Типи та варіанти встановлення сабвуферів: все, що потрібно знати при виборі
Практично кожен поціновувач якісного звуку замислюється про покупку сабвуфера. Але саб використовують не лише «в домашніх умовах». Він обов'язковий елемент сценічного звукового обладнання. У сьогоднішній статті розглянемо все, що потрібно знати про сабвуфери: типи, варіанти конструкції, особливості установки та налаштування.
Сабвуферу буквальному поясненні – над-низькочастотний динамік. Простіше кажучи, це тип динаміка, що випромінює дуже низькі звуки, недоступні широкосмуговій акустиці.
Призначення сабвуфера
Сучасна особливість більшості музичних фонограм — підкреслене звучання у НЧ-спектрі, що дозволяє передавати енергетику музики — так званий драйв. Щоб відтворювати сучасні професійні фонограми у повноцінній якості, потрібний сабвуфер. Зі сценічних майданчиків понад низькочастотна колонка перекочувала в клуби, салони авто, побутові аудіосистеми.
Чи може із завданням упоратися хорошаакустична системабез сабвуфера? Вона відтворюватиме звук по всій доступній смузі частот. Але ось дуже низький частотний діапазон їй недоступний. Ось навіщо потрібний сабвуфер.
Однак зараз часто можна зустріти варіант використання сабвуфера як mid-басової частини системи. Це не зовсім правильно, тому що суб бас є здебільшого доповненням аудіосистеми. Він робить низькочастотне звучання більш бархатистим та об'ємним.
Конструкція сабвуфера
Молода людина зі здоровим слухом може вловлювати звук у стандартному діапазоні 20 Гц-20 кГц. Що старша людина стає, то вже рамки діапазону — особливо у високочастотному спектрі. Це відбувається через вкорочену звукову хвилю і невелику власну енергію, характерну для високих звуків. У низьких все навпаки. Але водночас відтворення високих частот (з цієї причини) набагато простіше, ніж низьких.
Зараз середньо-і високочастотна акустика за своїми конструктивними особливостями наближена до досконалості. Щоб низькочастотний випромінювач міг відтворювати 20-400 Гц, потрібно оснастити масивним і жорстким збільшеним дифузором з гарною стійкістю до згинання. Великий параметр дифузора збільшує показники стисливості повітря, і навіть опору. Ще одна конструктивна характеристика НЧ-динаміка – високопотужна котушка індуктивності. Вона, до речі, робить конструкцію досить тяжкою.
Висока потужність, що підводиться до НЧ-динаміку, призводить до сильного нагрівання. Тому актуальне оперативне та ефективне відведення тепла. Для живлення сабвуфера необхідне потужне та надійне джерело, яке безпосередньо впливає на ціну конструкції.
Комбінація хвиль призводить до резонансів, і цю проблему досі не вирішено. Інтерференція з'являється через довжину хвилі, що відповідає параметрам корпусу і кімнати. Частково проблема вирішується за рахунок розміщення сабвуфера в автономному корпусі.
Отже, конструкція типового сабвуфера досить проста:
корпус у вигляді паралелепіпеда;
НЧ-головка;
підсилювач, що відтворює звук 20-500 Гц.
Логіка конструкції проста: чим більші розміри динаміка, тим потужнішим і об'ємнішим буде бас. Тому професійна НЧ акустика завжди досить велика та масивна.
Класифікація сабвуферів щодо посилення
За типом посилення сабвуферу ділять напасивнітаактивні. У конструкцію активних входить підсилювач звуку та фільтр, здатний відсікати звук за межами робочого діапазону. Конструкція пасивного саба - динамік та корпус. Він працює лише від зовнішнього підсилювача.
Одна з найважливіших технічних характеристик сабвуфера – частотний діапазон, який вимірюють у герцах. Щоб було зручніше, діапазон ділять на три категорії (Гц):
20-40;
40-80;
80-160.
Найдешевші сучасні моделі працюють у діапазоні 40-200 Гц. Працювати в частоті від 20 Гц можуть винятково професійні варіанти акустики.
Інші важливі характеристики моделей:
Частота розділу кросовера – граничний верхній діапазон функціонування кросовера. У СЧ та НЧ випромінювачах це одночасно нижній діапазон;
граничний звуковий тиск (SPL) – пікове значення, яке забезпечує конкретна модель;
чутливість динаміка - значення, що вимірюється в децибелах. Чим воно вище - тим менше навантаження на підсилювач і більше звукового SPL;
діаметр низькочастотного динаміка — як було зазначено вище, впливає показники звучання НЧ-частот.
Акустичне оформлення суб басів
Акустичні характеристики корпусу сабвуфера залежать від варіанта конструкції. Якщо розглядати акустичне оформлення як окрему характеристику виділяють такі ключові типи:
із фазоінвертором;
закритий;
із смуговим фільтром;
"Лабіринт";
із випромінювачем пасивного типу.
Моделі із закритим корпусом
У цих моделей гранично спрощена конструкція у вигляді закритого ящика. Її переваги:
повітря, отже і звук не витікають назовні;
глибоке басове звучання;
рівна АЧХ;
низький показник спотворень.
Є й недоліки: великі габарити та маса, низький ККД.
Сабвуфери фазоінверторного типу
У таких моделей передбачено спеціалізований отвір на корпусі, що забезпечує вихід повітря. В отворі знаходиться трубка, довжину якої спеціально підбирають. Це робиться для грамотного налагодження резонансної частоти. Буває, що порт фазоінвертора виконують як щілини: це робиться задля досягнення компактності корпусу. Ці фазоінвертори найчастіше експлуатують у моніторах для студій.
При НЧ-посиленні особливе значення має акустичний резонанс і ключова його частота, де гучність нот вище, ніж в інших. При грамотному налагодженні резонансної частоти можна досягти високого ККД та оксамитового звучання басу. Але часто показник визначають помилково, що призводить до проблем. Тому, щоб не помилитися, використовують правило: частота фазоінверторного резонансу має бути нижчою до 33% від резонансу динаміка в аналогічному корпусі при закритому фазоінверторі.
До переваг сабвуфера з фазоінвертором відносять:
компактні розміри завдяки широкому ходу;
найвищий показник звукового тиску;
високий ККД.
Серед недоліків виділяють необхідність знань у галузі електроакустики для грамотного налаштування. Крім того, потрібно вміти оптимізувати затримкиміж СЧН_ВЧ трактом та суб-басом.
Сабвуфери зі смуговим типом (bandpass)
Моделі поєднують характеристики закритого та фазоінверторного варіантів, а також їх плюси та мінуси. У ящику передбачено перегородку, що розділяє корпус порівну. В одній частині передбачено фазоінвертор, друга повністю закрита. За допомогою цієї конструкції можна збільшити звуковий тиск, але при цьому зменшити діапазон частот при відтворенні. Це компактна категорія сабвуферів, які можна застосовувати в тому числі і в закритих приміщеннях.
Сабвуфери "лабіринт"
Найпоширеніша категорія, робота якої базується на акустичних резонансах. Виробляти таку акустику складно, і вона коштує на порядок дорожче за аналогічні моделі з іншими типами корпусів. Переваги:
ККД вищий, ніж у закритих, але на рівні фазоінверторних;
мінімальні спотворення (якщо порівнювати із фазоінверторними).
Але складне налаштування та висока ціна є серйозними недоліками моделей.
Сабвуфери з пасивними випромінювачами
Їх позначають як PAS. Сучасний варіант акустичного оформлення. У таких моделях пасивним резонатором є додатковий не підключений динамік. З одним каналом посилення можна отримати вдвічі більше значення площі випромінювання, яка досягається за рахунок підсумовування площі двох дифузорів.
Переваги моделей:
компактність (якщо порівнювати із закритими);
відсутність резонаторних та зайвих звуків.
До недоліків відносять серйозне зниження потужності, невисоку чутливість, масивні характеристики пасивного випромінювача, що відбивається на спільній роботі обладнання.
Особливості правильного розташування сабвуферів
Найчастіше сабвуфер ставлять на підлозі. Існують і підвісні сабвуфери, що фіксуються на монтажній рамі. Так можна об'єднати кластери низькочастотних та широкосмугових кабінетів, досягаючи рівного звукового поля.
Іноді виправдане розташування всіх НЧ кабінетів у центральній частині у варіанті монокластера. Але можна розташувати їх у лівій та правій частинах сцени, одразу під кабінетами з широкосмуговими випромінювачами.
Зараз дуже поширений спосіб кардіоїдного розташування. Це грамотно прораховане взаємне розміщення суб басів, за допомогою чого можна керувати загальною спрямованістю сабвуферного масиву, вимірювати рівні сигналу групами. Таким чином можна усувати ефект гребінчастого фільтра (тобто домагатися рівномірності НЧ без перепадів). Плюс, енергія суб басів прямує вперед (або додатково в сторони). За допомогою цього способу можна майже повністю прибрати звук, що розповсюджується суб басом назад, і досягти граничної передачі звуку в передню частину, отримавши на сценічному просторі практично повну тишу. Бас не заважатиме артистам.
Під час експлуатації сабвуферів стикаються з проблемою неправильного розрахунку затримки сигналу. Це можна обчислити за розмитістю середньочастотного діапазону та низькою басовою віддачею. Тому важливо досягти, щоб звук синхронізувався. Щоб досягти цього, сабвуфер пересувають. Так можна знайти позицію, за допомогою чого віддача у НЧ-діапазоні буде максимальною, а звучання добре помітним. Щоб налаштування було точнішим, краще користуватися процесором та спеціалізованим ПЗ. Так можна провести грамотну корекцію.
Розташування сабвуферів монокластером дає можливість оптимізувати їхню кількість. Однак:
нижній поріг простору акустики обмежується для розширення покриття та збільшує показник у Дб спереду;
показник різниці в Дб у передньому та задньому рядах може становити до 26 Дб.
Якщо використовувати обладнання з лінійними масивами, з'явиться затримка. Забрати її можна, провівши синхронізацію. Однак вона повністю не вирішить проблему, адже затримка дуже відрізняється залежно від відстані.
За законами фізики краще розташувати сабвуфери в одному показнику висоти з масивами. Це допоможе уникнути затримок, вирівняти частоту та нівелювати спотворення. Проте ефективність низькочастотних випромінювачів буде знижено. Але це потрібний компроміс.
Критерії вибору сабвуферу
Перше правило – ціна. Економити на цьому устаткуванні не можна, тому що це відбивається на якості та довговічності. У цій категорії діє принцип: «чим дорожче – тим краще».
Вибирайте сабвуфер більшої потужності, ніж вам потрібно: це дасть запас і дозволить експлуатувати звукову систему до 60% потужності з якісним звуком без спотворень.
Вибирайте великий запас посилення – у 2-2,5 рази. Котушка динаміка швидше згорить від слабкого підсилювача. У перевантаженому стані він видає багато спотворень сигналу, що ушкоджує котушку. Високопотужний підсилювач впливає інтенсивність руху дифузора, але з шкодить йому.
Чим вже сабвуферний діапазон, тим вища ефективність використання характеристик підсилювача та вища якість басу.
Чим потужніша модель, тим більшу площу вона наповнює звуком.
Важливо наявність у сабвуфера регуляторів рівня гучності, Phase та Frequence для простоти настрою