De techniek achter Geneva - deel 2

In samenwerking met importeur Audiac presenteren wij u weer een interessante White Paper (een document met een informatieve of educatieve inhoud welke bedoeld is om de lezer op de hoogte te brengen van oplossingen voor bepaalde problemen, en/of de technische achtergronden bij het vinden van die oplossingen - red.). Het betreft de bijzondere all-in-1 audioproducten van het Zwitserse merk Geneva, die op geavanceerde wijze stereoweergave realiseren met slechts één behuizing, waar naast de benodigde elektronica ook de luidsprekers in zitten. Het artikel is leuk en toegankelijk geschreven, en geeft een goed inzicht in de verschillende technische principes die van belang waren bij het ontwerpen van deze producten. De auteur is Michael Huijgen van Geneva-importeur Audiac. Benieuwd naar het eerste deel?

De engineers van EmbracingSound hadden een Single Bipolar Loudspeaker systeem voor ogen – een systeem waarbij de speakers heel dicht bij elkaar geplaatst worden, en waarmee toch een volwaardige stereoweergave mogelijk is. Bij de bouw van een dergelijk systeem moet een aantal problemen overwonnen worden. Dat men daar uitstekend in geslaagd is, kunt u beslist horen.

Als je twee luidsprekers heel dicht tegen elkaar plaatst, heeft de klank van beide luidsprekers dezelfde oorsprong en komen de geluiden dus gelijktijdig bij de luisteraar aan. Daarnaast stralen beide luidsprekers vanuit hetzelfde vlak, waardoor de informatie van de afzonderlijke kanalen minder door de akoestiek van de kamer beïnvloed kan worden.

Het resultaat: perfecte weergave! Of toch niet? Helaas: het resultaat is een zeer gesloten weergave zonder ruimtelijke afbeelding en een frequentieafhankelijke uitdoving op de as van de speakers.

Voor de oplossing van dit probleem werd allereerst gekeken naar het gedrag van de weergave op de as. Gezien de onderlinge afstand tussen de luidsprekerunits van het linker- en het rechterkanaal ontstaat er namelijk een akoestische uitdoving recht voor de luidspreker. Die uitdoving doet zich slechts in een beperkte bandbreedte in het middengebied voor, maar zorgt zonder correctie voor een onrealistische en kale weergave. De oplossing bleek even eenvoudig als geniaal: een ‘neusje’ tussen de linker- en de rechterluidsprekers zorgt ervoor dat de luidsprekers elkaar op dit specifieke frequentiegebied akoestisch niet kunnen niet zien. Dit voorkomt uitdovingsverschijnselen en herstelt de weergave op de as, die tot een perfecte monopool-karakteristiek omgevormd wordt. Het resultaat is een bijzonder evenwichtig afstraalgedrag.

Door de unieke opstelling van de luidsprekerunits in de Geneva Sound Systems ontstaat er ook een zeer breed afstraalgedrag, met een openingshoek van niet minder dan 60°. Als vuistregel is aan te nemen dat de ideale weergave gerealiseerd wordt als de afstand van de eerste reflectie vanaf de zijwanden tot de luisteraar twee maal groter is dan de directe afstand van de Geneva tot de luisteraar. Als hier niet aan voldaan kan worden, zullen de reflecties een grotere rol spelen in de weergave en de ruimtelijke afbeelding beperken. Met andere woorden: voor een optimale weergavekwaliteit geldt R = 2x D.

De volgende uitdaging

Hiermee is dus één probleem overwonnen. Maar er was nóg een probleem: door de linker- en rechterluidsprekers dicht tegen elkaar te plaatsen, zullen ze zich voor ons gehoor namelijk als één luidspreker gaan gedragen. Informatie van het linkerkanaal lijkt dezelfde oorsprong te hebben als informatie van het rechterkanaal. Van stereospreiding is dus geen enkele sprake.

Dit probleem vormde de grootste uitdaging voor de engineers van het EmbracingSound-team. Maar ze hebben het opgelost. Door de veelgebruikte Mid/Side-opnametechniek voor stereosignalen goed te bestuderen, ontdekte men dat deze techniek ook aan de weergavekant gebruikt kan worden. Op basis hiervan is een speciale DSP-techniek ontwikkeld die de informatie van de stereo-opname bekijkt.

Het monoaandeel van het signaal (de som), wordt met dezelfde amplitude door zowel de linker- als de rechterluidsprekers weergegeven. Hierdoor ontstaat een duidelijke plaatsing van bijvoorbeeld de zanger die midden voor de band staat.

Het verschilsignaal in de stereo-opname bevat de ruimtelijke informatie. Om dit verschilsignaal de juiste ruimtelijke ambiance te geven, wordt het met tegengestelde polariteit over het volledige frequentiespectrum weergegeven: de linkerluidsprekers staan 180 graden uit fase ten opzichte van de rechter. Door dit faseverschil zijn uw hersenen niet in staat om de informatie te lokaliseren en voelt u zich volledig ‘embraced’ door de weergave!

Dankzij deze manier van weergeven blijft ook het verschil tussen het linker- en rechterkanaal goed behouden. Hoewel de luidsprekers vlak naast elkaar gemonteerd zijn, blijft de stereoweergave dus intact en ervaart u een uiterst brede en ruimtelijke weergave.

Dit is de kern van het EmbracingSound systeem.

Kloppend hart

De combinatie van de fysieke plaatsing van de luidsprekers en de EmbracingSound technologie vormen samen het kloppend hart van de Geneva producten. Hiermee wordt echter nog geen hoogwaardige weergave gegarandeerd. Daarom schuilt er ook achter het front van de Geneva’s het nodige vernuft, te beginnen met het cd-loopwerk van de Model M2, L en XL.

Het cd-loopwerk heeft een uiterst betrouwbaar slot-in mechanisme. Het mechaniek is in een speciale bracket gemonteerd waardoor het loopwerk gevrijwaard wordt van mechanische trillingen. Dat is vooral belangrijk omdat door trillingen veroorzaakte leesfouten door het foutcorrectiecircuit opgevangen worden, wat ten koste gaat van de geluidskwaliteit.

Vanaf het loopwerk doorloopt het audiosignaal de inputselectieschakeling waarna het signaal aan het volumeregelcircuit aangeboden wordt. Deze bewerking wordt volledig in het digitale domein uitgevoerd. Vervolgens komt het digitale signaal bij de processor die verantwoordelijk is voor het EmbracingSound effect.

Deze processor heeft nog een tweede, zeer belangrijke taak: hij bevat ook de crossovers voor de luidsprekerunits. Om de verschillende luidsprekers het juiste frequentiebereik weer te laten geven, worden normaal gesproken passieve, uit spoelen en condensatoren bestaande filters gebruikt. Hoogwaardige componenten zijn echter kostbaar, noch afgezien van het feit dat passieve filters altijd verliezen opleveren. In de Geneva Sound Systems is het crossoverfilter vóór de eindversterkers geplaatst, waardoor de filtering eenvoudiger en beter beheersbaar is. Afhankelijk van het model ontstaan er na deze filtering dus ofwel twee, ofwel drie signalen per kanaal: één voor de tweeter, één voor de woofer en (bij de XL) één voor de subwoofer. De Model S is voorzien van een tweetal hoogwaardige breedband drivers waardoor het gebruik van een filter overbodig is.

Deze frequentiebanden worden elk apart aan een eindversterker aangeboden. Het gaat hier dus om een actief luidsprekersysteem waarbij elke luidsprekerunit zijn eigen versterker heeft. Door deze opzet heeft elke versterkertrap maximale controle over de luidsprekers waardoor maximale dynamiek gegarandeerd is.

De versterkertrappen zelf zijn van het Class-D switching principe. Ze koppelen een hoog outputvermogen aan een al even hoog rendement. Hoge geluidsniveaus zijn dus probleemloos en met minimale vervorming mogelijk. De minimale warmteontwikkeling van dit versterkerprincipe zorgt bovendien voor een grote betrouwbaarheid.

Conclusie

De Geneva Sound Systems bieden een geheel nieuwe vorm van stereoweergave: de grote, ruimtelijke afbeelding en de overtuigende muzikaliteit in één kleine behuizing maken deze systemen tot bijzonder interessante producten.

In een directe vergelijking tussen de Geneva Sound Systems en een hoogwaardige, conventionele installatie met twee aparte luidsprekerunits zal de laatstgenoemde opstelling beslist een breder beeld met een duidelijkere plaatsing laten horen.

Dit beeld verandert echter sterk zodra er van de ideale luisterpositie afgeweken wordt.

Hier ligt ook direct het grote voordeel van de Geneva’s: door de Embracing Sound karakteristiek kunnen luisteraars ook ver naast de as van de luidsprekers van een ruimtelijke weergave genieten. Samengevat zorgen deze opvallende, en ook opvallend mooi en discreet vormgegeven producten voor een hoogwaardige stereoweergave in een systeem waarbij er van andere bekabeling dan een enkel netsnoer geen sprake is.