Goodmans a sprawa polska
Spis treści
- 1 Wstęp
- 2 Odrobina teorii
- 3 Za co lubimy Goodmansy?
- 4 Membrana głośnika, a promieniowana moc, czyli "Co ma wspólnego sprawność głośnika z masą ziemi i księżyca?"
- 5 Głośnik szerokopasmowy kontra zespół głośników
- 6 Goodmans a sprawa polska
- 7 Goodmans 350 czyli ZÓŁTEK i jego rodzina
- 8 Goodmans 301 i jego rodzina
- 9 Goodmans Axiom i jego tuba. Przykład zastosowania
- 10 C.D.N.
Wstęp
Tak się ostatnio poskładało, że w wymianie poglądów jaką uprawiamy w gronie autorów i sympatyków Technique.pl pojawił się temat głośników firmy Goodmans. Jak się bowiem okazało, to prawie wszyscy kiedyś mieliśmy lub nadal mamy, któreś z klasycznych produktów tej firmy. Ten tekst jest zarówno historycznym wspomnieniem jak i relacją z doświadczeń jakie wiążą się z tym tematem. Będzie to łatwe, bowiem wspomnienia są dobre, a doświadczenia dość ciekawe. Pewnym fenomenem jest także stała od lat 60, (a być może i wcześniej) obecność tych głośników w Polsce. To, że stale są obecne egzemplarze mocno już historyczne potwierdza regułę, że myśl techniczna projektantów nagłośnień, którzy nie mieli do dyspozycji kilowatowych wzmacniaczy musiała się skupić na głośnikach, a marginalni wówczas marketingowcy nie tworzyli nowej fizyki lansując tandetne produkty.
Odrobina teorii
Zacznijmy może wobec tego od przypomnienia pewnych reguł, bez znajomości których, nie było niegdyś możliwe uzyskanie trójki z fizyki, a co zatem idzie ukończenie szkoły średniej. Ludzie o nieco starszej „dacie produkcji” wiedzą o tym, bez konieczności korzystania z tej części mózgu która mieszka w ich telefonach komórkowych.
Głośnik jest niczym innym jak maszynką do pompowania powietrza, którego zmieniające się ciśnienie oddziałuje na ludzki narząd słuchu. Głośnik elektrodynamiczny zostaje pobudzony do działania przez sygnał elektryczny który generuje siłę elektrodynamiczną.
Siła zaś zależy od trzech parametrów indukcji w szczelinie magnetycznej, gdzie zamieszkuje cewka głośnika (B), wielkości prądu, który ową cewką płynie (I) oraz długości „przewodnika” którym płynie prąd, co z grubsza można by określić jako średnicę cewki i ilość jej zwojów.
Ponieważ dla uzyskania siły trzeba te trzy parametry pomnożyć płynie stąd wniosek że każdy z nich jednakowo silnie wpływa na wielkość siły elektrodynamicznej czyli pośrednio na efekt pracy głośnika.
Ponieważ głośnik jak sama nazwa wskazuje ma grać głośno to już wiemy jaki jest klucz do uzyskania dużych wartości tego parametru. Aby zaś ocenić głośność trzeba by jeszcze narzucić jakieś parametry które pozwolą na porównywalność tego parametru.
Dlatego głośność zmierzymy w osi głośnika w odległości 1 metra. Dla wykonania pomiarów dostarczymy głośnikowi sygnał o mocy 1W. Wprowadzając ścisłe określenia nazwiemy ten parametr skutecznością lub efektywnością głośnika (choć na podstawie poprzednich rozważań wiemy, że chodzi po prostu o głośność). To jest tak naprawdę najważniejszy parametr charakteryzujący głośnik.
Za co lubimy Goodmansy?
W czasach największej świetności Goodmansów projektanci nagłośnień dysponowali wzmacniaczami o umiarkowanych mocach by tyle zapewniały im lampy elektronowe. Dlatego prądy jakie można było dostarczyć cewce głośnika były mocno ograniczone. Trzeba było nadrobić to innymi parametrami czyli przede wszystkim indukcją w szczelinie, (gdzie jak już wiemy zamieszkuje cewka głośnika). Aby to zrealizować trzeba w głośniku zastosować tak silny magnes jak tylko się da. Dlatego nasze Goodmansy mają solidne magnesy. Jak solidne ? A to wystarczy z przodu głośnika położyć metalowy przedmiot np. żyletkę, spinacz itp. A przedmiot się na głośniku utrzyma... Oczywiście można marketingowo bredzić o materiałochłonności, ale celem jest tu uzyskanie dźwięku, a nie lekkość konstrukcji w końcu z założenia raczej nieprzenośnej.
I to jest fizyczna podstawa nr 1, dla której lubimy Goodmansy.
Membrana głośnika, a promieniowana moc, czyli "Co ma wspólnego sprawność głośnika z masą ziemi i księżyca?"
Masa księżyca to około 1,23% masy ziemi i tyle wynosi zwykle sprawność głośnika. Czyli ze 100 W dostarczonej energii tylko 1% jest przetwarzany przez głośnik w drgania membrany.
Poruszenie membrany wymaga energii. Czym, cięższa membrana – tym większej mocy potrzeba. Takie oczywiste. Najwięcej oczywiście konsumuje głośnik basowy. Reszta ma po prostu „lekkie zadanie”, ale czy na pewno?
Głośnik szerokopasmowy kontra zespół głośników
Głośnik szerokopasmowy, który ma za zadanie wyprodukować całe pasmo to kilka sprzecznych ze sobą celów. Wydaje się, że wprowadzić w drgania 12 calową membranę od 30 Hz do 16 kHz to proste. Wyobraźmy sobie śpiew ludzki i jego skalę...
Więzadła głosowe mają różną długość u kobiet i mężczyzn. U mężczyzn są na ogół dłuższe (niższa barwa głosu) – od 17 do 25 mm, zaś kobiety mają odpowiednio krótsze fałdy głosowe (długości 12-17 mm).
Skale dla rodzajów głosów ludzkich:
- sopran 262 – 1175 Hz
- mezzosopran 220 – 880 Hz
- alt 131 – 659 Hz
- tenor 110 – 523 Hz
- baryton 87 – 349 Hz
- bas 78 – 311 Hz
Oczywiście to dźwięki podstawowe – ale harmoniczne to już z inna sprawa, które mogą nawet sięgać i 12 – 14 kHz – dla sopranu.
Ostatnio zmierzyłem widmo dźwięku pianina: dźwięk A – 440 Hz. Częstotliwości harmoniczne kończą się na 7 000 Hz(!) Dlatego spójność brzmienia – to brak zakłóceń w fazach częstotliwości harmonicznych (Eksperyment pokazujący jak zmiana fazy degraduje harmoniczne: https://www.facebook.com/sweetwater/videos/288552763327726/ ).
No i tu pojawia się ciekawe zjawisko – mając wielodrożne konstrukcje – mamy podzielenie jednego głosu na dwa, lub więcej głośników. To taj jak białe światło przepuścimy przez pryzmat – otrzymamy tęczę, czyli miksturę różnych częstotliwości światła rozdzielaną na różne kolory – indywidualne częstotliwości.
Moja hipoteza opiera się na tym, że zwykle nieswojo się czuję słuchając wielodrożnych zestawów. Mózg prawdopodobnie nie jest w stanie oswoić się z rożnymi źródłami tego samego dźwięku. Oczywiście oddalając się od kolumny wielodrożnej dźwięk zlewa się i powiedzmy, że jak odległość pomiędzy głośnikami jest 50 - 100 razy mniejsza niż nasza odległość od kolumny – „efekt tęczy” się niweluje. Wracając do myśli przewodniej – głośnik szerokopasmowy. Musi mieć lekką membranę (tu mamy deficyt wytrzymałości), ale w zamian otrzymujemy większą efektywność. Powinien jeszcze być bardzo delikatnie zawieszony, aby elementy konstrukcyjne nie pochłaniały pracy prądu. Najlepiej jak nie ma kopułki przeciwpyłowej, bo i ona potrafi wytworzyć zamknięty układ i mamy układ jak w silniku spalinowym, tłok i cylinder- czyli kompresja, którą musi znów pokonać układ elektryczno – magnetyczny. Głośniki współśrodkowe – wymyślone prawie 80 lat temu łączą sprytnie te sprzeczne fizyczne cele.
Rodziny głośników Goodmans, które wspominamy w tym tekście pozwalają w na budowę układu złożonego z jednego dwu lub trzech głośników, co ilustruje przykładowa reklama glosników z roku 1962:
Jak widać w kolumnie głośnikowej może zamieszkać:
• jeden agregat dwugłośnikowy złożony z głośnika szerokopasmowego i zamontowanego koncentrycznie głośnika wysokotonowego czyli TRIAXIOM spełniający z grubsza równanie Traxiom = Axiom + Trebax, • zestaw dwóch glosników czyli szerokopsmowy głośnik AXIOM + dodatkowy głośnik wysokotonowy TREBAX, • zestaw trzech glośników czyli nisotonowy AUDIOM + dodatkowy średnitonowy HIFAX i wreszcie wysoko tonowy TREBAX.
Goodmans a sprawa polska
W tym miejscu zajmiemy się wybranymi rodzinami głośników, które w miarę obficie występowały w Polsce. Występowały głownie w profesjonalnych nagłośnieniach wykorzystywanych np przez polskie radio skąd mniej lub bardziej legalnie emigrowały do prywatnych użytkowników. Legalnie ponieważ w pewnym momencie (wczesne lata 80-te) można było je otrzymać za darmo na przykład dla szkoły domu kultury etc. Mniej legalnie po awarii były zastępowane krajowymi glośnikami, a potem w charakterze złomu omijały chwacko posterunki straży przemysłowej. My sympatycy tych głosników wiemy ze "Goodmansy są wieczne" więc dopóki membrana trwa w jednym kawałku...
Goodmans 350 czyli ZÓŁTEK i jego rodzina
Goodmans 301 i jego rodzina
Goodmans Axiom 301 trafił do Polski w około 50 –60 lat temu i został zastosowany między innymi w konstrukcjach FONIA GK-122. Kolumny zbudowane wg. projektu Goodmans, przez firmę a w zasadzie jednostkę COBR (centralny ośrodek badawczo rozwojowy) dla "radiokomitetu". FONIA bo tak nazywała się ta warszawska firma, produkowała wyposażenie studiów radiowych w stoły mikserskie, wzmacniacze, prezentowane kolumny odsłuchowe i wiele innych urządzeń. Z tego powodu głośniki Axiom 301 (i ich krewni są stosunkowo łatwo spotykane w Polsce.
Przedstawmy zatem bardziej szczegółowo Goodmansa 301 i jego rodzinę:
Ciekawostka 1.
Goodmans Axiom 301 wg dokumentacji waży 7,85 kg. Ma gęstość pola magnetycznego (flux density) 16,500 Gausów, i całkowity strumień pola (total flux) 185,000 maxwells’ów. Dla porównania bliźniaczy Goodmans Axiom 201 wg dokumentacji waży 4,93 Kg. Ma gęstość pola magnetycznego (flux density) 13,000 Gausów, i całkowity strumień pola (total flux) 87,500 maxwells’ów. Głośniki z FONIA GK-122 ważą 5,9 kg… Wychodzi na to, że tak jak myśmy produkowali lepsze produkty na export – tak z drugiej strony było tak samo – tylko, że odwrotnie. Mam jeszcze głośnik Goodmans Axiom 301 o wadze 6,9 kg. Przypadek? Jedyny głośnik o wadze katalogowej 7,85 kg kupiłem z Holandii.
Ciekawostka 2.
Axiomy 301 – dawno temu już po upadku komuny pewien polski artysta - Krzysztof Krawczyk (info przekazane słownie – potwierdzone słownie w dwóch źródłach) przywiózł kilka głośników (głośniki były nowe, w pudełkach) ze studia nagraniowego z NRD. Wszystkie głośniki zdobyte w ten sposób maja wagę katalogową – czyli 7,85 kg(!)
Ciekawostka 3. (Info od daniela z Łodzi)
Generalnie to na Polskę sporo Goodmansów poszło z impedancją 8 Ohm i to musiało być jakieś centralne zamówienie - zarówno Triaxiomy 1220c jak i 301-ki w większości przypadków były w wersji 8 Ohm. Stosowane były jako odsłuchy dalekiego pola w Operze Narodowej, czy w Filharmonii opolskiej. Triaxiomy, które ważyły ok 7,5 kg - były używane w Łódzkim Studiu Filmowym.
Goodmans Axiom i jego tuba. Przykład zastosowania
Historia tych kolumn jest bardzo długa. Otóż w dawnych czasach czyli jeszcze w końcu lat 70-tych koledzy budowali obudowy w oparciu o wiedzę zaczerpniętą od firmy Jensen. W oparciu o tę wiedzę budowane były obudowy bass-reflex ale także tuby. Tych tub powstało co najmniej kilka par. Zwykle zamieszkiwały w nich głośniki serii GDS 30-itd. , ale z czasem pojawiły się i Goodmansy. Te obudowy wyglądały w przekroju mniej więcej tak:
Wiem o dwóch parach takich kolumn, które przetrwały do dziś. Te z fotografii przeszły długą drogę. Kolega, który zainstalował w nich Goodmansy (oczywiście Żótki) najpierw trochę poeksperymentował, co skończyło się likwidacją komory sprzęgającej i wlotowej części tuby, co ostatecznie przybrało taką formę.
Dla zadania im szyku zostały obłożone okleiną naturalną "topola rosochata" w takim stanie przez chwilę byłem ich posiadaczem, a potem pojechały dalej... "Żółtki" słabo przetrwały kolejną dekadę i dlatego w kolumnach zstąpiły je Auxiomy 301 wsparte autorsko skomponowaną tubą na bazie znanej tubki GDWT. Tak czy inaczej istnieją grają wydają dźwięk i budzą stare wspomnienia.
Na bazie tego pomysłu powstały jeszcze jedne tuby, o bocznej ściance mającej ponad 1 metr kwadratowy (o ile pamiętam - 1700x700) Szerokość była zdeterminowana średnicą głośnika, co dawało około 400 mm. Jak łatwo obliczyć objętość brutto wynosiła prawie 500 litrów. Takie kolumny były łagodnie mówiąc słabo ustawne, ale i je miałem przez krótki okres w mieszkaniu. Jedną z nich zasilałem nawet z mini odbiornika tranzystorowego, o mocy bodajże 0,375 W. Dzięki dużej skuteczności udawało się wkręcać słuchaczy, którzy nie wierząc uszom, jednak szukali ukrytego wzmacniacza... No cóż fizyka... Z dużym prawdopodobieństwem można stwierdzić, że opisane obudowy już fizycznie nie istnieją.
C.D.N.
Tekst przygotowali: Maciej Tułodziecki i Maciej Strzelczyk.
