Sochy z borovice

Už delší dobu si toužím postavit elektronkový zesilovač v jednočinné třídě A (zatím jsem se k tomu nedostal). Většina těchto zesilovačů má nízký výkon. V mém případě to bude asi 8 W. Mé dvoupásmové bassreflexové soustavy mají citlivost 90 dB/W/m. To je vzhledem k malému výkonu budoucího zesilovače příliš málo na to, aby dostatečně hlasitě ozvučily mou místnost. Proto jsem se rozhodl, že si nejdříve pořídím vhodnější reprosoustavy, které by měly větší citlivost a tím dosahovaly vyšší hlasitosti při stejném výkonu zesilovače. Samozřejmě mým přáním bylo i to, aby nové bedny měly lepší kvalitu zvuku než mé původní. Na internetu jsem náhodou narazil na stránky Dereka Waltona ( http://indigo.ie/~walton/ ). Tam jsem kromě pěkně provedeného elektronkového zesilovače v jednočinné třídě A (s lampami 300B) narazil na bedýnky, které mě na první pohled velmi zaujaly svou jednoduchostí a nenáročnou konstrukcí.

   

Jmenují se podle svého vynálezce P.G.A.H. Voigta, který si je nechal patentovat už někdy ve třicátých letech minulého století, „Voigt pipe“ = Voightova trubice nebo píšťala. Na těchto bednách je zajímavé to, že každá používá pouze jeden širokopásmový reproduktor, který je umístěn přibližně v poloze uší sedícího posluchače. Eliminuje se tím řada nectností. V signálové cestě není třeba používat výhybek. U klasických vícepásmových reprosoustav tyto výhybky snižují citlivost soustav o několik dB a dělící kmitočet je většinou v oblasti frekvencí, které lidské ucho vnímá nejcitlivěji. Použitím jednoho širokopásmového reproduktoru se částečně minimalizují i fázové rozdíly, které u vícepásmových soustav nastávají jak ve výhybce tak mezi samotnými reproduktory.

Hlavní princip této bedny spočívá v zesilování tzv. fundamentální frekvence. Tato frekvence vychází z vlnové délky jejíž 1/4 má délku soustavy.l= 1/4 × λ = 1/4 × (c/f)

Tzn., že čím je soustava delší tím nižší frekvence zesiluje. Pojem zesilování frekvence jsem použil jako zjednodušení. Ve skutečnosti se soustava chová jako fázový invertor pro nižší frekvence a tím umožňuje, aby energie, která vychází ze zadní strany reproduktoru byla kombinována s energií, která vychází ze strany přední. Tím napomáhá širokopásmovému reproduktoru s reprodukcí nejnižších frekvencí. Existuje celá řada modifikací těchto soustav, princip však zůstává stejný. Podrobný článek od Davida B. Weemse (Experiments with tapered pipes – Experimenty se zužujícími se „rourami“ ) týkající se teorie Voigt Pipe lze najít na http://www.geocities.com/loudspeakerguru/weems.ZIP. Výtah z tohoto článku a mnoho dalších zajímavostí o těchto soustavách lze najít na stránkách pana Duška http://www.kutloch.cz/text/vp.htm, který si Voigt Pipes postavil také. Výpočty však nezohledňují Thiele-Small parametry reproduktorů, a proto budou pouze přibližné. Podobně je tomu tak u dvoupásmové soustavy s reproduktory SEAS, které pracují na podobném principu od Joe D’Appolita a byly uveřejněny v časopise AudioXpress (ročník 2002, číslo 5). Výpočty v tomto článku s Thiele-Small parametry již počítají. Tyto soustavy jsou „přehnuté“ (folded) a nezabírají tolik místa. Všechny podrobnosti lze najít na http://www.seas.no/thor.htm.

Voigt Pipes byly původně navrženy pro reproduktory anglické firmy Lowther. Zjistil jsem, že u nás tuto značku zastupuje Horn Studio pana J. Dvořáka v Kroměříži, kde je možné tyto reproduktory slyšet a koupit. Většina lidí, kteří si tento typ beden staví používají většinou levnější japonské reproduktory FOSTEX (v Evropě se také prodávají pod značkou ACR). Další vhodné reproduktory jsou např. od firmy SUPRAVOX, E J Jordan, atd. Po poslechu hornů Hedlund s reproduktory Lowther EX4 (nejdražší model z nejvyšší řady) v Horn Studiu pana J. Dvořáka jsem byl naprosto ohromen jejich dynamickým a na detaily bohatým zvukem. Celé zvukové spektrum působilo velice vyváženě bez zjevných propadů, které jsou slyšitelné u špatně navržených vícepásmových soustav. Naprosto nečekané bylo s jakou razancí a dynamikou byly reprodukovány nízké kmitočty, které jste mohli nejen slyšet, ale při určitých pasážích i cítit. Dlouho jsem neváhal a při další návštěvě jsem po konzultaci s panem Dvořákem zakoupil pár reproduktorů Lowther PM2C. Na stránkách norského Lowther klubu (http://www.marketview.no/lowther/voigtpip.html) doporučují Lowther PM6A, PM6C nebo PM7A. PM2C má větší citlivost než tyto tři modely (97 db/W/m) a měl by hrát i o něco vyšší kmitočty. Je to nejdražší model z nejnižší řady. Tato řada se od ostatních liší především tím, že používá silný feritový magnet místo magnetu AlNiCo (směs hliník-nikl-cobalt) v řadě A nebo neodymiového u řady DX nebo EX. Tyto magnety mají podstatně menší rozměry při stejné magnetické síle. Reproduktory Lowther (a také FOSTEX) mají papírovou membránu a nízkou maximální výchylku Xmax. Zvuk proto reprodukují s minimálním interferenčním zkreslením.

Protože nemám vhodné prostory ani nářadí, rozhodl jsem se, že si nechám zhotovit bedny od místní firmy, která se zabývá výrobou nábytku. Jako materiál jsem použil borovici, která je pro tento typ beden vhodnější (podle některých zdrojů z internetu) než třeba MDF. Případné rezonance tohoto dřeva prý nezkreslují zvuk tak jako rezonance MDF. Vnitřní rozměry jsem převzal ze stránek norského Lowther klubu. Podle těchto rozměrů jsem zhotovil výkresy, které zveřejňuji i na těchto stránkách. Za případné chyby a nepřesnosti, které se mohou v těchto výkresech objevit se předem omlouvám a nepřebírám za ně, žádnou zodpovědnost. Pokud se rozhodnete pro reproduktory Fostex musíte pamatovat na to, že tyto reproduktory jsou hlubší než Lowthery, a proto by bylo vhodné zkontrolovat, zda nemůže dojít ke kolizi se zadní stěnou ozvučnice. Volil jsem tloušťku stěny 30mm. Tím by měla být zajištěna dostatečná tuhost, protože v bedně nejsou žádné vnitřní výztuhy. Vnitřní část, která je v blízkosti otvoru pro výstup basových frekvencí jsem provedl stejně jako Derek Walton. Tuto část jsem zakřivil (viz obrázek). Podle Dereka má toto řešení výhodu v tom, že zvukové vlny se odrážejí směrem do místnosti lépe než by tomu bylo u bedny s horizontální základnou, u které se zvukové vlny odrážejí zpět dovnitř. V reprosoustavě tak nevzniká stojaté vlnění. Tlaková vlna odražená od základny by tím působila proti tlakové vlně přicházející od reproduktoru. Je známo, že zvuku neprospívají žádné ostré hrany, proto jsem nechal zaoblit i všechny vnější hrany (kromě hran základny). Minimalizovala se tím i plocha kolem reproduktoru na stranách bedny. Vnitřní horní polovinu beden jsem volně vyplnil ovčí vlnou tak, aby zasahovala i za reproduktory. Menší vrstvu vlny jsem také umístil dole u otvoru. V mé místnosti to zlepšilo reprodukci hlubších basů. Myslím, že s vyplněním reprosoustavy vlnou je třeba trochu experimentovat. Pro každou místnost a typ reproduktoru je nutno hledat optimální řešení.

  Lowther PM2C na 2 kHz ztlumený vlnou hrdlo Voigt Pipe  

No a jaký mají tyto bedničky zvuk? Při prvním poslechu s úplně novými nerozehranými reproduktory Lowther byl zvuk jakoby přiškrcený a basy nebyly příliš výrazné. To jsem očekával, četl jsem o tom a upozornil mne na to i pan Dvořák, že k úplnému rozehrání potřebují tyto reproduktory asi 500 hodin standardní hlasitosti. Po rozehrání hrají Voigt Pipes úplně jinak. Nejnižší kmitočty na první poslech nezaujmou. Je to ale způsobeno tím, že je celý frekvenční průběh velmi vyrovnaný. Tím se tyto reprosoustavy liší od mých dosavadních bassreflexových. Jejich basy jsou jaksi rozmazané a nepřesné, jsou naladěny na určitou frekvenci a tím se snaží falešně předstírat jejich sílu. Basy soustav Voigt Pipes nejsou tak dunivě výrazné, ale jsou naproti tomu velice rychlé a přesné. Nejsilnější stránkou těchto soustav je však reprodukce středních a vysokých kmitočtů na které je lidské ucho nejvíce citlivé. Ty jsou podány křišťálově čistě a naprosto přirozeně bez jakýchkoliv propadů v kmitočtové charakteristice. Velmi věrně znějí nahrávky ve kterých je obsaženo velké množství prostorových informací. Je radost poslouchat ženské vokály (např. K.D.Lang, Diana Krall), protože jsou reprodukovány s naprostou přirozeností a lehkostí. Voigt Pipes se však hodí i k poslechu rockové hudby. Kytarová sóla Joe Satrianiho a Tony Macalpina navozují atmosféru živého koncertu. S těmito soustavami lze vypozorovat rozdíly v kvalitě nahrávek jednotlivých CD. Na rozdíl od mnoha hornových reprosostav jsou Voigt Pipes mnohem méně náchylné na umístění. Mají však i jeden zápor a to je ten, že nehrají dobře v místnostech, které jsou málo zatlumené. V Horn Studiu jsem měl možnost porovnat Voigt Pipes se zvukem hornů Hedlund, ve kterých tentokrát nebyl namontován britský reproduktor Lowther, ale německý AER, kteroužto firmu pan J. Dvořák v ČR zastupuje také. Poslouchalo se jak z gramofonu, tak z CD přehrávače. Zesilovač byl skvělý elektronkový jednočinný OTL (bez výstupního transformátoru) od pana Hlavy. Tento zesilovač měl výkon asi jen 6W, ale to naprosto stačilo k tomu, aby dokázal vybudit Voigt Pipes na více než dostatečnou hlasitost. Zesilovač pana Hlavy byl úplně jiná liga než zesilovač na kterém tyto bedny poslouchám doma (DENON PMA-715R asi 100W). Vše bylo daleko prokreslenější a čistější. Dobré elektronkové zesilovače jsou pro tyto soustavy více vhodné než můj DENON. Reproduktory AER a Lowther jsou velmi podobné konstrukce, ale AER mají větší citlivost a o něco vyrovnanější kmitočtovou charakteristiku než Lowthery. Zvukový projev těchto reproduktorů je ale jiný. Každý člověk se musí rozhodnout sám, jestli se mu více líbí zvuk AER nebo Lowtherů. Voigt Pipes opticky působily vedle Hedlundů tak trochu jako trpaslíci. Nemohly Hedlundům konkurovat v oblasti nejnižších kmitočtů. Tam mají Hedlundy jasně navrch a reprodukují tyto kmitočty razantněji a dynamičtěji než Voight Pipes. V některých pasážích byly nízké kmitočty Hedlundů doslova cítit. V oblasti středních a vyšších kmitočtů již není mezi těmito soustavami takový velký rozdíl. Jejich zvuk byl dán především zvukem použitých reproduktorů. Lowthery působily více dynamičtěji (i přesto, že mají nižší citlivost) a dávaly hudbě více „atmosféry“. AER zase zněly jakoby sušeji a jemněji. V oblasti nejvyšších kmitočtů ale vynikali reproduktory AER. Jejich zvuk byl více detailní. Vzhledem k rozdílu v ceně reproduktorů Lowther PM2C a reproduktorů AERMk1 však byly dle mého názoru tyto rozdíly minimální. Levnější typy Lowtherů a všechny starší (včetně mého) mají jednu nepříjemnou vlastnost. Při velmi vysokých hlasitostech u nich dochází k vibracím středového kornoutu a k nepříjemnému zdůraznění frekvencí okolo 2.5KHz. Tomu jsem částečně zabránil tak, že jsem kolem středového kornoutu přivázal (nechtěl jsem nic lepit) vrstvičku ovčí vlny. U nejnovějších reproduktorů v nejvyšších řadách již firma Lowther tuto nectnost odstranila tím, že okraj středového kornoutu je přehnut a tím výrazně zpevněn. Pan Hlava mně poradil abych zkusil odmontovat původní fázový stabilizátor (černá věcička uprostřed reproduktoru). Je to zajímavé, ale došlo tím ke zlepšení zvuku na všech frekvencích. Vše se více projasnilo. Pan Dvořák mi bezplatně zapůjčil nové fázové stabilizátory, které se standardně dodávají jen k reproduktorům Lowther řady EX. Zvuk s těmito novými fázovými stabilizátory je velice podobný tomu jako bez nich (alespoň u Voigt Pipes). Je velmi těžké popsat jednotlivé rozdíly, ale myslím, že s nimi došlo k ještě lepší separaci všech hudebních nástrojů a lepšího podání prostoru.

Voigt Pipes s reproduktory Lowther PM2C mě stály včetně dřeva a práce asi Kč 39 000,-. Poměr zvuk/ cena je u Voigt Pipes naprosto vynikající - za „málo“ (relativně) peněz hodně muziky. Od té doby co tyto soustavy vlastním jsem neměl nutkání ani chuť poslouchat mé bassreflexové soustavy, které jsou nyní připraveny k prodeji. Ke zvuku soustav s nízkou citlivostí se asi už nikdy nevrátím. Teď už mi jen zbývá postavit si ten elektronkový zesilovač.

Ivo Pfeiffer

elektronkový zesilovač
Copyright 1999 - 2008 / Horn Studio