Przymierzając się do zakupu kolumn głośnikowych, bardzo często znajdujemy się w sytuacji, gdzie nie do końca rozumiemy, czym konkretne konstrukcie tak właściwie się od siebie różnią. Patrzymy na tabele specyfkacji, ale nic z tamtych rzeczy nie jest zrozumiałe. Czym zatem cechują się zestawy głośnikowe? Na jakie istotne parametry zwracać uwagę przy ich wyborze?
Moc głośnika
Moc głośnika jest podstawową, bardzo ważną jego cechą – pozwala nam bowiem określić, jak mocny sygnał jest w stanie przetworzyć głośnik, zanim dojdzie do jego nieodwracalnego uszkodzenia. Wydawałoby się, że im większa moc, tym głośniej będzie grał głośnik – ale tak nie jest, bo przetworniki głośnikowe mają różne sprawności – i w związku z tym, może być tak, jeden głośnik przy podaniu mniejszej mocy zagra głośniej niż drugi, przy podaniu większej. Moc jako pochodna jednostka układu SI, zgodnie z zasadami fizyki określana jest w Watach [W] – im więcej watów, tym większa moc.
Jakie są rodzaje mocy i sztuczki marketingowe z tym związane?
Producenci głośników, aby lepiej zaprezentować swoje produkty, często sięgają po bardzo różnorodne definicje tego parametru, które pomimo braku jakiegokolwiek powiązania z fizyką, dobrze wyglądają w specyfikacji – bo większości ludzi wydaje się, że im większa moc, tym lepszy czy bardziej wytrzymały jest głośnik. Z tego właśnie powodu, jest duża szansa, że ktoś chętniej kupi głośnik o mocy 100W, niż np. 50W. A okazuje się, że oba te głośniki mogą mieć dokładnie taką samą moc – dlaczego?
Moc głośników przez producentów określana jest na różne sposoby: moc RMS, moc znamionowa, moc muzyczna, moc szczytowa, moc PMPO czy moc maksymalna. Czym one się od siebie różnią?
Moc RMS jest najbardziej miarodajną wartością ze wszystkich wyżej podanych. Zamiennie używa się określeń takich jak moc znamionowa lub moc nominalna. A co oznacza to tajemnicze „RMS”?
Jest to skrót od angielskiego określenia Root Mean Square, czyli tzw. średniej kwadratowej. W praktyce, parametr ten określa maksymalną wartość mocy, z jaką może pracować sprzęt audio (nie tylko głośnik, ale też np. wzmacniacz) przez długi czas, bez ryzyka jego uszkodzenia. Drugie założenie jest takie, że przez cały czas dźwięk będzie klarowny i czysty oraz nie zostanie przekroczony maksymalny poziom zniekształceń sygnału. Każdy był przynajmniej raz w sytuacji, gdzie odkręcając potencjometr głośności na wzmacniaczu do wyższych wartości, kolumny nagle zaczynały popierdywać i harczeć. To były właśnie wspomniane przed chwilą zniekształcenia.
Wg. standardów europejskich, do określania mocy RMS wykorzystywany jest sygnał o charakterze szumu, natomiast w USA stosuje się sygnał tonalny. Według przyjętych standardów, testowany sprzęt musi umożliwiać minimum 100 godzin pracy z tym sygnałem. Pomiary prowadzi się w paśmie częstotliwości od 20Hz do 20kHz (czyli 20tys. Hz) – jest to więc zakres częstotliwości, w jakim słyszy ludzkie ucho.
Dlaczego moc RMS jest tak ważna? Ze względu na bardzo precyzyjnie zdefiniowane warunki jej wyznaczania, jest to zdecydowanie najbardziej miarodajna metoda wyznaczania mocy sprzętu audio.
Moc PMPO, muzyczna, maksymalna, szczytowa itp.
W specyfikacji kolumn głośnikowych, szczególnie tych z „niższej półki”, można spotkać się z określeniem „moc PMPO” – jest to skrót z ang. Peak Music Power Output – czyli oznacza to dosłownie „szczytowa muzyczna moc wyjściowa”. Zamiennie, często używane jest określenie „moc muzyczna”.
Na czym więc to polega? Wyznaczanie takiej mocy nie jest w żaden sposób unormowane. Każdy producent może więc robić to w nieco inny sposób – z tego względu, ciężko za pomocą tego parametru porównać ze sobą jakiekolwiek dwa zestawy głośnikowe. Moc PMPO mierzy się w taki sposób, że jest ona dostarczana do głośników przez dosłownie ułamek sekundy. Ma wartość kilkunastokrotnie wyższą niż faktyczna znamionowa moc głośników. Oczywiście, po podaniu tak mocnego sygnału, głośniki momentalnie zostają bezpowrotnie uszkodzone. Oczywiście, jest to typowy zabieg marketingowy, z którego producenci sprzętu audio korzystają, po to, by móc np. na opakowaniu malutkich, kartonowych głośników z marketu umieścić wielki napis „MOC PMPO 2000W”. Gdy obok stoi nawet markowy i bardzo porządny głośnik, ale ma napisane, że jego moc to zaledwie 50W, to jest bardzo prawdopodobne, że przeciętny Kowalski wybierze pierwszą opcję.
Żartobliwie mówi się, że skrót „PMPO” w praktyce oznacza „Pomnożenie Mocy Przez Osiemdziesiąt”.
Bardzo podobnie mają się moce szczytowa i maksymalna – tu również nie ma żadnej ustandaryzowanej metody dokonywania ich pomiaru. Są więc też zwykłą sztuczką marketingowca, jednak one zazwyczaj są trochę mniej drastyczne – w większości przypadku, moc maksymalna jest podwojeniem mocy RMS. Z założenia, kolumny powinny przez chwilę z taką mocą wytrzymać, ale po pewnym czasie ulegną uszkodzeniu. A przecież w słuchaniu muzyki nie chodzi o to, żeby słuchać jej przez 5 sekund…
Pasmo przenoszenia
Jak wiadomo z lekcji fizyki, dźwięk jest niczym innym, jak po prostu falą. Ma więc swoje określone parametry, a jednym z nich jest częstotliwość, którą określa się jednostką Hertz [Hz]. Każdy z nas doskonale zna to pojęcie z doświadczenia, jednak większość osób nie wie, co to oznacza. W skrócie – im niższa częstotliwość dźwięku (a tym samym większa długość fali), tym niższy, czyli bardziej basowy jest dźwięk. Idąc w drugą stronę – im wyższa częstotliwość, tym wyższy dźwięk. I tak na przykład częstotliwość 30Hz będzie odpowiadała dźwiękowi, jaki wydobywa się przy burzy lub wybuchu (czuć trzęsienie w klatce piersiowej i wyraźne wibracje), a częstotliwość 5000Hz (czyli 5kHz) będzie odpowiadała już np. dźwiękowi gwizdka (czyli dźwięki wysokie i raczej irytujące).
Pasmo przenoszenia określa właśnie, dźwięki w jakim zakresie częstotliwości jest w stanie wyprodukować głośnik. Ludzkie ucho, tak jak pisałem wcześniej, słyszy w zakresie 20Hz – 20kHz, więc idealnie byłoby używać głośników, które potrafią generować dźwięk w całym tym, szerokim zakresie częstotliwościowym. Oczywiście takie istnieją i co więcej, nie są to wyłącznie potwornie drogie i przeznaczone tylko dla audiofilów rozwiązania, jednak znaczna większość dostępnych na rynku głośników ma pasmo przenoszenia „obcięte” – najczęściej od dołu. Jest to podyktowane mechaniczną zasadą działania głośników, bo im mniejsza membrana głośnika, tym mniej możliwe jest generowanie przez nią niskich tonów.
Podsumowując - najlepiej jest wybierać głośniki o jak najszerszym paśmie przenoszenia, zbliżonym do 20Hz – 20 kHz.
Impedancja znamionowa (nominalna)
Impedancja nominalna jest parametrem, który nie mówi nic o jakości kolumn głośnikowych. Nie ma on bowiem żadnego wpływu na jakość produkowanego przez nie dźwięku – jest natomiast bardzo ważnym, a wręcz kluczowym parametrem użytkowym – chodzi o techniczne dopasowanie kolumn do wzmacniacza tak, aby współdziałały ze sobą w jak najlepszy sposób. Impedancję wyraża się za pomocą fizycznej jednostki Ohm [Ω].
Impedancja znamionowa kolumn podawana przez producentów przyjmuje zazwyczaj konkretną wartość – najczęściej jest to 8 Ohm lub 4 Ohm, rzadziej 6 Ohm, a sporadycznie zdarzają się jeszcze inne wartości. Trzeba w tym miejscu jednak zaznaczyć, iż jest to pewnego rodzaju uproszczenie – impedancja nominalna wskazuje jedynie najniższą wartość impedancji w odtwarzanym przez zestaw zakresie częstotliwości – bowiem w zależności od niej, występują różne wartości impedancji podczas pracy głośników – a różnice mogą być ogromne, bo nawet 10-krotne. Najniższa rezystancja występuje przy odtwarzaniu basów (niskich częstotliwości).
Jeśli impedancja kolumn pokrywa się z zalecaną dla wzmacniacza impedancją obciążenia, to wszystko jest w porządku. A jeśli nie, to czy można użytkować taki zestaw sprzętu? Otóż z reguły można, a negatywy takiego rozwiązania są stosunkowo niewielkie, szczególnie w przypadku wzmacniaczy tranzystorowych. „Nieprawidłowość”, tak jak cukrzyca, może działać w dwie strony – kolumny mogą mieć impedancję niższą lub wyższą od nominalnej impedancji obciążenia wzmacniacza. Bardziej bezpiecznym wariantem jest ten drugi – tak więc zastosowanie kolumn 8-omowych zamiast 4-omowych nie powinno sprawiać problemów. Zdecydowanie mniej wskazany jest wariant odwrotny, czyli taki, w którym nasz wzmacniacz ma impedancje nominalną 8ohm, a podłączony do niego 4-omowe głośniki. Tak czy owak, katastrofy ani wybuchów raczej nie będzie, bo negatywne skutki takiej kombinacji prawdopodobnie ograniczą się to zmniejszenia rzeczywistej mocy wzmacniacza, lub ewentualnie też jego przegrzewania. Mimo wszystko, zaleca się, aby impedancję głośników dopasowywać do tej, jaka jest zalecana na wyjściu wzmacniacza.
Drożność (ilość dróg)
Aby zrozumieć tą cechę, musimy najpierw odnieść się do definicji samej kolumny głośnikowej.
„Kolumna głośnikowa – zestaw głośników umieszczonych w obudowie głośnikowej. Jest to dowolne, osobne urządzenie głośnikowe przeznaczone do samodzielnego odtwarzania pełnopasmowego sygnału akustycznego. Wyposażona jest w zwrotnicę głośnikową, której zadaniem jest podział sygnału elektroakustycznego ze wzmacniacza na kilka węższych pasm, odtwarzanych następnie przez odpowiednie głośniki.”
I to właśnie podział pełnego pasma częstotliwości na odpowiednie głośniki jest tutaj kluczem do zrozumienia zagadki. Drożność kolumny to nic innego, jak ilość osobnych pasm częstotliwości odtwarzanych przez osobne przetworniki. Trzeba jednak mieć na uwadze, iż nie zawsze ilość głośników określa ilość dróg kolumny – jak dobrze wiemy, kolumna dwudrożna ma dwa głośniki: średnio-niskotonowy oraz wysokotonowy (czyli inaczej gwizdek lub tweeter), zaś kolumna trójdrożna ma trzy: niskotonowy, średniotonowy oraz wysokotonowy. Ale czasami kilka głośników, na przykład dwa, odtwarzają dokładnie taki sam sygnał, o takim samym zakresie częstotliwości. Oba głośniki w takiej sytuacji są przykładowo głośnikami średniotonowymi, także spośród kolumny trójdrożnej, stanowią tylko jedną drogę, a nie dwie.
Każdy z nas dobrze zna kolumny zarówno jedno, dwu, jak i trójdrożne. Weźmy za przykład dobrze znane i lubiane Altusy – niegdyś jedne z najlepszych dostępnych kolumn głośnikowych. Spośród czterech dostępnych modeli w serii ZgB (modele ZgB 50/60/70/100-8-50), tylko najmniejszy był kolumną dwudrożną – pozostałe były już konstrukcjami trójdrożnymi.
Charakterystyki głośników (kierunkowa i częstotliwościowa)
Charakterystyka częstotliwościowa (charakterystyka przenoszenia) głośnika to przebieg ciśnienia akustycznego w funkcji częstotliwości, mierzony w osi symetrii głośnika przy określonej odległości i napięciu doprowadzonym do zacisków głośnika. Informuje nas o zdolności przenoszenia określonych częstotliwości przez głośnik, wierności odwzorowania tonów danej częstotliwości, a nawet o barwie dźwięku w danym fragmencie pasma.
Jednak w zależności od częstotliwości, dźwięk rozchodzi się w przestrzeni w różny sposób – przy niskich częstotliwościach rozchodzi się na wszystkie kierunki, a im częstotliwość jest wyższa, tym węższy będzie ten obszar. I w związku z tym, mamy do czynienia również z drugim parametrem, jakim jest charakterystyka kierunkowości.
Charakterystyka kierunkowości to zależność wytwarzanego przez głośnik ciśnienia akustycznego, mierzonego w stałej od niego odległości, od kąta zawartego między osią głośnika a prostą poprowadzoną od głośnika do miejsca pomiaru. Dzięki niej możemy określić, jaki kąt propagacji dźwięku posiada kolumna oraz jak w zależności od częstotliwości będzie rozchodził się dźwięk wytwarzany przez nią.
Głośniki zewnętrzne – klasa szczelności IP
Jest to parametr, który dla kolumn umieszczonych wewnątrz pomieszczenia nie jest w ogóle przydatny, zaś dla zestawów montowanych na zewnątrz jest wręcz kluczowy. Tak samo jak w przypadku oświetlenia, kolumny głośnikowe montowane na dworze muszą być odpowiednio zabezpieczone przed panującymi tam warunkami atmosferycznymi. Pozwala nam to określić dokładnie ten sam parametr, czyli kod IP. Składa się on z dwóch cyfr, przedstawionych w formacie IP [XY].
Pierwsza z nich (X) może przyjąć wartości od 0 do 6 i oznacza stopień zabezpieczenia obudowy przed wnikaniem do niej ciał stałych. Im wyższa, tym bardziej szczelna jest obudowa – i tak, jak przy zerze nie ma żadnej ochrony, to przy oznaczeniu 6, do obudowy nie wniknie nawet drobny pył.
Druga natomiast (Y) waha się już w szerszym zakresie, bo od 0 do 8 i określa, w jakim stopniu obudowa jest zabezpieczona przed wnikaniem cieczy do jej wnętrza. Cyfra 0 oznacza absolutny brak ochrony, zaś przykładowo 8 znaczy, że obudowa jest przystosowana do ciągłego zanurzenia w wodzie.