Zestawy stereofoniczne

Urządzenie stereofoniczne kojarzone jest zwykle z urządzeniem wysokiej wierności odtwarzania. Chociaż stereofoniczne zestawy głośnikowe nie muszą być urządzeniami Hi-Fi, to jednak pożądane jest aby ich jakość była wyższa, oraz aby były bardziej powtarzalne. Dotyczy to przede wszystkim charakterystyki odtwarzania. Maksymalna różnica efektywności pomiędzy poszczególnymi egzemplarzami pary nie powinna przekraczać 3dB (w zestawach Hi-Fi do 2dB) w każdej z oktaw w paśmie od 250Hz do 8kHz. Podobne wymaganie dotyczy charakterystyki kierunkowej w płaszczyźnie poziomej oraz pionowej. Przykładowo, charakterystyki kierunkowe zestawów Hi-Fi w płaszczyźnie poziomej mierzone w paśmie od 250Hz do 8kHz powinny się mieścić w polu tolerancji ±4dB dla odchyleń do 30º i powinny być możliwie zbliżone dla obu egzemplarzy.

Pożądane jest też aby przebieg charakterystyki impedancji, oraz zniekształcenia obu egzemplarzy pary były maksymalnie zbliżone, a wszystkie wymogi dotrzymywane w całym zakresie obciążeń. Dość oczywistym wymaganiem jest potrzeba zachowania właściwej biegunowości zestawów. Chodzi o to, aby w przypadku odtwarzania przez oba zestawy tego samego przebiegu, w punkcie odsłuchu właściwym dla stereofonii, uzyskać sumowanie się obu przebiegów, gdyż tylko wówczas uzyska się poprawny efekt przestrzenny charakterystyczny dla transmisji stereofonicznej. Producenci zestawów głośnikowych wyróżniają bieguny dodatni i ujemny. Za biegun dodatni uznaje się ten zacisk, który po połączeniu go do dodatniego bieguna napięcia spowoduje wychylenie membrany głośnika nisko- tonowego do przodu. Jeśli na przykład w czasie instalacji dojdzie do pomylenia biegunowości (fazowości) połączeń w jednym z egzemplarzy, to spowoduje to utratę efektu stereofonicznego, a dźwięk stanie się nieprzyjemny i drażniący.

Stereofoniczne odtwarzanie dźwięków pozwala na kierunkową lokalizację (na przykład od lewej do prawej) instrumentów muzycznych za pomocą co najmniej dwóch zestawów głośnikowych. Rozstawienie zestawów powinno być takie, aby zaistniała tak zwana baza stereofoniczna, współmierna z pierwotnym obrazem dźwiękowym. Oczywistym jest, że obszar zajmowany przez duet gitarowy jest zasadniczo inny niż obszar zajmowany przez dużą orkiestrę symfoniczną, trzeba więc będzie przy wyborze rozstawienia zestawów wybrać kompromis, także i ze względu na możliwości lokalowe i ograniczenia wnoszone przez pomieszczenie. Korzystny kompromis uzyskuje się, gdy stosunek odległości zestawów między sobą, a ich odległością od słuchacza zawiera się w granicach od 2:3 do 2:4.

Ważna jest także odległość zestawów od pobliskich ścian. Gdy odległość ta jest mniejsza niż 70cm, to dźwięki odbite dobiegną do słuchacza ze zbyt małym opóźnieniem (mniejszym od 4ms) w stosunku do dźwięku bezpośredniego i aparat słuchu zidentyfikuje je nie jako dźwięki odbite, ale jako pochodzące z innego, dodatkowego głośnika. Pogorszy się też charakterystyka przenoszenia (wzrost nierównomierności), oraz właściwości impulsowe postrzeganego dźwięku. Z tego względu korzystne jest takie usytuowanie zestawów aby odległość głośników średnio- i wysoko- tonowych w zestawach wynosiła około 1m od ścian i mebli, a same głośniki (lub zestawy głośnikowe) były nachylone ku słuchaczowi.

Dla odległości zestawów od ścian przekraczających 1m odbicia oczywiście też nastąpią, ale słuch jest już w stanie je identyfikować. Poprawiają one zresztą kierunkowość stereofonii i są korzystne dla naturalności i wyrazistości brzmienia. Należy tu zwrócić uwagę, aby zastosowane zestawy promieniowały dostatecznie szerokokątnie w całym zakresie częstotliwości średnich i wysokich. Należy zadbać, aby słuchacz oprócz dźwięku bezpośredniego, otrzymał również odpowiednią dawkę dźwięków odbitych o właściwym opóźnieniu gdyż tylko wówczas uzyska się wrażenie dobrej przestrzenności dźwięku. Wrażenie takie dość trudno uzyskać zestawami regatowymi, które promieniują jednak głównie falę bezpośrednią. Przy zestawach tych trudne do uniknięcia są też silne odbicia od przeciwległej ściany. Dochodzą one do słuchającego od tyłu z dużym poziomem. Odbicia te traktowane są przez słuch jako nieprzyjemne zakłócenia i powinny być wyeliminowane.

W stereofonii ważne jest nie tylko to aby dźwięk odtwarzać przestrzennie ale także to aby solista lub mówca był słyszany ze środka między głośnikami. Wystąpi to tylko wówczas gdy fale dźwiękowe z obu zestawów będą miały w miejscu odsłuch taką samą amplitudę i fazę. Warunek ten narzuca ostre wymagania nie tylko na identyczność zestawów ale przede wszystkim na wybór miejsca posadowienia zestawów i usytuowania słuchacza. Jeszcze trudniej w pomieszczeniu mieszkalnym jest poprawnie zainstalować instalację stereofoniczną złożoną z trzech lub czterech zestawów względnie instalację pseudokwadrofoniczną. Instalacje takie zwiększają wprawdzie realizm przekazywanych audycji, wymagają jednak zwykle lepiej przystosowanych pomieszczeń, niż to ma miejsce w przypadku pokoju mieszkalnego.

W typowym pomieszczeniu mieszkalnym poprawne rozmieszczenie zestawów głośnikowych jest z różnych powodów utrudnione, lub nawet niemożliwe. Zwykle zestawy trzeba przybliżyć do ścian, co natychmiast uwypukla szereg niekorzystnych efektów, zwłaszcza w dolnej części pasma. Jednak normalnie niekorzystny efekt zbliżenia do ścian można wykorzystać jeśli zastosuje się specjalny trzeci człon zestawu, tak zwany subwoofer. Subwoofer przenosi pasmo najniższe na przykład poniżej częstotliwości 100Hz (w którym efekt orientacji przestrzennej źródła dźwięku jeszcze nie zachodzi), a dwa pozostałe zestawy, tak zwane satelity, przenoszą pasmo wyższe. Usytuowanie zestawów satelit nie jest tak krytyczne jak zwykłych, a miejsce umieszczenia subwoofera można wybrać ze względu na uwypuklenie basów, unikanie szczególnie silnych rezonansów itp.

Umieszczenie subwoofera na podłodze podnosi odtwarzanie basów o około 3dB w stosunku do swobodnego zawieszenia go w przestrzeni, przysunięcie na podłodze do ściany zwiększa odtwarzanie basów o około 6dB, a umieszczenie go w rogu pokoju podnosi basy nawet o 9dB. Umiejętne zastosowanie subwoofera może istotnie pomóc w nagłośnieniu zwłaszcza małych pomieszczeń, w których nie ma możliwości właściwego rozstawienia, lub w których brak jest miejsca dla dużych zestawów. Szczególnie cenna jest właściwość zmiany poziomu odtwarzania basów oraz niekrytyczność posadowienia, gdyż częstotliwości, które odtwarza subwoofer rozchodzą się bezkierunkowo. Tym niemniej, miejsce posadowienia musi być tak wybrane, aby unikać pobudzania rezonansów w pomieszczeniu.