В наши дни основные студийные мониторы напичканны технологиями – но так было не всегда, и понадобился новаторский британский Hi-Fi бренд.
Если вы посетите практически любую первоклассную студию звукозаписи, особенно в Великобритании и Европе, есть довольно большая вероятность, что вы увидите пару отдельно стоящих или установленных на потолке основных мониторов, состоящих из нескольких басовых драйверов, расположенных вокруг прямо излучающего (как в отличие от рупорных) среднечастотный и высокочастотный модуль — довольно часто с несколькими среднечастотными драйверами. Я имею в виду, например, такие студийные мониторы, как Genelec 1235A, Dynaudio M3VE, ADAM S6X или PMC QB1A. Роль всех этих и им подобных мониторов заключается в том, чтобы генерировать очень высокие уровни звукового давления в чрезвычайно широкой полосе пропускания без значительных искажений, компрессии или окраски, и делать это надежно в течение длительных периодов времени без отдыха. Им необходимо достичь уровня громкости PA, но при этом сочетать это с высочайшей электроакустической точностью. Это действительно тяжелая работа, и она требует столько же электроакустических ноу-хау, сколько и производственного бюджета. Таким образом, вы, вероятно, вообразите, что один из вышеупомянутых производителей мониторов заявил бы, что он разработал первый такой студийный монитор, но вы ошиблись бы, потому что эта честь принадлежит британской компании по производству hi-fi акустических систем KEF с их KM1 1982 года.
KEF, начиная с 1960-х годов, имел тесные отношения с отделом исследований и разработок BBC, где были созданы все собственные конструкции мониторов. В ряде разработок BBC использовались драйверы KEF, наиболее известными из которых являются низкочастотный/среднечастотный драйвер B110 и купольный твитер T27, используемые в компактном мониторе LS3/5A, но KEF также производила полные системы, предназначенные для студийных приложений. 5/1AC (в котором, по иронии судьбы, не использовались драйверы KEF) широко использовался в коммерческом радиосекторе Великобритании, как и более поздний P60, почти забытый, но технически интересный полуактивный монитор ближнего поля.
В конце 1970-х и начале 1980-х годов BBC столкнулась с проблемой мониторинга в студиях, которые использовались для записи живых выступлений для ее рок- и поп-станций, Radio 1 и Radio 2 соответственно. Основными мониторами в этих студиях, в первую очередь в Maida Vale и Golders Green в Лондоне, были BBC LS5/8. И хотя LS5/8 был разработан для удовлетворения «требований к мониторингу от поп-музыки до серьезной музыки», он не был в состоянии управлять требуемыми уровнями громкости, и это продолжало терпеть неудачу в работе. Разумеется, была доступна возможность оборудовать студии мониторами Tannoy или JBL, причем последние включали в себя низкочастотные/среднечастотные динамики большого диаметра с легкими конусами и компрессионные твитеры с рупорной нагрузкой. Но эти стили мониторов, эффективно перепрофилированные громкоговорители PA, просто не смогли бы удовлетворить потребности BBC в тональной точности, минимальной окраске и низком уровне искажений. Поэтому требовалось что-то новое, и KEF попросили сделать предложение. KM1 был тем, что они придумали, и это было не похоже ни на что из того, что было раньше.
Установка мониторинга KEF KM1 в студии BBC Hippodrome, 1987 г.
Активное изучение
В то время, когда в студийных сетях почти исключительно использовались твитеры с рупорной нагрузкой, в KEF KM1 использовался сильно модифицированный купол прямого излучения T52, динамик класса Hi-Fi, модель 105 эталонной серии представляла собой трехполосную пассивную систему, включающую низкочастотный динамик B300 диаметром 300 мм; среднечастотный динамик B110 диаметром 110 мм; и 38-мм купольный твитер T52.
Электроакустические расчеты KEF показали, что система, состоящая из четырех низкочастотных динамиков B300, двух модифицированных среднечастотных динамиков B110 и одного сильно модифицированного твитера T52, должна быть в состоянии достичь требуемой спецификации BBC не менее 120 дБ (от 60 Гц до 20 кГц) на расстоянии 2 метра с пары мониторов. Но KEF также осознал, что любая практичная колонка, разработанная в этом духе и способная достигать требуемых уровней громкости, должна быть активной, поэтому они начали работать с другим культовым британским производителем аудио, Quad, чтобы помочь разработать необходимые усилители и электронные модули кроссовера.
Усиление KM1, разработанное в сотрудничестве с Quad, было встроено в узел, который выдвигался из нижней части динамика наподобие ящика. Центральная часть кабинета функционировала как дымоход и поступало тепло от радиаторов усилителя и динамиков. Усиление, встроенное в каждый KM1 в выдвижной сборке в виде выдвижного ящика, состояло из 8 одноканальных модулей, заимствованных из усилителя мощности Quad 405. Каналы усилителя были распределены по драйверам таким образом, что мостовая пара каналов была выделена для каждой пары басовых динамиков, другая мостовая пара каналов была выделена для среднечастотных динамиков, а последняя мостовая пара каналов была выделена для твитера.
Мостовые каналы усилителя были рассчитаны на 400 Вт при 8 Ом, поэтому общая доступная мощность теоретически составляла 1,6 кВт на KM1. Говорят, что оба блока питания усилителя не совсем справлялись с работой по выдаче 1,6 кВт, и что защита системы от ограничения тока часто кричала «хватит!» на ранних этапах, но даже в этом случае KM1 казался хорошо оснащенным монитором. Так и должно было быть. Его драйверы были получены из hi-fi устройств, в основном рассчитанных на ровную частотную характеристику и низкий уровень искажений, а не на электроакустическую эффективность, поэтому даже в области громкоговорителей, где эффективность выше 5%, их эффективность была низкой. В результате более 95% номинальной мощности каждого KM1 в 1,6 кВт потенциально могло рассеиваться в виде тепла. А затем, если учесть, что сами усилители мощности класса A/B будут иметь КПД только около 50%, KM1 начинает выглядеть, во-первых, как комнатный обогреватель, а во-вторых, как высокопроизводительный монитор. Усердно работающий KM1 вполне реально может рассеивать около 2 кВт.
Таким образом, основная проблема с KM1 заключалась в том, чтобы управлять теплом так, чтобы оно отводилось от звуковых катушек драйвера и не приводило к тепловому сжатию или отказу драйвера. С этой целью и среднечастотные драйверы, и высокочастотный динамик включают зазоры звуковой катушки, заполненные феррожидкостью, впервые для KEF, а архитектура корпуса KM1 была разработана для создания центрального дымохода, втягивающего воздух снизу и направляющего его по цилиндрическому алюминиевому цилиндру диаметром 64 мм радиаторы, прикрепленные непосредственно к задней части магнитов среднечастотного динамика, а затем к задней панели радиатора. Нагретый воздух выходил через центральную верхнюю панель шкафа. Магнитная система твитера также смогла поглотить значительную тепловую энергию — она была вдвое больше той, что используется в 300-мм низкочастотных динамиках.
В каждом модуле усилителя KM1 размещалось восемь одноканальных плат усилителя Quad 405.
Но KEF столкнулся не только с тепловыми проблемами в контексте драйверов Hi-Fi, работающих на устойчиво высоких уровнях. Например, было обнаружено, что стандартная термопластичная диафрагма Bextrene среднечастотного драйвера B110 страдает от усталостных расколов в области грифа, когда подвергается длительным ударам ускорения, которые подразумевают 120 дБ. Решение состояло в том, чтобы перейти на полипропиленовую диафрагму (также более легкую, что повысило эффективность), однако это означало не только почти полную переработку драйвера, но и разработку новых клеевых методов, гарантирующих, что диафрагма останется прикрепленной к ее окружающего звучания и звуковой катушки. Низкочастотные характеристики мощности также оказались в центре внимания, потому что, хотя KM1 изначально был указан BBC Radio как конструкция с отражательной нагрузкой, первые поставленные мониторы были формата закрытой коробки (технический директор KEF Лори Финчем был хорошо известен как рефлексо-нагрузочный скептик). К сожалению, менеджеры студии BBC сочли KM1 в закрытом корпусе недостаточными с точки зрения обработки мощности на низких частотах, и их пришлось преобразовать в формат с рефлекторной нагрузкой. Интересно, что, несмотря на то, что все KM1, поставленные BBC, были заряжены рефлекторно, рекламная брошюра KEF того времени иллюстрирует и описывает систему с закрытым ящиком. Вполне вероятно, что клиенты, кроме BBC, получили бы KM1 в закрытом формате.
Электроника
Наряду со встроенными усилителями мощности в КМ1 обязательно входила и активная фильтрация. Фильтры были разработаны собственными силами в KEF, однако известный специалист по аналоговой электронике Питер Баксандалл (первоначальный изобретатель схемы активного эквалайзера, широко используемой в аудиоэлектронике) был нанят в качестве консультанта, чтобы помочь усовершенствовать схемы и разработать новый вход. каскад для усилителей мощности.
В дополнение к схемам активного фильтра электроника KM1 также включает новый метод защиты драйверов от тепловой перегрузки. Первоначально система полагалась на непрерывный низковольтный сигнал постоянного тока, проходящий через звуковые катушки драйвера. Затем измерение результирующего постоянного тока можно использовать для расчета сопротивления звуковой катушки в реальном времени и, следовательно, температуры звуковой катушки (температура и сопротивление связаны через температурный коэффициент сопротивления материала звуковой катушки: 0,39% на градус C для медь). Когда температура приближалась к заданным пределам, загорался индикатор перегрузки КМ1 с последующим автоматическим отключением драйвера, если это необходимо Система защиты драйвера работала, однако у нее была серьезная проблема: если какой-либо драйвер был заменен, система потребовала повторной калибровки для учета изменений сопротивления звуковой катушки на производственной линии. Более поздние модели KM1 полагались на систему защиты, основанную на тепловом моделировании драйверов, что позволяло делать точные прогнозы температуры звуковой катушки на основе истории входного сигнала.
Наследие КМ1
Благодаря своим амбициям, технологиям, инженерным решениям и огромным размерам (один монитор весил 140 кг) KEF KM1 фактически изменил представление о высокопроизводительном студийном мониторинге. Но был ли это успех? Ответ на это не прост. KM1 достиг своих основных целей по производительности и прослужил в студиях Maida Vale около 6 лет, прежде чем его заменил первый монитор PMC, BB5 (соучредителем PMC был Пит Томас, ранее менеджер студии BBC с большим опытом работы с KM1. ). Однако у KM1 также была репутация ненадежного, и по этой причине, как сообщается, менеджеры студии BBC не очень любили его. Говорят, что распространенной субъективной реакцией на KM1 было то, что, несмотря на то, что показывали студийные измерители SPL, он действительно работал недостаточно громко, и это, возможно, приводило к ненадежности. Говорят, что даже при 120 дБ KM1 звучит несжатым и неискаженным. Кажется, это было громко, но для некоторых ушей это не звучало.
Возможно, основной недостаток заключался в том, что использование неэффективных драйверов Hi-Fi для достижения очень высоких уровней звукового давления в очень широкой полосе пропускания требовало огромных мощностей усилителя, большая часть которых выделялась бы в виде тепла. С нашей точки зрения, 40 лет спустя, в KM1 есть некоторая бесполезность. Возможно, это был своего рода технический тупик в KEF, поскольку его разработка, похоже, не внесла большого вклада в основной бизнес несколько более доступных динамиков Hi-Fi.
В конечном итоге было изготовлено 72 пары мониторов KM1, которые были проданы по заявленной цене 20 000 фунтов стерлингов каждая (около 75 000 фунтов стерлингов в настоящее время), так что с коммерческой точки зрения это представляло собой значительную долю оборота – и KM1, несомненно, подготовил почву для совершенно нового стиля мониторов, площадка, на которой впоследствии вырос бизнес для таких компаний, как PMC, Genelec и Dynaudio. К сожалению, похоже, что местонахождение или рабочее состояние известно очень немногим из 72 пар KM1, что является позором, особенно потому, что у меня никогда не было возможности испытать KM1 в период его расцвета, и я действительно очень хотел бы увидеть и услышать пару.
Большое спасибо Питу Томасу из PMC за помощь с этой функцией.
Наряду с новаторскими техническими достижениями KM1, одним из поводов для празднования его в серии «Golden Gear» является празднование 60-летия KEF. По сравнению с KEF в начале 1980-х годов, когда был запущен KM1, сегодня компания – это совсем другая организация. Несмотря на то, что их штаб-квартира по-прежнему находится в том же помещении в Мейдстоне на юго-востоке Великобритании, KEF больше не является частной британской компанией, и их продукция, наряду с Мейдстоном, производится на нескольких предприятиях по всему миру.
Однако в важном отношении ничего не изменилось: KEF по-прежнему остается одной из самых смелых, инновационных компаний, занимающихся электроакустической инженерией, среди всех компаний, производящих акустические системы. Недавним примером инноваций является разработка вице-президентом по технологиям Джеком Окли-Брауном и его командой широкополосного акустического поглотителя из «метаматериала». Поглотитель из метаматериала установлен сзади и почти полностью поглощает заднее излучение твитера на недавно выпущенном KEF LS50 Meta.