Matteo Bianchini z Powersofta

  Oprócz udanego projektu akustycznego, postawę porządnego aktywnego zestawu głośnikowego stanowi wzmacniacz – nowoczesny, lekki, odpowiednio mocny i niezawodny. Zaprojektowanie takowego modułu wymaga obszernej wiedzy i lat doświadczeń, toteż  wielu producentów sprzętu nagłośnieniowego korzysta ze sprawdzonych rozwiązań, skupiając się na dopracowaniu swoich zestawów od strony stricte akustycznej. Po solidną bazę amplifikacyjną mogą sięgnąć do oferty włoskiego Powersofta, powszechnie kojarzonego z końcówkami mocy w charakterystycznych niebieskich obudowach o wysokości 1 U.      Choć to właśnie wspomniane końcówki stanowią w głównej mierze o postrzeganiu firmy przez branżę pro-audio, to ograniczanie się do mówienia wyłącznie o nich pozwoliłoby zaprezentować jedynie połowę prawdy. Podobnie jak człowiek oddycha za pomocą obydwu płuc, tak też i włoski Powersoft opiera swoją pozycję na rynku nagłośnieniowym na dwóch głównych filarach – końcówkach mocy oraz produktach OEM. Te ostatnie wprawdzie nie noszą na sobie logo, a przynajmniej nie w miejscu widocznym dla wszystkich, niemniej bez wątpienia w dużej mierze stanowią o sukcesie bardzo wielu systemów nagłośnieniowych. Dziś impulsowa technologia ze stajni Powersofta staje się coraz szerzej dostępna, a sięgają po nią już nie tylko najwięksi rynkowi gracze, lecz także niewielkie manufaktury. Poza modułami włoski producent oferuje również rozwiązania bazujące na układach DSP wraz z osprzętem niezbędnym do ich zaprogramowania. O tym, jak to wygląda w praktyce, opowiedział nam podczas wizyty w fabryce we Florencji Matteo Bianchini, menedżer do spraw produktów OEM i modułów mocy.   Przemysław Waszkiewicz, MiT: Jaka jest polityka Powersofta odnośnie programowania modułów mocy wyposażonych w układy DSP? Czy z perspektywy małego producenta zestawów głośnikowych trudno jest otrzymać niezbędny ku temu sprzęt?    Matteo Bianchini, Powersoft: Odpowiedź na twoje pytanie nie dotyczy tylko samego programowania, ale docelowego rynku odbiorców. Z początku współpracowaliśmy tylko z paroma bardzo dużymi firmami, mieliśmy kilku dużych klientów, spośród których jednym z pierwszych był Outline. To oni odkryli nie tylko moduły Powersofta, ale i wzmacniacze rackowe. Stworzyli nam okazję i warunki ku temu, by wystartować z pierwszymi produktami. Dali nam pewność, byli pierwszymi, którzy nam  zaufali, i zareagowali pozytywnie na technologię klasy D. Ogólnie zajęło trochę czasu, by przekonać do niej potencjalnych odbiorców. Obecnie mamy mocne powiązania z Martin Audio. Można powiedzieć, że w ogólności prawie wszystkie firmy, które nie robią własnych wzmacniaczy, używają naszych. Tak było na początku również z RCF-em, który korzystał z produktów DigiMod 1000 (1 kW w mostku), potem zaczęli produkować swoje moduły mocy. Za tą decyzją stał zapewne aspekt strategiczny,  by jak najwięcej wytwarzać pod własnym dachem, jednak nie jest łatwo skonstruować moduł dużej mocy.     … zwłaszcza bezawaryjny, na którym można polegać!   Dokładnie! Cała sprawa polega nie tylko na wytworzeniu dużej ilości mocy. Jest wiele rzeczy do wzięcia pod uwagę, bo moduł ma przecież być zintegrowany w czyimś produkcie. To duża odpowiedzialność i wcale nie tak łatwo jest uzyskać zaufanie producentów.     Jak zatem tego dokonaliście?   Stopniowo. Zaczynaliśmy od współpracy z dużymi firmami. Osobiście pracuję w Powersofcie prawiepięć lat i mogę powiedzieć, że od czasu, kiedy zaczynałem, liczba firm używających nasze moduły zwiększyła się dziesięć razy. Teraz wygląda to podobnie jak w przypadku producentów głośników – ich głównymi odbiorcami są wprawdzie duże firmy produkujące nagłośnienie, ale sprzedają je też pojedynczym osobom konstruującym własne zestawy. Jak widać, nawet nasze podejście do tematu ewoluuje – nadal skupiamy się wprawdzie na średnich i dużych odbiorcach, ale w niektórych regionach świata pozwalamy dystrybutorom na odsprzedawanie modułów wybranym pojedynczym osobom. Nie jest to jednak powszechna praktyka, gdyż w takim przypadku trudno byłoby zapewnić wszystkim właściwe wsparcie. Innymi słowy, dostarczanie modułu mocy to coś nieco odmiennego niż sprzedaż rackowego wzmacniacza. Końcówka w racku to wszak gotowy produkt. Oczywiście wymaga pewnej wiedzy, by z niego prawidłowo korzystać, ale modułowi musi towarzyszyć pełniejsza dokumentacja – jak należy zintegrować go z docelowym produktem, jakim jest zestaw głośnikowy.      Potrzebny też jest odpowiedni programator?   Oczywiście. My postawiliśmy na rozwiązania ze zintegrowanym DSP, ponieważ przyszłość kształtują procesory sygnałowe, a nie pasywne zwrotnice. Od samego początku oferowaliśmy procesory dla naszych modułów, głównie wyższych modeli z serii DigiMod. W tej chwili mamy w ofercie dwie platformy. Pierwsza z nich to DSP-C, w której procesor jest dokładany do modułów na płytkach SIMM, podobnie jak pamięć do komputera. Można je zaprogramować z poziomu komputera za pośrednictwem odpowiedniego interfejsu sprzętowego. Takie narzędzie stworzyliśmy z przeznaczeniem dla designerów, by za pomocą DSP zoptymalizowali zachowanie swoich zestawów głośnikowych. Od niedawna mamy też nową platformę, kompatybilną z naszymi DigiMod, jaką jest DSP-4. Jest to zdecydowanie inny „potwór”, a stojąca za nim idea zakładała przeniesienie procesora z serii K do modułów mocy. Nawiasem mówiąc, procesory stosowane w serii K należą do najmocniejszych na rynku – można je porównać z produktami klasy Lake itp. Chcieliśmy stworzyć projektantom możliwość, by mogli robić wszystko, co jest możliwe we wzmacniaczach rackowych, ale we własnych zestawach aktywnych. Sama nazwa DSP-4 wywodzi się z faktu, że układ ma jedno wejście i aż cztery wyjścia, dzięki czemu można je wykorzystać np. w zestawach trójdrożnych.      Czwarty kanał można podać do kolejnych paczek w łańcuchu?   Owszem, to jeden z przykładów. Mamy tu dużą moc obliczeniową, dzięki której możemy nie tylko zastosować filtry typu FIR [o skończonej odpowiedzi impulsowej – przyp. red.] na wszystkich wyjściach, ale także w ramach korekcji wejściowej.      Czy FIR-y są dostępne również dla niższych częstotliwości?   Oczywiście. Niektórzy producenci umożliwiają stosowanie FIR-ów tylko w sekcjach średnio- i wysokotonowych, gdyż sygnały o niższych częstotliwościach nie mieszczą się w oknie przetwarzania cyfrowego. Przetwarzanie niskich częstotliwości FIR-ami wymaga naprawdę mocnego i drogiego DSP. Zdecydowana większość aktywnych zestawów nie korzysta z tak złożonego przetwarzania, gdyż są one bardzo czułe na wzrost kosztów produkcji, zatem potrzebują rozwiązań typu entry-level, stąd też na tańszych płytkach SIMM (platforma DSP-C) można zaimplementować przetwarzanie FIR tylko dla wyższych częstotliwości. Właśnie dlatego mamy dwie różne platformy do wyboru. DSP-4 oferuje dodatkowo wejście cyfrowe i dwa złącza ethernet, za pomocą których użytkownik ma dostęp do procesora z poziomu oprogramowania Armonia. Można np. zaprogramować cztery różne presety, które później wybierane będą przyciskiem bezpośrednio na module.     A więc występuje tu podział na parametry programowane przez producenta oraz te, które może zmieniać przyszły użytkownik?   Generalnie designer używa specjalnej płytki (można ją zamówić w Powersofcie), by wprowadzić niezbędne ustawienia. W przypadku DSP-4 może zablokować edycję kluczowych parametrów, pozwalając jednak użytkownikowi zmieniać korekcję na wejściu czy też opóźnienie. Gama powstających w ten sposób produktów jest bardzo szeroka. Na przykład firma Fulcrum użyła naszych modułów DSP-4 w monitorze studyjnym. Współtwórcą tych monitorów był designer z firmy EAW. Projektanci zrobili świetnie brzmiący produkt.      Wygląda na to, że dziś rynek potrzebuje przede wszystkim rozwiązań wielokanałowych.   Zawsze staraliśmy się mieć w ofercie spory wybór czterodrożnych rozwiązań do systemów trójdrożnych. Teraz posiadamy różne platformy czterokanałowe. Pierwsza z nich bazuje na module D-Cell – jedynym, który nie należy do rodziny DigiMod. Podstawowa różnica polega na jego zwartej konstrukcji, gdyż jest bardzo mały (ok. 10 × 8 cm), mając przy tym moc 2 × 350 W, i nie ma zintegrowanego zasilacza. Ten dostępny jest jako osobna jednostka i może napędzić dwa moduły wzmacniacza, dzięki czemu możemy uzyskać system czterokanałowy, doskonały do systemu trójdrożnego, gdyż mamy w nim 600 W mocy dla głośnika niskotonowego (po zmostkowaniu), dwa kanały o mocy w zupełności wystarczającej dla pozostałych sekcji. Taki zestaw w wariancie z dedykowanym panelem zewnętrznym stanowi kompletne rozwiązanie dla wytwórców nagłośnienia – wystarczy przykręcić go do obudowy, podłączyć głośniki i zaprogramować. Dzięki temu wytwórca sprzętu może skupić się na dostrojeniu, nie  wchodząc w szczegóły związane z konstrukcją wzmacniacza czy też zasilacza impulsowego.     To był najmniejszy czterokanałowiec. Macie może coś większego?   Na zbliżonej zasadzie działa DigiMod 1000NPS, oferowany jako slave-amplifier (bez zasilacza). Można go podłączyć do DigiModa 1000, otrzymując w ten sposób dwa dodatkowe kanały.     A czy zasilacz będzie miał wówczas wystarczającą wydajność?   Tak, zasilacz dwukanałowego DigiModa 1000 został skonstruowany specjalnie z myślą o zasilaniu czterech kanałów. Slave-amplifier może być napędzany również przez mniejszy DigiMod 500, który jest de facto tym samym co wersja 1000, ale z jednym kanałem. Zasilacz również w tym przypadku da sobie radę z trzema kanałami przy założeniu, że w większości docelowych zastosowań część kanałów będzie napędzała sekcję średnio- lub wysokotonową. Owszem, zdarzają się klienci mostkujący ze sobą obie pary kanałów, by napędzić np. podwójny subwoofer. W tym wypadku zasilacz nie pozwoli uzyskać pełnych 2000 W, ale w praktyce projektujemy go tak, by pozwolił dać ok. 60% tej mocy. Tak jest przy D-Cell, DigiMod 1000, a także w największym DigiMod3000 (wyróżnia go kolor czerwony). Ten ostatni jest dłuższy i można do niego podłączyć dodatkowe dwie końcówki typu slave, dzięki czemu uzyskujemy sześć kanałów z jednego zasilacza. Rozwiązanie to wykorzystała firma MartinAudio w serii MLA, gdzie w pojedynczym module siedem przetworników napędzanych jest sześcioma kanałami wzmacniacza. Przy tym produkcie kluczowa okazuje się właśnie wielokanałowość, gdyż osobne napędzanie prawie każdego głośnika daje bardzo duże możliwości przetwarzania sygnałów, co zostało w pełni wykorzystane w oprogramowaniu sterującym systemem. W przypadku Martin Audio można dzięki temu zaadaptować nawet niekoniecznie najpoprawniej podwieszony system do środowiska, w którym przyszło mu pracować, bez potrzeby zdejmowania go celem korekty kątów.     Czyli błędy w wieszaniu można skompensować na drodze software'u?   Tak, właśnie na tym polega rewolucja w technikach sterowania wiązką. Tutaj kluczowa jest rozdzielczość kontrolowania (co do przetwornika) wymagająca wielu kanałów wzmocnienia. Przewidzieliśmy to i dzięki temu Martin Audio mógł wprowadzić taki produkt. Teraz wielu innych producentów zamierza pójść w tym kierunku. Najlepszym źródłem dźwięku nie jest przecież wcale największy głośnik na świecie, ale klaster złożony (w idealnym przypadku) z nieskończonej liczby mniejszych przetworników, z których każdy jest osobno kontrolowany przez procesor. Tak więc jak widać, wszystkie trzy platformy czterokanałowe powstały na bazie modułu dwukanałowego poprzez doczepianie jednego lub więcej wzmacniaczy typu slave. Teraz jesteśmy na finalnym etapie opracowywania nowego czterokanałowego modelu DigiMod, w którym to mamy zintegrowane w jednej obudowie  cztery kanały, bez konieczności i możliwości podłączania wzmacniacza typu slave. 3004PFC, bo o nim mowa, jest wielkości Digi- Moda 3000PFC, ale ma cztery kanały, które można rozdysponować np. na 2000 W mocy w mostku na dół, niemal 800–1000 W na sekcję średniotonową i 400–600 W na górę.     Czy można jakoś zdecydować o podziale mocy?   To bardzo łatwe, można to zrobić za pomocą DSP. Tak naprawdę wszystkie nasze dwukanałowe wzmacniacze to konstrukcje symetryczne, np. Digi- Mod 1500 daje 750 W plus 750 W, zatem wydawałoby się, że aplikując go w zestawie dwudrożnym,  zmarnujemy sporo mocy drugiej końcówki. To nie jest do końca tak. Mając taki moduł, można go zastosować w wielu zróżnicowanych aplikacjach, tzn. oprócz zestawu dwudrożnego, można go zmostkować, by napędzić duży głośnik, ponadto napędzi on nam podwójny subwoofer. Mamy zatem jeden model modułu i co najmniej trzy różne zastosowania. To jest duża zaleta, bo producent nagłośnienia może nabyć większe ilości tego samego modelu, uzyskując tym samym lepszą cenę zakupu. Gdybyśmy tworzyli moduły asymetryczne, różnica w kosztach wcale nie byłaby tak duża, zwłaszcza w porównaniu z kłopotem, gdyż trzeba by było stworzyć osobną wersję dla dwudrożnej paczki, inną dla subwoofera itd. Z przemysłowego punktu widzenia koszty by wzrosły.      Jest jeszcze korzyść „marketingowa” – producent może powiedzieć, że w jego dwudrożnym zestawie siedzi wzmacniacz 500 W plus 500 W, więc razem ma to kilowat!    Owszem, ale każdy, kto choć trochę wie, o co w tym wszystkim chodzi, zdaje sobie sprawę, że nie jest to zbyt mądry marketing. Producenci używają czteroomowych głośników w dole, by np. wykorzystać cały kilowat z DigiModa 2000, zaś używając szesnastoomowego drivera, nie przekroczą maksymalnie 700 W. Najlepiej jednak kontrolować moc z poziomu DSP. Można wówczas w pełni wykorzystać możliwości głośników, ale w bezpieczny sposób. Możesz także w ten sposób zadecydować, jak zestaw będzie brzmiał na pełnej mocy. Przy DJ-ach głośniki pracują w ten sposób (tzn. na pełnej mocy) przez większość czasu, gdyż ci zawsze próbują wycisnąć z nich, co się tylko da. Stworzenie projektantom możliwości skutecznego zabezpieczenia ich produktów przed ekstremalnymi sytuacjami stanowi ważny aspekt naszego podejścia do tematu. Naszą siłą jest bardzo szeroki  obszar zastosowań oferowanych przez nas produktów, co jest szczególnie ważne w przypadku modułów. Dla producentów sprzętu lepsze jest znalezienie jednego partnera niż korzystanie z usług czterech dostawców w zakresie czterech różnych zastosowań. Obecnie mamy sporo do zaoferowania nie tylko w zakresie mocy małych, ale także średnich i dużych.      Nie wspominałeś o module IpalMod. Czy jest to coś zupełnie innego?   Jest to moduł, a właściwie cały system z przeznaczeniem do subwooferów i składa się z elektroniki, DSP i czujnika ciśnienia. To jest właśnie przykład, jak staramy się dbać nie tylko o wzmacniacz, lecz także o cały system. A wszystko się zaczęło tak: nawet gdybyśmy wymyślili wzmacniacz o stuprocentowej sprawności, nie zda się to na wiele w sytuacji, gdy sprawność głośnika sięga zaledwie 2%. Chcąc zatem zwiększyć ogólną wydajność, należało spojrzeć na to z szerszej  perspektywy. W pierwszej kolejności staraliśmy się przekonać firmę B&C, by stworzyła specjalnie dla nas przetwornik: bardzo wytrzymały, z bardzo wysokim współczynnikiem Bl, a przez to niezwykle efektywny. Z jednej strony głośnik taki potrzebował specyficznego wzmacniacza będącego w stanie dostarczyć dużo prądu, z drugiej zaś istniała potrzeba, by uczynić go dobrze brzmiącym. Innymi słowy, im bardziej efektywny głośnik, tym trudniej go kontrolować, a my chcieliśmy osiągnąć to w najwyższym możliwym stopniu. Konieczne w tym celu okazało się zastosowanie sprzężenia zwrotnego i właśnie to zrobiliśmy. Wówczas mój współpracownik Claudio przetestował wszystkie dostępne techniki sprzężenia zwrotnego (bazujące na pomiarach wychylenia membrany, przyspieszenia itp.), ale w końcu uznał, że najlepsze rezultaty da wykorzystanie czujnika ciśnieniowego. Dlaczego? Otóż, umożliwia on uzyskanie informacji na temat aktualnego obciążenia akustycznego głośnika na podstawie pomiaru różnicy ciśnienia wewnątrz i na zewnątrz obudowy. W praktyce daje to nam wiedzę o tym, co aktualnie dzieje się z głośnikiem pod względem akustycznym. Jeśli zatem jesteśmy w stanie przetworzyć tę informację w czasie rzeczywistym, możemy tym samym przetwarzać sygnał w taki sposób, by wzmacniacz mógł powiedzieć głośnikowi, jak ma zareagować w konkretny sposób na określony rodzaj obciążenia akustycznego. To daje nam totalną kontrolę nad głośnikiem.     Czy zmiany aplikowane są w zautomatyzowany sposób, czy też należy wcześniej zaprogramować DSP w zależności od głośnika?   Trzeba dostroić DSP do konkretnego systemu. Teoretycznie potrzebujemy do tego praktycznie zerowej latencji, dlatego też nasz DSP pracuje z latencją rzędu 10 mikrosekund. Nasze oprogramowanie pozwala np. wpisać fizyczne parametry używanego przez nas głośnika, a następnie zadecydować na drodze programowej, jakie docelowe parametry ma on mieć. Innymi słowy, nakazujemy mu, by stał się innym głośnikiem o wskazanej przez nas masie membrany itd. To daje niesamowite możliwości – zmieniając parametr w oprogramowaniu, możesz faktycznie odczuć, że głośnik zachowuje się zupełnie inaczej.      Czy można w ten sposób skompensować np. kompresję mocy?   Oczywiście. Uzyskujemy znacznie większą kontrolę również i nad tym czynnikiem. W opublikowanych przez nas materiałach można to obejrzeć na konkretnych przykładach. Pokazujemy tam reakcję głośnika osiemnastocalowego w obudowie bass-reflex na sygnał typu burst. Jak widać, nawet po ustaniu sygnału głośnik wykonuje jeszcze dużo bezwładnych ruchów, nad którymi zwykły wzmacniacz nie ma kontroli. Jeśli wprowadzimy taką kontrolę na bazie sygnałów otrzymanych z miernika ciśnienia, rezultat będzie znacznie lepszy, a wręcz znakomity!     Czy aby Coda-Audio zastosowała podobny patent? Subbasy ze sprzężeniem zwrotnym były prezentowane na zeszłorocznych targach we Frankfurcie.    Tak, ale oni zastosowali miernik akceleracji zamiast miernika ciśnienia. Jak wspomniałem, również i my rozważaliśmy takie podejście, ale naszym zdaniem jest ono nieco mniej efektywne w działaniu. Prowadziliśmy na ten temat wiele dyskusji z Coda Audio, gdyż zawsze warto wymieniać opinie i dzielić się doświadczeniami. Przez pewien czas stosowaliśmy technologię sprzężenia zwrotnego wyłącznie w subwooferach firmy Martin-Audio, później równolegle korzystał z tego niemiecki Fohhn, ale  w zeszłym roku pokazaliśmy ją na AES i zaczęliśmy mówić o niej publicznie. Z pewnością będziemy tę technologię rozwijać i stosować w przyszłości, gdyż to podejście jest bardzo efektywne. Możemy z tym robić wiele interesujących rzeczy.     Czy technologię, o której mówisz, można stosować również w zakresach leżących wyżej, np. w środku pasma?   W tej chwili ten patent działa do, powiedzmy, 400–500 Hz, co pozwala rozwiązać większość potencjalnych problemów. Owszem, technologia jest skalowalna, ale większość problemów leży jednak w basie i na tym skupiamy nasze wysiłki. Owszem, obserwujemy inne firmy, jak np. EAW, która kompensuje niedoskonałości przetworników na drodze nakładania funkcji matematycznych. Uważam jednak, że nasze podejście jest bliższe źródłom problemu, gdyż czujnik w czasie rzeczywistym bada zachowanie konkretnego głośnika w konkretnym środowisku. Jednym z najłatwiejszych sposobów skorzystania z naszej technologii jest włożenie modułu IpalMod do istniejącego subwoofera. Dlaczego? Otóż, wkładając do obudowy głośnik B&C przystosowany do pracy z naszym systemem (jego dane mamy w bazie), możemy za jego pomocą symulować parametry Thiele-Smalla poprzednio używanego głośnika. Nie dobieramy zatem parametrów obudowy do głośnika, tylko czynimy coś zupełnie odwrotnego. Nie jest to oczywiście czarna magia, są pewne fizyczne ograniczenia. Nie zmienia to faktu, że projektant obudowy ma z naszą technologią znacznie więcej swobody, mogąc np. podwoić SPL przy tej samej objętości. Co ciekawe – z racji tego, że czujnik reaguje na ciśnienie, jeśli przy braku sygnału dotkniemy czujnika, otrzymamy reakcję w postaci wciągnięcia membrany. Oznacza to w praktyce, że czujnik będzie działał również jako absorber niepożądanej energii. To jest bardzo ciekawe, gdyż w ten sposób można w danym pomieszczeniu pozbyć się części zadudnień wynikających z ustawiania się fal stojących. Robiliśmy z  tym sporo eksperymentów w różnych miejscach.      Czy wymagały one umieszczenia czujnika poza obudową?   Nie. Sama obudowa działa zarówno jako źródło, jak i absorber. Podczas naszych eksperymentów zauważyliśmy, że w pewnych zakresach taki układ zdejmował nawet 9 dB z niepożądanych dźwięków. Jak widać, daje to niesamowity potencjał możliwości!     Istotnie, znaczący krok naprzód! A głośniki z czasem starzeją się i zmęczenie materiału powoduje „rozjechanie” parametrów.   Dokładnie! Widzę, że doskonale wiesz, co mam na myśli. Rozmawiam o tej technologii z wieloma producentami na świecie, ale zwykle po ich reakcjach widać, że nie wszyscy czują, o co chodzi, i nie widzą tego wielkiego potencjału. Z naszym systemem możemy uczynić subwoofer mniej podatnym na starzenie, co może przynieść też pewne oszczędności, gdy pomyślimy o perspektywie wymiany membrany z cewką co cztery–pięć lat.     Dziękuję za rozmowę!     rozmawiał: Przemysław Waszkiewicz Muzyka i Technologia