MTZ Audio - ARCOS X speaker kit project

Η ιδέα του 'μεγάλου' ηχείου δαπέδου της MTZ audio άρχισε να συζητιέται λίγο πριν τον Ιούλιο του 2005. Πρώτοι συνομιλητές μας ήσαν φίλοι diyers, κάτοχοι των προηγούμενων projects ηχείων μας όπως το Mylo, το Nimiel και το Arcos με μονάδες Audax. Για όλους μας ήταν σαφές ότι αυτό το project έπρεπε να ξεπερνά την ιδέα του ογκώδους ηχείου που 'οδηγεί' με άνεση χώρους ακρόασης 25 έως 50 m2, και να ξεχωρίζει με 'απόλυτο τρόπο' για την σκηνική του παρουσία.

Θα έπρεπε να αναπλάθει την μουσική σκηνή όχι απλά με την αληθοφάνεια των ηχείων μεμβράνης αλλά και με την απαράμιλλη ακρίβεια ενός κατευθυντικού ηχείου. Επιπλέον η 'ακρίβειά' του αυτή θα έπρεπε να αναιρείται μόνον σε μικρό βαθμό από τις ιδιαιτερότητες οποιουδήποτε μέτριου χώρου ακρόασης (δηλ. αρκετά ανακλαστικού).

Ολοι όσοι ασχολούνται συστηματικά με την σχεδίαση ηχείων γνωρίζουν πολύ καλά ότι μια 'καλή απόκριση συχνότητας SPL' δεν θα αρκούσε για να επιτευχθεί η αρχική 'ιδέα'.

Ενα-δύο μήνες αργότερα γνωρίζαμε πια πολύ καλά ότι η αψεγάδιαστη μηχανική τελειότητα και ποιότητα των κορυφαίων μονάδων της Seas, Excel, θα μπορούσε να στηρίξει όλες τις σχεδιαστικές μας επιλογές πέρα ως πέρα.. από το χαρτί ως το δωμάτιο ακροάσεων.

Ετσι επελέγη σαν μονάδα χαμηλών συχνοτήτων (woofer) το φημισμένο 8-άιντσο W22EX001 ακριβώς χάριν του κώνου μαγνησίου του και του μοτέρ με μεγάλο πηνίο φωνής (39mm).

Κυρίαρχο χαρακτηριστικό της μονάδας αυτής είναι η 'μετέωρη' ανάρτηση-αράχνη που εξασφαλίζει (ανάμεσα στα άλλα) πλήρη συμμετρία στο φορτίο του αέρα που αντιμετωπίζει το πηνίο φωνής. Χάρις σε αυτήν επέρχεται η δραστική μείωση της αρμονικής παραμόρφωσης και ενδοδιαμόρφωσης στις κρίσιμες χαμηλές και μεσαίες συχνότητες του μουσικού σήματος. Μάλιστα οι μετρήσεις αυτών των παραμορφώσεων που παραθέτει η Seas για αυτήν την μονάδα είναι εκπληκτικά χαμηλές.

Οι πρώτες ακροάσεις επαλήθευσαν την επιλογή αυτή δίνοντας μια απρόσμενα καθαρή και διαυγή αναπαραγωγή και στις πιο υψηλές ηχητικές εντάσεις.

Από την άλλη μεριά η μονάδα των υψηλών συχνοτήτων επιφορτίστηκε με την απαίτηση να μπορεί να λειτουργεί απολύτως γραμμικά σε καταστάσεις μεγάλου θερμικού αλλά και ηλεκτρικού φορτίου, χωρίς χρωματισμούς και ενδοδιαμόρφωση. Επιπλέον θα έπρεπε να εμφανίζει σημαντικά στοιχεία κατευθυντικότητας και να αντέχει να 'αναλάβει' σημαντικό τμήμα του ακουστικού φάσματος χωρίς προβλήματα.

Εκτίμησή μας είναι ότι τα παραπάνω απετέλεσαν σχετικά εύκολους στόχους για το γνωστό 'millenium' tweeter της Seas : T25CF002.

ΛΙΓΑ ΛΟΓΙΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΤΗΣ ΚΑΜΠΙΝΑΣ..

Η σχεδίαση της καμπίνας ενός ηχείου όπως το ARCOS X, σίγουρα έχει πάρα πολλές ιδιαιτερότητες και επιμέρους στοιχεία. Ας παραθέσουμε μερικές :

ArcosXph1_sv.jpg (186574 bytes)

ARCOSX_patoures_sv.jpg (88489 bytes)

ARCOSX_bars_sv.jpg (99048 bytes)

ARCOSX_absorbents_sv.jpg (95611 bytes)

τοπολογία MMT (lower Midbass, upper Midbass, Tweeter) για μια άριστη τοποθέτηση των μουσικών ερμηνευτών στο κατακόρυφο επίπεδο. Για εμάς στην MTZ audio η τοπολογία αυτή έχει αποδείξει πλέον την ανωτερότητά της στην δημιουργία του στερεοσκοπικού φαινομένου,

βελτιστοποίηση του πλάτους της μπάφλας (δηλ. του πλάτους του ηχείου) για καθαρότητα στην εστίαση των οργάνων μέσα στον χώρο ακρόασης,

προσεκτική επιλογή της θέσης της μονάδας υψηλών συχνοτήτων (tweeter) ως προς τις τρεις κοντινές ακμές της καμπίνας του ηχείου για ελαχιστοποίηση των προβλημάτων περίθλασης αλλά και για βελτιστοποίηση της συμπεριφοράς του ηχείου έναντι των ανακλάσεων οροφής και δαπέδου,

χρήση κατάλληλης πυκνότητας MDF μεσαίου πάχους 22mm για την υλοποίηση μιας αρκούντως στιβαρής καμπίνας ικανής να συγκρατήσει τις μεγάλες στάθμες πίεσης των ηχητικών κυμάτων που θα αναπτυχθούν στο εσωτερικό της,

κατασκευή πατούρας μεγάλης ακρίβειας για την απόλυτη προσαρμογή κάθε μονάδας στην επιφάνεια της μπάφλας του ηχείου,

κατάλληλη επιλογή των θέσεων των μονάδων χαμηλών συχνοτήτων και του ηχητικού σωλήνα (bass reflex) πάνω στην καμπίνα του ηχείου, για ελαχιστοποίηση των εσωτερικών στασίμων κυμάτων και των εκπεμπόμενων από τον σωλήνα ηχητικών παρα-προιόντων,

τοποθέτηση κυλινδρικών 'νεύρων' εσωτερικά στην καμπίνα του ηχείου για μείωση των δονήσεων των πλευρών της κατά την ηχητική αναπαραγωγή και μείωση των φαινομένων διαμερισματοποίησης της εσωτερικής κοιλότητας του ηχείου,

χρήση 2 διαφορετικών ηχοαπορροφητικών υλικών με δράση σε διαφορετικά επίπεδα : αδρανοποίηση των ξύλινων τοιχωμάτων, αποτελεσματική απορρόφηση των μεσαίων και υψηλών συχνοτήτων στο εσωτερικό του ηχείου και τέλος αύξηση του φαινόμενου όγκου του ηχείου για περαιτέρω βελτίωση της κάτω συχνότητας αποκοπής της απόκρισης SPL.

ξεχωριστή βάση στήριξης του σώματος του ηχείου με το δάπεδο. Η βάση περιλαμβάνει κατάλληλα ελαστικά παρεμβύσματα που απομονώνουν και απορροφούν τις δονήσεις των μεσαίων συχνοτήτων.

Οπως και για τα υπόλοιπα project ηχείων της MTZ audio, έτσι και για το ARCOS X χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό ανάλυσης χαμηλών συχνοτήτων LFA, από το οποίο προέκυψε μια ιδανική τιμή όγκου 77 lt για το εσωτερικό της καμπίνας και μια κάτω συχνότητα αποκοπής στα 35.4Hz.

Το καθοριστικό σημείο της σχεδίασης της καμπίνας του ηχείου ήταν η ελαχιστοποίηση των δευτερευόντων συντονισμών-χρωματισμών που θα εκπέμπονταν από τον ηχητικό σωλήνα και τις επιφάνειες των μονάδων μεγαφώνων.

Στο σχήμα που προηγείται απεικονίζεται η απόκριση SPL (εγγύς πεδίου) του ηχητικού σωλήνα όπως προσομοιώνεται από το συγκεκριμένο λογισμικό. Πέρα από την ωφέλιμη συχνότητα συντονισμού του σωλήνα στα 37Hz, παρατηρούμε τις δευτερογενείς εκπομπές, η στάθμη των οποίων κρατιέται αρκετά χαμηλή χάρις στην κατάλληλη επιλογή της θέσης/ύψους των μονάδων και του σωλήνα στο μπροστινό μέρος της καμπίνας του ηχείου. Η προσομοίωση αυτή αφορά μια καμπίνα ηχείου ARCOS X χωρίς κανένα απολύτως ηχοαπορροφητικό υλικό. Στην πραγματικότητα, η παρουσία των ηχοαπορροφητικών υλικών συμπιέζει ακόμα περισσότερο τους χρωματισμούς αυτούς.

Στο σχήμα που ακολουθεί παρατίθεται η εργαστηριακή μέτρηση της εκπομπής του ηχητικού σωλήνα ενός ολοκληρωμένου ηχείου ARCOS X (δηλ. με όλα τα απαιτούμενα ηχοαπορροφητικά υλικά).

Η επιτυχία της σχεδίασης επαληθεύεται πλήρως.

Οπως αναμενόταν, η περίπτωση του κυκλώματος crossover του ARCOS X απαιτούσε μια ιδιαίτερη προσοχή. Οι μονάδες των χαμηλών συχνοτήτων (woofers) ακριβώς λόγω της καινοτομίας του στιβαρού κώνου τους από μαγνήσιο (υλικό στο οποίο οφείλουν την δυναμική και ζωηρή αναπαραγωγή των χαμηλών συχνοτήτων του μουσικού σήματος) εμφανίζουν μια κορύφωση (συντονισμό) στην ανώτερη περιοχή συχνοτήτων της απόκρισης SPL τους (5000 Hz).

Ετσι η τοπολογία του crossover θα έπρεπε εκτός από το να εξασφαλίζει μια άριστη συνεργασία των αποκρίσεων φάσης των επιμέρους ακουστικών κλάδων (για άριστη 'σκηνική παρουσία' του ηχείου), να συμπιέζει με επιλεκτικό τρόπο την περιοχή των 4-5 KHz για τον κλάδο των woofer και ταυτόχρονα να προσδίδει στο τελικό ηχείο μια όσο το δυνατόν πιο επίπεδη και ωμική σύνθετη αντίσταση.

Η τοπολογία που επελέγη δεν ήταν σύνθετη και με μια πολύ προσεκτική επιλογή τιμών για τα υλικά της, πέτυχε όλους τους στόχους. Φυσικά πέρασε από σημαντικά χρονοβόρες φάσεις μουσικών ακροάσεων με στόχο την εξέλιξη και βελτιστοποίηση.

Στο σχήμα που ακολουθεί φαίνεται με την διακεκομμένη καμπύλη η μορφή της απόκρισης SPL της μονάδας των χαμηλών συχνοτήτων (woofer). Στα 5000Hz συγκεντρώνεται ο συντονισμός του μαγνησίου του κώνου του μεγαφώνου. Στο ίδιο σχήμα η συνεχής καμπύλη παριστάνει την απόκριση SPL όπως διαμορφώνεται με την παρουσία του φίλτρου διέλευσης χαμηλών συχνοτήτων του crossover. Η επιτυχής συμπίεση του ανεπιθύμητου συντονισμού και η ομαλοποίηση της απόκρισης είναι κάτι παραπάνω από προφανής..

Σε μια προσπάθεια να μπορέσει το ARCOS X να συνυπάρξει με το σημαντικό πεδίο αντήχησης (δηλ.ανακλάσεων) ενός χώρου ακρόασης, δόθηκε ιδιαίτερη βαρύτητα στην (ανηχοική) απόκρισή του στην περιοχή 1500-5000Hz. Η προσεκτική ακρόαση του ηχείου σε πάρα πολύ μεγάλες ηχητικές στάθμες μέσα σε τυπικά δωμάτια ήταν μια απρόσμενα ευχάριστη εμπειρία.

Στο παραπάνω σχήμα απεικονίζεται η απόκριση ηχητικής ισχύος του ηχείου σε απόσταση 1m και επί του άξονα της μονάδας υψηλών συχνοτήτων (tweeter). Το μέγεθος αυτό προβλέπει με μεγαλύτερη ακρίβεια την ηχητική υπογραφή των ηχείων με δύο woofer από ότι η συνήθης καμπύλη απόκρισης SPL.

Τέλος σε ότι αφορά την συνεργασία των δύο ακουστικών κλάδων του ηχείου (δηλ. εκείνου των χαμηλών συχνοτήτων με τον αντίστοιχο των υψηλών) από μελέτη του παραπάνω σχήματος παρατηρούμε ότι ο κλάδος των χαμηλών συχνοτήτων στην περιοχή διασταύρωσης παρουσιάζει κλίση περίπου 15dB/oct., ενώ των υψηλών περίπου 11-12dB/oct.

Η συχνότητα διασταύρωσης είναι 2200 Hz. Οσοι μπορούν να αξιολογήσουν την φασική απόκριση θα παρατηρήσουν ότι η απόκριση φάσης του tweeter (συνεχής καμπύλη) στην περιοχή των συχνοτήτων διασταύρωσης, κινείται ακριβώς ανάμεσα από τις αποκρίσεις φάσης των δύο woofers (διακεκομμένες καμπύλες). Η απαράμιλλη εστίαση των μουσικών οργάνων στον χώρο αλλά και η 'τοποθέτηση' των φωνών στα διάφορα επίπεδα του χώρου ακρόασης είναι απλά ένα αναπόφευκτο αποτέλεσμα..

Και επειδή όλοι οι χώροι ακρόασης δεν είναι φυσικά ίδιοι, το κύκλωμα crossover του ARCOS X περιλαμβάνει μια αντίσταση με κυμαινόμενη επιτρεπτή τιμή, ώστε να μπορεί ο κάτοχος του ηχείου να προσαρμόσει το ηχητικό αποτέλεσμα στα δεδομένα του δικού του χώρου αλλά και στις προσωπικές του προτιμήσεις.

Πολλοί DIYers στρέφονται τα τελευταία χρόνια στην κατασκευή των crossovers χωρίς πλακέτα/pcb, δηλαδή σε αυτό που ονομάζουμε 'hardwired' υλοποίηση. Οι γειώσεις σε τέτοιες υλοποιήσεις είναι κατά πολύ ανώτερες εκείνων που προσφέρει ένα κοινό pcb, γεγονός που αν συνδυαστεί με τα μεγάλα στιγμιαία ρεύματα ενός ηχείου σίγουρα τους δικαιώνει..

Φυσικά οι λεπτομέρειες μιας τέτοιας υλοποίησης είναι πολλές και σημαντικές, όμως η MTZ audio παρέχει (προφορικές) οδηγίες που θα ικανοποιήσουν και τους πιο απαιτητικούς.

Σε ότι αφορά την στέγαση των hardwired crossovers, παρέχονται αισθητικά άρτιες λύσεις, κατάλληλα προσαρμοσμένες στις ιδιαιτερότητες του καθενός..

Η έκφραση 'εύκολο-δύσκολο φορτίο' χρησιμοποιείται πολύ συχνά μεταξύ των φίλων του 'audiophile' ήχου. Αλλοι αποκαλούν εύκολα φορτία για έναν ενισχυτή τα ηχεία που έχουν υψηλή ευαισθησία και δύσκολα εκείνα με χαμηλή ευαισθησία. Εμείς αντιλαμβανόμαστε το χαρακτηρισμό ενός ηχείου σαν εύκολο φορτίο μόνον με βάση τα στιγμιαία ρεύματα που αυτό θα απαιτήσει από τον ενισχυτή που θα το οδηγήσει και -το σημαντικότερο- από τα προβλήματα που θα προκαλέσει στην ανάδραση και το τροφοδοτικό του. Βέβαια, το ζήτημα είναι πολύ μεγάλο για να μπορεί να εξαντληθεί μέσα σε μερικές γραμμές κειμένου. Ετσι προτιμούμε να συνοψίσουμε πολύ απλά τον στόχο που θέσαμε από την αρχή για το διάγραμμα της σύνθετης αντίστασης του ARCOS X : επίπεδη στην συχνότητα και καθαρά ωμική (δηλαδή με όσο το δυνατόν μηδενική γωνία ορίσματος). Στο παρακάτω σχήμα απεικονίζεται πολύ καλά η φιλοσοφία αυτή.

Το μέτρο της αντίστασης αποκλίνει ελάχιστα από τα 4Ω ακόμα και σε συχνότητες πολύ πάνω από το άνω όριο των 20kHz ! Το όρισμά της με δυσκολία ξεπερνά τις +/- 5 μοίρες..

Οσο για το ακουστικό αποτέλεσμα, αρκεί μια προσεκτική ακρόαση με μέτριας τροφοδοσίας τελικούς ενισχυτές..

λιανική τιμή διάθεσης του πλήρους κιτ ζεύγους ηχείων : 2510 ευρώ

κομψή καμπίνα από στιβαρό 22mm-MDF, έτοιμη προς βαφή

σχεδίαση bass-reflex με συχνότητα συντονισμού στα 37 Hz,

μέγιστη συνεχής πρόσληψη ισχύος: 300W rms ανά κανάλι,

μέγιστη στιγμιαία πρόσληψη ισχύος: 500W peak ανά κανάλι,

πλήρες κιτ ηχείου που περιλαμβάνει καμπίνες (άβαφες), βίδες, απορροφητικά υλικά, μονάδες μεγαφώνων SEAS, υλικά για το κύκλωμα crossover, ηχητικό σωλήνα, καλωδίωση, βάση ηχείου, ελαστικά παρεμβύσματα βάσης. Δεν περιλαμβάνεται η πλακέτα-PCB, το εξωτερικό κουτί στερέωσης για το κύκλωμα crossover και οι επίχρυσοι ακροδέκτες τύπου μπόρνας. Με τα παραδιδόμενα υλικά το crossover μπορεί να υλοποιηθεί σε hardwired μορφή στο εσωτερικό της καμπίνας εφόσον το επιθυμεί ο αγοραστής του κιτ.

Σημ. : η παρακάτω εικόνα οδηγεί σε αρχείο τύπου pdf.

To copyright των φωτό που ακολουθούν ανήκει στους ιδιοκτήτες των εικονιζόμενων ηχείων και όχι στην MTZ audio.