Niewiele konstrukcji głośników ma tak bogatą, wielowątkową historię jak słynny dziś przetwornik wysokotonowy JET firmy ELAC. Aby w pełni zrozumieć jego zjawiskowość, należy cofnąć się w czasie o dobre 50 lat. Wtedy to, na początku lat siedemdziesiątych XX wieku, amerykański naukowiec dr Oskar Heil opracował przetwornik elektroakustyczny AMT i dał światu audio jedną bardziej pomysłowych technologii głośnikowych. Na tej kanwie niemiecki ELAC może rozwijać tę koncepcję pod nazwą JET, a jego głośniki z roku na rok coraz wierniej oddają oryginalny sygnał audio. Profil tej technologii chcielibyśmy dziś Państwu przybliżyć.
Spis treści: Głośnik wstęgowy ELAC JET
- Głośnik idealny, czyli czym zajmował się dr Oskar Heil?
- Wnioski i postulaty dr Oskara Heila – powstaje technologia AMT
- Nowoczesny wstęgowy głośnik – co to jest?
- Głośniki wstęgowe ELAC JET – historia
- Głośnik wstęgowy – korzyści soniczne
- Przykładowe głośniki z przetwornikiem wstęgowym
- Głośnik wstęgowy – czy warto?
- Podsumowanie
Głośnik idealny, czyli czym zajmował się dr Oskar Heil?
Amerykański naukowiec dr Oskar Heil prowadził w latach sześćdziesiątych liczne prace w dziedzinie elektroniki, które zakończyły się m.in. wynalezieniem tranzystora FET (Field Effect Transistor). Po nich zajął się techniką głośnikową, a ściślej problemami, z jakimi się borykała. Swoje badania rozpoczął od poznania najważniejszych charakterystyk ludzkiego słuchu.
W wyniku długiego programu badawczego, na początku lat siedemdziesiątych, powstał nowy przetwornik elektroakustyczny. Porusza on powietrze w sposób, który w dużej mierze dopasowany jest do podstawowych właściwości naszego słuchu.
Oskar Heil (po lewej), fot. What Hi-Fi Thailand
Wnioski i postulaty dr Oskara Heila – powstaje technologia AMT
Na podstawie przeprowadzonych badań dr Oskar Heil określił cztery warunki, jakie musi spełniać wybitny przetwornik:
- niewielka prędkość membrany,
- równomierne rozłożenie siły napędowej w membranie,
- użycie miękkich i „martwych” akustycznie materiałów,
- i wreszcie bardzo lekka membrana.
Rezultatem obserwacji dr Heila jest skonstruowane przetwornika średnio-wysokotonowego Air Motion Transformer, w skrócie AMT. Przypomina on do pewnego stopnia przetwornik magnetostatyczny. AMT ma bardzo lekką membranę uformowaną w harmonijkę, w której aluminiowe wstęgi połączone są zespolone ze wstęgami z tworzywa sztucznego. Membrana jest zamontowana w silnym polu magnetycznym. Przepływ sygnału przez ścieżki powoduje działanie sił na równoległe wstęgi, które zbliżają się i oddalają jak miech akordeonu. Natomiast ukształtowanie membrany powoduje, że powietrze równocześnie wciągane jest z jednej strony, a z drugiej wypychane. Przy stosunku szerokości do głębokości każdej fałdy jeden do pięciu, powietrze porusza się pięć razy szybciej niż membrana. Fala akustyczna nie jest jednak promieniowana bezpośrednio, lecz przez pięć wąskich okienek w płycie czołowej, kształtujących pożądaną charakterystykę.
Głośnik z przetwornikiem AMT, fot. hifiengine
Warto też odnotować, że ruchoma masa jest mniejsza od 1 g, dlatego tym samym uzyskujemy bardzo efektywny przetwornik. Zaś nazwa tego przetwornika wskazuje na jego zasadę pracy: Air Motion Transformer = transformator ruchu powietrza. Technologia AMT dała innym producentom podwaliny, by dalej ją rozwijać na różnych sonicznych polach.
Do takich producentów można zaliczyć niemieckiego ELAC’a, który pod nazwą JET zaczął produkować i dalej udoskonalać, swoje wysokotonowe głośniki wstęgowe. Dziś to jeden ze znaków rozpoznawczych kolumn głośnikowych tego producenta.
Nowoczesny wstęgowy głośnik – co to jest?
Najpopularniejszymi modelami głośników wysokotonowych były przez długie lata klasyczne stożkowe głośniki cewkowe z papierową membraną. Obecnie najczęściej stosowane są głośniki kopułkowe, różniące się konstrukcyjnie od poprzedników kształtem membrany (wycinek kuli) oraz używanymi materiałami (tytan, aluminium oraz inne). Stosunkowo duża masa elementów drgających ogranicza w tych konstrukcjach od góry użyteczne pasmo częstotliwości.
Nowszym pomysłem jest połączenie funkcji cewki i membrany w jedną całość. W ten sposób pojawiła się konstrukcja zwana głośnikiem wstęgowym. Pasek przewodzącego materiału, zaciśnięty na brzegach, umieszczony w polu magnetycznym stanowi jednocześnie cewkę i membranę. Konstruktorzy wielu firm zdawali sobie sprawę z ogromnych zalet tego typu konstrukcji. Wiedzieli jednocześnie, że znajdują się na początku drogi prowadzącej do pokonania trudności technologicznych.
Niestety pierwsze konstrukcje głośników wstęgowych cechowały niska efektywność i mała moc znamionowa. Mimo bardzo pozytywnych wyników testów odsłuchowych, ich zastosowanie było bardzo ograniczone, a koszty produkcji wysokie. W 1986 roku pojawił się na rynku pierwszy głośnik wstęgowy, który przełamał ówczesne stereotypy. Jego efektywność była większa niż typowych głośników z membranami i z cewkami napędowymi, a moc znamionowa osiągnęła przyzwoitą wartość (30 W). Dzięki bardzo lekkiej wstędze pasmo przenoszenia było o wiele szersze niż w klasycznych rozwiązaniach.
Największe zalety tej konstrukcji uwidoczniały się przy porównaniu zniekształceń harmonicznych, które nawet przy bardzo wysokich poziomach głośności (rzędu 120 dB) nie przekraczają 2 % - wielokrotnie mniej niż dla klasycznych głośników dynamicznych. Dalsze zwiększanie efektywności wymagało stosowania coraz większych lub silniejszych magnesów. Zastosowanie nowego obwodu magnetycznego – neodymowego – umożliwiło jednak zmniejszenie wymiarów i wagi samego głośnika. Dla porównania tak skonstruowany głośnik wstęgowy jest porównywalny z konwencjonalnym głośnikiem, wyposażonym w magnes ferrytowy o wadze około 30 kg, co stanowiło nie lada osiągnięcie.
Dzisiejsza technika wytwarzania głośników wstęgowych poszła o wiele dalej. Współczesne przetworniki tego typu oferują znakomitą efektywność, bardzo szerokie pasmo przenoszenia (jego górną granicę) i stosunkowo dużą obciążalność mocową przy relatywnie umiarkowanych gabarytach i masie.
Głośniki wstęgowe ELAC JET – historia
Historia wdrożenia projektu głośnika wstęgowego rozpoczyna swój bieg w 1993 roku, kiedy to firma ELAC przejmuje projekt J.E.T. (dotyczący przetwornika wysokotonowego) od innego (nie istniejącego już dzisiaj) producenta głośników – firmy A.R.E.S. z Berlina. Na przestrzeni kolejnych lat projekt tego przetwornika został poddany fundamentalnym zmianom inżynieryjnym, tak na poziomie akustycznym, jak i w celu dokonania pełnej optymalizacji metody jego wytwarzania.
Pierwsza wersja tweetera JET trafiła do zespołów głośnikowych firmy ELAC w 1996 roku. Początkowo montaż tych głośników odbywał się w całości ręcznie. Przypomnijmy w tym miejscu, że membranę tworzy złożona w harmonijkę folia napędzana neodymowym układem magnetycznym. Aby było to możliwe, do każdej takiej fałdy pod mikroskopem klejone były poprzeczne igły. Warto zatem sobie wyobrazić, jakiej precyzji i koncentracji uwagi to wymagało od pracowników, skoro folia ma 0,015 mm grubości. Od 2000 roku zadanie to wykonuje robot o nazwie SCARA, natomiast samo składanie i mocowanie folii nadal wymaga pracy ręcznej. Robot przejął tylko najbardziej monotonne czynności, które − oprócz wysokiej dokładności − wymagają stuprocentowej powtarzalności. Dzięki temu udało się zwiększyć rozmiary produkcji przetworników typu JET.
Fot. i-fidelity
W 2003 roku konstrukcja JET-a zostaje uszlachetniona (wykonany został ilościowy skok technologiczny) i tym samym ustanawia ona zupełnie nowe standardy jakościowe w świecie systemów Hi-Fi w postaci głośnika JET III. W trzeciej wersji tego przetwornika zmieniono geometrię wstęgi, powiększono „okna” w płytce frontowej oraz wzmocniono neodymowy układ magnetyczny. Te i inne zabiegi zapewniły gładki przebieg charakterystyki aż do 50 kHz. Wprowadzono też dodatek służący precyzyjnemu dostrojeniu głośnika wysokotonowego do warunków akustycznych pomieszczenia lub pod kątem upodobań słuchacza. Nie jest to tradycyjny przełącznik tłumienia elektrycznego, jaki można spotkać w kolumnach innych firm, ale cienki pierścień z porowatej gąbki otaczający otwory JET-a, który obniża poziom ciśnienia akustycznego o ok. 0,5 dB (jak podaje producent.) Wykorzystuje się tutaj mechanizm gaszenia fal odbijanych od frontu tego elementu.
W 2005 roku połączono konstrukcję głośnika wysokotonowego JET z głośnikiem średnio-tonowym, tworząc tym samym unikalny system X-JET. Stanowi on kamień milowy nie tylko w historii firmy ELAC, ale i w historii techniki głośnikowej, jako takiej.
Sześć lat później – w 2011 roku – oficjalnie zaprezentowano pierwszy „regulowany” głośnik współosiowy / współpłaszczyznowy VX-JET. Łączył on najwyższą jakość akustyczną z możliwością regulacji położenia jego elementów czynnych w celu indywidualnego dopasowania do każdego rodzaju pomieszczenia i wynikających z tego wyzwań akustycznych.
Piąta, jeszcze lepsza konstrukcja głośnika wysokotonowego JET, „ochrzczona” jako JET5 pojawia się w 2013 roku. Ten zaawansowany technologicznie i innowacyjny przetwornik wstęgowy jest rezultatem odważnego i wytrwałego podejścia inżynierów ELAC-a w dążeniu do osiągnięcia technicznej perfekcji. Wytwarzany jest ręcznie i jest dobrze znany na całym świecie z bardzo dokładnego odtwarzania zakresu wysokich częstotliwości. Dzięki swojej zasadzie konstrukcyjnej i zastosowanym materiałom JET5 jest w stanie reprodukować sygnały audio o częstotliwościach do ponaddźwiękowych 50 000 Hz.
Głośnik wstęgowy – korzyści soniczne
Zastosowanie wstęgowego tweetera typu JET powoduje, że kolumna głośnikowa charakteryzuje się przejrzystym, detalicznym i pełnym przestrzeni dźwiękiem. Co więcej, umożliwia oddanie z wielką precyzją nawet najbardziej subtelnych detali muzycznych. Bardzo niski poziom wnoszonych zniekształceń i niezwykle szeroki zakres odtwarzanych częstotliwości sprawiają, że zespoły głośnikowe wyposażone w przetwornik typu JET mogą być wręcz idealnym rozwiązaniem do odtwarzania nowych formatów audio o wysokiej rozdzielczości.
Z technicznego punktu widzenia, pobudzona do drgań pozaginana wstęga, wywołuje ruch powietrza szybszy niż membrana poruszająca się klasycznie, co zwiększa efektywność i dynamikę takiego przetwornika. Natomiast w przypadku jednostek zespolonych np. X-JET, przenoszony jest bardzo szeroki zakres częstotliwości: od 400 Hz do 50 kHz (co pokrywa aż 7 oktaw!). Mimo, że zbudowanie klasycznego pojedynczego przetwornika o tak szerokim zakresie przenoszenia jest zwyczajnie niemożliwe, to zastosowanie konstrukcji X-JET spełnia założenie punktowego źródła dźwięku, gdyż harmonijkowa membrana JET-a oraz kanapkowa obrączka średniotonowa leżą w tej samej płaszczyźnie. Ponadto, żaden z jego składowych głośników nie „widzi” membrany drugiego przetwornika, jak to ma miejsce w innych głośnikach koncentrycznych lub współosiowych, wykorzystujących klasyczną membranę stożkową (ewentualnie o pochodnym kształcie). To z kolei oznacza brak podstawowej wady głośników koncentrycznych – zakłóconych charakterystyk kierunkowych tweetera (membrana woofera działa jak tuba). Natomiast małe rozmiary X-JET-a (zewnętrzna średnica membrany wynosi 105 mm, zaś wewnętrzna – 50) sprzyjają też minimalizacji przesunięć fazowych poza osią główną.
Można więc powiedzieć, że efekty prac inżynierów ELAC-a są więcej niż wymowne. Uzyskano bowiem ogromną poprawę rozkładu energii fal dźwiękowych w funkcji częstotliwości w pełnym kącie bryłowym. A mówiąc prościej, w charakterystyce promieniowania, przy częstotliwościach bliskich podziałowi, nie ma dziur pod określonymi kątami w stosunku do osi głównej, które w tradycyjnym systemie trójdrożnym są właściwie nie do uniknięcia z powodu interferencji fal dźwiękowych promieniowanych przez dwa nietożsame źródła dźwięku.
Przykładowe głośniki z przetwornikiem wstęgowym
ELAC Solano FS287
ELAC Solano FS287 jest największym zespołem głośnikowym z rodziny Solano, którą ELAC zaprezentował na początku 2021 roku. W tej gamie istnieją tylko trzy modele: głośniki podstawkowe (BS283), głośnik centralny (CC281) i te oto głośniki podłogowe. FS287 należą do klasy średniej i w ofercie tego niemieckiego producenta plasują się one nad serią Carina X.
Pod względem konstrukcyjnym Solano FS287 są 2,5-drożnym systemem głośnikowym, w którym dwa 150-milimetrowe głośniki niskotonowe są uzupełnione przez głośnik wysokotonowy JET5. Całość jest umieszczona w obudowie z otworem typu bass-reflex. Jej prosta, prostokątna obudowa wykonana z litej płyty MDF w połączeniu z lekko zakrzywioną, dużą ścianką przednią zapewnia kompaktowy, ale imponujący wygląd, który pasuje do wystroju każdego wnętrza.
Uzyskany w ten sposób efekt wzorniczy, jak również niecodzienny kunszt wykonania poszczególnych detali połączono z doskonałymi walorami brzmieniowymi. Mimo, że efektywność samego głośnika wysokotonowego JET jest wysoka, to patrząc na ogólną specyfikację zespołów głośnikowych FS287 (czułość 87,5 dB i nominalną impedancję 4 omów), trzeba liczyć się z nieco wyższymi wymaganiami względem zastosowanego do nich wzmacniacza. Nie stanowią one zbyt trudnego obciążenia, ale wzmacniacz na nieco wyższym poziomie jakościowym z pewnością nie będzie w tej konfiguracji złym pomysłem.
ELAC Vela BS403
Choć wszystko mogłoby świadczyć, że głośniki podstawkowe ELAC Vela BS403 są tylko uzupełnieniem systemu wielokanałowego albo modelem „wejściowym” do serii Vela, to jego wyjątkowe możliwości brzmieniowe zadają kłam tym przypuszczeniom. Pomimo kompaktowej budowy, jego niezwykły dźwięk, zwłaszcza w małych i średniej wielkości pomieszczeniach, potrafi oczarować nawet najbardziej wymagających słuchaczy.
BS 403 są konstrukcją 2-drożną, wyposażoną w 150-milimetrową jednostkę średnio-niskotonową z membraną AS XR (Aluminium Sandwich eXtended Range) oraz w przetwornik wstęgowy JET5, odtwarzający górną część pasma akustycznego. BS 403 przeznaczony jest do pracy w systemach stereofonicznych (klasycznych 2-kanałowych) oraz jako głośniki efektowe w systemach kina domowego wyższej klasy.
Warto też wspomnieć, że w zastosowanych tutaj przetwornikach wstęgowych dodano wyprofilowany front, korygujący charakterystyki kierunkowe. Dzięki temu wysokie tony wnoszą więcej świeżości i oddechu. Zastosowane wzornictwo tworzy jedność formy i funkcji. Wypukła ścianka przednia i duże promienie krzywizn obudowy poprawiają akustykę, zmniejszając wpływ obudowy na pasmo przenoszenia. Tak jak i w przypadku pozostałych głośników z serii Vela, BS 403 są dedykowane do ustawienia w pomieszczeniach o najnowocześniejszym wystroju.
ELAC Concentro S509
ELAC Concentro S509 to wyrafinowane kolumny głośnikowe, które są niezbitym dowodem mistrzowskiego rzemiosła firmy ELAC.
Łączą w sobie nietuzinkowe wzornictwo z innowacyjnymi rozwiązaniami technicznymi, które przekładają się na brzmienie o wysokiej jakości, które zadowoli nawet najbardziej wymagających użytkowników.
Jednym z najważniejszych elementów konstrukcyjnych zastosowanych w modelu Concentro S 509 jest moduł stepX-JET - zespolony przetwornik elektroakustyczny, który składa się z tweetera JET 5c i osadzonej wokół niego jednostki średnio-wysokotonowej z aluminiową membraną. Istotną cechą tego rozwiązania są trzy, wymienne pierścienie DCR (Directivity Control Rings). Ta opatentowana technologia ma na celu dostosowanie charakterystyki kierunkowej głośnika w zakresie średnich częstotliwości do warunków panujących w pomieszczeniu odsłuchowym, przez optymalizację relacji między dźwiękiem bezpośrednim i rozproszonym w strefie odsłuchu.
Dzięki zastosowaniu takiego rozwiązania ELAC Concentro S 509 charakteryzują się rozdzielczym, bogatym w detale brzmieniem, a przy tym zachwycają błyskawiczną reakcją, dużą czułością i niezwykłą dynamiką. Ponadto oferują minimalne zniekształcenia i wyraźnie szerszy zakres przetwarzanych częstotliwości w porównaniu z kolumnami wyposażonymi w konwencjonalne kopułki wysokotonowe.
Głośnik wstęgowy – czy warto?
Dużą zaletą głośnika wysokotonowego JET jest to, że dzięki dużej powierzchni może on bez większego wysiłku poruszyć dużą ilość powietrza w pomieszczeniu. Jest więc wydajny i dobrze radzi sobie ze skokami głośności i dynamiką nagrań. Będzie to szczególnie cenne, w przypadku odsłuchów nagrań z muzyką klasyczną, ale nie tylko. Także ścieżki dźwiękowe, zwłaszcza do filmów akcji mogą znacząco zyskać dzięki zastosowaniu takiego rozwiązania.
Podsumowanie
Jeśli chcesz lepiej poznać możliwości kolumn głośnikowych firmy ELAC wyposażonych w przetworniki typu JET, zachęcamy do kontaktu z jednym z salonów sieci sprzedaży Top Hi-Fi & Video Design. fachowi Doradcy (#EksperciDobregoBrzmienia) pomogą Ci sprawdzić wybrane modele do niej należące w odpowiednio skonfigurowanym systemie stereo, dostosowanym do Twoich preferencji.
Polecamy również inne nasze artykuły:
- Continuum Bowers & Wilkins – unikalna technologia w głośnikach Brytyjczyków
- [Wideo] ROSE RS520 – multimedialny kombajn prosto z Korei | prezentacja Top Hi-Fi
Muzyka potrafi pisać najlepsze historie. Usłysz swoją, dzięki Top Hi-Fi & Video Design
Komentarze