Jednou z netradičních expozic, které mohli zhlédnout návštěvníci High End Praha v posledních letech, byla expozice kroměřížského HornStudia o jehož chod se stará pan Jan Dvořák. Jelikož ne každému je technologie hornového reproduktoru známa, požádal jsem pana Dvořáka o exkurzi v jeho studiu a krátký rozhovor o technologii hornů.
Expozice HornStudia na High End Praha
Jan Dvořák: Hornové reproduktory a jejich specifika
Začnu otázkou úplného laika – co to vlastně je hornový reproduktor a jaké jsou jeho schopnosti?
Základem mých hornových systémů jsou širokopásmové, respektive celopásmové reproduktory. U modelů zastoupených v hornstudiu se jedná se o velmi účinný systém s citlivostmi reproduktoru od 95 do 110 dB. Hodnota 110 dB je měřitelná při 1kHz ve vzdálenosti přibližně jednoho metru od zářiče. Pokud bych tuto hodnotu chtěl vyjádřit laicky 100 dB je zhruba rachot projíždějící Tatry na cestě.
Čtenáře bude zcela jistě zajímat, rozdíl technologie horn oproti reproduktorům klasické stavby.
Tento reproduktor je zcela odlišný oproti klasickým 99 % konvenčním reproduktorům. Klasický konvenční reproduktor provede určitou výchylku membrány, čímž vytlačí před sebou objem vzduchu – vznikne akustická tlaková vlna, cívka vylétne ze svého magnetického pole a zpět jí pomáhá závěs a tlak v ozvučnici. Naproti tomu u elektricky tlumeného hornového reproduktoru cívka kmitá skutečně jen v rytmu signálu, membrána reproduktoru jí neklade vůbec žádný odpor, reproduktor má tak silný magnet, že drží kmitací cívku jen v ideálním magnetickém poli.
Princip hornového reproduktoru v řezu
Membrána tak pouze věrně kopíruje sinusovky signálu pokud možno bez vlastní invence. Takovýto reproduktor ale po vyjmutí z krabice a připojení na signál bude zprostředkovávat zvuk pouze do frekvence fyzické velikosti membrány a vyšší. Aby byly zachyceny i nízké kmitočty, kdy membrána spolehlivě kmitá i na 5ti Hz, musí být reproduktor správně aktivován ozvučnicí, tj. impedančně přizpůsoben a to nejlépe hornovou konstrukcí nebo skříní o velikém objemu.
Jedná se v podstatě o ideální reproduktor, jedinou nevýhodou je pouze fyzická velikost potřebného kabinetu. Jednoduše řečeno, horn je vlastně akustický transformátor, který převádí kmity membrány reproduktoru, které mají obrovskou energii a malou výchylku na veliký objem řídkého vzduchu u jeho rozšířeného ústí. Každý horn je efektivní ke konkrétnímu meznímu spodnímu kmitočtu, který je dán jeho délkou, vzdáleností od reproduktoru po ústí hornu a vlastním tvarem.
První věc, která každého na hornu zaujme je jeho specifický, „netuctový“ tvar. Zajistit nebo vyrobit takové ozvučnice musí být poměrně složité, jedná se o Vaši vlastní výrobu nebo ozvučnice objednáváte ze zahraničí?
Skoro vše zde v HornStudiu je vlastní výroba, nicméně technický design ozvučnic a vlastních reproduktorů je velmi starý. Společnost Lowther patří s trochou nadsázky k dinosaurům mezi reproduktory a stála na samém počátku jejich vývoje. Jelikož tenkrát disponovaly zesilovače velmi malými výkony, reproduktory musely být relativně hodně citlivé a účinné. Všechny musely mít velkou ozvučnici.
Jedná se v podstatě o již dávno vymyšlený design, v tomto případě (ukazuje na velký bílý horn, viz. fotografie – pozn. redakce) je reproduktor připojen přední stranou membrány ke kruhové hornové ozvučnici. Tento design má původ v Nizozemí a jeho autorem je Holanďan Bert Doppenberg. Zmíňovaný horn je vyrobený z ABS a nese označení Oris 150. Číslovka v názvu označuje spodní mezní kmitočet, z čehož vyplývá, že systém hraje vyrovnaně do mezního kmitočtu 150 Hz.
Hornová ozvučnice s reproduktorem připojeným přední stranou
Horní kmitočet je pak dán použitým reproduktorem, v tomto případě, pro přední horn, upraveným německým AER MD3. Nejnižší frekvence zajišťuje kopie amerického Klipsche respektive jen jeho basové části – LaScala. Zhotoven je z březového dřeva a ukrývá 15“ na zakázku vyrobený basový reproduktor s AlniCo magnetem.
Naopak u tohoto designu Hedlund horn je reproduktor napojen zadní stranou membrány. Střední a vysoké kmitočty hraje reproduktor klasicky otevřenou přední stranou membrány a zadní stranou, nasazenou na horn, jsou zachyceny basy.
Jaké jsou rozdíly mezi systémy napojenými přední respektive zadní stranou?
Každý systém má svoje výhody a nevýhody. Výhodou druhého systému je plnohodnotný zvuk z jediného reproduktoru, který je možno napojit zadní stranou na dlouhý horn a zachytit tak i velice nízké kmitočty. Kdyby se takový horn nasadil dopředu k membráně, neslyšeli bychom vysoké kmitočty. Další překážkou jsou rovněž fyzické rozměry hornu jako takového. S délkou hornu je třeba pracovat velmi opatrně, pokud by byl příliš dlouhý, reproduktor by pak jen stěží rozhýbal tak obrovský sloupec vzduchu bez ztráty dynamiky.
Hornové reproduktory působí velice monumentálně až obrovsky. Jak moc záleží na kvalitě použitého reproduktoru, podobný přece vyrábí více firem?
Design ozvučnice akusticky zesiluje všechno, tudíž záleží obzvláště na kvalitě použitého reproduktoru. Nejenom, že zdůrazní to, co chceme slyšet, ale i všechny nectnosti, které reproduktor dokáže zahrát. U hornů platí jedno pravidlo: Dejte do něj ten nejlepší reproduktor, který si můžete dovolit, u hornů aktivovaných přední stranou reproduktoru platí toto pravidlo dvojnásob.
Hlavní poslechová místnost HornStudia
Jak je to ze zdroji signálu? Je třeba specifický zesilovač?
Například hornové reproduktory našeho studia mají citlivost přibližně okolo 100 dB. Rozdíl mezi dopředným kruhovým hornem Oris 150 a hornem napojeným k zadní straně reproduktoru je asi 8 dB, což je téměř trojnásobný rozdíl v hlasitosti, protože každé 3 dB vyžadují dvojnásobné zesílení. Z toho vyplývá, že u dopředného kruhového hornu postačí zesilovač s třikrát nižším výkonem. Použijeme-li zesilovač s výkonem 1 W na citlivost 110 dB, bude pro dosažení stejného akustického výkonu na „backloaded hornech“ s citlivostí 101 dB, potřeba použit zesilovač o výkonu 8W.
Zesilovače používané v HornStudiu jsou mé vlastní výroby. Jedná se jednočinné elektronkové zesilovače pracující ve třídě „A“. Jedna lampa tedy zpracovává celý signál – kladnou i zápornou část sinusoidy a teče jí stále maximální proud. Z toho plyne značná výhoda, v případě náhlého zesílení vlivem silného signálu, zesilovač je stále připraven a nepotřebuje větší proud ze zdroje než v klidu. Tyto zesilovače neoplývají velkým výkonem, nicméně hornům stačí právě ten první jeden watt, který však musí být velmi kvalitní.
Horny pana Dvořáka jsou "živeny" elektronkovými zesilovači vlastní výroby
Například tento zesilovač je jednočinné OTL. Jedná se o zesilovač bez výstupních transformátorů, kde koncová elektronka nezesiluje a je jen zdrojem proudu a transformátorem impedance pro reproduktor. Klidový proud této elektronky je těžko uvěřitelných 0,5 A. Konkrétně tato lampa je ruského původu. Byla použita v letounu Mig-25 jako stabilizátor vysílačky. Vzhledem ke svým výjimečným vlastnostem se tato lampa vyrábí dál, ovšem již pouze pro použití v audio technice.
Paradoxně nejlépe hrají ty elektronky, které mají malé zesílení a nízký vnitřní odpor. Výstupní transformátor bývá potom jednodušší s méně závity a nižším poměrem, což má za následek lepší přenosovou charakteristiku.
Zvuk hornů je specifický a je nezbytné jej slyšet. Pokud by však někoho zaujal nejen zvláštní vzhled, ale také konkrétní zvuk hornů, jakou částku si musí připravit na pár reproduktorů?
Horn jako takový je vždy složený z komponentů. Ceny se pohybují od tří tisíc korun za reproduktor Fostex až po sedmdesát tisíc korun za speciálně upravený německý AER. Dále je nezbytné připočíst přibližně 50 tisíc korun za pár zhotovených kruhových hornů – vstřikolis z ABS dovezený z Holandska a nebo podobnou sumu za pár „zadní stranou aktivovaných“ dřevěných hornů.
U kruhových dopředných konstrukcí můžeme mít i kratší systém, kde dělící kmitočet nemusí být na 150 Hz, horn je pak poloviční a stačí zde slabší reproduktor. Jelikož nemusí tlačit vysoké kmitočty ven, může mít i slabší magnet a buzení. U takového systému bude i Fostex za tři tisíce excelovat, ovšem dělící kmitočet se posune až na 250 Hz.
Kolem širokopásmových hornů existuje v zahraničí rozsáhlá DIY komunita se spousty plánů a návodů pro stavbu zajímavých ozvučnic a jednoduchých elektronkových zesilovačů, z nichž většina je k dispozici na webu. Zakoupením samotného reproduktoru lze totiž, vlastní stavbou, získat neuvěřitelně příznivý poměr mezi nízkou cenou a výborným výsledkem.
Poslechovým zdrojem bývá v drtivé většině gramofonová deska
Jednoduché elektronkové zesilovače, jednoduché účinné širokopásmové reproduktory bez přídavných filtrů, to je filozofie HornStudia a každý, komu se doma už jeho aparát svým neosobním, nudným zněním omrzel, doporučuji návštěvu v Kroměříži, kde sami zhodnotíte specifické zvukové podání kombinace hornového reproduktoru a gramofonu doplněného elektronkovým zesilovačem.