Усе про сабвуфери: їхні типи та особливості встановлення

Немає такого меломана, який хоча б раз у житті не замислювався про придбання сабвуфера. Як і немає звукорежисера, який міг би уявити собі концерт без акустики цього типу. Прочитавши нашу публікацію, ви дізнаєтеся деякі корисні факти про сабвуфери: особливості конструкції, правила встановлення, нюанси їхнього налаштування і багато іншого. Мета цієї статті дати основну інформацію про цей тип акустичних систем.

Electro-Voice TX2181

Дослівно слово "сабвуфер" означає "понад низькочастотний динамік". Цей термін використовується для опису будь-якої акустичної системи, в конструкції якої є низькочастотний випромінювач. Якщо іншими словами, то "сабвуфер" - це гучномовець, що відтворює найнижчі звуки, які не здатна передати стандартна широкосмугова акустика.

Electro-Voice EVC-1181S-W

Де і для чого використовується сабвуфер?

Здебільшого фонограми сучасної музики мають яскраво виражене звучання в низькочастотному спектрі, цей спектр музики найбільш важливий для передачі музичної енергетики, драйву. Саме з цієї причини для якісного відтворення сучасних професійних записів потрібен сабвуфер. Цей тип акустики, крім сцени, так само знайшов своє застосування в нічних клубах, домашніх кінотеатрах, автомобілях.

Слід також зазначити, що якісні акустичні системи відтворюють звук у всій смузі частот і не здатні озвучити тільки найнижчий частотний діапазон. Ось для цього використовують сабвуфери. У наш час часто сабвуфер використовують як mid-басовий компонент системи, що не зовсім правильно. Адже Суб бас це скоріше доповнення до вашої аудіосистеми. Сабвуфер лише надає НЧ звучанню необхідного об'єму та оксамитовості, як сіль і прянощі, які ми додаємо, готуючи їжу.

RCF S8018

Конструктивні особливості сабвуферів

Слух молодої здорової людини здатний уловлювати звуки в діапазоні від 20 Гц до 20 кГц. З віком межі цього діапазону звужуються, і людина починає чути трохи гірше, саме у високочастотному діапазоні. Це пов'язано з тим, що на відміну від низьких звуків, високі мають коротшу звукову хвилю і малу власну енергію, з цієї ж причини відтворити високі частоти набагато простіше, ніж низькі.
У наші дні середньочастотна і високочастотна акустика конструктивно близька до своєї досконалості. Для відтворення НЧ випромінювачем частотного діапазону від 20 до 400 Гц потрібен габаритніший і масивніший дифузор, який на додачу має мати високу механічну жорсткість, що забезпечує стійкість до вигинання. Застосування дифузорів великого діаметру дає змогу збільшити опір і стисливість повітря. Конструктивною особливістю НЧ динаміків є використання потужної котушки індуктивності, що значно збільшує вагу конструкції.

Через велику потужність, що підводиться до низькочастотного динаміка, потрібно швидко і ефективно відводити тепло від звукової котушки і підсилювача. Джерело живлення потрібне потужне і якісне, що зі свого боку впливає на вартість. Досі невирішуваними залишаються проблеми, пов'язані з резонансами, що виникають через накладення відбитих і прямих хвиль. Причиною появи інтерференції слугує велика довжина НЧ хвилі, яку можна порівняти з розміром приміщення і самого корпусу акустики.

Щоб уникнути цих проблем низькочастотна акустика нерідко розміщується в окремому корпусі. Конструктивно активний сабвуфер дуже простий: кубічний корпус, НЧ-головка і підсилювач, здатний відтворювати звук у діапазоні частот 20 - 500 Гц.

Вивчивши конструкцію сабвуфера, можна дійти однієї важливої істини: що більший динамік, то об'ємніший і потужніший бас. Через те, що дифузор всередині корпусу сабвуфера має досить великий діаметр, низькочастотна акустика завжди має великі розміри.

Види сабвуферів за типом посилення

Усі сабвуфери за типом посилення можна розділити на два види: активні та пасивні. Перші обладнані підсилювачем потужності і спеціальним фільтром, що відсікає звук за межами робочого діапазону. Пасивні сабвуфери складаються з корпусу і динаміка. Вони вимагають наявності зовнішнього підсилювача.

dB Technologies SUB 15D

Характеристики

1. Частотний діапазон, що вимірюється в герцах, є однією з найважливіших характеристик сабвуфера. Цей діапазон для зручності поділяють на кілька октав:
2. Найнижчий бас 20-40 Гц,
3. Середні баси 40-80 Гц,
4. Високі баси 80-160 Гц.

Навіть найбюджетніші моделі відтворюють діапазон від 40 до 200 Гц. А частоту від 20 Гц здатні відтворити тільки топові моделі акустики.

2. Частота розділу кросовера - це верхній діапазон роботи сабвуфера і він же - нижній діапазон СЧ-НЧ випромінювача.
3. SPL (Максимальний звуковий тиск) - Maximum Pressure Level це піковий тиск, який здатен забезпечити сабвуфер.
4. Чутливість динаміка (дБ) - динаміки з більшою чутливістю менше навантажують підсилювач і здатні видати більший звуковий тиск.
5. Діаметр НЧ-динаміка.

Типи акустичного оформлення суб басів

Конструктивні особливості оформлення корпусу сабвуфера істотно впливають на його акустичні властивості. Акустичне оформлення НЧ головки сабвуфера поділяють на такі основні типи:

• Закритий,
• З фазоінвертором,
• Зі смуговим фільтром.

HH Electronic VRS-118A

Сабвуфери із закритим корпусом мають найпростішу і найефективнішу конструкцію. З переваг конструкції можна виділити:

1. Відсутність витоку повітря назовні, а значить і звуку,
2. Глибокий бас,
3. Рівна амплітудно-частотна характеристика,
4. Низький рівень спотворень.

До недоліків сабвуферів типу "закритий ящик" можна віднести:

1. Низький коефіцієнт корисної дії (ККД),
2. Велика вага і габарити.

Park Audio SW128 MkII

У сабвуферів фазоінверторного типу є спеціальний отвір у корпусі, через який частина повітря виходить назовні. У цей отвір часто вставлено трубку певної довжини. Іноді їх буває кілька. Підбір довжини трубки дає змогу налаштувати правильну резонансну частоту фазоінвертора. Іноді порт фазоінвертора виконано у вигляді щілини. Це дає змогу зробити корпус компактнішим. Такий тип фазоінвертора часто застосовують у студійних моніторах.
У процесі посилення низьких частот важливу роль відіграє акустичний резонанс і його головна частота, на якій ноти звучать значно голосніше за інші. Правильне налаштування резонансної частоти фазоінвертора дає змогу отримати більший ККД колонки і красивий, оксамитовий бас. Дуже часто резонансну частоту визначають не правильно, через що з'являється багато проблем. Щоб уникнути помилок, під час розрахунку керуються таким правилом: "Частота резонансу фазоінвертора має бути не більше ніж на 33% нижчою від резонансу динаміка в тому самому корпусі із закритим фазоінвертором".

Переваги сабвуферів із фазоінвертором:

1. Завдяки великому ходу, дифузор може мати невеликі розміри і забезпечити досить низький звук,
2. Високий звуковий тиск,
3. Високий ККД.

Недоліки:

1. Для його правильного налаштування потрібно володіти знаннями в електроакустиці та вміти налаштовувати затримки між СЧН_ВЧ трактом і суббасом,
2. Така конструкція вносить у звук велику кількість спотворень.

RCF SUB705AS

Сабвуфер зі смуговим фільтром (часто така конструкція називається bandpass) має ознаки як фазоінверторного, так і закритого корпусу, тим самим успадкувавши їхні переваги та недоліки. Його ящик розділений перегородкою на дві рівні частини, одна з яких має фазоінвертор, а друга являє собою закритий об'єм. Ця конструкція дає змогу підвищити рівень звукового тиску, але при цьому зменшує діапазон відтворюваних частот. Сабвуфери такого типу дуже компактні і з успіхом застосовуються в закритих приміщеннях.

Корпус гучномовця з тунельним типом акустичного оформлення. (Розріз)

Найрідкіснішим типом акустичного оформлення сабвуфера є "лабіринт", його робота заснована на акустичних резонансах. Акустика з цим типом оформлення складна у виробництві, готові вироби коштують набагато дорожче аналогів.

Переваги сабвуферів з акустичним оформленням "Лабіринт":

1. ККД вищий, ніж у закритого типу, але дорівнює фазоінверторному,
2. Мінімальна кількість внесених спотворень (порівняно з фазоінвертором)

Недоліки:

1. Висока вартість,
2. Складність налаштування

Корпус із пасивним випромінювачем зсередини

Сабвуфер з пасивним випромінювачем (так само позначається як PAS) - доволі новий тип акустичного оформлення, як пасивний резонатор у ньому використовується непідключений додатковий гучномовець. Таким чином, маючи всього один канал посилення, ви отримуєте вдвічі більшу площу випромінювання, завдяки сумарній площі двох дифузорів.

Переваги сабвуферів із пасивним випромінювачем:

1. Менші габарити порівняно із закритим типом,
2. Відсутність сторонніх і резонаторних звуків.

Недоліки:

1. Велика втрата потужності,
2. Низька чутливість динаміка,
3. Масивний пасивний випромінювач негативно впливає на передавальну характеристику.

Як правильно розташувати сабвуфер?

Зазвичай сабвуфери встановлюють на підлозі, перед сценою або під нею, прямо під акустичною системою або за нею. Є моделі підвісних сабвуферів, які кріпляться до монтажної рами, даючи змогу зібрати кластери з НЧ і широкосмугових кабінетів і забезпечуючи рівне звукове поле. Іноді доцільно розставити всі НЧ кабінети в центрі у вигляді моно кластера, в іншому разі їх розташовують ліворуч і праворуч від сцени, прямо під широкосмуговими кабінетами.

Останніми роками широко поширений метод кардіоїдного розташування сабвуферів. Він заснований на точно розрахованому взаємному розташуванні суббасів і дає змогу керувати сумарною спрямованістю масиву із сабвуферів, змінюючи рівні сигналу певних груп елементів масиву. Це дає змогу усунути ефект гребінчастого фільтра (просто кажучи, забезпечити рівномірний бас без перепадів тиску) і спрямувати енергію суббасів тільки вперед, або вперед і в сторони, залежно від геометрії озвучуваного простору. Ця ж технологія дає змогу практично повністю прибрати звук, що йде від суббаса назад, що забезпечує максимальну передачу звукової енергії вперед і отримати майже тишу на сцені. Інакше кажучи, звук від суб баса не заважає виконавцю на сцені.

Кардіоїдне розташування сабвуферів

Одна з головних проблем, пов'язаних із застосуванням сабвуферів, це неправильно розрахована затримка сигналу між широкосмуговими колонками та суббасом. На слух це відчувається як розмите звучання в СЧ діапазоні і малу віддачу в низах. Спрощено кажучи, вам необхідно, щоб звук суб баса і широкосмугової системи доносився до слухача суворо в один і той самий час.

Найпростіший спосіб досягти цього - це пересувати сабвуфер вперед-назад відносно широкосмугового кабінету, і таким чином знайти місце, в якому ви отримаєте найбільшу віддачу в НЧ-діапазоні, і розбірливе звучання. Для більш точного налаштування затримки ліпше скористатися акустичним процесором і спеціальним програмним забезпеченням, що дає змогу за допомогою мікрофона точно визначити фази сигналів від різних джерел звуку і правильно їх скоригувати.

Види взаміного розташування сабвуферів і широкосмугової акустики

Розташування сабвуферів у вигляді моно кластера дає змогу значно зменшити їхню кількість. З недоліків такого способу можна виділити:

1. Обрізання нижньої частини акустичного простору для збільшення площі покриття звуком збільшує звуковий тиск на передніх рядах.
2. Різниця в звуковому тиску між першими й останніми рядами може досягати 26 Дб.

Взаємне розташування сабвуферів і лінійного масиву

Застосування сабвуферів із лінійними масивами

Між сабвуферами і лінійними масивами з'являється затримка в невеликому діапазоні частот у загальному спектрі поблизу частоти розділу кросовера. Для того, щоб усунути затримку, потрібно компенсувати тимчасову затримку, тим самим синхронізувавши їх. Але синхронізація не розв'язує цю проблему, оскільки затримка у передніх і останніх рядів може значно відрізнятися.

Спираючись на фізичні закони логічно буде розташувати сабвуфери на одній висоті з лінійними масивами. Таким чином, у нас вийде усунути затримки, вирівняти АЧХ і прибрати частотні спотворення, але натомість доведеться пожертвувати ефективністю роботи сабвуферів. Цей компроміс дає змогу отримати однорідну звукову картину в області частоти зрізу кросовера.

Electro-Voice XLC118

Як вибрати сабвуфер?

Ми підготували для вас кілька простих правил, керуючись якими, можна вибрати хороший сабвуфер:

1. Дорожче - частіше означає краще. Не намагайтеся заощадити, адже вкладені кошти окупляться якісним звуком і роками експлуатації.
2. Купуйте сабвуфер трохи більшої потужності, щоб мати запас. Це дасть вам змогу використовувати вашу звукову систему на 50-60% потужності й отримати якісне звучання без спотворень.
3. Завжди вибирайте посилення для сабвуфера з хорошим запасом. Пам'ятайте: котушка динаміка частіше згорає під час роботи зі слабким підсилювачем. Унаслідок перевантаження слабкого підсилювача на його виході з'являється величезна кількість спотворень сигналу, і його постійна складова легко зашкодить котушку вашого дифузора. Навпаки: підсилювач більшої потужності змусить лише інтенсивніше рухатися дифузор, не заподіявши йому шкоди. Численні випробування доводять правильність цього постулату. Його вірність ви можете перевірити, уважно вивчивши характеристики активних моделей сабвуферів. Іноді потужність підсилювача може в 2-2.5 рази перевищувати потужність динаміка.
4. Не все залежить від вашої широкосмугової акустики. Що потужніший сабвуфер, то більше площі він здатен наповнити звуком. До того ж, сабвуфер має більшу енергію, ніж СЧ+НЧ кабінет.
5. Що вужчий діапазон роботи сабвуфера, то ефективніше ви використовуватимете потужність підсилювача й отримаєте якісний бас. Хоча, в деяких випадках необхідно більше "відкрити" верхній діапазон саба, забезпечивши тим самим кращу атаку в mid-басовому спектрі.
6. Дуже бажано, щоб сабвуфер мав такі регулятори: Level, Frequence і Phase. Це дасть вам змогу легко і просто налаштовувати його.

Electro-Voice QRX118S

Висновок

Незважаючи на великий вибір сабвуферів та їхню вузьку спеціалізацію, перед покупцем стоїть нелегкий вибір. Перед тим як купити сабвуфер, слід визначитися з бюджетом, вимогами щодо ваги та габаритів, технічними характеристиками предмета покупки. Подумайте про те, де найчастіше ви будете його використовувати. Якого розміру ваше приміщення? Воно завжди одне й те саме, чи вам доводиться працювати в різних місцях? Як часто вам доведеться працювати на вулиці? Адже в цьому разі вам потрібно мати хоча б дворазовий запас за потужністю. Ви плануєте працювати стаціонарно, чи в гастрольному варіанті? Краще активні чи пасивні моделі? Де ви встановите ваш суббас? Під сценою, або з боків від неї.

Розміри колонки мають давати вам змогу встановити її в потрібному місці. Часто підлогу сцени роблять настільки низькою, що під неї неможливо встановити суббас. Тип відтворюваної музики. Адже класична музика, рок, лаунж або клубні треки мають абсолютно різну музичну складову. Тому й підходи до озвучування мають бути різними. Визначтеся з типом і кількістю необхідних суббасових кабінетів, з розміром їхніх динаміків. Якщо ви плануєте часто переїжджати з місця на місце, зверніть увагу, чи має обрана модель транспортувальні колеса. У разі якщо ваші кошти обмежені - не турбуйтеся, вибирайте те, на що у вас вистачає грошей. Це буде ваш перший досвід. Не бійтеся експериментувати, отримуйте новий досвід і завжди прагніть до кращого!

Сподобалася стаття? Напишіть коментар до неї та отримайте 5% знижки на звукове обладнання до кінця цього місяця!

Відгук має містити 3-5 речень за темою