Platformy antywibracyjne WK Audio – założenia teoretyczne

Urządzenia audio podczas swojej pracy poddawane są wpływom różnego rodzaju drgań. Wszystkie one mają szkodliwy wpływ na odtwarzany dźwięk. Ich eliminacja, poprzez stosowanie różnego rodzaju elementów antywibracyjnych, znajduje swoje uzasadnienie nie tylko w nauce, ale również, a może przede wszystkim, jest po prostu natychmiast wyłapywana przez ucho nawet niezbyt uważnego słuchacza! Pozbycie się szkodliwych wibracji ma jednoznacznie pozytywny wpływ na jakość odtwarzanego dźwięku.

Co jednak owo „pozbycie się” w rzeczywistości oznacza? Czy chodzi o odseparowanie naszych urządzeń audio od otaczających je wibracji? Tak, też! Jednak tematyka ochrony przed wibracjami jest o wiele bardziej skomplikowana. Jeżeli głównym aspektem ochrony antywibracyjnej było by jedynie „odprzęgnięcie” od otaczających wibracji, można by przecież powiesić urządzenie na odpowiednio elastycznych linkach i temat byłby skończony.

Aby zrozumieć złożoność tego zjawiska należy przynajmniej w skrócie poznać podstawy teorii drgań.

Fala uderzeniowa

Jest zjawiskiem najprostszym do zobrazowania i do wyeliminowania. Wyobraźmy sobie, że mieszkamy w centrum miasta przy ruchliwej ulicy, po której od czasu do czasu przejeżdża tir lub tramwaj. Wibracje generowane przez te pojazdy przenoszą się na konstrukcję budynku w którym mieszkamy-dzwonią nam szyby i drga podłoga pod nogami! Drgania te zazwyczaj rozchodzą się w kierunku pionowym ( oś „Y” układu współrzędnych ), mają niską częstotliwość i są przez nasze ucho najlepiej „słyszane”. Rozchodzą się w ośrodkach stałych. Jeżeli zaczniemy pukać palcem w blat, na którym stoi grający gramofon analogowy, to w głośnikach usłyszymy „bam, bam, bam…”. Ich eliminacja następuje poprzez odprzęgniecie, od źródła drgań lub poprzez tak zwany współczynnik masy. W pierwszym przypadku chodzi po prostu o odizolowanie urządzenia ( guma, sprężyna, poduszka powietrzna, poduszka magnetyczna, linka ). W drugim przypadku wysoka masa pochłania drgania i przetwarza je między innymi na ciepło. Jednakże należy pamiętać, że zbyt lekka konstrukcja o zbyt miękkim zawieszeniu może wywołać efekt tak zwanego kołysania, a konstrukcja zbyt ciężka i zbyt sztywna, dzwonienia. Ma to związek z kumulacją energii nie przetworzonej na ciepło i oddawaniem jej w postaci innej, niż pochłonięta częstotliwość. Jeżeli kiedyś postawiliście swoje zestawy głośnikowe na pięknych, lecz źle dobranych podstawkach granitowych, to zapewne poznaliście to zjawisko…! Zjawiska te, zarówno kołysanie jak i dzwonienie to nic innego jak rezonans, w który wpadają zarówno urządzenia audio, jak i same elementy służące do ochrony przed wibracjami. Podczas walki z falami uderzeniowymi należy więc mieć na uwadze wyżej wymienione elementy.

Fala powietrzna uderzeniowa

Jest zjawiskiem o wiele bardziej złożonym; zarówno w kwestii spektrum częstotliwości jak i obszaru działania (rozchodzi się we wszystkich trzech kierunkach układu współrzędnych). Czym jest ten rodzaj fali najłatwiej sobie uzmysłowić wrzucając kamień do wody. Rozchodzące się centrycznie kręgi to właśnie to zjawisko, które identycznie, choć niewidocznie, występuje w powietrzu, które od wody z punktu widzenia fizyki różni się gęstością. Wspomniany wyżej tramwaj czy tir nie tylko przenosi wibrację poprzez grunt na ściany i stropy budynku, ale również poprzez wprawianie w ruch powietrza generuje fale, które uderzają w elementy konstrukcyjne. Fale te docierają do wnętrza naszego pomieszczenia odsłuchowego, zarówno jego ściany jak i stropy wprawione w drganie działają jak wielkie membrany głośników generując nowe fale powietrzne.

Oprócz takich fal dochodzących z zewnątrz, a może nawet przede wszystkim to przecież sam sprzęt grający jest tak naprawdę największym generatorem wibracji…Przecież słuchanie muzyki to nic innego jak generowanie fal, a więc wprawianie w drgania cząsteczek powietrza! Oznacza to, że sam sprzęt grający jest swoim największym wrogiem w wojnie z wibracjami…a najlepiej aby zespoły głośnikowe stały w mieszkaniu obok!

Każdy element systemu audio jest podczas pracy non stop „uderzany” falą powietrzną w różnych kierunkach i o różnej częstotliwości. Tutaj platforma antywibracyjna musi się wykazać innymi umiejętnościami. Musi nie tyle izolować urządzenie od wibracji, bo to jest w kierunkach na płaszczyźnie poziomej nie możliwe, co przede wszystkim je znosić i/lub wytracać, pochłaniać. Chodzi o to aby eliminować zjawisko rezonansów i zapobiegać zjawisku dudnienia zarówno w aspekcie jej konstrukcji własnej jak i obudowy urządzenia w jak najszerszym paśmie częstotliwości ze szczególnym naciskiem na częstotliwości słyszalne dla człowieka. Najprościej to wytłumaczyć na przykładzie kolumny głośnikowej. Membrana głośnika drgając wytwarza dźwięki o określonej „dobrej” częstotliwości, jej niezakłócona praca wiąże się z reprodukcją wysokiej jakości dźwięku. Jeżeli zaczniemy wzniecać w kolumnie głośnikowej drgania to wpłyną one na drgania membrany, a to z kolei albo wytłumi, albo wznieci odtwarzane przez nią częstotliwości a więc jednoznacznie wprowadzi element błędu do jej pracy. Oznacza to, że platforma antywibracyjna musi mieć możliwość pracy we wszystkich płaszczyznach oraz wielokierunkową sztywność będącą w stanie reagować na fale o różnej częstotliwości.

Drgania własne

urządzeń audio to również ważny element wpływający na pogorszenie dźwięku. Elementy ruchome takie jak napędy optyczne, silniki gramofonów analogowych ale i również zasilacze, w których transformatory są nieustannie bombardowane impulsami prądu zmiennego to nic innego jak wewnętrzne generatory drgań. Umiejętność ich eliminacji to dodatkowa „cegiełka” do sumy wpływającej na polepszenie odtwarzanego dźwięku. Listwy zasilające, kondycjonery i filtry sieciowe ustawione na platformach antywibracyjnych w znaczący sposób polepszają dźwięk. Oznacza to, że zostały im zapewnione lepsze warunki działania poprzez wytłumienie ich wewnętrznych wibracji wynikających z charakteru ich pracy.

To tylko niewielki zarys niezwykle złożonej tematyki związanej z drganiami. I mimo że wydawało by się, że to wszystko proste-fizyka, to nikt jeszcze nie wynalazł jednej i uniwersalnej metody ochrony przed drganiami i ich eliminacji…! Każde urządzenie audio, każdy nawet rodzaj muzyki generuje drgania o innych częstotliwościach i różnej mocy. Każde pomieszczenie odsłuchowe różnie reaguje wzniecając lub tłumiąc różne częstotliwości. Jeżeli przemnożymy te dane wyjdą nam nieskończone liczby kombinacji. Z punktu widzenia idealistycznego powinno się projektować platformy antywibracyjne nie tylko pod określony sprzęt, ale nawet pod określony rodzaj muzyki i przede wszystkim pod określone pomieszczenie odsłuchowe uwzględniając jego konstrukcję i akustykę. Jak łatwo sobie wyobrazić na takie przedsięwzięcie rzadko było by stać nie jedną filharmonię a co dopiero prywatnego miłośnika muzyki. Z punktu widzenia pragmatycznego więc tak naprawdę nie ma złych ani dobrych platform antywibracyjnych. Są jedynie takie, które dobrze nam się w nasz system „wgrały” bądź nie. Lepsze są jedynie te, które ze względu na jakość zastosowanych rozwiązań są po prostu bardziej uniwersalne będąc pomocnymi szerszemu gronu odbiorców!

PLATFORMY ANTYWIBRACYJNE WK AUDIO®

Z punktu widzenia teorii drgań to systemy hybrydowe. Z jednej strony poprzez swoją masę pochłaniają szkodliwe wibracje a z drugiej strony posiadają elementy odprzęgane. Punktem kluczowym ich projektu jest wzajemne oddylatowanie elementów o różnych masach i różnych strukturach. Dzięki temu każdy z elementów reaguje na przyłożoną do niego siłę różnie w czasie posiadając inną bezwładność. Ma to na celu umożliwienie znoszenia się drgań o różnych częstotliwościach oraz powstanie przesunięć fazowych między różnymi częstotliwościami, które w danym momencie „znajdują” się w platformie oraz na nią oddziałują. Takie rozwiązanie skutecznie minimalizuje efekt dudnienia oraz powstawanie szkodliwych rezonansów zarówno w urządzeniu audio jak i w samej platformie.

Elementem dylatującym poszczególne warstwy jest specjalny łącznik wynaleziony na potrzeby tylko tych platform. Jest on wykonany ze specjalnej mieszanki spienionych elastomerów o niewielkiej ilości mostków chemicznych pomiędzy łańcuchami polimerów – usieciowanie na poziomie 2%. Taka budowa chemiczna wpływa na stopień kurczliwości elastomeru oraz jego „pamięci kształtu”. Łącznik posiada budowę przestrzenną. Podczas projektowania jego kształtu kładziono duży nacisk na to aby jego reakcja na przyłożoną siłę w każdej płaszczyźnie była podobna. Posiada on inną budowę w przypadku oddzielania warstw ciężkich i lekkich, a jest ona zdeterminowana uzyskaniem podobnej sztywności w każdym kierunku między elementami platformy.

Poza opisanym powyżej elementem odprzęgającym poszczególne elementy platformy, bardzo ważną rolę pełnia same w sobie materiały użyte do jej budowy. Specjalnie wyselekcjonowany granit posiada bardzo nieregularną budowę wewnętrzną o wielopłaszczyznowym i nie regularnym układzie kryształów oraz stosunkowo małej gęstości. Taka nie regularna struktura doskonale wpływa na pochłanianie i rozpraszanie różnych częstotliwości, w różnych kierunkach. Chroni to platformę przed niepotrzebnym gromadzeniem energii, która może być oddana po czasie w postaci drgań o określonej częstotliwości oraz eliminuje efekt tak zwanego dzwonienia.

Sklejka liściasta, z której wykonany jest blat, to naturalne włókno węglowe. Jej warstwowa budowa o naprzemiennych kierunkach ułożenia włókien działa podobnie jak opisany powyżej granit, lecz ze względu na inną masę w zakresie innych częstotliwości. Ogromną wagę przyłożono do rodzaju użytego lakieru dla serii PIANO. Został on dobrany tak, aby przy dużej estetyce wykonania powierzchni i niezłej trwałości, jak najmniej wpłynął na fizyczne właściwości sklejki.

Odpowiednio twardy gatunek sklejki, to również materiał z którego zostały wykonane nogi platformy. Mają one stożkowy, specjalnie nie regularny (!) kształt. Rozwiązanie to, choć może z punktu widzenia odbiorcy błahe i marginalne, zajęło wiele miesięcy pracy! Podczas ich projektowania okazało się, że nawet niewielkie odchyłki od regularnego kształtu maja słyszalny wpływ na dźwięk. Dzieje się tak ze względu na opisaną powyżej budowę warstwową sklejki.