Ensimmäisen asteen crossoverit: ihmelääke vai ongelma?

Olen aina rohkaissut kriittisiä sähköposteja lukijoilta, koska on hyvä saada palautetta. Mutta muutama sähköposti, joka vastasi THIEL TT1 -arviointiani, tuli suorastaan ​​ilkeäksi. "Et ole audiofiili!" yksi raivosi vastauksena kommenttiini, jonka mukaan TT1 on "… monipuolisempi kaiutin kuin mikään Jim Thiel [yrityksen edesmennyt perustaja] suunnitellut ja luultavasti parempi hinta kuin mikään Jimin suunnittelema…"

Tämä muistutti minua, kun äskettäin Googletin tietoja tulevasta THIELin uuden SmartSub 1.12 -subwooferin arvostelustani. Kohtasin intohimoisia valituksia yrityksen päätöksestä luopua vaihekoherenteista suunnitelmista ja ensiluokkaisista jakotyypeistä, jotka olivat Jim Thielin työn tunnusmerkki. Eräässä YouTube-videossa ääniharrastaja kehui Jim Thielin suunnittelua "valovuosia edellä siitä, mitä kaikilla muilla oli tarjottavana" ja otti yrityksen tehtäväkseen tarjota uutta tuotetta, joka "näyttää olevan sama vanha paska, jonka olemme nähneet kaiutinmaailmassa viimeisten 30, 40 tai 50 vuoden aikana."

Liiketoiminnan näkökulmasta on kyseenalaista, oliko THIEL Audion viisasta luopua Jim Thielin suunnittelun ydinkonsepteista, mutta odotan, että useimmat kaiutinsuunnittelijat olisivat tehneet saman päätöksen kuin THIELin uudet ihmiset. Se ei johdu siitä, että he ovat tyhmiä. Se ei johdu siitä, että se, mitä he tekevät, on "paskaa" (en anna viiden tähden suorituskykyluokitusta paskakaiuttimille). Se ei johdu siitä, että he "eivät ole audiofiilejä". Se johtuu siitä, että he ymmärtävät, että ensiluokkaiset crossoverit tuovat mukanaan yllättävän määrän kompromisseja, mitä yksikään kommentoijista, joita olen nähnyt kiusaavan THIEL Audiota, ei näytä vaivautuneen tutkimaan.

Olen onnekas, että olen viettänyt monia tunteja keskusellen näistä asioista Jim Thielin itsensä kanssa. Vierailin hänen luonaan kahdesti hänen tuotekehityslaboratoriossa ja tehtaassa, ja hän kävi pari kertaa työpaikallani auttamaan minua kaiuttimien perustamisessa tai keskustelemaan töistä. Joillekin saattaa olla yllättävää, että hänen lähestymistapansa juurtui syvälle tieteeseen ja järjettömään tekniikkaan. Tietääkseni hän ei koskaan antautunut mystiseen sanankäyttöön ja vaikeasti tuettavissa oleviin suorituskykyväitteisiin, jotka ovat yleisiä korkeatasoisessa äänessä, ja keskusteluissamme hän suhtautui usein vähättelevästi muodikkaisiin audiokäytäntöihin, joita ei tuettu tiukasti tieteellisillä todisteilla.

Ensinnäkin perusasiat niitä tarvitseville. Crossover on sähköverkko, joka jakaa äänen bassoon bassokaiuttimessa ja diskantissa diskanttikaiuttimessa (ja usein keskitaajuuteen keskiääniohjaimessa). Kaksisuuntaisessa crossoverissa on kaksi suodatinta: yksi, joka suodattaa diskantin pois bassokaiuttimesta ja toinen, joka suodattaa basson diskanttikaiuttimesta. (Kolmitiekaiutin lisää suodattimia, jotka poistavat syvän basson ja ylemmän diskantin signaalit keskiääniohjaimesta.) Näille suodattimille on tunnusomaista taajuus, jolla ne alkavat vaimentaa signaalia, ja vaimennuksen kaltevuus. Ensimmäisen asteen suodatin vaimentaa -6 dB oktaavia kohti, toisen asteen suodatin -12 dB oktaavia kohti ja niin edelleen. Nämä suodattimet vaikuttavat äänisignaalin vaiheeseen ja viivästyttävät hieman joitakin taajuuksia suhteessa muihin.

Ensimmäisen asteen jakovaijerin etuna on se, että se säilyttää alkuperäisen signaalin vaiheen, kunhan kaiuttimessa, jossa sitä käytetään, on kaiuttimien akustiset keskipisteet kohdistettu pystytasoon, usein käyttämällä vinoa etulevyä.. Niin kauan kuin pää on asennossa niin, että korvasi ovat yhtä kaukana kaikista kuljettajista, ensimmäisenä korviin tulevan suoran äänen vaiheen ei pitäisi vaihdella enempää kuin muutaman asteen. Siksi THIEL ja muut valmistajat kutsuvat tätä vaihekoherentiksi suunnitteluksi.

Miten tämä vaikuttaa kuulemaasi ääneen? Olen tarkistanut ehkä 10 THIEL-kaiutinta 1990-luvun alusta lähtien, sekä useita muita vaihekoherentteja malleja. Minun korvilleni vaihekoherentin suunnittelun etu on se, että saat kattavamman äänimaiseman, enemmän samanlaisen kuin voisit odottaa paneelikaiuttimelta, kuten MartinLoganilta tai Magnepanilta – mutta tarkemmalla kuvauksella kuin dipolaarisella paneelikaiuttimella. voi tuottaa. Se on upea ääni, jonka suosittelen lämpimästi jokaiselle audioharrastajalle, että se testaa itse hyvin suunnitellussa jälleenmyyjän esittelytilassa tai audioesityksessä.

Niin hieno kuin vaihekoherentti ääni voi olla, se ei ole "valovuosia edellä" kaikesta muusta. Jos vaihekoherentin suunnittelun edut olisivat niin suuret, useammat kaiutinyritykset käyttäisivät sitä, koska perusmuodossaan se on myös halvin crossover, jonka voit rakentaa. Kaksisuuntaisessa kaiuttimessa ensimmäisen asteen jakotaajuus vaatii vain yhden kondensaattorin, yhden induktorin ja yhden vastuksen. Jokaista passiivisuodattimen lisättyä tilausta varten tarvitset ylimääräisen kondensaattorin tai induktorin. Tästä syystä yleisin käyttö ei ole audiofiili-kaiuttimissa, vaan soundbarissa, langattomissa kaiuttimissa ja kotiteatteri-in-a-box-järjestelmissä. (Ilmoittakoon, että Jim Thielin jakolaitteet olivat hämmästyttävän monimutkaisia, ja lukuisia verkkoja lisättiin korjaamaan impedanssi- ja taajuusvasteen poikkeavuuksia, mutta ydintoiminnot tarjosivat silti nämä kolme peruskomponenttia.)

Joten mikä on ensiluokkaisten crossoverien haittapuoli? Niitä on kolme: vääristymä, ohjaimen pitkäikäisyys ja hajonta.

Kuten Jim Thiel kertoi minulle, koska ensimmäisen asteen suodatin ei vaimene yhtä äkillisesti kuin korkean kertaluvun suodattimet, ensimmäisen asteen jakosuodattimen kanssa käytettävän ohjaimen on näytettävä hyvää suorituskykyä kaksi oktaavia määritetyn jakopisteen jälkeen – eli Kaksisuuntainen kaiutin, jossa on 2,3 kHz:n jakopiste, diskanttikaiuttimen on kyettävä käsittelemään jopa 575 Hz:n signaaleja ja bassokaiuttimen on pystyttävä käsittelemään jopa 9,2 kHz:n signaaleja. Tämä on erityisen vaikeaa diskanttikaiuttimille, koska se tuottaa vääristymiä suurella äänenvoimakkuudella ja joskus johtaa ohjainvikaan (varhaiset Thiel-kaiuttimet olivat tunnettuja diskanttikaiuttimien puhaltamisesta). Se voi myös herättää bassokaiuttimen "katkaisutiloja" tai vääristymiä tuottavia korkeataajuisia resonansseja.

Jim Thiel myönsi nämä ongelmat täysin ja ratkaisi ne suurelta osin kehittämällä diskanttikaiuttimia, joiden matka on epätavallisen pitkä, noin neljäsosa tuumaa, ja käyttämällä ainutlaatuista aallotettua kalvoa sisältävää samankeskistä elementtiä, joka käsitteli keski- ja ylääänet hänen uudemmissa malleissaan. Näitä ongelmia voidaan myös vähentää siirtymällä kolmi- tai nelisuuntaisiin malleihin.

Toinen ongelma ensimmäisen asteen jakovaihteissa on dispersio. Koska suodattimet ovat suhteellisen matalia, molemmat ohjaimet kuuluvat samanaikaisesti, kun äänet ovat noin oktaavin sisällä jakotaajuudesta. Tämä ei ole ongelma, jos korvasi ovat samalla etäisyydellä kuljettajista. Jos kuitenkin korvasi ovat lähempänä yhtä kuljettajaa – jos nouset seisomaan, jolloin korvasi asetetaan lähemmäs diskanttikaiutinta, tai jämäkät alas ja asetat korvasi lähemmäs bassokaiutinta – kahden ohjaimen äänet eivät enää ole samassa vaiheessa kaikki taajuudet. Ne ovat vaiheissa joillakin taajuuksilla ja epävaiheessa toisilla, mikä tarkoittaa, että jotkut taajuudet vahvistetaan ja toiset vaimentuvat, etkä enää saa tasaista taajuusvastetta. (Tämä ongelma voi esiintyä myös kaiuttimilla, joissa on korkeampi kertaluokka, mutta paljon pienemmässä määrin.)

Jälleen Jim Thiel teki paljon vaivaa korjatakseen tämän ongelman; Siksi monet hänen suunnitelmistaan ​​käyttivät koaksiaalista järjestelyä, jossa diskanttikaiutin oli keskiääniohjaimen tai bassokaiuttimen sisällä. Mutta eksoottisten kuljettajamallien kehittäminen, joihin hän luotti, kesti vuosia kehittää, maksoi paljon valmistusta, ja joskus ne estivät häntä saamasta uusia malleja ulos niin nopeasti kuin hänen liikekumppaninsa ja jälleenmyyjät olisivat halunneet.

Minulla oli onni arvioida sekä viimeisintä Jim Thielin suunnittelemaa kaiutinta (CS1.7, kuvassa yllä) että ensimmäistä kaiutinta, jonka yritys suunnitteli Jimin kuoleman jälkeen (TT1, kuvassa oikealla). Ero oli dramaattinen. CS1.7, kuten aiemmat THIEL-tornikaiuttimet, joita olin arvostellut, oli hieman hankala sijoitettava eikä voinut koskea bassovasteeseen ja dynamiikkaan, joita monet samanhintaiset kaiuttimet tarjoavat; se oli mahtavan hyvä akustisten instrumenttien purististen audiofiilien tallennuksiin, mutta kyseenalainen valinta raskaampaan rock- ja popmusiikkiin tai kotiteatteriin. Samaan aikaan TT1 tarjosi paljon dynamiikkaa, ei ollut nirso sijoittelun suhteen ja tarjosi lopulta neutraalimman äänen, joka toimi kaikenlaisen musiikin kanssa.

Vanhojen THIEL-kaiuttimien fanit saattavat tietysti väittää, ettei uusissa kaiuttimissa ole mitään erikoista, että ne eivät eroa liikaa B&W-, PSB- ja Revel-kaiuttimista. Se on totta. Ja tietysti monet audiofiilit pitävät parempana tuotetta, jossa on hurmaavia omituisuuksia, kuin tuotetta, joka tarjoaa objektiivisesti ylivertaisen suorituskyvyn. Se on hyvä. Ja tietysti jotkut saattavat nyt siirtyä pois THIEListä Vandersteeniin, toiseen yritykseen, joka tunnetaan vaihekoherenteista malleista. Sekin on hyvä.

Ei ole hienoa väittää, että vaihekoherentti kaiutin (tai melkein mikä tahansa muu äänitekniikka) on "valovuosia edellä mitä kaikilla muilla on tarjottavanaan". Kuten kaikki muutkin audiotuotteet, myös vaihekoherentit kaiuttimet edustavat sarjaa kompromisseja. Ymmärtämällä nämä kompromissit voimme tehdä älykkäitä ostopäätöksiä. Emme voi tehdä älykkäitä ostopäätöksiä, jos perustamme ne lähes uskonnolliseen kunnioitukseen tiettyjä teknologioita, brändejä tai persoonallisuuksia kohtaan.