TANNOY ARDEN - rozprawka o dużej kolumnie głośnikowej

Zwiedzając ostatnio sklep firmy NOMOS dostrzegliśmy, stojące w części odsłuchowej, dość duże kolumny marki TANNOY. Zestawy te wyglądały jak normalne kolumny, które znamy z czasów współczesnych - różniły się jednak zdecydowanie wielkością. 

Krótka opowieść o zestawach TANNOY Arden to kontynuacja pewnej przygody, jaka spotkała nas w tym roku na Audio Video Show. W pokoju pewnego polskiego producenta przysłuchiwałem się rozmowie zwiedzającego z właścicielem. Prezentowany w pokoju system był dość okazały, a  najwięcej uwagi skupiały na sobie potężne kolumny. W pewnej chwili padł pytanie, które było komentarzem do wypełniającej absolutnie cały pokój muzyki:

- Bardzo ładnie grają te zestawy, ale proszę pana mniejszych to nie mógł pan ich zbudować?
- No właśnie... chodzi o to, że one jak są mniejsze to nie grają tak jak słychać - padła odpowiedź i pan zadający pytanie zadumał się na chwilę...

Audio Video Show 2016 -  Pracownia Wzmacniaczy Lampowych, hotel Sobieski

Na prawdę duże kolumny głośnikowe to obecnie albo konstrukcje ekstremalne: cenowo i technologicznie albo zestawy vintage. Z różnych powodów współcześni producenci odeszli od takich "przerośniętych" projektów. Kochają je nadal jednak ci, którzy tego typu konstrukcje uznają za jedyne, które są w stanie sprostać prawom fizyki. Dziś pierwszy materiał autorstwa Pana dr inż. Macieja Tułodzieckiego, który uczestniczył niejako w odkryciu Ardenów w NOMOS. 

Dzięki sprzyjającemu zbiegowi okoliczności, udało mi się ostatnio oszukać czas i wrócić na chwilę do okresu rzeczy prawdziwych, zwanych obecnie „vintage”. Miałem bowiem okazje posłuchać trochę muzyki na głośnikach, które w mojej prywatnej hierarchii mieszczą się dość wysoko.
dr inż. Maciej Tułodziecki z ramieniem gramofonowym Syrinx PU2 - technique.pl

Chodzi o głośniki firmy Tannoy zwane oficjalnie agregatami głośnikowymi. Głośniki, co może wydawać się dziwne znane są w Polsce od lat siedemdziesiątych i to zarówno co do teorii jak i co może się wydawać „nie do wiary” z praktyki.

Słowo praktyka dotyczy kwestii nagłośnień studyjnych, których kolumny Tannoy były w latach 70-tych podstawą i w takim charakterze znalazły się także w Polsce. Zastępowały kolumny studyjne, oparte o głośniki Goodmans np. Auxiom. Zarówno Goodmansy jak i zestawy Tannoy uwalniały się czasem z państwowych studiów na wolny rynek. Była zatem szansa ich posłuchać. Nie było rzecz jasna „fabrycznych” obudów, ale niektóre „amatorskie” były całkiem, całkiem.

Pamiętam obudowy, które wedle legendy, służyły do jakiejś pracy naukowej na Politechnice Warszawskiej. Były to tuby o wymiarach z grubsza 160x120x 80 cm z wylotem o powierzchni około metra kwadratowego. Kolumny miały też komorę sprzęgającą wyposażoną w ruchomą przegrodę służącą do regulacji jej objętości. W praktyce wyglądało to jak szuflada dobrze uszczelniona filcem. Ktoś ze znajomych wypożyczył te obudowy i była szansa wstawienia do nich HPD 315. Efekt był umiarkowany, jak sądzę, z powodu zbyt małego pomieszczenia, w którym stały. Słuchałem ich też w kilku różnych bass reflexach… zresztą Goodmansów także, ale to już całkiem inna historia.

Co do teorii, to informację zawdzięczamy licznym książkom poświęconym technice Hi Fi pisanych prze doc. Aleksandra Wittorta. np. książce „Głośniki i zespoły głośnikowe”, która ukazała się równo 40 lat temu. Są tam informacje o głośnikach, ściślej rzecz ujmując - zespołach szerokopasmowych głośników i tam właśnie można sobie poczytać o głośniku Tannoy – Monitor Gold. Na marginesie warto powiedzieć, że te 40 lat temu nie było nadmiernego przywiązania do praw autorskich, a wystarczyła zwykła uczciwość powołania się wykorzystane źródła.

Przestawiony na rysunku głośnik został przez doc. Wittorta opisany następująco:

Niskośredniotonowy system nie wymaga dodatkowych wyjaśnień. Głośnik wysokotonowy o charakterystyce przenoszenia przebiegającej w zakresie 3000 – 20 000 Hz jest tubowy, wbudowany konstrukcyjnie w głośnik niskotonowy. Obwód magnetyczny ma drugą szczelinę w tylnej części, w której umieszczona jest cewka głośnika wysokotonowego, przymocowana do membrany stanowiącej denko cewki. Komora sprzęgająca jest bardzo płaska (szczelina pomiędzy rdzeniem centralnym i membrana) i łączy się kilkoma kanalikami z tubą. Tuba jest utworzona z otworu w rdzeniu i membrany głośnika niskotonowego. Zwrotnica elektryczna umieszczona jest poza głośnikiem w obudowie.

... proste, prawda ? 

Pozwoliłem sobie zacytować opis w całości z dwu przyczyn. Po pierwsze dawniej było możliwe to, co dziś jest nie do osiągnięcia, czyli wykonanie krótkiego i precyzyjnego opisu bez konieczności uciekania się do słów angielskich lub ich, tworzących ohydny żargon, spolszczeń. Po drugie: urzekła mnie „plastyka” tego opisu, dzięki której obraz głośnika po prostu buduje się w głowie.

Autor pomija część nisko-średniotonową, jako mniej interesującą. Nie zupełnie tak jest. Jakby się tak przyjrzeć deklarowanym dla serii Monitor Gold parametrom, to warto zwrócić uwagę na rezonans własny głośników tej serii. Jak widać wynoszą one odpowiednio 26 Hz dla wersji „fifteen” czyli 15-calowej i 28 Hz dla wersji „twelve” czyli 12-calowej. To parametr o tyle istotny, że: po pierwsze, od tej częstotliwości następuje spadek przenoszenia niskich częstotliwości w tempie 6 dB na oktawę. Po wtóre, rezonans mechaniczny i elektryczny mieszkają bardzo blisko siebie, a ten drugi jest bardzo łatwo zmierzyć.

Konsekwencją niskiej częstotliwości rezonansu własnego jest przenoszenie dla głośnika 15" deklarowane jako 23-20000 Hz, a dla głośnika 12" odpowiednio 25-20000 Hz.

Wniosek: głośniki te zapewnią odtwarzanie tonów niskich na poziomie trudnym do odnalezienia w dzisiejszych konstrukcjach. Dzieje się tak dlatego, że producenci dobrze wiedzą, iż klientów przyciąga duża ilość WATÓW jakie może znieść bez szkód kolumna głośnikowa. Aby zatem głośnik obciążony sporą mocą przy niskiej częstotliwości po prostu mechanicznie się „nie urwał” pojawił się trend, aby głośniki robić bardziej odporne, a zatem sztywniejsze. Sztywniejsze zaś oznacza „wyższy” rezonans. To z kolei powoduje trudności w uzyskaniu niskich tonów. Trochę inne rozwiązanie wybrali producenci głośników komputerowych i samochodowych, zabezpieczając je filtrem górno przepustowym (w cywilu kondensatorem).

Można by posłużyć się jeszcze jednym porównaniem - oczywiście z dziedziny motoryzacji. Dzisiejsze samochody osobowe (hasło: więcej mocy, mniej do setki) muszą mieć hamulce i zawieszenie stosowne do ambitnych osiągów. To spowodowało w wielu wypadkach utratę komfortu jazdy, jaki występował w samochodach - powiedzmy: 20 lat temu. Reasumując, dla komfortu słuchania niskich tonów i dla komfortu jazdy chcemy mieć miękkie zawieszenie, co pęd do wielkich mocy skutecznie eliminuje.

Wreszcie jest jeszcze jedna cecha, o której mówi się dość rzadko. Chodzi o skuteczność, czy jak kto woli efektywność głośników. Najprościej mówiąc jest to odpowiedź, jaką głośnik daje w postaci mocy akustycznej na skutek doprowadzenia do niego ze wzmacniacza sygnału elektrycznego o określonej mocy elektrycznej.

W dawniejszych czasach wykonanie wzmacniaczy o dużej mocy nastręczało pewnych trudności starano się więc, aby głośniki były efektywne. Wykorzystywanie ich dziś też ma swoje zalety. Po pierwsze, dlatego, że wracając do wzmacniaczy lampowych wracamy do starych ograniczeń, a po drugie w przypadku dzisiejszych wzmacniaczy tranzystorowych możemy je wykorzystywać przy niższym poziomie sygnału, czyli dalej od ograniczenia maksymalnej mocy i dalej od potencjalnych zniekształceń wynikających z przesterowania. To wszystko oznacza, że klasyczna kolumna Tannoy była i nadal jest swego rodzaju arcydziełem.

Skoro mamy taki klejnot elektroakustyki, to pozostaje go tylko umiejętnie oprawić. Obudowa w zakresie tonów niskich może sporo zepsuć, ale może też niewiele wpłynąć na dobre parametry głośnika osiągane „na swobodzie” czyli bez obudowy. Problem jedynie w tym, że dobre obudowy wymagają zachodu i w krańcowych przypadkach stają się bardzo drogie.

Tannoy ma na swoim kącie klika znakomitych „klasycznych” obudów. Cześć z nich to obudowy tubowe czyli „transformatory akustyczne”. Cytowana już przeze mnie czterdziestoletnia książka Aleksandra Wittorta pokazuje taką obudowę firmy Tannoy, a konkretnie model GRF. Jest to obudowa tubowa działająca w zakresie 30-350 Hz zapewniająca lekkość i swobodę w propagacji tonów niskich.

Przydaje też skuteczności, bowiem wykorzystuje energię promieniowana przez głośnik tylną stroną membrany. Drugim modelem o konstrukcji tubowej są kolumny Tannoy Westminster. Opisane powyżej kolumny są żywą legendą, a wszelkie próby zbudowania ich replik kończyły się zwykle głęboką depresją u stolarzy, którzy obejrzeli ich rysunki przekrojowe.

Przekrój kolumny Tannoy Westminster

Kolumna Tannoy Westminster: parametry konstrukcji współczesnej
Moc maksymalna: 175W
Głośnik współosiowy: 1x380 mm, 1x52 mm
Pasmo przenoszenia: 18Hz - 27kHz (-6dB)
Skuteczność: 99 dB (2.83 V/1m)
Impedancja: 8 Ohm

Rozsądnym kompromisem jest zabudowanie wspomnianych głośników do obudowy typu bass reflex czyli obudowy z otworem. W takiej obudowie można uzyskać mniejszą stratę odtwarzania tonów niskich dzięki zmniejszeniu wpływu obudowy na podniesienie częstotliwości punktu rezonansu głośnika. Taka praktyka obecnie jest często stosowana.

Starsze konstrukcje charakteryzuje dobór wymiarów pozwalający na optymalizację skuteczności głośnika. Chodzi więc o to, aby otwory obudowy promieniowały skutecznie pomagając głośnikowi w odtwarzaniu tonów niskich.

Takie obudowy można poznać po tym, że na ogół maja spore rozmiary, a wyloty rur mają powierzchnię rzędu do 30% powierzchni głośnika. Tak zabudowany głośnik ma więc „czym oddychać”. Takie podejście ma oczywiście swoich zdeklarowanych wrogów, tępicieli obudów rezonansowych i osobistych wrogów Helmholtza (twórcy rezonatora – teoretycznej podstawy obudów z otworem).

Osobiście nie mam nic przeciw Helmholtzowi, więc możliwość
posłuchania kolumn Tannoy Arden przysporzyła mi przyjemności i obudziła sentymenty, których ten tekst jest wyrazem. Mówiąc w skrócie: kolumny Tannoy Arden to duże bass reflexy oparte o 15-calowy głośnik serii HPD. Jej wymiary zewnętrzne  990x660x370 daje około 240 litrów. Głośnik mimo 15 cali średnicy, na dużej ściance czołowej sprawia wrażenie mikrusa… 

No właśnie, podejrzewam, że na takiej ściance konstruktorzy z Dalekiego Wschodu zmieścili by pewno kilkanaście głośników. Wyloty rur też maja sporą powierzchnię, skutecznie zatem wspomagają głośnik. To wszystko czyni, że już na pierwszy rzut oka, widzimy, iż mamy do czynienia z konstrukcją jak na dziś dość nietypową. No, bo kolumny wielkie i małej mocy: nominalnie tylko 85 W… sąsiedzi przyjdą i obśmieją, bo mają przecież „mocniejsze” głośniki w samochodzie… Poza tym kolumny o kształcie prostopadłościanów są już od dawna „passe”.

Kolumna Tannoy Arden

Mnie pozostaje to podsumować jedynie w następujący sposób:
Szanowni Czytelnicy jak macie okazję posłuchać gdzieś tych kolumn, to zróbcie to. Może odkryjecie przyjemność słuchania muzyki z zestawów, które grają bez wysiłku, wykorzystując jedynie tradycyjne prawa fizyki. Może u niektórych z Was, podobnie jak u mnie, także obudzą się wspomnienia i sentymenty… Jeśli zaś w toalecie luksusowego hotelu natkniecie się na sufitowe głośniki firmy Tannoy, to wierzcie mi, mimo tej samej nazwy, to jednak nie to samo... 

dr inż. Maciej Tułodziecki - technique.pl

Tannoy ARDEN to te większe kolumny pozbawione maskownicy 

Opisane kolumny Tannoy Arden można obejrzeć i posłuchać w sklepie NOMOS w Warszawie przy ulicy Tytoniowej 20.