Hvad er et hybrakustisk kirkeorgel ?


Et Hybrakustisk kirkeorgel er
IKKE
et traditionelt "EL-orgel" !


Fysiologisk nærværende lyd

Det dansk udviklede "Hybrakustiske" kirkeorgel
skaber pibeorglets fysiologiske nærvær ved hjælp af specielle lydgivere.
Disse benytter naturens regler for pibeorglets karakteristiske lydfrembringelse.























Hybrakustiske kirkeorgler


Sammenligningsgrundlag

I de fleste nyere pibeorgler benyttes der mange elektroniske komponenter til at styre store dele af instrumentets funktioner: Spændingsstabilisering til elektrisk luftforsyning, registertræk, computerstyrede register-kombinationer m.v., hvorfor orglets elektroniske tidsalder må betragtes som værende en realitet !


Hvorfor vælge hybrakustik ?

Det hybrakustiske kirkeorgel kan på grund af stor fleksibilitet ofte tilpasses selv de vanskeligste kirkerum, hvor et traditionelt pibeorgel ikke kunne have været bygget på grund af f.eks. plads- eller vægtmæssige begrænsninger.
Med en akustisk levende orgelklang er denne type orgel et værdigt alternativ til det traditionelle pibeorgel.
Økonomisk er det en realitet, at mange danske pibeorgler er blevet udskiftet eller renoveret efter en periode på omkring 30 år, hvorfor omkostningerne for et pibeorgel er af en ganske anselig størrelse.
Det danskudviklede hybrakustiske kirkeorgel vil for det meste kunne bygges for omkring 20% af udgiften til et pibeorgel af tilsvarende størrelse. Omkostninger til vedligeholdelsen af selve instrumentet er ligeledes reduceret til et absolut minimum.


Holdbarheden for et hybrakustisk kirkeorgel

Det er naturligt at stille et spørgsmål omkring holdbarhed, da et kirkeorgel skal være en del af kirkens daglige funktion i en lang årrække fremover. Med den højeste håndværksmæssige kvalitet vil spørgsmålet til sidst kun kunne blive rettet mod den rent elektroniske del af instrumentet.
Gennem vore mange overvejelser er vi nået frem til følgende minimumskrav:
De elektroniske komponenter skal kunne tåle store udsving i luftfugtighed og temperatur, uden at orglet kommer ud af stemning.
De benyttede komponenter skal alle være af en kvalitet, der i princippet ikke kræver nogen vedligeholdelse.
Komponenternes indbyrdes sammensætning skal kunne medføre en forholdsvis simpel udskiftning til nye elektroniske dele, som den fremtidige udvikling måtte bibringe.
Sikkerhed for at de benyttede komponenter i det nybyggede orgel vil være tilgængelige som reservedele i en periode af mindst 20 år fra indvielsen af instrumentet. Allerede på nuværende tidspunkt har komponentholdbarheden vist en levedygtighed på langt mere end 30 år.
Alle enheder er modulopbygget, således at de enkelte funktionelle komponenter kan udskiftes med den til enhver tid bedste og billigste teknologi.


Fremtidsikret funktionalitet

Allerede på nuværende tidspunkt kan vore orgler udbygges med andre klanglige muligheder som f.eks. klavér, guitar, cembalo, harpe, zylofon, strygere og klokkespil for blot at nævne nogle.
Tilsluningsmuligheder til via en standard computer direkte at skrive noder fra orglets klaviaturerer er en af mange funktioner, som organister benytter i deres forberedelsarbejde med salmeforspil.


Fremtidsikret

Med en anskaffelsessum, som er økonomisk mulig for selv en mindre kirke er det dermed blevet muligt at kunne give menigheden en stor musikalsk variation og bred klanglig støtte til salmesangen samtidigt med en absolut minimal løbende omkostning til vedligeholdelse.
Ønskes en udvidelse eller ombygning med nye klangidealer om f.eks. 25 år, vil denne ombygnng/renovering ligeledes være tilsvarende mange gange mindre end renovering/ombygning af et pibeorgel af tilsvarende størrelse.




















































Introduktion til hybrakustik

(Hybrid-Akustisk Orgel Reflektor)


Som organist og orgelspiller har jeg altid glædet mig over et pibeorgels levende klang!
Når flere eller mange piber klinger samtidigt indeni et orgelhus, vil der rent fysisk 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 højttalerteknologi, hvor trykkammerhøjttaleren gengiver en hel "ren", men samtidig også "død" klang.
-Så det besluttede jeg at gøre noget ved!


Hos Skandinavisk Orgelcentrum påbegyndte vi derfor i 1993 en udvikling af et helt nyt orgelkoncept, hvor udviklingen startede "bagfra". D.v.s. at ørerne, der lytter, skulle være "måleinstrument" for en undersøgelse af, hvordan det er muligt at skabe toner, som den kritiske lytter finder autentiske og rigtige.


Både i USA og i Europa var der allerede på det tidspunkt mange virksomheder, som byggede elektroniske kirkeorgler med en glimende elektronik, der år for år så ud til at blive endnu bedre. Disse orgelproducenter benyttede alle uden undtagelse standard trykkammerhøjttalere, som dengang gav den bedste hi-fi lyd på trods af, at effektiviteten ikke var særlig høj. Imidlertid kunne disse ikke tilnærmelsesvist reproducere den levende pibeorgelklang.


Med udviklingen af de hybrakustiske, højeffektive lydgivere har vi frembragt et koncept, hvor det nu er muligt at skabe den levende orgelklang.


Hver enkelt lydgiver kan bygges i størrelser fra to 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.


I det følgende har vi medtaget en mere teknisk beskrivelse af de hybrakustiske orgellydgivere.



Teknisk baggrund for det hybrid-akustiske reflektor system

Det hybrid-akustiske reflektor system, der er specielt udviklet til gengivelse af klassisk orgellyd, bygger på resultatet af 20 års intensiv udvikling af hornhøjttaleren og senere horn-hybrid-højttalerens kvalitative egenskaber for lydgengivelse.


Denne forskning har resulteret i flere nye opfindelser, hvorved det er blevet muligt, at skabe en lydgengiver med hidtil uovertrufne egenskaber når det gælder naturtro dynamik, klang og perspektiv. Det har betydet, at forskellen mellem det akustiske instruments reelle egenlyd og den givne elektroniske gengivelse nu er absolut minimal!


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/diskantområdet.


Kendt forskning i bas-hornsystemer klarlagde imidliertid, at uanset hvilken geometrisk udformning hornet fik, ville gengivelsen af mellemtoneområdet blive unaturligt "nasalt". Derfor blev hornet som princip forkastet til fordel for en hybrid udgave, som kombinerede egenskaberne for det lukkede "infinite baffle" kabinet og hornet.


For at indføre en adskillelse mellem bas og mellemtone er det blevet almindeligt, at benytte et elektrisk filter bestående af spoler, kondensatorer og modstande. Disse passive elementer bevirker en fasedrejning af det elektriske signal og får derved en uheldig indflydelse på højtalerens evne til at opnå optimal dynamik og gengive en naturtro klang.


De elektriske filterkomponenters indflydelse og bivirkninger kan meget kort sammenfattes således:
Kondensatorer indfører "tåge og dis" i en højttalergengivelse, mens filterspoler får højttaleren til at lyde mere udynamisk og "tung", fordi spolen ødelægger højttalerens evne til at starte og standse sine udsving. Samtidig forringes 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 et ideelt AKUSTISK low pass filter til at indsætte imellem basenheden og enheden for mellemtone/diskant. Filtret udnytter, at begge membraner (basenhed og enheden for mellemtone/diskant) spiller i fase. De er monteret i hvert sit isolerede hornafsnit og deres bagsidelyd føres sammen ca. midtvejs i hornet ved hjælp af de akustiske filtre.


Den del af filtret, som fører bagsidelyden fra basenheden ind i sidste hornafsnit, har en akustisk impedans, der er beregnet til at undertrykke frekvenser, der er højere end ca. 200 Hz.


Bagsidelyden fra enheden for mellemtone/diskant føres også videre igennem et akustisk filter. For dette beregnes en noget højere akustisk impedans, idet man derved forhindrer bastryk på bagsiden af membranen for mellemtone/diskant.


Når bagsidelyden har bevæget sig gennem den sidste del af hornet, spiller den ud fra kabinettet gennem lavimpedans-spalter nær bunden, idet "rejsen" gennem hornet har forårsaget en forsinkelse >= 1/4 bølgelængde i forhold til den direkte forsidelyd (tonen A = 55 Hertz med 8-fods lydgiver).


Oversigtligt kan man sige, at et akustisk low pass filter, udelukkende får det bedste frem i en dynamisk højttalers gengivelseskvalitet. Ved at benytte det akustiske low pass filtre (ALPF), kan vi bevare en højttalerenheds gengivermåde optimalt. Ved den konstruktion bliver det muligt at udnytte verdens bedste højttalerenheder fuldt ud.


Valget af højttalerenheder til mellemtone/diskant faldt helt naturligt på fuldtone-enheder, der så udstyres med verdens kraftigste højttaler-perma-magneter (fra 1,7 Tesla til 2,4 Tesla) 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/1 W /1 m).


Dette grundliggende 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 i forhold til det reellle akustiske instrument, er denne, at højttaleren fungerer ideelt som et akustisk punkt ved at mellemtone/diskant-gengivelsen varetages af een enhed, der fungerer i et ultra bredt frekvensområde (150 Hz til 20.000 Hz) uden elektrisk filteringreb.


En meget stor orgelpibe, som frembringer en dyb grundtone, har også et stort antal overtoner. Til sammenligning kan vores 32 fods hybrakustiske lydgiver tilsvarende gengive helt rent fra 16 Hertz op til mere end 20.000 Hertz. Her kan en standard såkaldt "subwoofer" ikke være med.


For optimalt at varetage en akustisk bund eller et grundtoneområde, består de fineste af vore hybrakustiske 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 kabinetresonanser. 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.


- Thi øret er det mest følsomme og bedste måleinstrument!!!


Skandinavisk Orgelcentrum

Flemming Fald