MoFi Electronics SourcePoint 10

13.05.2023

Na velikosti záleží!

KOAXIÁLNÍ REPROSOUSTAVY MOFI ELECTRONICS SOURCEPOINT 10

Dvoupásmové reproduktorové soustvy SourcePoint 10 rozšiřují nabídku značky MoFi Electronics, která se zatím specializovala pouze na gramofony, přenoskové zesilovače a přenosky, o další ze základních komponentů elektroakustického řetězce. Pomalu, ale s maximálně promyšlenou koncepcí, spěje americký výrobce ke svému cíli, nabídnout milovníkům věrného poslechu ucelený systém, od zdroje signálu, až po reprosoustavu.

Informace o připravovaném integrovaném zesilovači není žádným tajemstvím, byla prozrazena již dříve, nicméně reproduktory jej ve finále předběhly. Stejně tak, jako u vývoje gramofonů, kde si MoFi přizvalo ke spolupráci jednoho z nejpovolanějších konstruktérů v této branži, audiofilům dobře známého Allena Perkinse z kalifornské firmy SpiralGroove, i návrh nových reprosoustav svěřilo do rukou mimořádně zkušeného konstruktéra, Angličana Andrewa Jonese, spolupracovníka značek jako KEF, Infinity, TAD, Pioneer nebo ELAC America.

Model SourcePoint 10 byl vyvinut zcela od základu a Andrew Jones na něm pracoval dva roky. Výsledkem jsou, na první pohled ne zcela typické, stojanové (tady snad ani nelze použít označení regálové) reprosoustavy, které svými rozměry přerůstají běžnou velikost soustav, určených k umístění na stojanu, ale díky použitému měniči a velikosti ozvučnice mohou reprodukovat celé, na většině nahrávek zastoupené, akustické pásmo. Jsou koncipovány tak, aby nebyly příliš nenáročné na zesilovač a aby poskytovaly mimořádnou kvalitu zvuku za velmi rozumné peníze. Jejich jádrem je novátorský koaxiální reproduktor Twin-Drive s magnetickým systémem s velmi vysokým magnetickým tokem.

Systém Twin-Drive generuje dokonale symetrické magnetické pole, čímž eliminuje modulaci toku a zajišťuje extrémně nízké intermodulační zkreslení. Minimalizace zkreslení měniče je stejně důležitá jako optimalizace kmitočtového průběhu středobasového a výškového reproduktoru. Díky tomuto řešení zní reprosoustavy tak čistě a věrně.

Zcela nový 10palcový koaxiální měnič, zabudovaný v rozměrné ozvučnici, tak poskytuje nejen ohromující čistotu, ale i hluboké basy. Desetipalcová membrána z papírové vlákniny má téměř 2,5× větší plochu než membrána nejčastěji používaných 6,5palcových reproduktorů a k vytvoření mohutného a dynamického zvuku stačí její podstatně menší výchylka. Díky tomu může mnohem lépe plnit funkci zvukovodu pro výškový reproduktor a zajistit co nejkoherentnější reprodukci, s co nejmenším zkreslením a bez ztráty basů.

Uprostřed středobasového reproduktoru je umístěn 1,25palcový výškový reproduktor s měkkou textilní kalotou, s velkým průměrem kmitací cívky, vybavený širokým válcovým přizpůsobovacím zvukovodem. Výškový reproduktor má vysoký výkon a minimální tepelnou ztrátu, takže může pracovat již od 1,6 kHz a poskytovat hladký kmitočtový průběh až za hranici 30 kHz. Oba měniče pracují společně jako jeden celek.

Velký reproduktor vyžaduje velkou skříň, která nebude rezonovat. Ozvučnice reprosoustav SourcePoint 10 používá silné MDF desky a důkladnou vnitřní výztuž. Horní deska, dno a boky jsou z 2,5 cm silné MDF desky pokryté přírodní dýhou. Fasetovaná čelní stěna je z 5 cm tlusté MDF desky s hladkým saténově černým povrchem. Dvě vnitřní výztuhy spojují horní, boční a spodní část skříně a dále ji zpevňují.
Čelní stěna ozvučnice musí být pevná a prostá akustických odrazů. Reprosoustavy používají tvarovanou čelní stěnu s několika fazetami, která eliminuje difrakci. Slyšíte pouze hladkou a vyrovnanou reprodukci reproduktoru, nikoliv zvuk skříně.

Napájení reprosoustav s citlivostí 91 dB zvládne zesilovač s výkonem pouhých 30 W. Jmenovitá impedance 8 ohmů a minimální impedance 6,4 ohmů zaručuje, že jsou, jako zátěž, na připojený zesilovač velmi nenáročné.
Z povrchových úprav, je použita přírodní dýha v nábytkářské kvalitě, lze vybírat buďto ořech nebo černý jasan, obě v saténovém provedení.

Typ: dvoupásmová reprosoustava s bassreflexovou ozvučnicí
Reproduktory: 10″ koaxiální reproduktor s 1,2″ výškovým reproduktorem (s měkkou kalotou a širokým závěsem)
Kmitočtová charakteristika: 42 Hz-30 kHz
Jmenovitá impedance: 8 Ω, minimálně 6,2 Ω
Citlivost: 91 dB/2,83 V/1 m
Dělící kmitočet: 1,6 kHz
Minimální doporučený výkon: 30 W
Maximální příkon: 200 W
Rozměry (ŠxVxH): 368 x 572 x 422 mm (s mřížkou), 368 x 572 x 406 (bez mřížky)
Hmotnost: 21 kg (každá)
Provedení: přírodní dýha se saténovým povrchem, ořech nebo černý jasan

Šéfkonstruktér Andrew Jones na internetových stránkách MoFi Electronics stručně shrnul nejdůležitější principy a poznatky, které ho vedly k vývoji této koaxiální koncepce reproduktorových soustav.(tento text je uveden níže)

Můj cíl byl jednoduchý: Vytvořit reprosoustavy, inspirované potřebami masteringového studia, které budou schopny co nejlépe (jak jsem si to jen během své 40leté kariéry dokázal představit) reprodukovat zvuk a přitom budou hrát hluboké basy. A také poskytnou posluchačům co nejvyšší kvalitu, za přijatelné peníze.

Shodou okolností bylo mým hlavním technickým záměrem použít u těchto reprosoustav koaxiální reproduktor. Abych splnil požadavky na vynikající basové podání a zároveň zachoval všechny výhody koaxiální konstrukce, odchýlil jsem se od svých předešlých návrhů a použil jsem basový reproduktor s velkým průměrem. Tento přístup vyžadoval něco zcela nového a představoval výzvu, na které jsem s chutí pracoval téměř dva roky. 

Abychom pochopili výhody koaxiálních měničů, musíme se vrátit k základům a k tomu, co je třeba udělat pro reprodukci celého akustického rozsahu od 20 Hz až po 20-30 kHz.   

Fyzika generování zvuku nám říká, že pro jakoukoli hladinu akustického tlaku musíme při reprodukci nízkých kmitočtů pohybovat velkým objemem vzduchu, ale relativně pomalu. Naopak k reprodukci vysokých frekvencí stačí, když pohybujeme malým objemem vzduchu, ale musíme ho rozpohybovat velmi rychle. Tyto dva požadavky jsou velmi odlišné a vyžadují odlišné konstrukce měničů. Je téměř nemožné, aby tyto požadavky splňoval jeden jediný reproduktor. Univerzálním řešením je rozdělit kmitočtové spektrum minimálně na dva rozsahy (nízký a vysoký) a použít speciální basový a výškový reproduktor optimalizovaný pro svůj konkrétní frekvenční rozsah.

Aby basový reproduktor dokázal při nízkých frekvencích dostatečně rozhýbat vzduch, musí mít velký průměr nebo dlouhý zdvih, popř. kombinaci obojího. Výsledkem je vysoká pohyblivá hmotnost, která omezuje vysokofrekvenční odezvu, ale je přijatelná, protože je požadována pouze reprodukce nízkých frekvencí. Naproti tomu výškový reproduktor musí mít malý průměr a být velmi lehký, aby mohl pracovat až do frekvence 20 kHz. Rozdělením signálu do dvou jednotlivých měničů však zavádíme do konstrukce nové problémy.

Tyto problémy lze rozdělit do tří kategorií:

- Jednotlivé měniče jsou prostorově odděleny. Výškový reproduktor je namontován na ploše čelní stěny skříně reprosoustavy a obvykle přímo nad basovým reproduktorem. Protože můžeme slyšitelně rozeznat polohu zdroje zvuku, uvědomujeme si, že zvuk některých nástrojů je prostorově rozdělený a zní to nepřirozeně.
- Oddělení způsobuje změny v integraci obou měničů v okolí dělícího kmitočtu výhybky, když změníme svou poslechovou polohu, zejména poslechovou výšku. V závislosti na tom, kde posloucháme, a protože se naše relativní vzdálenost - a tedy i čas - od každého reproduktoru změnil, vnímáme rozkolísanou odezvu.
- Zdroje zvuku vyzařují při nízkých frekvencích rovnoměrně do celého okolí. S rostoucí frekvencí se zdroj stává více směrovým a směruje zvuk více dopředu, na úkor stran. Velikost měniče určuje frekvenci změny směrovosti. Typický šestipalcový reproduktor začíná na kmitočtu okolo 800–1000 Hz, ale výškový reproduktor, který má mnohem menší průměr, bude začínat až okolo 5000-8000 Hz. Výsledkem je nerovnoměrná mimoosová odezva v celém frekvenčním rozsahu s poklesy výkonu v oblasti dělícího kmitočtu a nerovnoměrnou směrovostí a odezvou místnosti.

Koaxiální řešení

Pokud umístíme výškový reproduktor do středu basového reproduktoru, což je podstata toho, co máme na mysli pod pojmem koaxiální reproduktor, odstraníme všechny výše uvedené problémy.

Výškový reproduktor je namontován v ose basového reproduktoru a je umístěn uvnitř jeho membrány. Společná osa odstraňuje prostorovou nejednotnost a eliminuje vzdálenostní a časové rozdíly, když se změní poloha posluchače. Výškový reproduktor umístěný v ose membrány středobasového měniče také využívá tuto membránu jako zvukovod. Účelem je optimalizace směrové charakteristiky zdroje zvuku. V této konfiguraci se shoduje směrová charakteristika výškového reproduktoru v oblasti dělícího kmitočtu výhybky s basovým reproduktorem. Zvukovod také zlepšuje účinnost výškového reproduktoru v oblasti nízkých frekvencí až o 10 dB.

Jak se šíří zvuk výškového reproduktoru membránou basového reproduktoru, setkává se s jeho závěsem (obvykle se jedná o masivní půlvlnku) který šíření zvukových vln zkresluje. Způsobuje sekundární dozvuk, který ovlivňuje vlastní zvuk výškového reproduktoru a způsobuje rozkolísání kmitočtové charakteristiky, obvykle v oblasti 10-20 kHz. Čím větší je požadovaný reproduktor tím větší musí být jeho závěs a tedy tím větší je i jeho rušivý vliv. (Pozn.: Proto je závěs membrány u reprosoustav SourcePoint 10 složen ze tří vlnek s velmi nízkým profilem.)

Druhý problém nastává, když se membrána basového reproduktoru pohybuje. Její poloha vůči výškovému reproduktoru se mění z krajní polohy před výškovým reproduktorem do polohy za ním. Tento pohyb způsobuje změny charakteristiky výškového reproduktoru, což má za následek intermodulační zkreslení, sníženou čistotu a zvýšenou ostrost zvuku, zejména u vokálů. Oba problémy lze vyřešit omezením pohybu basového reproduktoru. Pro snížení rušivých vlivů lze použít nízkoprofilový závěs membrány reproduktoru. Zmenšený zdvih výrazně snižuje změny kmitočtové charakteristiky výškového reproduktoru v důsledku změny polohy membrány. Minimalizací pohybu membrány však potenciálně snižujeme množství basů, které můžeme reprodukovat.

S každou oktávou redukované basové odezvy se potřebný pohyb membrány sníží čtyřikrát, což je významné množství. Pokud použijeme koaxiální reproduktor pouze jako středotónový a přidáme k němu vhodný basový reproduktor prostřednictvím vhodně zvoleného dělícího kmitočtu výhybky, výrazně minimalizujeme pohyb membrány. Toto uspořádání však přináší velmi složité řešení. Nejenže nyní máme tři měniče, navíc ale potřebujeme další součástky do výhybky reprosoustav.

Druhým přístupem je jednoduše zvětšit plochu membrány. Jak již bylo vysvětleno, úroveň basů je kombinací plochy membrány, vynásobené jejím zdvihem. Jedno můžeme vyměnit za druhé. Použití velkého měniče umožní zůstat u jednoduché dvoupásmové koncepce. Tento přístup je aplikován u modelu SourcePoint 10, kde je použit reproduktor o průměru 10 palců v provedení s nízkoprofilovým závěsem s několika nízkými vlnkami. Svou charakteristikou splňuje cíle konstruktérova původního zadání.

Rozhodnutí použít basový reproduktor s velkým průměrem ale přináší určité komplikace. Ideální membrána basového reproduktoru by neměla mít ve svém pracovním rozsahu nebo v jeho okolí žádné rezonance. Rezonance jsou problematické, protože zabarvují zvuk reproduktoru a zkreslují detaily. Při navrhování membrán je zásadní je minimalizovat, což je však stále obtížnější s jejich rostoucím průměrem a jejich použitím v širším frekvenčním rozsahu.

Každý materiál, který používáme pro membrány basových reproduktorů, se nakonec dostává do stavu, kdy rezonuje, což způsobuje zkreslení. Je to jen otázka, na jak vysoké frekvenci a jak dobře jsou tyto rezonance utlumené. Exotické materiály, jako je např. berylium, se snaží posunout rezonance na mnohem vyšší frekvence. Tyto materiály sice mohou fungovat u menších basových reproduktorů, jsou však pro větší reproduktory buď málo přínosné, cenově nedostupné nebo je nelze ve větším rozměru vyrobit. Kupodivu papír má ideální kombinaci vlastností a je nejlepším řešením pro vytvoření membrány, jakou potřebujeme.

Po experimentování s různými typy směsí papíroviny a tvary membrán jsme vyvinuli na zakázku vyráběnou membránu, která optimalizuje rezonanční chování a zároveň splňuje požadavky na tvar zvukovodu.
Naším dalším úkolem bylo zvolit dělící frekvenci výhybky, nižší než rezonanční kmitočet membrány basového reproduktoru. Zvolili jsme optimální frekvenci 1,6 kHz. To si vyžádalo výškový reproduktor, schopný pracovat tak nízko, což si současně nárokovalo použití kmitací cívky s velkým průměrem 28 mm a měkkou kalotou se širokým závěsem. Široký závěs rozšiřuje nízkofrekvenční i vysokofrekvenční rozsah výškového reproduktoru, přičemž efekt použití zvukovodu výrazně zvyšuje účinnost ve spodní části jeho rozsahu. Vysoký výkon a výrazně nižší požadavky na vybuzení umožňují použití nízkého dělícího kmitočtu výhybky (1,6 kHz), při zachování velmi nízkého zkreslení.

Optimalizace frekvenčního rozsahu basového a výškového reproduktoru nestačí, je třeba také minimalizovat zkreslení u systému magnetů a cívek reproduktorů. Třebaže je membrána navržena tak, aby potlačila rezonance za dělící kmitočet výhybky, to však v nelineárním systému nestačí. Výhybka filtruje signál přicházející do reproduktoru, nikoliv signály, které z něj vycházejí.

Při dodržení požadavku, aby se konstrukce pohonu výškového reproduktoru vešla do prostoru, typického pro konstrukce koaxiálních reproduktorů, které jsou určeny průměrem kmitací cívky wooferu, mívají výškové reproduktory většiny koaxiálních měničů relativně nízkou citlivost. SourcePoint 10 používá složenou konstrukci pohonů nazvanou Twin Drive, která tento problém řeší. Magnety pohonu basového a výškového reproduktoru jsou záměrně spojeny tak. aby každý z nich pomáhal druhému při přenosu magnetického toku do mezer basového i výškového reproduktoru. Výsledek: Větší hustota toku, než jakou může dosáhnout kterýkoli z magnetů samostatně, což vede k hustotě toku ve štěrbině výškového reproduktoru 1,35 T.

Velký basový reproduktor vyžaduje velkou skříň. Reprosoustavy SourcePoint 10 mají vnitřní objem skříně 50 litrů. Vzhledem ke vztahu mezi velikostí skříně, nízkofrekvenčním rozsahem a účinností můžeme díky tomuto objemu dosáhnout rozšíření basového rozsahu i zvýšení účinnosti. Reprosoustavy mají citlivost 91 dB, kmitočtový rozsah od 42 Hz a skutečnou osmiohmovou impedanci s minimem 6,4 ohmů na 150 Hz. Díky tomu představují velmi jednoduchou zátěž pro většinu zesilovačů.

Aby se minimalizovaly rezonance skříně, vyžadují velké skříně silné bočnice a důkladnou výztuž. Ozvučnice používá na bocích, horní a dolní straně a zadní straně skříně MDF desky o tloušťce jednoho palce a na čelní stěnu desku o tloušťce dvou palců. Dvě vnitřní výztuhy spojují horní, boční a spodní část skříně a dále ji zpevňují.

Záleží také na tvaru čelní stěny. Při zabudování jakéhokoli reproduktoru do ozvučnice, její hrany lámou a odrážejí zvuk, který se šíří po čelní stěně až k hraně skříně. Toto vyzařování ovlivňuje primární zvukový signál a způsobuje nerovnoměrnost vysokofrekvenční odezvy, která se mění v závislosti na poloze posluchače. To může být problematické zejména u koaxiální koncepce reproduktoru. U reprosoustav SourcePoint 10 je problém difrakce výrazně omezen tvarováním čelní stěny do více fazet. Měnící se vzdálenost od měniče k okraji ozvučnice zmírňuje difrakční vlnění a šikmé povrchy jednotlivých fazet difrakční vlny ještě více minimalizují. Posluchač tak slyší pouze hladkou a nezkreslenou odezvu reproduktoru, ne zvuk skříně.

Všechna tato řešení, použitá u reprosoustav SourcePoint 10 umožňují objevit v nahrávkách ještě více detailů a přiblížit se tak původnímu zdroji. I při nízkých úrovních hlasitosti. Nízké zkreslení reproduktoru však umožňuje přehrávat hudbu bez problémů i při vysokých hlasitostech.

www.mofielectronics.com/sourcepoint10