Problematika reproduktorových soustav

Někdy mne napadá otázka, co to ve studiu vyváděli (nebo co pili), když tu nahrávku dělali. Ale tohle neovlivníme! Nápadné je to třeba při záznamu živých koncertů, kdy vidíme, že některý hráč hraje u mikrofonu na určitý nástroj, ale v nahrávce ten nástroj slyšet není.

Většina lidí v současné době používá jako zdroj signálu CD přehrávač. Považuji ho za dobrý zdroj hudebního signálu. Jenže ve skutečnosti se jedná o zastaralé zařízení, které sice v době vzniku bylo špičkou počínajících digitálních technických možností, jichž bylo dosaženo, ale už od začátku bylo kritizováno, že vzorkovací kmitočet je nízký a ač se rozsah obvykle udává do 20 kHz i u nejkvalitnějších přehrávačů jde vlastně o extrapo­laci vysokých kmitočtů (pokud se v nahrávce skutečně nachází), tedy o tvorbu něčeho, co v původní nahrávce není. V tomhle ohledu se velmi důstojně chová gramofonová deska, která před svým (tržním) zánikem dosaho­vala velmi slušných parametrů a poskytovala za optimálních podmínek poslech, o němž řada nadšenců tvrdí, že je lepší než jakékoliv CD. Hudební DVD, pokud půjde o nové nahrávky, by neměly mít nedostatky svých digitál­ních předchůdců, ale spíš odhalují problémy při pořizování nahrávky, které jsou často patrné u formátu 5+1. Počítače a příbuzná zařízení nejsou obvykle zdrojem kvalitního audiovizuálního signálu. Doslova ranou kvalitnímu poslechu jsou kompresní programy, které různým stupněm odstraňují takzvané neslyšitelné signály a tím snižují objem dat. Zde už určitě neuslyšíme původní nahrávku.

Studoval jsem spoustu komplikovaných pojednání, které vyžadují hlubší elektro-vzdělání. Ale myslím, že zde platí pravidlo o přímé úměře cena/kvalita. Dnes už se v podstatě nesetkáte ze zesilovačem, který by hrál vysloveně špatně. I v miniaturních repráčcích k počítači je zesilovač vlastně jeden „šváb“ - operační zesilovač, jehož pracovní režim je nastaven několika odpory a kondensátory a hraje to relativně dobře (za ty peníze). Vhodně vybraný zesilovač prostě nepovažuji za problematické místo v audio řetězci. Pochopitelně nemá smysl kupovat k levnému zesilovači extrémně drahé soustavy a naopak.

Reproduktor provádí převod elektrického signálu na akustické vlny. Při pohledu na technické řešení reproduktoru vypadá vše jednoduše. Cívka se pohybuje v permanentním magnetickém poli a převádí elektrický signál na pohyb membrány, která nám rozhýbe molekuly vzduchu, a tak vzniknou zvukové vlny. To všechno je pravda! Ale jak dosáhnout toho, aby v celém slyšitelném rozsahu byl převod dokonalý? Při základním fyzikálním popisu funkce reproduktoru jsem napočítal 13 proměnných a také fyzikální popis membrány, který by vyjádřil její deformační chování při kmitavém pohybu se vymyká snadnému popisu a navíc střídavé napětí se v repro­duktorové cívce nechová (vlivem její indukčnosti) nikterak úměrně. A aby to nebylo vůbec jednoduché, mechanické vlastnosti se časem a zatížením mění. Tohle je velmi komplikovaná oblast, s jakou se fyzika setkává, a je tak složitá, že se při popisu neobejdeme bez zjednodušujících operací, které spojují několik fyzikálních charakteristik do jednotlivých kriterií, aby bylo možné reproduktory nějak porovnávat a vyvodit pravidla, jak s nimi pracovat. (Fyzikální parametry bývají uváděny v technických listech – tedy někdy).

Potěšující informace je, že výrobci reproduktorů tuto problematiku zvládají čím dál tím lépe a je možné říci, že zde platí podobná úměra jako u zesilovačů: cena/kvalita. Ale ne vždy je nutné kupovat to nejdražší. Při výběru je potřebné vědět, co od různých reproduktorů můžeme očekávat, jak budou fungovat v reproduktor­ové soustavě a jak nám to bude finálně hrát. Je třeba zvážit i takové okolnosti, jak často a za jakých podmínek vlastně posloucháme, nebo sledujeme audiovizuální zařízení. Způsob poslechu by měl být vlastně první kritérium pro výběr a stavbu reproduktorových soustav. Zde nám právě to velké množství proměnných dovoluje zvolit (případně postavit) reproduktorovou soustavu, která bude ušitá právě dle našich požadavků.

Výškový reproduktor má zásadní vliv na zabarvení zvuku reproduktorové soustavy. Výškové reproduktory jsou velmi rozmanitá kategorie, která vychází z obvyklé konstrukce s cívkou v magnetickém poli s průměrem jeden palec a menší a která je doplněná nejčastěji kalotou nebo malou membránou. Obvykle jsou nevhodné pro kmitočty pod 2500 Hz. Existují poměrně levné výškové piezoelektrické reproduktory, ale vzhledem k jejich některým nespecifickým vlastnostem nevím, proč se do audiotechniky zavádí.

Vyrábí se širokopásmové reproduktory s malou membránou do dvou palců s dobrým podáním spektra až do 15 až 20 tisíc Hz, ale nutně s malým výkonem. Platí tu celkem obecná zákonitost, že s rostoucí plochou mem­brány roste výkon, ale klesá spektrum podaných kmitočtů. Například membrána čtyři palce zahraje obstojně 90 Hz, ale nad šest tisíc Hz začínají vznikat vlastní rezonance membrány, a tím také zkreslení. Pro ozvučení např. obchodních domů se používají reproduktory, které mají až šestipalcovou membránou, kde uprostřed je malá horna, která přednes vysokých frekvencí zlepší, ale vzhledem k fázovým posunům bych tuto imitaci vysokých kmitočtů považoval spíše za zkreslení.

Zde je nápadná podobnost se širokopásmovými reproduktory, ale odpadá tu požadavek na přednes vysokých a nízkých kmitočtů, takže při jejich aplikaci v reproduktorových soustavách se z kmitočtového spektra vybírá oblast, kde funguje reproduktor nejlépe, a doplní se reproduktorem výškovým a basovým. Velikost membrány se pohybuje mezi dvěma až šesti palci obvykle v závislosti na jejich výkonu a využitém rozsahu.

Věrný přednes basů je komplikovaný technický problém a velkou roli zde hraje fyziologie sluchu. Citlivost ucha na hluboké kmitočty (pod 100 Hz) je mnohokrát nižší než u tzv. hlasových kmitočtů mezi 1 až 4 kHz. Proto nám také nevadí zkreslení u malých subwooferů. Pro reprodukci slyšitelných nízkých kmitočtů je pochopitelně potřeba reproduktor s odpovídajícím výkonem, tedy podstatně větším než u kmitočtů středních. Proto jsou basové reproduktory viditelně robustnější, než středové a výškové, a vyrábí se v rozměrech až do 18 palců a větších. Po určitých pozitivních zkušenostech jsem příznivcem velkých basových reproduktorů už proto, že současné moderní konstrukce umožňují i velmi dobrou dynamiku, která u starších velkých reproduktorů byla považována za problematickou. Bohužel 18 palcový reproduktor ke svojí činnosti potřebuje 200 l ozvučnici, a to je pro většinu domácností problém (nemluvě o ceně). Také použitelnost velkých reproduktorů klesá se způsobem bydlení. V bytovém domě bych nedoporučoval basový reproduktor větší než 8 palců, protože nízké kmitočty pod 50 Hz se šíří velmi dobře a spoluobyvatelé domu by slyšeli zřetelné vrčení a dusání i při tichém poslechu. Mohu ujisti i nezkušené, že vzhledem ke spektru zvuku např. u basové kytary, vám nejhlubší kmitočty při poslechu chybět nebudou, uniknou vám pochopitelně určité detaily, ale poslech bude příjemný.

Reproduktory nad 12 palců nám poskytnou naturalistický poslech nárazů a detonací v akčních filmech, ale kvalitní šesti až osmipalcový basový reproduktor nám tyto události naznačí (jsou oslabené) a posluchač nemá pocit, že by byl o něco ochuzen.