Hybrakustik

Som organist og orgelspiller har jeg altid glædet mig over et pibeorgels levende klang !
Netop den levende energiske klangverden har hidtil været umulig at reproducere gennem elektronik og højttalere.

Hos Skandinavisk Orgelcentrum påbegyndte vi i 1993 en udvikling af et helt nyt orgelkoncept, hvor udviklingen startede ”bagfra”....

Både i USA og i Europa var der allerede på det tidspunkt mange virksomheder, som byggede elektroniske kirkeorgler med en glimrende elektronik, som så ud til år for år at blive endnu bedre.

Disse orgelproducenter benyttede alle uden undtagelse standard trykkammer højttalere, hvilket bevirkede, at den levende pibeorgelklang slet ikke tilnærmelsesvist kunne reproduceres !

I en orgelpibe frembringes både en grundtone samt en række harmoniske overtoner (og også ”undertoner”), som alle bliver blæst ud igennem det samme rør.
Den hybrakustiske lydgiver frembringer ligeledes HELE tonespektret i eet og samme rør !

En orgelpibe har som lydgiver to åbninger, som hver især har forskellig spredning:
I toppen af en åben pibe er spredningen på 360 grader (altså helt diffus) og ved pibens labium-åbning er spredningen omkring 120 grader. Når flere eller mange piber klinger samtidigt inden i et orgelhus, vil der rent fysiologisk opstå naturlige interferenser, som netop giver en tonal bevægelse i hele den samlede klang. Denne levende og rent akustiske oplevelse har ikke kunnet opnås ved hjælp af den hidtil benyttede højttaler teknologi, hvor trykkammerhøjttaleren gengiver en hel ”ren”, men samtidig også ”død” klang.Med udviklingen af de hybrakustiske lydgivere, har vi frembragt et koncept, hvor det nu er muligt at SKABE den levende orgelklang.

Hver enkelt lydgiver kan bygges i størrelser fra 2 fod til 32 fod og med hver to åbninger, der er udformet med samme spredning som den kendte orgelpibe.
I kombination med en elektronisk toneopbygning, hvor hvert enkelt register og hver enkel tone kan tilpasses (intoneres) meget nøjagtigt efter rummets særegne karakteristika, er det elektro-akustiske klassiske kirkeorgel nu en realitet.
Nedenstående har vi medtaget en mere teknisk beskrivelse af de hybrakustiske orgellydgivere.

Det Hybrid-Akustiske Reflektor System, der er specielt udviklet til gengivelse af klassisk orgel-lyd, bygger på resultatet af 20 års intensiv udforskning af hornhøjtaleren og senere horn-hybrid-højttalerens kvalitative lydgengivelsesegenskaber.

Denne forskning har resulteret i flere nye opfindelser, hvorved det er blevet muligt at skabe en lydgengiver med hidtil uovertrufne kvaliteter med hensyn til naturtro dynamik, klang og perspektiv, således at forskellen mellem det akustiske instruments reelle egenlyd og den givne elektroniske gengivelse er bragt ned på et absolut minimum !

Udgangspunktet i den ovennævnte forskning var hornsystemets gode dynamik og impulsnaturlighed i gengivelsen af basområdet, hvilket også giver denne konstruktion en ideel grundtonebund i mellemtone/diskant- området.
Kendt forskning i bas-hornsystemer klarlagde tydeligt, at uanset hvilken matematisk geometrisk udformning hornet fik, ville det farve mellemtonen unaturlig "nasal", hvorfor hornet som princip blev forkastet til fordel for det lukkede "infinit baffel" kabinet.

For at indføre en adskillelse mellem bas og mellemtone er det blevet almindeligt at benytte et elektrisk filter bestående af filterspoler, kondensatorer og modstande. Ved nærmere udforskning af det elektriske filters indflydelse på højttalerens gengivelse, blev det klart, at denne konstruktion, -uanset komponenternes data, kvalitet og sammenkoblingsmåde, havde en uheldig indflydelse på højttalerens evne til at opnå optimal dynamik, perspektiv og naturtro klang.

De elektriske filterkomponenters uheldige indflydelse kan meget kort sammenfattes således:

Kondensatorer indfører "tåge og dis" i en højttalergengivelse, medens filterspoler får højttaleren til at lyde mere udynamisk og "tung", fordi spolen ødelægger højttalerens evne til at starte og standse sine udsving. Samtidig ødelægges forstærkerens evne til at kontrollere enhedens bevægelser (overshoot). Ved tillige at benytte modstande som filterelement, vil højttaleren komme til at lyde dæmpet og komprimeret. Det hele resulterer i, at man som både organist og tilhører vil mangle et instrument med "bid"…….

I stedet for at benytte det elektriske filter, fandt vi frem til det ideelle AKUSTISKE højttalerfilter til at indsætte imellem bas og mellemtone/diskant. Dette filter udføres gennem en udnyttelse af det akustiske tryk både foran og bagved højttalermembranen !
På den ene side ved at bygge bashornet konisk/hyperbolsk med en afsluttende spalte og på den anden side en nøje beregnet spalte, der ligeledes indfører et akustisk tryk, som står i et ganske bestemt rumfangsforhold til den anden side af bas-enhedens membran.

Denne dobbeltsidige akustiske trykspalte forårsager, at toner over en vis frekvens ruller af, -altså et akustisk Low Pass Filter, der udelukkende får det bedste frem i en dynamisk højttalers gengivelseskvalitet.

Ved at benytte det Akustiske Low Pass Filter (ALPF), kan vi bevare en højttalerenheds gengivermåde optimalt. Ved denne konstruktion bliver det muligt fuldt ud at udnytte verdens bedste højttalerenheder.

Valget af højttalerenheder faldt helt naturligt på fuldtone-enheder, der så udstyres med verdens kraftigste højttaler-perma-magneter (fra 1,7T til 2,4T) i kombination med en ultra lav dynamisk masse. Ved at benytte disse enheder i vores konstruktion, fik vi en højttaler med verdens laveste dynamiske kompression tillige med meget høj virkningsgrad (> 102 dB/1W/1m).

Det grundlæggende forhold i et Hybrakustisk System giver membranen den samme start- og stophastighed i HELE frekvensområdet, så lydgengivelsen bliver naturtro. Oplevelsen af ensartethed mellem det reelle akustiske instrument og Hybrakustik-Systemets genfrembringelse er derfor helt unik ! En rørstemme fremstår nu som værende ”ægte” og ikke bare ”pæn”....

Endnu en faktor, der medvirker til denne kvalitative naturtrohed overfor det reelle akustiske instrument, er denne, at højttaleren fungerer ideelt som et akustisk punkt ved at mellemtone/diskant-gengivelsen varetages af en enhed, der fungerer i et ultra bredt frekvensområde (150 Hz til 20.000 Hz) uden elektrisk filterindgreb.

En meget stor orgelpibe, som frembringer en dyb grundtone, har også et stort antal overtoner, som med en standard såkaldt ”subwoofer” ikke kan gengives. Vores 32 fods hybrakustiske lydgiver kan i samme ”udblæsning” gengive helt rent fra 16 Herz op til mere end 20.000 Herz.

For optimalt at varetage en akustisk bund eller et grundtoneområde, består de fineste af vore hybrakustske systemer, af et konisk hyperbolsk tubulært horn-startafsnit, som er støbt i et meget kostbart akustisk dødt materiale, der er armeret med jern for at hindre uønskede vibrationer.

Systemet garanterer en optimal udnyttelse af højttalerens pulseren, således at den "ånder" helt frit, da lyden reflekterer en flade, -helt uden kabinetresonnanser.

Det optimale system kan desuden konstrueres specielt til hvert enkelt kirkerums særegne akustik.

Efter denne lille indførelse i det Hybrakustiske univers kommer vi frem til det allermest væsentlige, der består i selv at lytte.