Monitory studyjne odsłuchowe - charakterystyka i wybór

Monitory studyjne odsłuchowe – charakterystyka i wybór

jak tworzyć muzykę?
Jak tworzyć muzykę? – poradnik dla początkujących
28 lutego, 2023
Autotune - co to jest?
Autotune – co to jest i na czym polega ta technologia?
17 maja, 2023
jak tworzyć muzykę?
Jak tworzyć muzykę? – poradnik dla początkujących
28 lutego, 2023
Autotune - co to jest?
Autotune – co to jest i na czym polega ta technologia?
17 maja, 2023
Pokaż wszystko

Monitory studyjne odsłuchowe – charakterystyka i wybór

monitor studyjny

Monitory studyjne i ich wybór

 

Jaki  monitor studyjny wybrać? Czy będzie to monitor studyjny typu refleks, czy zamknięta obudowa? Aktywny, zasilany czy pasywny? Bi-wiring czy bi-amp? W tym artykule postaram się pomóc Ci znaleźć odpowiedzi, których potrzebujesz.

Wybór monitorów studyjnych może być trudnym i skomplikowanym zadaniem, nie tylko ze względu na ogromną liczbę oferowanych modeli i projektów. 

 Najpopularniejsze klasy monitorów studyjnych

  1. Monitory studyjne z zamkniętą obudową, 
  2. Typu Reflex (portowane) 

Niektóre monitory używają pojedynczego głośnika szerokopasmowego, ale większość jest dwu lub trójdrożna, podczas gdy inne używają czterech lub więcej głośników.

Istnieją również systemy, które wymagają osobnego subwoofera. I wreszcie, szeroko rozpowszechnione są trzy różne układy wzmacniaczy: pasywny, zasilany i aktywny, wraz z opcjami bi-wiringu. Sprawdźmy więc  zalety i wady każdego z tych projektów.

Monitory studyjne z zamkniętą obudową 

Monitor studyjny z zamkniętą obudową

Neumann KH 310 A

 

Najprostszym rodzajem konstrukcji obudowy stosowanej w monitorach studyjnych jest nieskończona przegroda lub zamknięta obudowa. Teoretycznie nieskończenie duża przegroda oddziela dźwięk wydobywający się z przodu przetwornika głośnika od dźwięku o przeciwnej polaryzacji dochodzącego z tyłu, ale obie strony stożka głośnika pracują w tej samej nieskończenie dużej objętości powietrza, a zatem są obciążone identycznie.

Oczywiście taka koncepcja nie sprawdza się w praktyce i najbliżej ideału możemy dojść do zbudowania dużego, szczelnie zamkniętego pudła i umieszczenia głośnika w przedniej ściance, mając nadzieję, że dźwięk wydobywający się z tylnej części stożka głośnika będzie zostać wchłoniętym przez pudełko.

Temat ten jest jednak bardzo złożony. Tył stożka działa na znacznie mniejszą objętość powietrza niż przód stożka i ta objętość powietrza jest stała. W rezultacie stożek głośnika odczuwa inny opór podczas ruchu do wewnątrz niż podczas ruchu na zewnątrz, co wpływa na charakterystykę zniekształceń całego układu.

Wewnętrzne rezonanse i fale stojące mogą również powstawać w obudowie, pomimo użycia dużej ilości materiału pochłaniającego, co może powodować różne słyszalne zabarwienia dźwięku.

Wreszcie, reakcja basowa tego rodzaju obudowy jest stosunkowo ograniczona w porównaniu z innymi konfiguracjami, dla danego rozmiaru obudowy, spadek niskich częstotliwości zaczyna się od stosunkowo wysokiej częstotliwości.

Plusem jest jednak to, że odpowiedź fazowa jest bardzo gładka, ze stosunkowo niewielkim przesunięciem fazowym, a nachylenie jest również dość płytkie, średnio 6dB/oktawę. W rzeczywistości, nawet małe głośniki z nieskończoną przegrodą mogą wytwarzać słyszalne basy przy zaskakująco niskich częstotliwościach.

Dla wielu konstrukcja z nieskończoną przegrodą jest najbardziej cenionym i najmniej kompromisowym rozwiązaniem do monitorowania głośników. Warto również zauważyć, że najczęściej używane wzorce miksowania — Auraton i Yamaha NS10 — to konstrukcje z nieskończoną przegrodą. 

Bardziej  zaawansowanym technologicznie przykładem głośnika z nieskończoną przegrodą, to monitor Neumann KH 310. Głośniki te bardzo dobrze demonstrują charakterystycznie gładkie, naturalnie brzmiące dolne pasmo i związaną z tym przejrzystość średnich tonów konstrukcji zamkniętej. Dla wielu to, czego brakuje w podejściu z nieskończoną przegrodą w surowym, niskim poziomie głośności, to z nawiązką nadrabia jakością i przejrzystością.

Monitory typu Reflex (portowane)

Monitor studyjny

Najbardziej powszechną konstrukcją obudowy jest obudowa typu reflex, w której celowo wykorzystuje się rezonans obudowy, aby wykorzystać dźwięk wydobywający się z tylnej części stożka głośnika. Zamiast być całkowicie uszczelniona, obudowa ma w sobie otwór, przez który dźwięk wewnętrzny może się wydostać i przełożyć się na jakość ogólnego dźwięku w środowisku odsłuchowym.

Otwór wentylacyjny może znajdować się na przedniej przegrodzie, może znajdować się z tyłu i może mieć postać jednego lub więcej okrągłych otworów lub szczelin. Najczęściej otwór wentylacyjny jest podłączony do rury biegnącej z powrotem do obudowy, której średnica i długość są dokładnie obliczane w celu uzyskania wymaganej odpowiedzi częstotliwościowej.

W określonym zakresie częstotliwości określonym przez różne parametry otworu portu, dźwięk z tyłu stożka głośnika może rezonować przez ten port, wychodząc z tą samą polaryzacją, co dźwięk z przodu, aby wzmocnić pasmo przenoszenia niskich częstotliwości głośnika. 

Zaletą tego podejścia jest to, że pozwala ono na znacznie większą moc akustyczną przy niższych częstotliwościach niż konstrukcja z nieskończoną przegrodą — uzyskujesz znacznie bardziej imponującą odpowiedź basową i ogólny poziom głośności dla wielkości pudełka. Istnieje jednak kilka wad, z których jedną jest to, że każdy system rezonansowy rozmazuje sygnały przejściowe w czasie.

Najwyraźniej widać to na wykresach reakcji wodospadu, gdzie jeden lub więcej długich rezonansowych ogonów można zwykle zobaczyć przy niskich częstotliwościach.

W kategoriach monitorowania, to nieodłączne rozmycie czasu i rezonansowe zachowanie może przesłaniać niewielkie zmiany dynamiczne w odsłuchiwanym sygnale, a także może zmniejszać przezroczystość średniego zakresu. W praktyce źle zaprojektowany system odsłuchowy może bardzo utrudnić prawidłową ocenę względnych poziomów instrumentów basowych, ponieważ ich energia jest rozciągnięta w czasie.

Inną kwestią jest charakterystyka częstotliwościowa i fazowa rezonansu portu. Podczas gdy punkt opadania niskich częstotliwości można rozszerzyć do znacznie niższej częstotliwości za pomocą odpowiedniej konstrukcji typu reflex niż w przypadku równoważnej wielkości obudowy z nieskończoną przegrodą, nachylenie jest jednak znacznie bardziej strome, a przesunięcia fazowe znacznie większe.

W ten sposób poziom basów jest większy, ale potem spada znacznie szybciej, a obudowa typu reflex prawdopodobnie odtwarza bardzo niskie częstotliwości na znacznie niższym poziomie niż głośnik z nieskończoną przegrodą. Z natury duże przesunięcia fazowe tej konstrukcji również wpływają na naturalność brzmienia częstotliwości basowych.

Zakres i wpływ tych nieodłącznych wad zależy w ogromnym stopniu od kompetencji projektu obudowy i tego, co projektant starał się osiągnąć. Istnieje wiele doskonałych konstrukcji typu reflex, w tym większe monitory ATC, wszystkie modele Genelec i nasze polskie APS. 

Ile potrzebujesz głośników w monitorze studyjnym?

Pojedyncze przetworniki nie są w stanie obsłużyć całego spektrum dźwięku na poziomach monitorowania, więc zdecydowana większość głośników monitorujących wykorzystuje dwa przetworniki — głośnik niskotonowy/średniotonowy i głośnik wysokotonowy o wysokiej częstotliwości. T

en pierwszy generalnie obsługuje częstotliwości poniżej około 2 kHz, a drugi wszystko powyżej, rzeczywisty punkt przełączania nazywany jest częstotliwością rozgraniczającą.

Dopasowanie dwóch przetworników do siebie pod względem poziomu, fazy i dyspersji w punkcie przejścia częstotliwości nie jest wcale łatwe, a pasmo przenoszenia na osi głośnika to tylko jeden z aspektów jego działania, który musi być właściwy.

Względna faza w obszarze tego punktu  jest równie ważna, a płynność odpowiedzi poza osią prawdopodobnie ważniejsza — w końcu większość energii dźwiękowej, którą słyszymy w pomieszczeniu, to dźwięk odbity poza osią, a nie dźwięk bezpośredni. To często odróżnia naprawdę dobry monitor od tego słabszej jakości.

Monitory głośnikowe mają charakterystykę biegunową, podobnie jak mikrofony lub instrumenty akustyczne. Niektórzy projektanci twierdzą, że głośnik powinien charakteryzować się dookólną charakterystyką kierunkową i istnieją komercyjne konstrukcje, które to umożliwiają — ale w większości typowych sytuacji studyjnych głośnik kierunkowy działa znacznie lepiej w typowym środowisku akustycznym.

Przy bardzo niskich częstotliwościach głośniki mają tendencję do promieniowania dookólnego, ponieważ długości fal dźwięku o niskiej częstotliwości są na ogół znacznie większe niż w przypadku obudowy głośnika. Wraz ze wzrostem częstotliwości obudowa zaczyna wpływać na rozproszenie dźwięku, a więc charakterystyka biegunowa zaczyna zawężać się do bardziej kierunkowego toru.

W przypadku jeszcze wyższych częstotliwości wielkość samego przetwornika zaczyna wpływać na dyspersję, a tor dźwięku redukuje się do bardziej przypominającego wiązkę.

W obszarze punktu przejścia częstotliwości dźwięk będzie generowany zarówno przez głośnik średniotonowy/niskotonowy, jak i głośnik wysokotonowy, ale biorąc pod uwagę względny rozmiar obu przetworników w stosunku do wytwarzanych długości fal, odpowiedź biegunowa głośnika niskotonowego będzie prawdopodobnie bardzo „promienna”, podczas gdy głośnik wysokotonowy będzie miał znacznie szerszą dyspersję.

Taka rozbieżność kątów dyspersji spowoduje ogromny skok w pozaosiowej charakterystyce częstotliwościowej, a w konsekwencji bardzo kolorowy dźwięk poza osią. Jest to jeden z powodów, dla których monitor umieszczony w silnie wytłumionym pomieszczeniu może brzmieć zupełnie inaczej niż w bardziej żywym, odbijającym dźwięk pomieszczeniu.

Dopiero w ciągu ostatnich dwudziestu lat zdano sobie sprawę ze znaczenia dźwięku pozaosiowego i starannego dopasowania dyspersji. Tak więc szerokość przedniej ścianki, względny rozmiar przetworników, ich częstotliwości zwrotnicy i odpowiedź filtra są dobierane bardzo ostrożnie, aby zoptymalizować odpowiedź całego systemu.

Obecnie wiele systemów wykorzystuje tuby wokół głośnika wysokotonowego, aby pomóc kontrolować dyspersję, a czasem stworzyć różne reakcje biegunowe w płaszczyźnie poziomej i pionowej. Zwykle ma to na celu zmniejszenie wczesnych odbić od sufitu.  To także jeden z powodów, dla których obracanie monitora bliskiego pola na bok nie jest najlepszym pomysłem. 

Zaprojektowanie głośnika dwudrożnego jest wystarczająco trudne, ale większość projektantów zgadza się, że system trójdrożny zapewnia najlepszą ogólną wydajność. Chociaż istnieją dwa regiony przejścia częstotliwości, to jednak różnica w wielkości między głośnikiem niskotonowym, głośnikiem średniotonowym i głośnikiem wysokotonowym jest znacznie mniejsza, więc dopasowanie dyspersji między sąsiednimi przetwornikami jest łatwiejsze.

Każdy przetwornik musi również działać w znacznie węższym zakresie częstotliwości, co pozwala każdemu z nich zapewnić znacznie lepszą wydajność. Rzeczywiście, poprawa rozdzielczości i przejrzystości w średnim zakresie dobrego systemu trójdrożnego w porównaniu z systemem dwudrożnym jest bardzo znacząca.

Systemy z dodatkowymi przetwornikami — systemy czterodrożne i systemy z wieloma głośnikami wysokotonowymi, jednostkami basowymi itd. — stają się o wiele bardziej skomplikowane i często zalety przeważają lub przynajmniej równoważą wady.

Monitory studyjne – modele zasilane

Tradycyjny sposób na zbudowanie głośnika polega na zastosowaniu wysokopoziomowej zwrotnicy, która akceptuje pełne pasmo i wysoką moc wyjściową wzmacniacza mocy i dzieli ten sygnał na dwa lub więcej oddzielnych pasm częstotliwości, aby zasilić odpowiednie przetworniki.

Jednak jakość takiej „pasywnej zwrotnicy” może dramatycznie wpłynąć na dźwięk i istnieją ograniczenia co do tego, co można osiągnąć pod względem kształtów odpowiedzi i wyrównania fazowego za pomocą filtrowania pasywnego. Ponadto systemy pasywne są z natury stratne pod względem rozpraszania mocy.

Monitor studyjny pasywny jest zasilany z oddzielnego wzmacniacza, zwykle instalowanego w pewnej odległości od głośnika i podłączonego kablem dwużyłowym. 

Zakładając dobre, czyste i szczelne połączenia oraz kompetentny wzmacniacz, pasywny głośnik podłączony porządnym kablem będzie działał bardzo dobrze. Istnieje jednak potencjalna poprawa jakości, jeśli uzasadnia to wrodzona rozdzielczość głośnika, poprzez wykonanie tak zwanego „bi-wiringu”, w którym głośnik wysokotonowy i głośnik niskotonowy są podłączone do wzmacniacza oddzielnymi kablami.

Pasywna zwrotnica musi być zaprojektowana do pracy w trybie bi-wiring i musi zapewniać oddzielne pary zacisków dla każdego sterownika (zwykle połączone za pomocą prętów lub wsporników, które należy usunąć w przypadku bi-wiringu). Pozwala to wzmacniaczowi skuteczniej kontrolować tłumienie każdego przetwornika, ponieważ to bi-wiring oddziela duży stały przepływ prądu do przetwornika basowego od mniejszych sygnałów o wysokiej częstotliwości. Jednak filtr zwrotnicy dla każdego przetwornika nadal znajduje się na końcu długiego kawałka kabla łączącego.

Powiązana konfiguracja nazywa się „bi-amping”. Tutaj osobne wzmacniacze mocy są używane do napędzania głośnika basowego i głośnika wysokotonowego. Każdy wzmacniacz jest zasilany przewodem „Y”, dzięki czemu wzmacnia ten sam sygnał w obu kanałach, a następnie jest podłączany do odpowiednich zacisków głośnika. Chodzi o to, aby całkowicie wyeliminować interakcję między sygnałami basowymi i wysokimi, ale praktyczne wady tego podejścia zwykle przeważają nad wszelkimi zyskami wydajności.

Przykręcenie wzmacniacza bezpośrednio z tyłu obudowy głośnika znacznie zmniejsza długość kabla głośnikowego, a tym samym poprawia wydajność

Aktywny monitor studyjny 

monitor studyjny

Głośniki zaprojektowane w ten sposób potencjalnie mają wiele zalet. Po pierwsze, z aktywną elektroniką można zaimplementować znacznie bardziej złożone kształty i charakterystyki filtrów niż z obwodami pasywnymi, a także wyeliminowano potrzebę stosowania dużych kondensatorów i cewek indukcyjnych. Ułatwia to lepsze dopasowanie sterowników w regionie zwrotnicy – punktu przejścia częstotliwości pomiędzy głośnikami. Większość aktywnych projektów obejmuje również wyrównywanie pomieszczenia i dostosowane funkcje reagowania, które również mogą być bardzo przydatne.

Wykonując separację zwrotnicy przed wzmocnieniem, konieczne jest zasilenie każdego przetwornika własnym wzmacniaczem. Daje to drugą zaletę, a mianowicie to, że charakterystyka wzmacniaczy i moc znamionowa mogą być precyzyjnie dopasowane do napędzanych przez nie głośników, a systemy ochrony przetworników mogą być łatwo wbudowane. Większość aktywnych systemów przeznaczonych do domowych studiów to rozwiązania w pełni zintegrowane, więc okablowanie między wzmacniaczem a sterownikiem jest bardzo krótkie, chociaż większe, wysokiej klasy systemy aktywne zwykle wykorzystują oddzielne wzmacniacze z aktywnymi zwrotnicami montowanymi w stojaku.

Konstrukcje aktywne mają również pewne wady, z których najbardziej oczywistą jest to, że liczba wymaganych wzmacniaczy podwoiła się lub potroiła w porównaniu z konstrukcją pasywną, a dobre wzmacniacze są z natury drogie. Przekształcenie zwrotnicy pasywnej w aktywną wiąże się z oszczędnościami, ale nie z taką kwotą, jaka jest potrzebna do sfinansowania rodzaju wzmacniacza, który zwykle jest używany z dobrymi głośnikami pasywnymi.

Aby stworzyć aktywne głośniki na budżecie, większość producentów musi stosować opłacalne „wzmacniacze chipowe” — w pełni zintegrowane projekty — zamiast tradycyjnych obwodów dyskretnych. Alternatywnie, wielu zdecydowało się na użycie bardzo wydajnych cyfrowych wzmacniaczy przełączających klasy D, ale w obu przypadkach jakość sygnału jest często gorsza w porównaniu z dobrym wzmacniaczem do zabudowania w racku.

To, czy te potencjalne straty wzmocnienia są równoważone przez zyski z filtrowania i połączenia oraz staranną optymalizację systemu w ramach dowolnego konkretnego systemu, jest w dużej mierze kwestią otwartą. Jednak podsumowując można powiedzieć, że ze względu na samą rozdzielczość i przejrzystość straty generalnie przewyższają zyski z większości aktywnych głośników kosztujących mniej niż do około 1500 PLN za sztukę.

Jednak jeśli chcesz mieć bardziej przejrzyste pole odsłuchu w tego typu konfiguracji, to nie obejdzie się bez zainwestowania 2 lub 3 krotnie większej kwoty. 

Artykuł ten powstał w oparciu o publikację z magazynu Sound On Sound

Potrzebujesz pomocy w doborze monitorów do twojego studia domowego lub nagrań? Szukasz porad jak w zakresie tematów jak produkcja muzyki lub mix mastering i chciałbyś poznać techniki jak za każdym razem osiągnąć dobre brzmienie na każdym zestawie monitorów studyjnych, nawet tych budżetowych?

Zapraszam do kontaktu!