Kultowe urządzenia i systemy. Korektory graficzne (i nie tylko) Klark Teknik

Konsoleta XL4 stała się ikoną w swojej klasie urządzeń oraz niedoścignionym wzorcem przemysłowych standardów jakości dźwięku oraz prezentowanych możliwości.

Jednak pomimo niezrównanych walorów akustycznych i rozwiązań konstrukcyjnych, tak jak każda konsoleta analogowa, wymagała ona wsparcia ze strony różnych urządzeń zewnętrznych, wśród których także znajdziemy kilka ponadczasowych, legendarnych już dziś pozycji.

Jednym z urządzeń towarzyszących zawsze konsolecie jest bez wątpienia korektor graficzny. Współczesne konsolety cyfrowe – oprócz bloku korekcji w każdym kanale – wyposażane są w pokładowe korektory graficzne (i parametryczne), dedykowane do wykorzystania dla wyjść wszystkich szyn konsolety. Z przyczyn oczywistych konsolety analogowe nie miały pokładowych korektorów graficznych. Poza blokiem korekcji w kanałach niektóre (zwykle te drogie) modele wyposażane były w dodatkowy, uproszczony układ korekcji dla wyjść niektórych szyn. Dlatego konsolety analogowe korzystał zawsze z zestawu urządzeń zewnętrznych.

Korektor był i zawsze będzie podstawowym elementem wyposażenia każdego systemu nagłośnieniowego. Jak działa korektor graficzny? Zakładam, że jest to dla każdego oczywiste, więc nie ma potrzeby, by temat ten rozwijać.

Warto natomiast przypomnieć, że przez korektor przechodzi zawsze cały sygnał akustyczny. Z uwagi na ten fakt wszelkie zniekształcenia lub tłumienie tego sygnału, które wprowadzane jest przez korektor, znajduje natychmiast globalne odzwierciedlenie w jakości działania całego systemu nagłośnieniowego. Skala i rodzaj zjawisk niepożądanych zależy więc w znacznym stopniu od jakości korektora, o której decydują między innymi wartości częstotliwości środkowych, dla których możliwe jest wprowadzanie zmian, typ oraz zakres działania filtrów, stopień tłumienia sygnału, szum własny urządzenia, odporność na zakłócenia zewnętrzne itp. Każdy z wymienionych czynników charakteryzujących korektor może mieć wpływ na ogólnie odczuwalne pogorszenie pracy systemu nagłośnieniowego, a to oznacza, że mankamenty odnoszące się do któregokolwiek z nich nie mogą być akceptowane w najmniejszym nawet stopniu.

Z uwagi na powyższe wybór korektora graficznego był więc zawsze rzeczą szalenie istotną. Przy wyborze najczęściej zwracano uwagę, by korektor skupiał w sobie takie cechy, jak bezprecedensowa jakość działania, wysoka kalibracja filtrów oraz niezawodność, co pozwalało uniknąć wielu zaskakujących problemów podczas eksploatacji. Co prawda nieumiejętne korzystanie z korektora – nawet najwyższej klasy – może być również źródłem wielu problemów w postaci zniekształceń fazowych, szumów oraz innych anomalii, ale te zagadnienia nie należą do tematu dzisiejszego materiału.

Przez szereg lat czołowym producentem korektorów, uwzględniającym w swoich badaniach najdrobniejsze detale dotyczące charakterystyki zakresu działania filtrów oraz wyznaczającym rygorystycznie określane normy akustyczne, był Klark Teknik. Pierwszym wdrożonym do seryjnej produkcji korektorem tej marki, który trafił do szerszego grona odbiorców, był model

TEKNIK 27s

Wprowadzono go na rynek w 1976 roku. Wcześniejsze urządzenia tej marki były konstruowane w pojedynczych egzemplarzach, gdyż projektowano je zwykle na indywidualne zamówienia klientów. Każdy z etapów procesu montażowego wykonywany były od początku do końca ręcznie. Wszystkie napisy znajdujące się na płytach czołowych były grawerowane, a następnie wypełniane barwnikiem. Tego rodzaju metodę stosowano wówczas dość powszechnie przy konstruowaniu pomiarowych urządzeń laboratoryjnych. Te jednak konstruowano zwykle w pojedynczych lub zaledwie kilku egzemplarzach. W przypadku seryjnej produkcji metoda ta szybko miała okazać się ekonomicznie nieefektywna.

Do składania pierwszych egzemplarzy korektora graficznego TEKNIK 27s przystąpiono jednak w opisany powyżej sposób. Początkowo niewielka firma, jaką był Klark Teknik, nie miała innych możliwości. Jednak szeroki zakres ręcznie wykonywanych prac był nie tylko bardzo czasochłonny, ale przede wszystkim znacząco podnosił koszt wytworzenia pojedynczego urządzenia, co nie pozostawało bez wpływu na jego rynkową cenę. To jednak nie wszystko… Wpływ na wysoką cenę (oraz ciężar urządzenia) miały również stosowane rozwiązania filtrów, w których wykorzystano elementy indukcyjne. Stało się więc oczywistym, że należy zrewidować metody produkcji i jak najszybciej poszukać rozwiązań umożliwiających obniżenie jej kosztów, przy jednoczesnym zachowaniu wszelkich standardów jakości.

Zdecydowano więc o skorzystaniu na szerszą skalę z technologii pozwalającej na montowanie komponentów elektronicznych na płytkach z obwodami drukowanymi, a także na zastosowanie wyselekcjonowanych elementów rezystancyjnych o wysokiej klasie dokładności. Produkcja chassis i obudów zlecona została natomiast zewnętrznym podwykonawcom.

Klark Teknik wdrożył w tym okresie również nową metodę wykonywania płyt czołowych, polegającą na stosowaniu podwójnie anodyzowanego aluminium, którego powierzchnia łatwo przyjmowała napisy nanoszone metodą sitodrukową, zapewniając im wysoką trwałość. Tak właśnie powstały charakterystyczne „srebrne” płyty czołowe wszystkich procesorów, stając się szybko rozpoznawalną wizytówką marki. Pozostały one przez dekady w niezmienionej stylistyce, która utrzymana jest zresztą do dziś.

Wykonanym w zweryfikowanym już procesie produkcji urządzeniem był korektor graficzny o nazwie

KLARK TEKNIK DN 27

który odniósł ogromny sukces, otwierając szeroko wszystkie drzwi do rynku nagłośnieniowego na świecie.

Korektor ten ustanowił przemysłowy standard, będący wzorcem sposobu działania korektora graficznego. Zastosowane w nim filtry o proporcjonalnym (Proportional-Q) sposobie reagowania pozwalały na uzyskanie łagodnego zarysu charakterystyki, przy małym podbiciu lub podcięciu, aż po wąskie, głębokie „wcięcie”, występujące przy skrajnych ustawieniach zakresu regulacyjnego.

Warto w tym miejscu przypomnieć, że głównym problemem wielu korektorów graficznych był (i jest do dziś) wpływ sumowania sąsiednich częstotliwości na wypadkową charakterystykę korekcji. Filtry o niższej wartości Q współdziałają bardziej płynnie (łagodnie), natomiast filtry o wysokiej wartości Q pozwalają na bardziej selektywną kontrolę, ale w tym przypadku odbywa się to kosztem gęstszego pofalowania ogólnej charakterystyki. Ujemną stroną filtrów o symetrycznym sposobie reagowania jest to, że przy podbiciu lub podcięciu niewielkiej wartości (co jest bardzo typową sytuacją) zakresy EQ muszą być stosunkowo szerokie, by płynnie współdziałały, co pozwoliłoby uniknąć nadmiernego pofalowania wypadkowej charakterystyki. Z powodu tego, że wartość Q każdego z filtrów korektora pozostaje stała, duża wartość podbicia lub podcięcia rosnąco narusza szerokie spektrum częstotliwości, przez co dokładność i skuteczność korekcji staje się mocno ograniczona.

Żaden z dostępnych wówczas na rynku korektorów, wyposażonych w filtry o stałym sposobie reagowania (Constant-Q), nie prezentował właściwości podobnych do tych, którymi charakteryzował się DN 27, wyposażony w filtry o proporcjonalnym sposobie reagowania.
W latach 1977-1985 wyprodukowano i sprzedano około 6.500 egzemplarzy modelu DN 27, z czego znaczna ich część trafiła na rynek amerykański. Potwierdzeniem sukcesu, jaki odniósł ten produkt, oraz przykładem geniuszu jego konstruktora jest fakt, że DN 27 pozostaje do dziś jednym z najbardziej szanowanych urządzeń w historii marki.

Godnym następcą DN 27 stały się korektory „serii 300”, wprowadzonej na rynek na początku lat 80. ubiegłego wieku. Została ona zapoczątkowana korektorem graficznym oznaczonym jako DN 3030, ale jej klasycznym i zarazem najbardziej rozpowszechnionym reprezentantem jest słynny model

DN 360

którego wiele egzemplarzy pracuje do dziś w różnych systemach nagłośnieniowych na świecie. Korektory zaliczające się do rodziny produktów określanej mianem „serii 300” są rezultatem długoletnich badań i doświadczeń. Niezawodność i wysoka jakość działania korektorów była dla Klark Teknik zawsze sprawą priorytetową. Dlatego stosowane w nich filtry były projektowane z wykorzystaniem najnowocześniejszych (wówczas) technologii, do których zaliczała się tak zwana technologia warstw grubych – stosowana w procesie produkcji komputerów. Technologia ta pozwoliła na zaprojektowanie nowych obwodów filtrów nazywanych „MELT”, co jest skrótem pochodzącym od nazwy „Micro-electronic, Loss-less, Two-port Circuit”. Były to mikro-elektroniczne układy składające się z czterech filtrów – zamkniętych we wspólnej obudowie o 14 nóżkach – ułożonych szeregowo.

Nowe rozwiązanie wnosiło szereg wymiernych korzyści. Stosowane wcześniej filtry o tradycyjnej konstrukcji, opartej na elementach indukcyjnych, pomimo wysokiej jakości, którą udało się uzyskać konstruktorom Klark Teknik, miały jednak pewne mankamenty. Oprócz wspomnianych wcześniej wad, jakimi były wysoki koszt produkcji oraz podwyższony ciężar i wielkość urządzenia, filtry te wykazywały również tendencję do niestabilności, zniekształceń w przedziale niskich częstotliwości oraz generowania przydźwięku.

Zaadoptowanie technologii „MELT” gwarantowało większą spójność i niezawodność, redukując liczbę punktów połączeniowych z 56 do 14. Pozwalało to również na znaczące zwiększenie stabilności działania, gdyż częstotliwości środkowe nie odstrajały się tak łatwo, jak bywało to czasem w przypadku filtrów o tradycyjnej konstrukcji. Dzięki nowej konstrukcji obwodu filtrów uzyskano też większą dokładność, zminimalizowano przesunięcia fazowe, a także obniżono szumy własne urządzenia. „MELT” był rozwiązaniem określanym potocznie jako „wstaw i zapomnij”. Z powodzeniem sprawdził się na całym świecie, dostarczając użytkownikom idealnie działających przez długie lata produktów. Były one tak trwałe i niezawodne, że producent bez obaw udzielał użytkownikom pięcioletniej gwarancji na ich bezawaryjną eksploatację.

Jak doskonale wiemy, zastosowanie korektora graficznego nie zawsze pomaga w rozwiązaniu problemów odnoszących się do zakresu częstotliwości. Rozwiązanie niektórych problemów wymaga niekiedy działań w znacznie szerszym zakresie, mających na celu przede wszystkim zlokalizowanie ich przyczyny. Mając ten fakt na uwadze, w roku 1980 – jeszcze przed pojawieniem się serii „300” – Klark Teknik wprowadził na rynek urządzenie o nazwie

REAL TIME SPECTRUM ANALYZER DN 60

Był to tercjowy analizator widma, pracujący w czasie rzeczywistym, o szerokich możliwościach wykorzystania – od analiz w warunkach domowych, poprzez pomieszczenia studyjne, sale koncertowe, mobilne systemy nagłośnieniowe, aż po zaawansowane pomiary laboratoryjne. DN 60 był jednym z pierwszych urządzeń tego typu, sterowanym przy użyciu mikroprocesora. Dzięki wykorzystaniu zaawansowanych rozwiązań konstrukcyjnych charakteryzował się on dużą dokładnością oraz szerokim zakresem możliwości, prezentując jakość, którą wcześniej oferowały jedynie bardzo kosztowne urządzenia. Co równie ważne, cena DN 60 kształtowała się na poziomie ceny, za jaką można było nabyć w tym okresie jedynie niezbyt dokładne, analogowe instrumenty pomiarowe.

DN 60 został zaprojektowany w formie modułowej, dysponował wyświetlaczem w postaci matrycy o wielkości 31 x 16 diod LED, z przełączaną rozdzielczością wyświetlania: 1 dB lub 2 dB/działkę (diodę LED). Wyposażony został w szybki, logarytmiczny przetwornik A/C, przeliczający zakres 31 dB w odcinkach równych 1 dB. Dokładność przetwarzania wynosiła +/-0,2 dB dla dowolnego poziomu, względem poziomu referencyjnego. Urządzenie wyposażone zostało w trzy banki pamięci. Pamięć zdolna była do przechowania całego zakresu 31 dB wraz z wszelkimi informacjami o warunkach wykonanego pomiaru – takich jak status przycisków i przełączników. Po przywołaniu zapisu z pamięci następowało wyświetlenie wyniku pomiaru, z przywróceniem oryginalnych ustawień. Poza wymienionymi cechami DN 60 wyposażony został w funkcję zapamiętywania wartości szczytowych, kontrolowaną przez mikroprocesor funkcję uśredniania pomiaru, a także pokładowy generator szumu różowego. Przystosowanie do współpracy z urządzeniami zewnętrznymi, takimi jak przystawka do analizy pogłosu RT 60 oraz drukarka, dodatkowo zwiększało jego funkcjonalność.

Spodziewam się, że dziś – czyli w czasach, gdy niemal powszechnie stosowane jest zaawansowane oprogramowanie pomiarowe o znacznie szerszych możliwościach, jakim przykładowo jest kolejna generacja „SMAART’a” – mój zachwyt nad możliwościami analizatora może zostać odebrany z pewną dozą zaskoczenia i uznany za cokolwiek niepoważny. Pamiętajmy jednak, że urządzenie to trafiło na rynek 37 lat temu! Wiele egzemplarzy tego urządzenia pracuje na całym świecie do dziś i doskonale spełnia swoją rolę.

Godnym następcą DN 60 był kolejny analizator widma – DN 6000 – który prezentował znacznie szerszy wachlarz dostępnych funkcji i możliwości wykorzystania. Urządzenie to jest nadal używane w wielu firmach nagłośnieniowych na świecie, a co ciekawe, wciąż utrzymuje też swoją wysoką cenę na rynku wtórnym.

Marek Witkowski