In memoriam Jan Kool

 B&W, computer en laser

 

© Jan Kool, Luister, september 1979

 

Nog maar kort terug van een vakantie in Sussex, heb ik het bekende gevoel, dat een uiterst prettige tijd niet helemaal echt was. Zo gauw het vliegtuig landde in Rotterdam, nam de afschuwelijke dagelijkse routine het al bijna weer over. Even uitgesteld misschien door de stralende glimlach van de beeldige Japanse vrouw van een goede vriend. Het paar was een heel eind gekomen, alleen maar om ons welkom thuis te heten! De stapel brieven en de continu rinkelende telefoon, die ik thuis aantrof, brachten me met een bons weer op de begane grond. Terugblikkend echter, realiseer ik mij dat alle prettige dingen echt gebeurden, inclusief het mooie weer - een wonder deze zomer!

Als gast van John Bowers en na het nieuwe model van de jaren tachtig, de 801, al bij verschillende gelegenheden te hebben gehoord - zelfs in eigen huis - moest ik natuurlijk vele zaken zien en horen in de fabriek. Een blik in de keuken (ook die bij J. B. thuis!) is niet iets om de neus voor op te trekken. Ofschoon ik B&W al vele malen eerder heb bezocht en getuige was van interessante stadia van ontwikkeling en geboorte van verscheidene bekende modellen, beloofde het deze keer nog interessanter te worden. Vooral omdat de 801 een revolutionaire luidspreker is, ontworpen via geheel nieuwe en geavanceerde methoden, waar computers en laserstralen een belangrijke rol in spelen. Het is onmogelijk om hier de gehele ontwerpgeschiedenis te vertellen, dat zou verscheidene complete afleveringen vragen van Luister. Ik zal echter trachten wat van de sappigste details te kiezen, om enig idee te geven van wat er komt kijken in deze tijd bij het ontwerpen van een systeem van hoge kwaliteit.

Een compromisloos ontwerp

Als een goed begin van het komend decennium, werd besloten te mikken op een compromisloos ontwerp. Speciaal compromisloos waar het kwaliteit betrof en zelfs productiekosten. Er is natuurlijk altijd een limiet in fysieke afmetingen. Met de hoogste kwaliteit, die kon worden bereikt met de meest geavanceerde technieken en materialen, moest de nieuwe luidspreker ook de hoge akoestische niveaus kunnen produceren die in studio's en zeer grote ruimten nodig zijn. Dus het verwerken van grote versterkervermogens zonder vervorming was een vereiste. Dit resulteerde bijv. in een baseenheid, die niet alleen een lange spreekspoel heeft maar ook een zeer speciaal gevormde magneet, waardoor de spoel nooit in contact kan komen met de achterplaat. Ook werden zeer vele metingen gedaan aan verschillende paneelmaterialen en verschillende wijzen van versterken en dempen. Trillingen en versnellingen werden gemeten, tot een uiterst stijve kastconstructie kon worden bereikt voor de basbehuizing. Onder vele andere zaken, werd vastgesteld dat het drijverchassis een van de ergste boosdoeners is bij het veroorzaken van paneelvibraties en niet de ingesloten lucht. Een praktisch complete isolatie van het chassis van de kast werd als gevolg daarvan ontwikkeld. In de uiteindelijke basweergever wordt nagenoeg geen basenergie verloren door andere trillingen dan van de lucht, noch wordt hij geplaagd door kleuring van bibberende panelen. In een goede kamerpositie moet de weergave doorgaan tot flink beneden de laagste muzikale signalen. In vrije veld condities, ver boven de grond, begint de weergave pas af te vallen bij 40 Hz, wat zelfs voor een 100 liter kast zeer laag is. Het ontwerp van de middeneenheid is nog interessanter. Het is natuurlijk de belangrijkste schakel in een systeem, omdat de belangrijkste muzikale informatie in het gebied ligt dat door die eenheid moet worden weergegeven. Dr zullen onregelmatigheden in de karakteristiek en trage reacties het meeste kwaad doen. Met dit in gedachten werden de lasertests ontwikkeld en de computermogelijkheden uitgebreid toegepast. U hebt misschien wel gehoord van conus "break up", een kwaal van speakermembranen, die moeilijk onder controle is te houden. Eenvoudig gezegd is het de verschillende wijze waarop verschillende delen van de conus trillen. Resonanties, ook van stofkapje en ophanging, bouwen zich meestal concentrisch op - wat tenminste n gelukkiger situatie betekent - maar ze werden en worden nu (niet altijd!) geattaqueerd door dempende stroopjes op de conussen te smeren. Dit helpt soms aanzienlijk, maar heeft het nadeel de massa te vergroten en daardoor de reactiesnelheid aan te tasten. In vele gevallen worden de effecten van stofkappen en ophangingen niet eens herkend.

In een ingenieuze opstelling onderzoekt een laserstraal het gedrag van alle delen van een eenheid langs een straal van het midden van de stofkap tot de buitenrand van de ophanging. En radius bleek voldoende door de concentrische natuur van de ongewenste bewegingen. Toch betekent het een enorm aantal metingen, want het onderzoek betreft alle frequenties die zo'n speaker bereiken. Dr komt de computer te hulp met zijn oneindige capaciteit voor het opslaan van gegevens. Na nog veel meer metingen is hij in staat om praktisch alles over zo'n middenspeaker te vertellen wat men zou willen weten. Hij produceert getallen, tekent driedimensionale grafieken van resonanties, frequentiecurven (afgeleid van pulsen) op een monitor en/of schrijft en tekent het tegelijkertijd op stroken papier. Hij zal zelfs al hints geven voor noodzakelijke modificaties. Zo werd in een prototype een ongewenste piek ontdekt - ofschoon buiten zijn werk - gebied toch storend - maar ook werd meteen aangegeven door de helse machine waar hij precies vandaan kwam. In het verleden "doping". De gehele conus zou misschien worden geprobeerd (een vlieg met een 25 cm. houwitser neerschieten) nu echter was een smalle ring van "dope" op de conus voldoende om er met gemak af te komen. Op eenzelfde wijze werden modificaties van stofkapje en ophanging aangegeven en snel uitgevoerd. Het eindresultaat: een middeneenheid, die nagenoeg perfect aan de specificatie voldeed en die vooraf als ontwerpdoel werd vastgesteld. Een luidsprekermakersdroom.

Het wisselfilter

Een vergelijkbaar proces, waarmee de computerde ontwerper in staat stelt een nauwkeurigheid te bereiken die voordien onbekend was, is de samenstelling van het wisselfilter. Filters werden meestal gebaseerd op de veronderstelling (bekend als onnauwkeurig), dat de verschillende eenheden een impedantie hadden van 8 Ohm. Waar, voor slechts een deel van hun frequentiebereik. Afwijkingen in de curve, door varirende impedantie en de karakteristiek, werden empirisch - min of meer op goed geluk - getracht te corrigeren. Het vraagt echter een t groot aantal componenten met varirende waarden om de nauwkeurigheid te bereiken die zo sterk werd verlangd. Berekeningen zouden een heel team van wiskundigen misschien wel jaren kunnen bezig houden. Na een procd, dat nu "minimaliseren van de afwijking" wordt genoemd, zullen het filter en de eenheden samen een karakteristiek (en andere begerenswaardige eigenschappen) krijgen, die binnen tienden van decibels komt te liggen van de berekende ideale. Wat nog belangrijker is: zo'n zeer nauwkeurig prototype en natuurlijk het filter zijn nu de standaard geworden en de productie-exemplaren ondergaan een meetproces, waarin zo'n groot aantal parameters wordt gecontroleerd, dat alleen de computer die aankan. Exemplaren, die niet zeer dicht binnen zeer nauwe toleranties van de standaard komen, worden afgekeurd. Daarna ondergaan de goedgekeurde exemplaren een tweede vergelijking, waarbij de computer aangeeft (weer binnen extreem nauwe toleranties) welke gepaard kunnen worden voor stereo. Op deze wijze kunnen we voor het eerst zeggen dat twee midden-, bas- of hoogweergevers werkelijk voor alle praktische eisen identiek zijn. Een "matched pair" betekende meestal niet meer dan gepaard in fineer, of op zijn best betrekkelijk grof gepaard in eigenschappen die werkelijk tellen. Nu betekent "paren" wat we werkelijk wensten.

Percy: "I am now feeding the computer".
J. B.: "I hope it enjoys its meal".

Toen ik op een middag in de fabriek was, wilden we het proces van het paren van middeneenheden eens volgen. We moesten nog een paar minuten wachten als gevolg van de conversatie tussen Percy, een hoog gewaardeerd medewerker van het B&W team, die ik al ken zolang ik er kom, en John Bowers. Nadat de computer het laatste hapje had opgesmikkeld, was het fascinerend om te zien hoe deze machine (die tenslotte alleen maar tot 2 kan tellen maar dan hl vlug) paren middenspeakers huwde door duizenden meetresultaten te vergelijken. Aan het eind van iedere "huwelijksceremonie" vertelt hij dan de maximum afwijking van zo'n paar - nooit meer dan enige tienden van een dB - en natuurlijk nog heel wat andere details. In minder dan geen tijd kon een groot rek vol middeneenheden weer worden weggereden om in 801 stereoparen te worden gemonteerd. De hoeveelheid werk, de research en het opstellen van programma's voor de computer is natuurlijk enorm geweest, om van de kosten maar te zwijgen. Het gehele proces was in een stadium waarin ik de resultaten kon horen en zien, dus ik had er op geen betere tijd kunnen zijn.

Ik had ook het voorrecht te worden getrakteerd op een "cursus" in "computers in luidsprekerontwerpen" door Glyn Adams. G. A. is een betrekkelijk jonge man maar zr slim, die zijn doctoraal deed o.a. op een scriptie over dit onderwerp. Ik was bang, dat ik hem al na een paar minuten niet meer zou kunnen volgen, maar hij was in staat het gehele laser- en computerproces zo helder uit te leggen, de apparatuur demonstrerend tijdens de les, dat ik hem tot het eind kon bijhouden. Een zeer verhelderende ervaring voor een gewezen leraar! Als alle leraren zulke talenten hadden om goed uit te leggen, zoals Glyn Adams, zouden hele legers leerlingen aanzienlijk minder lijden!

Ik hoop verder in te gaan op de 801 in de nabije toekomst als productiemodellen hier arriveren. Intussen heb ik misschien uw eetlust opgewekt.


index

Home  -  Actueel  -  Audio  -  Muziek  -  Video  -  Boeken  -  Links