Всё о сабвуферах: их типы и особенности установки

Нет такого меломана, который хотя бы раз в жизни не задумывался о приобретении сабвуфера. Как и нет звукорежиссера, который мог бы представить себе концерт без акустики данного типа. Прочитав нашу публикацию, вы узнаете некоторые полезные факты о сабвуферах: особенности конструкции, правила установки, нюансы их настройки и многое другое. Цель данной статьи дать основную информацию о данном типе акустических систем.

Electro-Voice TX2181

Дословно слово «сабвуфер» означает «сверх низкочастотный динамик». Этот термин используется для описания любой акустической системы, в конструкции которой есть низкочастотный излучатель. Если другими словами, то «сабвуфер» - это громкоговоритель, воспроизводящий самые низкие звуки, которые не способна передать стандартная широкополосная акустика.

Electro-Voice EVC-1181S-W

Где и для чего используется сабвуфер?

В большинстве своем фонограммы современной музыки имеют ярко выраженное звучание в низкочастотном спектре, этот спектр музыки наиболее важен для передачи музыкальной энергетики, драйва. Именно по этой причине для качественного воспроизведения современных профессиональных записей требуется сабвуфер. Данный тип акустики кроме сцены, так же нашел свое применение в ночных клубах, домашних кинотеатрах, автомобилях.

Следует так же отметить, что качественные акустические системы воспроизводят звук во всей полосе частот и не способны озвучить только самый низкий частотный диапазон. Вот для этого используют сабвуферы. В наше время часто сабвуфер используют в качестве mid-басового компонента системы, что не совсем верно. Ведь Суб бас это скорее дополнение к вашей аудиосистеме. Сабвуфер лишь придает НЧ звучанию необходимый объем и бархатистость, как соль и пряности, которые мы добавляем приготавливая пищу.

RCF S8018

Конструктивные особенности сабвуферов

Слух молодого здорового человека способен улавливать звуки в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц. С возрастом границы этого диапазона сужаются, и человек начинает слышать немного хуже, именно в высокочастотном диапазоне. Это связано с тем, что в отличии от низких звуков, высокие имеют более короткую звуковую волну и малую собственную энергию, по этой же причине воспроизвести высокие частоты намного проще чем низкие.
В наши дни среднечастотная и высокочастотная акустика конструктивно близка к своему совершенству. Для воспроизведения НЧ излучателем частотного диапазона от 20 до 400 Гц требуется более габаритный и массивный диффузор, который в добавок, должен иметь высокую механическую жесткость, обеспечивающую устойчивость к изгибанию.  Применение диффузоров большого диаметра позволяет увеличить сопротивление и сжимаемость воздуха. Конструктивной особенностью НЧ динамиков является использование мощной катушки индуктивности, что значительно увеличивает вес конструкции.

Из-за большой мощности, подводимой к низкочастотному динамику, требуется быстро и эффективно отводить тепло от звуковой катушки и усилителя. Источник питания нужен мощный и качественный, что в свою очередь влияет на стоимость. До сих пор нерешаемыми остаются проблемы, связанные с резонансами, возникающими из-за наложения отраженных и прямых волн. Причиной появления интерференции служит большая длинна НЧ волны сопоставимая с размером помещения и самого корпуса акустики.

Во избежание этих проблем низкочастотная акустика нередко размещается в отдельном корпусе. Конструктивно активный сабвуфер очень простой: кубический корпус, НЧ головка и усилитель способный воспроизводить звук в диапазоне частот 20 - 500 Гц.

Изучив конструкцию сабвуфера можно прийти к одной немаловажной истине: чем больше динамик, тем обьемнее и мощнее бас. Из-за того, что диффузор находящийся внутри корпуса сабвуфера имеет достаточно большой диаметр, низкочастотная акустика всегда имеет большие размеры.

Виды сабвуферов по типу усиления

Все сабвуферы по типу усиления можно разделить на два вида: активные и пассивные. Первые, оборудованы усилителем мощности и специальным фильтром, отсекающим звук за пределами рабочего диапазона. Пассивные сабвуферы состоят из корпуса и динамика. Они требуют наличия внешнего усилителя.

dB Technologies SUB 15D

Характеристики

1. Частотный диапазон, измеряющийся в герцах, является одной из важнейших характеристик сабвуфера. Данный диапазон для удобства разделяют на несколько октав:
2. Самый низкий бас 20-40 Гц,
3. Средние басы 40-80 Гц,
4. Высокие басы 80-160 Гц.

Даже самые бюджетные модели воспроизводят диапазон от 40 до 200 Гц. А частоту от 20 Гц способны воспроизвести  только топовые модели акустики.

2. Частота раздела кроссовера - это верхний диапазон работы сабвуфера и он же - нижний диапазон СЧ- НЧ излучателя.
3. SPL (Максимальное звуковое давление) – Maximum Pressure Level это пиковая давление, которое способен обеспечить сабвуфер.
4. Чувствительность динамика (дБ) – динамики с большей чувствительностью меньше нагружают усилитель и способны выдать большее звуковое давление.
5. Диаметр НЧ-динамика.

Типы акустического оформления суб басов

Конструктивные особенности оформления корпуса сабвуфера существенно влияют на его акустические свойства. Акустическое оформление НЧ головки сабвуфера разделяют на следующие основные типы:

• Закрытый,
• С фазоинвертором,
• С полосовым фильтром.

HH Electronic VRS-118A

Сабвуферы с закрытым корпусом имеют самую простую и самую эффективную конструкцию.  Из достоинств конструкции можно выделить:

1. Отсутствие утечки воздуха наружу а значит и звука,
2. Глубокий бас,
3. Ровная амплитудно-частотная характеристика,
4. Низкий уровень искажений.

К недостаткам сабвуферов типа «закрытый ящик» можно отнести:

1. Низкий коэффициент полезного действия (КПД),
2. Большой вес и габариты.

Park Audio SW128 MkII 

У сабвуферов фазоинверторного типа имеется специальное отверстие в корпусе, через которое часть воздуха выходит наружу. В это отверстие зачастую вставлена трубка определенной длинны. Иногда их бывает несколько. Подбор длинны трубки позволяет настроить правильную резонансную частоту фазоинвертора. Иногда порт фазоинвертора выполнен в виде щели. Это позволяет сделать корпус более компактным. Такой тип фазоинвертора часто применяют в студийных мониторах.
В процессе усиления низких частот важную роль играет акустический резонанс и его главная частота, на которой ноты звучат значительно громче остальных. Правильная настройка резонансной частоты фазоинвертора позволяет получить больший КПД колонки и красивый, бархатный бас. Очень часто резонансную частоту определяют не верно, из-за чего появляется много проблем. Во избежание ошибок при расчете руководствуются следующим правилом: «Частота резонанса фазоинвертора должна быть не более чем на 33% ниже резонанса динамика в том же корпусе с закрытым фазоинвертором».

Достоинства сабвуферов с фазоинвертором:

1. Благодаря большому ходу, диффузор может иметь небольшие размеры и обеспечить достаточно низкий звук,
2. Высокое звуковое давление,
3. Высокий КПД.

Недостатки:

1. Для его правильной настройки нужно обладать знаниями в электроакустике и уметь настраивать задержки между СЧН_ВЧ трактом и суб басом,
2. Такая конструкция вносит в звук большое количество искажений.

RCF SUB705AS

Сабвуфер с полосовым фильтром (часто такая конструкция называется bandpass) имеет признаки как фазоинверторного, так и закрытого корпуса, тем самым унаследовав их достоинства и недостатки. Его ящик разделен перегородкой на две ровные части, одна из которых имеет фазоинвертор, вторая представляет собой закрытый обьем. Данная конструкция позволяет повысить уровень звукового давления, но при этом уменьшает диапазон воспроизводимых частот. Сабвуферы такого типа очень компактны и с успехом применяются в закрытых помещениях.

Корпус громкоговорителя с туннельным типом акустического оформления. (Разрез)

Самым редким типом акустического оформления сабвуфера является «лабиринт», его работа основана на акустических резонансах. Акустика с данным типом оформления сложна в производстве, готовые изделия стоят намного дороже аналогов.

Достоинства сабвуферов с акустическим оформлением «Лабиринт»:

1. КПД выше чем у закрытого типа, но равен фазоинверторному,
2. Минимальное количество вносимых искажений (в сравнении с фазоинвертором)

Недостатки:

1. Высокая стоимость,
2. Сложность настройки

Корпус с пассивным излучателем изнутри

Сабвуфер с пассивным излучателем (так же обозначается как PAS) – довольно новый тип акустического оформления, в качестве пассивного резонатора в нем используется неподключенный дополнительный громкоговоритель. Таким образом, имея всего один канал усиления, вы получаете вдвое большую площадь излучения, благодаря суммарной площади двух диффузоров. 

Достоинства сабвуферов с пассивным излучателем:

1. Меньшие габариты в сравнении с закрытым типом,
2. Отсутствие посторонних и резонаторных звуков.

Недостатки:

1. Большая потеря мощности,
2. Низкая чувствительность динамика,
3. Массивный пассивный излучатель негативно влияет на передаточную характеристику.

Как правильно расположить сабвуфер?

Обычно сабвуферы устанавливают на полу, перед сценой или под ней, прямо под акустической системой или за ней. Есть модели подвесных сабвуферов, которые крепятся к монтажной раме, позволяя собрать кластеры из НЧ и широкополосных кабинетов и обеспечивая ровное звуковое поле. Иногда целесообразно расставить все НЧ кабинеты в центре в виде моно кластера, в другом случае их располагают слева и справа от сцены, прямо под широкополосными кабинетами.

В последние годы широко распространен метод кардиоидного расположения сабвуферов. Он основан на точно рассчитанном взаимном расположении суб басов и позволят управлять  суммарной направленностью массива из сабвуферов, изменяя уровни сигнала определенных групп элементов массива. Это дает возможность устранить эффект гребенчатого фильтра, (попросту говоря, обеспечить равномерный бас без перепадов давления) и направить энергию суб басов только вперед, или вперед и в стороны, в зависимости от геометрии озвучиваемого пространства. Эта же технология позволяет практически полностью убрать звук, идущий  от суб баса назад, что обеспечивает максимальную передачу звуковой энергии вперед и получить почти тишину на сцене. Другими словами, звук от суб баса не мешает исполнителю на сцене.

Кардиоидное расположение сабвуферов

Одна из главных проблем, связанных с применением сабвуферов, это неправильно рассчитанная задержка сигнала между широкополосными колонками и суб басом. На слух это ощущается как размытое звучание в СЧ диапазоне и малую отдачу в низах. Упрощенно говоря, вам необходимо чтобы звук суб баса и широкополосной системы доносился до слушателя строго в одно и то же время.

Самый простой способ достичь этого это передвигать сабвуфер вперед –назад относительно широкополосного кабинета,  и таким образом найти место, в котором вы получите наибольшую отдачу в НЧ диапазоне, и разборчивое звучание. Для более точной настройки задержки лучше воспользоваться акустических процессором и специальным программным обеспечением, которое позволяет  при помощи микрофона точно определить фазы сигналов от разных источников звука и правильно их скорректировать.       

Виды взаминого расположения сабвуферв и широкополосной акустики

Расположение сабвуферов в виде моно кластера позволяет значительно уменьшить их количество.  Из недостатков такого способа можно выделить:

1. Обрезание нижней части акустического пространства для увеличения площади покрытия звуком увеличивает звуковое давление на передних рядах.
2. Разница в звуковом давлении между первыми и последними рядами может достигать 26 Дб.

Взаминое расположение сабвуферов и линейного массива

Применение сабвуферов с линейными массивами

Между сабвуферами и линейными массивами появляется задержка в небольшом диапазоне частот в общем спектре вблизи частоты раздела кроссовера. Для того, чтобы устранить задержку нужно компенсировать временную задержку тем самым синхронизировав их. Но синхронизация не решает данную проблему, так как задержка у передних и последних рядов может значительно отличаться.

Опираясь на физические законы логично будет расположить сабвуферы на одной высоте с линейными массивами. Таким образом, у нас получится устранить задержки, выровнять АЧХ и убрать частотные искажения, но взамен придется пожертвовать эффективностью работы сабвуферов. Данный компромисс позволяет получить однородную звуковую картину в области частоты среза кроссовера.

Electro-Voice XLC118 

Как выбрать сабвуфер?

Мы подготовили для вас несколько простых правил, руководствуясь которыми, можно выбрать хороший сабвуфер:

1. Дороже – чаще значит лучше. Не старайтесь сэкономить, ведь вложенные средства окупятся качественным звуком и годами эксплуатации.
2. Покупайте сабвуфер чуть большей мощности, чтобы иметь запас. Это позволит вам использовать вашу звуковую систему на 50-60% мощности и получить качественное звучание без искажений.
3. Всегда выбирайте усиление для сабвуфера с хорошим запасом. Помните: катушка динамика чаще сгорает при работе со слабым усилителем. В следствии перегрузки слабого усилителя на его выходе появляется огромное количество искажений сигнала, и его постоянная составляющая легко повредит катушку вашего диффузора. Напротив: усилитель большей мощности заставит лишь интенсивнее двигаться диффузор, не причинив ему вреда. Многочисленные испытания доказывают верность этого постулата. Его верность вы можете проверить, внимательно изучив характеристики активных моделей сабвуферов. Иногда мощность усилителя может в 2-2.5 раза превышать мощность динамика.
4. Не все зависит от вашей широкополосной акустики. Чем мощнее сабвуфер, том больше площади он способен наполнить звуком. К тому же, сабвуфер имеет большую энергию, чем СЧ+НЧ кабинет.
5. Чем уже диапазон работы сабвуфера, тем более эффективно вы будете использовать мощность усилителя и получите качественный бас. Хотя, в некоторых случаях необходимо больше «открыть» верхний диапазон саба, обеспечив тем самым лучшую атаку в mid-басовом спектре.
6. Очень желательно, что бы сабвуфер имел следующие регуляторы: Level, Frequence и Phase. Это позволит вам легко и просто настраивать его.

Electro-Voice QRX118S

Заключение

Несмотря на большой выбор сабвуферов и их узкую специализацию, перед покупателем стоит нелегкий выбор. Перед тем как купить сабвуфер следует определиться с бюджетом, требованиями по весу и габаритам, техническими характеристиками предмета покупки. Подумайте о том, где чаше всего вы будете его использовать. Какого размера ваше помещение? Оно всегда одно и тоже, или вам приходится работать в разным местах? Как часто вам придется работать на улице? Ведь в этом случае вам нужно иметь хотя бы двукратный запас по мощности. Вы планируете работать стационарно, или в гастрольном варианте? Лучше активные или пассивные модели? Где вы установите ваш суб бас? Под сценой, или по бокам от нее.

Размеры колонки должны позволять вам установить ее в нужном месте. Часто пол сцены делают настолько низким, что под него невозможно установить суб бас. Тип воспроизводимой музыки. Ведь классическая музыка, рок, лаунж или клубные треки имеют совершенно разную музыкальную составляющую. Поэтому и подходы к озвучиванию должны быть разными. Определитесь с типом и количеством необходимых суб басовых кабинетов, с размером их динамиков. Если вы планируете часто переезжать с места на место, обратите внимание, имеет ли выбранная модель транспортировочные колеса. В случае если ваши средства ограничены – не расстраивайтесь, выбирайте то, на что у вас хватает денег. Это будет ваш первый опыт. Не бойтесь экспериментировать получайте новый опыт и всегда стремитесь к лучшему!

Понравилась статья? Напишите комментарий к ней и получите 5% скидки на звуковое оборудование до конца этого месяца!

Отзыв должен содержать 3-5 предложений по теме