frekvence (tuning frequency). U štěrbinového otvoru (portu) je ale tento posun velmi malý právě díky absenci symetrie výška/šířka. Výška otvoru je velmi malá a rádius hrany (rim radius) může být proto také velmi malý, přičemž na konci ale výrazně expanduje na povrch.
Já se vždycky snažím navrhovat konstrukci otvorů tak, aby se blížily přetížení (overloading). To může znít divně, ale mám zkušenost, že pokud máte otvor zhruba na stejné úrovni jako woofer (nebo v tomto případě boomer), je to přínosem pro transientní zvuky (transient behaviour). Pokud přetížíte driver dříve, než to udělá tento port, budou mít basové transienty tendenci se zabarvit, protože Q H-rezonátoru při přetížení driveru výrazně vzroste (mechanický odpor totiž vzrůstá, když okraj reproduktoru (surround) opouští svůj lineární pohyb), což vytváří neartikulovaně zvonivý bas. Ten nevystoupá ke svému skutečnému Q (tj. 7- 9), ale značně výše než mnohem nižší Q, které je v dosahu, pokud je vytvářeno wooferem pracujícím uvnitř svého lineárního rozsahu. Krátce: tento port musí převzít od driveru úlohu ovladače (controller), když tento ovladač začíná být přetížený.

Co je míněno oněmi 2-7 kHz – což není zrovna učebnicový příklad funkce dělícího kmitočtu výhybky? Můžeš to nějak rozvést?
Dobře, zase se to týká mnoha věcí. Můžu začít třeba s tím, že výhybka má mnoho funkcí. Dvě hlavní funkce jsou tyto: výhybka přesunuje při změně frekvence energii od jednoho driveru ke druhému a chrání také výškový reproduktor před přetížením. Některé další funkce:
1. Komunikovat s drivery s impedancí optimalizovanou na nižší zkreslení a minimalizující kompresi. (Toto zkreslení je u monitoru QM10 ve středním a vyšším pásmu o víc než 4dB nižší, než kdyby byly drivery buzeny přímo ze zesilovačů!, tj. kdyby se jednalo o konvenční aktivní konstrukci. Tepelná komprese je méně než poloviční. To platí také pro aktivní verzi, která je na cestě / bude v nabídce koncem roku 2009 /, protože se nejedná o v pravém slova smyslu klasickou aktivní konstrukci. Zachovává totiž všechny výše zmíněné přednosti současné konstrukce výhybkového typu.)
2. Výhybka u QM10 řídí také vertikální rozptýlení, takže zvukové vlastnosti jsou modulovány tak, aby reproduktory přestaly působit dojmem bodového zdroje. To také umožňuje, aby reproduktor fungoval stejně, ačkoliv je vzhledem k posluchači umístěn v různých výškách (jako ve stupňovitém hledišti). Aby mohl reproduktor toto „kouzlo“ provést, musí s výškou měnit i charakter a nesmí dovolit uším, aby ho detekovaly jako zdroj zvuku. To se daří optimálně ve frekvenčním rozsahu 800 – 7 kHz. U QM10 to ale není možné právě proto, že výškový reproduktor nemůže fungovat při tak nízkých frekvencích. V praxi to ale nepředstavuje zas tak velký problém, protože náš sluch může být snadno oklamán jistými záchytnými body na bázi dominujících vysokých frekvencí, které zde z psychoakustických důvodů vyhrávají nad nedostatkem výškami modulované informace ve frekvenčním pásmu mezi 800 – 2000 Hz.
3. Velká část kompenzace stereo-systému je prováděna díky použití příslušného tvaru ozvučnice (baffle shape) nebo spíše tak, že se rohům reproduktoru přidá nějaká protifázová odezva formující tón. Tato složka výkonu může být provedena vlastně jenom tímto způsobem, venku v oblasti akustického dekodéru, do které vstupujeme reproduktorem. Pokusy dosáhnout toho v nekomplikované jednodimenzionální sféře „trafer-link world“ ještě před reproduktorem jsou odsouzeny k neúspěchu, neboť jakákoli zvuková změna provedená zde by formovala zvuk vycházející z reproduktorů VE VŠECH SMĚRECH. Nicméně, pouze zvuk vycházející přímo z reproduktorů směrem k posluchači musí mít korekci stereo-systému (aby byla zajištěna psycho-akustická lineární odezva, tj. aby reakce ušního bubínku byla stejná u uměle vytvořeného zvukového obrazu (fantomatický obraz, phantom image) jako u skutečného zvukového zdroje, který se pohybuje po scéně), protože odražený zvuk dosahuje bodů v různých směrech přirozeně a není zde zapotřebí zvukové nedostatky stereo systému nijak kompenzovat . ALE – pouze ozvučnice (baffle) reproduktoru může v tomto směru udělat něco podstatného. Zbytek úkolu spočívá v tom, vytvořit „neviditelný zvuk“, což se dělá jinými prostředky. Jedním z nich je právě výhybka, která řídí nejen amplitudu od každého driveru, ale také způsob, jakým navzájem spolupracují. To ale nestačí. U QM10 musí být woofer opět aktivován zhruba při 6,5 kHz a dodávat část korekcí zaměřených v zásadě pouze frontálně, což nedokáže výškový reproduktor, který má příliš velké rozptýlení.

Jak zmíněné (a také další) skutečnosti přispívají k ohromnému zvuku a silným basům, které se linou z této malé soustavy?
Už jsem se toho dotknul, ale myslím, že se ještě mohu pustit trochu do detailů. Jedna z věcí, které jsem se snažil dosáhnout, je dát těmto reproduktorům takový výkon, aby nekomunikovaly pouze s jedním posluchačem, který sedí v nějakém „ideálním bodě“ (sweet spot), protože mám sice rád slovo „ideální“, ale nemám moc rád slovo „bod“. Kolik uší se vejde do jednoho bodu? Ani ne dvě! A nedovedu si představit, jak lidi v reálné životní situaci zápasí o nějaký ideální bod, kam by umístili svoje křeslo!
Je evidentně něco velmi špatného, pokud je taková potřeba ve světě reprodukované hudby akceptována.
Zkouším proto dosáhnout toho, aby reproduktory bylo možné poslouchat z jakéhokoli bodu v šířce samotných reproduktorů. Vedle již zmíněných vlastností vertikálního rozptýlení zvuku to v zásadě znamená, že musí vykazovat fázově stabilní chování uvnitř dosti velkého horizontálního okna a že potřebují také určité horizontální směrování. Pokud jsou tyto vlastnosti splněny, budou reproduktory fungovat tak, že budou vytvářet spíš jakési holografické okno než otevírat 3D-okno do světa nahrávky. Konečně, když jsou reproduktory nastaveny sbíhavě (if toed in), může být vnímání prostoru vybalancováno tak, že HAAS-efekt ztratí svoji typickou dominanci. Normálně to znamená, že posluchač sedící ve středu vidí vlastně vnější strany obou reproboxů.
Co se týče výkonu v rozsahu nízkých frekvencí – jde pouze o to nic nepromarnit. Nevím už kolikrát jsem slyšel lidi říkat, že QM10 má takový výkon, že to vypadá jako by nerespektovaly fyziku. To samozřejmě není pravda, ale já se opravdu snažím dostat se blízko k limitu možného (je to tak blízko, že to většina ani nedokáže sluchem rozlišit, což může přirozeně budit dojem, že něco dokáže vzdorovat zákonu fyziky).
Existuje matematické/fyzikální omezení pro to, čeho může být dosaženo, a které zhruba říká, že vetší box může jít buď hlouběji do basů nebo může dostat větší účinnost. Reproduktor, který má větší účinnost musí obětovat svoji velikost nebo rozsah (extension), a že reproduktor, který má lepší rozsah, musí obětovat svoji velikost nebo účinnost. Toto omezení se ale liší v závislosti na typu boxu.
Optimální Helmholtz-rezonátor je lepší než normální symetrický tlumený bas-reflexní box (bass reflex box), který je ale lepší než transmission-line systém. Ten je ale zase lepší než box uzavřený (closed box)… Většině konstrukcí zbývá k tomuto limitu víc než pár dB, některé jdou přes 10 dB. Snažím se dostat mnohem blíž.
Při konstrukci reproduktorů, které mají fungovat v blízkosti zdi a ve specifické výšce nad podlahou / 60-80cm /, je možné brát v úvahu také podporu těchto parametrů a reproduktor pak může takového vyrovnání (equation) využít… U normálních konstrukci reproduktorů (kde se nebere v úvahu žádný prostor) stojí každá oktáva rozsahu 9 dB, ale ne tehdy, podílí-li se na vyrovnání (equation) částečně také podpůrný prostor. Odrazy od stěn nad konstruktivně interferující rozsah jsou odtlumeny.. Pak získáte k dobru nejméně 9 dB, které pak mohou být použity pro oktávu navíc. Tato extra oktáva vás ale dostane dolů do frekvenčního rozsahu, kde prostor začíná představovat reaktivní akustické zatížení (reactive acoustical load) (kdy další a další odrazy od povrchu se navzájem dostávají do fáze) a vy vlastně dostáváte víc než extra oktávu, aniž byste obětovali citlivost. To platí v místnostech středních rozměrů.

pozeral som stranku vyrobcu a chystaju aktivy...to moze byt celkom zaujimave na nearfield.Asi sa budem zaujimat koncom roka
ajked ten 10cm stredobas...hmm,sa mi nechce verit...treba asi pocut

Doporučuji si poslechnout!

Kdybych neměl své ptačí budky ProAc, šel bych do těchto. Hraje to nearfield, může to být úplně u zdi, v rohu. Velmi pěkný dynamický přednes, detailní ale nevyčnívající, super podání prostoru bez náročnosti na bodové usazené posluchače, dobře utlumené a pevné, hraje to i na židlích. Velmi vhodné do problematických prostor a na krátké poslechové vzdálenosti (např. napříč obdélníkovému pokoji...).

Jediné co si myslím je, že k těmto bednám Atolly přítomné ve Svensoundu nesedí na 100% tak, jako sedly mě k ProAcu, cosi jim tam chybí...

Vy jste je Víte slyšel s konci ATOLL AM100, nyní krmím integrovaným IN200 / 200Watt na kanál / a je to TIP-TOP.
Chce to opravdu velmi dobrý zesilovač, třeba Vincent 234, ten jim sedí náramně. Tyhle repro nejsou typické Near - Field monitory. Nejsem milovník poslechu z krátké vzdálenosti před soustavou. Nyní je mám ve stejné místnosti o 22 metrech plochy, na kratsí stěně, 10cm od zadní zdi, vzdálenost soustav je 2,20 cm od osy bas. reproduktorů. To je obvyklé usazení větších a velkých soustav.
Takto to doporučuje výrobce a je to myslím ono, nekecá.

korekce: Nyní je mám ve stejné místnosti o 22 metrech plochy, na kratsí stěně, 10cm od zadní zdi, vzdálenost soustav je 2,20 cm od osy bas. reproduktorů. To je obvyklé usazení větších a velkých soustav.......... Tedy kromě toho nalepení na zeď!

Poslední číslo britského HIFI+
http://www.tomtomaudio.co.uk/pdf/hi-fi+ ... es_new.pdf