Modyfikacje kolumn głośnikowych - korekta objętości

Zmniejszanie objętości kolumn to temat wielu barwnych opowieści, może nie tyle wśród modyfikatorów sprzętu, lecz raczej pośród majsterkowiczów konstruujących zestawy głośnikowe. Spotkaliśmy przypadki gdy do zmniejszania objętości były wykorzystane kartoniki z mlekiem, ziemniaki, czy puszki z piwem. Jak widać może to być czynność całkiem zabawna. Podejdźmy jednak do sprawy na poważnie.

Kiedy zmniejszamy objętość kolumn

Korekta objętości skrzynki jest rzadko spotykanym typem modyfikacji kolumn głośnikowych. A przecież zastosowanie innej objętości aniżeli zaprojektował producent nie jest wcale pomysłem ekstrawaganckim. Wręcz przeciwnie, obracamy się tu w kręgu technicznych konkretów.

Szczególnie prosty jest przypadek kolumn z obudową zamkniętą. Analiza skutków zmiany objętości jest prosta. Zmniejszając objętość zwiększamy dobroć systemu. Kwestia granicznych wartości dobroci mieszczących się w ramach poprawnej praktyki projektowej nie jest sprawą oczywistą. Przyjmijmy więc dość ostrożne założenie, że dobroci z przedziału 0,5 do 1 można uznać za typowe. Macie prawo mieć swoje zdanie na ten temat czy odpowiadają Wam kolumny o dobroci 0,5, czy 0,7 czy może 0,9. Wspomniana dobroć 0,5 ma szczególne miejsce w podręcznikach, bo gwarantuje optymalną odpowiedź impulsową, ale w praktyce wiele osób uważa, że bas z takich kolumn jest zbyt szczupły. Dobroć 0,7 to drugi podręcznikowy przypadek. Ta dobroć daje najszersze pasmo przenoszenia bez przerzutów na charakterystyce. Ze względów komercyjnych projektuje się jednak obudowy z większą dobrocią, aby uzyskać podbicie w średnim basie. W naszej ocenie dobroć około 0,8 powinna zadowolić wiele osób, przerzut na charakterystyce jest wówczas minimalny, czystość barwy niskich tonów wciąż dobra (to znaczy lepsza niż w przeciętnym bass-reflexie), a średni bas dość dynamiczny. W kolumnach z obudową zamkniętą można się nawet pokusić o dopasowanie wielkości objętości na słuch, bez pomiarów czy sprawdzania danych technicznych głośnika basowego. Kłopotliwa będzie tylko konieczność częściowego demontażu kolumn przy każdej zmianie.

Zmiana objętości kolumn bass-reflex to bardziej skomplikowane zadanie. Trzeba dopasować kombinację tunelu i objętości kolumny. Próby poszukiwania optimum na ucho to zadanie karkołomne. Należy więc wykonać obliczenia teoretyczne. Trzeba zdobyć lub zmierzyć parametry głośnika, obliczyć różne możliwe strojenia, sprawdzić jakie strojenie jest zastosowane przez producenta i w razie potrzeby (i w ramach dostępnych możliwości) zmienić je na inne, które nam bardziej odpowiada.

Rozmieszczenie materiału wypełniającego

Wybór miejsca na materiał zmniejszający objętość nieraz może nastręczyć pewnych kłopotów. Dużo zależy od geometrii skrzynki i dostępu do jej wnętrza. Z zewnątrz bryła kolumny wygląda zwykle regularnie i prosto. A wewnątrz mamy wzmacniające wręgi, głośniki, elementy zwrotnicy i najczęściej także tunele BR. Wnętrza kolumn to w gruncie rzeczy ciasne, nieregularne przestrzenie, zwłaszcza gdy mamy do czynienia z obudowami o objętościach rzędu kilkunastu litrów czy mniejszych.

Trzeba też być świadomym istniejących zagrożeń i przestrzegać kilku zasad. Nie można blokować przepływu powietrza przez tunel BR, przy wlocie musi występować swobodny przepływ. Podobnie nie należy też blokować przepływu powietrza przy membranie i koszu samego głośnika. Wkładki zmniejszające objętość nie mogą dzielić przestrzeni na mniejsze komory ani tworzyć szczelin, przez które przeciska się powietrze sprężane przez głośnik. Do wypełniania objętości wykorzystujemy więc zawsze zewnętrzne, skrajne przestrzenie.

Czym wypełnić objętość skrzynki?

Zaznajomieni z komorami balastowymi audiofile zapewne w pierwszej kolejności pomyślą o wysuszonym piasku oraz o ołowianym śrucie. Trzeba mieć jednak świadomość, że materiały tego rodzaju mają kilka poważnych wad praktycznych. Nie należy lekceważyć wzrostu masy kolumn. Po wypełnieniu dużej objętości ciężkim materiałem osoba o słabszej kondycji może wręcz napotkać kłopot z samodzielnym przenoszeniem kolumn. Przy korekcie objętości kolumn podstawkowych łatwo dodać kilkanaście kilogramów masy, a w przypadku większych kolumn podłogowych nawet kilkadziesiąt kilogramów. Tak więc przed zastosowaniem ciężkiego, sypkiego wypełnienia należy się zastanowić na tym aspektem.

Ciężkie sypkie materiały trzeba jakoś zamknąć. A więc dodatkowo potrzebne będą jakieś pojemniki lub worki. Jeśli nie planujemy przewożenia kolumn lub jeśli interesuje nas rozwiązanie tymczasowe, to ten problem można z reguły rozwiązać dość łatwo. Mamy do dyspozycji szeroki asortyment różnych opakowań spożywczych. Po oczyszczeniu mogą się one nadać do naszych celów. Poza tym tego typu wypełnienie trudno jest przymocować. Z reguły ciężkie sypkie materiały można umieścić tyko w jednym miejscu - na spodniej ściance kolumny. A nie nie każda kolumna ma wolną przestrzeń do zagospodarowania akurat tam.

Można oczywiście zaproponować wiele innych materiałów do wypełnienia objętości. My szczególnie polecamy styrodur - sztuczne tworzywo o piankowej strukturze. Jest to materiał twardszy i sztywniejszy od popularnego styropianiu stosowanego w opakowaniach i do zabezpieczenia przesyłek, mniej się kruszy, ale daje się ciąć ostrym nożem. Przy odrobinie staranności da się wyciąć kształtki, które zamontujemy w skrzynce na wcisk w dowolnym miejscu. Koszt materiału jest umiarkowany. Styrodur pozwala wypełnić sporą objętość przy zachowaniu małej masy wypełnienia.

Dodatkowe funkcje wypełnienia

Ciężkie wypełnienie w naturalny sposób spełni rolę balastu. Ale wspominaliśmy już o wadach tego rozwiązania. Istnieją natomiast inne możliwe do uzyskania korzyści. Każde rozwiązanie z dopasowanymi kształtkami wciśniętymi lub wklejonymi wewnątrz kolumny w sposób naturalny zmieni drgania ścianek. Na pewno jest tu pewne pole do popisu, ale nie potrafimy wskazać uniwersalnej metody optymalizacji tego efektu.

Natomiast zdecydowanie polecamy wykorzystanie wypełnienia do rozpraszania dźwięku wewnątrz kolumny. Zamiast układać na ścinkach płaskie elementy, lepiej zastosować kształtki nieco bardziej wymyślne, na przykład w kształcie klinów. Kliny można zamocować w ten sposób by stworzyć nierównomierne powierzchnie, które mogą skutecznie rozproszyć fale dźwiękowe rozchodzące się wewnątrz kolumny. Jeśli zastosujemy kilka skośnych kształtek to możemy ustawić skosy w różnych kierunkach aby poprawić efekt rozpraszania.

Zwiększanie objętości

Zwiększenie rzeczywistej objętości jest możliwością raczej teoretyczną. Koszt i komplikacja przeróbki, a także zdeformowanie skrzynki generalnie nie są możliwe do zaakceptowania. Ale w ograniczonym zakresie daje się czasami uzyskać efekt przypominający nieznaczne powiększenie komory. Poprzez zastosowanie włóknistego materiału tłumiącego uzyskamy taki efekt jakby objętość była nieco większa. Jeśli jednak producent fabrycznie zastosował znaczną ilość materiału tłumiącego, nie będziemy mogli uzyskać efektu przypominającego zwiększenie objętości.

W kolumnach z obudową zamkniętą można też uzyskać podobny efekt poprzez wprowadzenie rezystancji akustycznej, a więc elementu takiego jak choćby szeroko znany Variovent. Z tym, że to też wymaga przeróbki stolarskiej.

Brzmieniowe skutki uboczne

Na koniec uwaga o ogólnym charakterze. Przed jakąkolwiek próbą modyfikacji objętości kolumn trzeba mieć świadomość, że zmiana charakteru i ilości basu będzie rzutowała na całościową równowagę brzmienia. Osoby z mniejszym doświadczeniem mogą sobie z tego nie zdawać sprawy, ale pośrednio wpłynie to także na postrzeganie średnich i wysokich tonów. Przypomnienie tej zasady jest tu szczególnie ważne.