Изобарический сабвуфер: Повесть о настоящем сабвуфере

Содержание

Изобарический динамик в стеклянной банке



Из этой статьи мы узнаем, как сделать изобарический динамик в стеклянном корпусе. В качестве корпуса мастер использует стеклянную банку с закручивающейся крышкой.

Изобарическая конфигурация громкоговорителей была впервые представлена Гарри Ф. Олсоном в начале 1950-х годов и относится к системам, в которых два или более одинаковых низкочастотных динамика работают одновременно в общем корпусе и с замкнутым воздухом, примыкающим к одной стороне каждой диафрагмы. В практических приложениях они чаще всего используются для улучшения частотной характеристики низких частот без увеличения размера корпуса, хотя и за счет стоимости и веса. Название происходит от термина Isobar («равное давление»), которое происходит от греческого слова «isobares», что означает «равный вес». Как следует из этого слова, замкнутый воздух действительно испытывает примерно равное давление от каждой диафрагмы, с которой он контактирует, но эти силы на самом деле параллельны, а не противодействуют, поэтому воздух вынужден двигаться.




Инструменты и материалы:
-Стеклянная банка;
-Два динамика;
-Аудио модуль;
-USB-разъем;
-Паяльные принадлежности;
-Провода;
-Суперклей;
-3D-принтер;


Шаг первый: теория
Большинство деталей, необходимых для этой сборки, было напечатано на 3D-принтере. При отсутствии принтера можно самостоятельно сделать детали используя фанерные или пластиковые листы.

Детали были напечатаны с помощью сопла 0,6 мм из ABS.
Скачать файл для печати можно здесь.





Шаг второй: банка
Единственное, что нужно сделать с банкой — это сделать небольшое отверстие в задней части, через которое будет проходить USB-кабель.
Чтобы сделать отверстие мастер использовал Dremel с алмазным абразивным шариковым наконечником. Он медленно шлифовал стекло, пока не образовалось достаточно большое отверстие. При вырезании отверстия необходимо охлаждать поверхность водой.

Так же нужно обрезать крепежные кронштейны динамиков.

Шаг третий: усилитель
Для этого устройства мастер использовал плату M3. Это отличное одноплатное решение для портативных аудиосистем. В ней есть Bluetooth v5.0, два усилителя мощностью 5 Вт и встроенный ЦАП, все они питаются от USB 5 В или даже от литиевой батареи 3,7 В, если нужно сделать его полностью портативным.

Подключить все очень просто, нужно только припаять плюсовой и заземляющий провода от USB к контактным площадкам, отмеченным на плате + 5V и GND.
Так же нужно будет к плате припаять провода от динамиков соблюдая полярность




Шаг четвертый: сборка
Для сборки динамика мастер использует двухкомпонентный клей CA.
Сначала пропускает провод в отверстие и припаивает к плате. Затем припаивает к плате провода для динамиков. Плату приклеивает в нижней части банки. К первому динамику приклеивает кольцо и припаивает провода. Затем динамик приклеивает внутри банки. Затем нужно повторить операцию со вторым динамиком.

Теперь нужно закрутить крышку банки.


Все готово.



По словам мастера, качество звука гораздо лучше.


Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Основные разновидности акустического оформления колонок

Основные разновидности акустического оформления колонок.
Акустика открытого, закрытого и изобарического типов, а также вариантов
оформления: с лабиринтом, фазоинвертором, пассивным излучателем и т. д.


Акустические системы (колонки) – это последнее звено аудиосистемы, воспроизводящее звук путём преобразования электрического сигнала, поступающего с выхода УМЗЧ, в механические колебания излучателей, а следом и в звуковые колебания воздуха, воспринимаемые органами нашего слуха, а при высокой мощности — и остальными частями тела.
Как ни крути, а акустическая система — это ящик, собранный из механически прочного материала с вмонтированными в него динамиками. Ящик может быть выполнен в соответствии с одной из многочисленных конструкций, определяющих тип акустического оформления системы.

Рассмотрим основные разновидности этих конструкций:

1. Акустические системы открытого типа.


Качалось бы, что может быть проще, чем отбросить от ящика заднюю стенку, либо вообще — выкинуть к едреней фене все стенки, а динамики смонтировать на простом деревянном щите?
Именно из этой простой идеи, собственно говоря, и зародились первые акустические системы, называемые системами открытого типа.
Несмотря на кажущуюся архаичность решения, подобные колонки выпускаются как промышленно, так и делаются на коленках адептов качественного аудиофильского звука.


Объясняется такой интерес полным отсутствием какой-либо компрессии с тыловой стороны диффузоров динамиков. Результат — крайне открытое и воздушное звучание акустики и реальное удовольствие при прослушивании практически любых музыкальных жанров, исключая современные танцевальные, где на первый план выходит не натуральность звучания, а необходимость наличия мощных компрессионных басов.

Помимо отсутствия жирных басов существенным недостатком открытой акустики является и крайне высокая цена промышленных изделий, и необходимость наличия большого помещения для правильной ориентации колонок по отношению к слушателю, а также возможности размещения их на изрядном расстоянии от стен.

Частным случаем открытых систем является акустика, построенная на электростатических излучателях, в которых вместо традиционных динамиков применяется натянутая во всю высоту акустической системы тончайшая плёнка из токопроводящего материала.

За счёт малого веса излучателя подобные системы обладают рядом достоинств, основными из которых являются: повышенная детальность звукопередачи, а также филигранная способность отрабатывать даже самые резкие динамические перепады. Недостатком опять-таки является некоторая недостача низких частот.
Падение звукового давления при снижении частоты ниже значения резонансной частоты подвижной системы АС открытого типа составляет 12 дБ/окт.

2. Акустические системы закрытого типа (закрытый ящик).


Рассчитать и «сколотить» полностью закрытый и герметичный ящик — дело также не сильно мудрёное и трудозатратное.
Как не странно, промышленный выпуск систем закрытого типа начался не только позже появления на свет акустики открытого типа, но также и позже распространения акустических систем с фазоинвертором на борту.
Произошло это событие сразу после начала выпуска усилителей достаточной мощности и динамиков с низкой упругостью подвеса.
Замкнутый объём воздуха внутри корпуса обладает некоторой упругостью, которая мешает свободному передвижению диффузора динамика и приводит к повышению резонансной частоты подвижной системы, что в свою очередь резко ухудшает воспроизведения частот ниже данного (резонансного) порога.

Лечится это либо увеличением внутреннего объёма изделия, либо повышением массы диффузора (для уменьшения частоты механического резонанса), что приводит к почти пропорциональному снижению чувствительности.
К неоспоримым достоинствам закрытой акустики можно отнести полное отсутствие каких-либо призвуков и фазовых огрехов, свойственных фазоинверторной акустике и акустическим лабиринтам. К недостаткам — либо довольно недетский размер колонок, либо отсутствие сверхглубоких басов при ограниченном объёме изделия.

Падение звукового давления данного типа АС при снижении частоты ниже значения резонансной частоты подвижной системы составляет 12 дБ/окт.

3. Панель акустического сопротивления.


Давно известная, но изрядно подзабытая панель акустического сопротивления (ПАС) несёт в себе достоинства как открытых, так и закрытых акустических систем, сочетая естественность звучания (без фазовых и переходных искажений) с простотой исполнения.
Панель представляет собой множество отверстий 5…20 мм в диаметре на задней стенке корпуса громкоговорителя.
Суммарная площадь отверстий — около 60…80% от эффективной площади диффузора НЧ динамика.

Поверх отверстий туго натягивается и приклеивается хлопчатобумажная (либо какая-либо ещё) ткань в один или два слоя.
Недостатком ПАС является спад звукового давления в области низких частот. Однако он не так велик, как у акустической системы закрытого типа и легко устраняется незначительным повышением мощностей усилителя и НЧ головки.
К сожалению, не существует чёткой теории по расчёту оптимальных параметров акустической системы с панелью ПАС, а в большинстве литературных источников говорится о необходимости экспериментального подбора всех параметров. Думаю, именно этот фактор обусловил в последнее время малое количество промышленных изделий с акустической панелью, оставив широкое поле для экспериментов пытливому радиолюбительскому сообществу.

Падение звукового давления АС при снижении частоты ниже значения резонансной частоты подвижной системы составляет 12 дБ/окт.

4. Акустические системы с фазоинвертором.


Фазоинвертор — это очередной способ обуздать избыток внутреннего давления внутри корпуса громкоговорителя и пустить его на благо увеличения отдачи на самых низких частотах.
По своей сути фазоинвертор — это труба, выведенная концом наружу и уходящая внутрь корпуса колонки.
Как и положено любой трубе, у неё есть собственная резонансная частота, зависящая от её геометрических размеров. Поэтому, когда динамик воспроизводит частоту на которую настроен фазоинвертор, объём воздуха в трубе резонирует, что приводит к весомому усилению воспроизведения этой частоты.

Естественным образом, для корректной работы подобной системы частоту резонанса трубы следует выбирать ниже резонансной частоты НЧ динамика в ящике.
Насколько ниже? В 1,5…1,6 раза.

Труба фазоинвертора может выходить: на лицевую панель, на заднюю или боковую панели. Однако, в наиболее дорогих и качественных акустических системах она, как правило, расположена именно с тыльной стороны конструкции.

Несмотря на популярность данного типа изделий, фазоинверторная акустика всегда проигрывает как закрытому, так и открытому ящику с точки зрения динамических параметров (скорости отработки быстрых сигналов), а также фазовых характеристик, обуславливающих детальность и чистоту звукопередачи.
Собственно говоря, плюс у фазоинверторных акустических систем всего один — повышенная отдача на низких частотах и возможность воспроизведения самых глубоких басов при относительной простоте и дешевизне конструкции.

Падение звукового давления данного типа АС при снижении частоты ниже значения резонансной частоты настройки фазоинвертора составляет 24 дБ/окт.

5. Акустические системы бандпасс или полосовой громкоговоритель.

Бандпасс или полосовой сабвуфер — это акустически нагруженное оформление, представляющее собой фазоинверторный ящик, разделённый внутри дополнительной стенкой (перегородкой) на две разные по объёму камеры.
Динамик размещается на перегородке между камерами, т.е. закопан внутри корпуса, что с одной стороны хорошо, так как исключает риск его повреждения, с другой — не являясь системой прямого излучения, АС имеет сложную зависимость параметров от взаимного влияния всех конструктивных элементов, что обуславливает повышенные требования к расчёту и тщательности изготовления акустики.
Акустические системы бандпасс не являются системами прямого излучения. В зависимости от конструкции и количества фазоинверторов существует 3 вида бандпассов: 4-го порядка (см. рисунок слева), 6-го порядка тип-а (рисунок посередине), 6-го порядка тип-б (рисунок справа).
КПД и способность эффективно воспроизводить самые низкие частоты у бандпасса значительно выше, чем у классического фазоинвертора. Однако, такие досадные мелочи, как узкополосность и весьма посредственное качество воспроизведения ограничивают область применения данного типа акустического оформления главным образом сабвуферными устройствами, используемыми в автотранспортном хозяйстве.
А разрекламированная фишка о том, что байпас сам по себе является резонансным устройством высокого порядка и не нуждается в традиционных ФНЧ — носит весьма сомнительный характер и не заслуживает какого-либо серьёзного доверия.
С точки зрения КПД на низких частотах, бандпасс 4-го порядка является самым эффективным, однако при этом и самым узкополосным среди остальных видов подобных устройств.
Устройства 6-го порядка за счёт наличия двух фазоинверторов, настроенных на разные частоты, имеют более широкую полосу воспроизводимых частот, но, соответственно, и более низкий КПД.

6. Акустические системы с пассивным излучателем.


Системы с пассивным излучателем являются одной из разновидностей акустики фазоинверторного типа и призваны обеспечить глубокое воспроизведение низких частот без чрезмерного увеличения размеров изделия.
Смысл конструкции заключается в установке в закрытом ящике дополнительного низкочастотного динамика, у которого полностью отсутствует магнитная система. Т.е. он состоит только из диффузора, подвеса и рамы и, при этом — никуда не подключается.
Пассивный излучатель приводится в движение колебаниями воздуха внутри акустической системы, которые порождаются обратной стороной активных НЧ динамиков и, по сути, является аналогом резонансной системы, образованной трубой фазоинвертора.

Обычно пассивный излучатель выбирается из соображений величины собственной резонансной частоты — несколько меньшей, чем у активного динамика. Поэтому он должен иметь либо больший диаметр, либо большую массу своей подвижной системы.
Достоинствами пассивного излучателя являются глубокий бас вплоть до самых низких частот и отсутствие посторонних призвуков свойственных некоторым не слишком удачно выполненным фазоинверторным решениям.

7. Акустические системы с лабиринтом.


Воспроизводящие системы с акустическим лабиринтом можно встретить не так уж часто и только в изделиях довольно серьёзного ценового уровня. Причина проста и лежит на поверхности — сложность конструкции, а также её расчёта и настройки.
Хотя, на первый взгляд, всё кажется значительно проще, чем есть на самом деле. Звуковая волна, исходящая из тыльной части НЧ динамика, проходит через акустический лабиринт (волновод), протяжённостью в половину длины волны, на которой планируется добиться резонанса системы, и выходит из него уже в одной фазе с волной, излучаемой лицевой поверхностью динамика.
Конструкция настраивается исходя из нижней границы частотного диапазона АС.
Для минимизации массогабаритов и стоимости изделия часто протяжённость лабиринта рассчитывается, не исходя из половины длины волны, а исходя из четверти.

Это несколько ухудшает свойства акустики, но всё же оставляет их предпочтительными по сравнению с фазоинверторными изделиями.
От фазоинвертора лабиринт отличается менее «резонансным» звучанием, кроме того, в данном случае динамик свободен от компрессии, повышающей резонансную частоту, т.к. его тыловое излучение встречает минимальное количество препятствий.
Всё это звучит весьма красиво, однако при малейших просчётах в разработке или изготовлении — в длинном и сложном по форме волноводе с большой вероятностью могут возникнуть стоячие волны со сложной структурой резонансов, что сведёт на нет все преимущества акустического лабиринта.

8. Рупорные акустические системы.


Наиболее востребованными рупорные системы стали в среде аудиофилов, находящихся в непрерывных поисках «божественного» звука.
Рупорное акустическое оформление чаще используется в комбинации с другими типами (чаще для оформления высокочастотных излучателей), однако, существуют и широкополосные, полностью рупорные конструкции.
В качестве аналога рупорной акустической системы рассмотрим боцмана, нарушающего тишину посредством жестяного рупорного матюгальника. Что тут можно заметить? При участии матюгальника была достигнута значительная громкость, повысившая КПД орущего, а также сформирована чёткая направленность его излучения.
К тому же, благодаря свойству рупора повышать сопротивление воздушной среды — достигается лучшее согласование этой среды с относительно высоким механическим сопротивлением подвижной системы динамика.

Итак, из плюсов рупорных акустических систем: высокая чувствительность и, соответственно, КПД, приличное музыкальное разрешение, направленные свойства.
Из минусов: конструктивная и технологическая сложность, своеобразное звучание, считающееся некоторыми аудиофилами достоинством, значительные размеры низкочастотных рупоров, ограничивающие целесообразность их использования концертными площадками и стадионами.

9. Акустические системы изобарического типа.


Акустическая система изобарического типа – ещё одна разновидность низкочастотного оформления, призванная обеспечить достойное воспроизведение басов в корпусе ограниченного объёма.
Конструктивно ящик изобарической акустики разделён герметичной перегородкой на две (не всегда равные) части, в каждую из которых установлено по одному НЧ динамику так, что между ними находится постоянный неизменный объём воздуха.
На оба динамика одновременно подаётся один и тот же сигнал. Другими словами — их можно включить параллельно, либо последовательно, либо подключить каждый из них к отдельному усилителю.

При подобном включении излучателей нагрузка на тыльную сторону диффузора внешнего динамика будет компенсироваться аналогичными колебаниями внешней стороны диффузора динамика внутреннего. Результат — удвоение (вернее — почти удвоение) мощности акустического излучения при неизменном объёме корпуса АС.
А если задуматься о том, что каждая одиночная головка в пределах допускаемых отклонений имеет свою, обусловленную технологией производства, неравномерность АЧХ, и частоты пиков и провалов на каждой из них не совпадают, то очевидно, что, благодаря взаимному демпфированию излучателей, суммарная АЧХ окажется значительно более гладкой.

10. Акустические системы со сдвоенными головками.


На самом деле, вся эта изобарика, описанная выше — не более чем красивое рекламное название давным-давно известного типа акустических систем со сдвоенными головками.
Причём изначально сдвоенные головки располагались на одной панели, диффузорами навстречу друг к другу и, помимо всех преимуществ акустики изобарического типа, имели ещё одно существенное достоинство — меньшие по сравнению с одиночным излучателем нелинейные искажения.
Нелинейные искажения уменьшаются из-за того, что при данном (встречном) соединении динамиков сдвоенная головка представляет собой сугубо симметричную электромеханическую систему.
По этой причине — сопротивление воздушной среды с её обеих сторон практически одинаково, различия гибкости подвеса при движении диффузора вперёд и назад отсутствует. Наконец, асимметрия распределения магнитной индукции в зазоре магнитной системы, отрицательно влияющая на уровень второй гармоники, в сдвоенной головке при встречном расположении не проявляется.

Естественным образом, подключать головки к усилителю следует противофазно.

Исходя из сказанного, можно сделать вывод — данный тип акустики, с точки зрения качества звука, является более предпочтительным по отношению к системе изобарического типа.

11. Акустические системы смешанного типа.


Здесь всё просто как ситцевые трусы! Акустические системы смешанного типа — это АС, в которых для различных частотных поддиапазонов используются и разные типы акустического оформления.
Казалось бы, на этом можно поставить точку, однако есть ещё в природе изделия, которые вызывают изумление не только за счёт космических цен, но и в связи с неземным совершенством оных.
К числу таких относится обновлённая версия ВТОРЫХ (!!!) сверху в иерархии акустических систем американской фирмы Nola — Concert Grand Reference Gold 2 (см. фото).
Приведу краткое описание колонок:
Традиционно для акустики фирмы ВЧ-СЧ секция выполнена в открытом оформлении.
Высокие частоты озвучивает ленточный излучатель длиной 12 дюймов, работающий от 1000 Гц, а на участке свыше 10000 Гц ему помогает небольшой ленточный супертвитер.

Набор среднечастотных динамиков в каждой колонке включает четыре драйвера с магнитами Alnico, которые закрывают диапазон от 400 до 1000 Гц.
Затем в работу включаются четыре небольших басовика с диффузорами из сплава магния и медными фазовыравнивающими кернами, они также имеют магнитную систему из сплава алюминия, никеля и кобальта.
Область ниже 40 Гц поручена двум 12-ти дюймовым вуферам, каждый из которых работает на свой собственный объем с фазоинвертором.
Вместе все динамики сводятся фирменным пятиполосным разделительным фильтром UnisonTM, собранным на шести отдельных платах.
Чувствительность систем составляет 91 дБ, номинальное сопротивление – 8 Ом, вес – 125 килограммов каждая.
Розничная цена Nola Concert Grand Reference Gold 2 в США заявлена на уровне 240 000 долларов за пару.

 

Изобарический громкоговоритель — Isobaric loudspeaker

Изобарная Громкоговоритель конфигурация была впервые введена Harry F. Olson в начале 1950 — х годов, и относится к системам , в которых два или более одинаковых НЧ (бас драйверы) работают одновременно, с общим телом замкнутого воздуха прилегающий с одной стороны каждой мембраны. В практических приложениях они чаще всего используются для улучшения низкочастотной характеристики без увеличения размера корпуса, хотя и за счет стоимости и веса.

Название происходит от термина Isobar («равное давление»), которое происходит от греческого слова «isobares», что означает «равный вес». Как следует из этого слова, замкнутый воздух действительно испытывает примерно одинаковое давление от каждой диафрагмы, с которой он контактирует, но эти силы на самом деле параллельны, а не противоположны, поэтому воздух вынужден двигаться.

Принципы дизайна

Изобарический громкоговоритель в схеме конус-магнит (синфазный). На изображении выше показан герметичный корпус; В вентилируемых корпусах также может использоваться изобарическая схема.

Два идентичных динамика соединены для совместной работы как один блок: они установлены один за другим в кожухе, образуя герметичную воздушную камеру между ними. Объем этой «изобарической» камеры обычно выбирается небольшим из соображений удобства и для лучшего соединения драйверов. В сабвуфере , где выход среднего диапазона не требуется, оптимальное расположение — спереди вперед, то есть внешний конус обращен к другому внешнему конусу, и динамики подключены не по фазе. В изобарических конструкциях два драйвера размещены либо «конус к магниту» и подключены по фазе друг к другу, либо «конус к конусу», либо «магнит к магниту» и подключены не по фазе друг с другом, так что их конусы движутся вместе при возбуждении. со звуковым сигналом. Термин «изобарический» указывает на несколько ошибочное представление о том, что давление воздуха в герметичной камере между громкоговорителями постоянно («изобарическое» состояние), тогда как на самом деле будут небольшие изменения из-за различий в технических параметрах драйверов и воздух, который сжимает каждый. Один драйвер будет сжимать воздух в комнате для прослушивания, а другой — меньший объем воздуха в корпусе динамика.

Два динамика, работающие в тандеме, ведут себя так же, как один динамик в двойном корпусе. Кабинет определяется как пространство позади заднего водителя. Объем воздуха между динамиками не оказывает акустического воздействия на пространство корпуса, поэтому экономия места составляет менее 50%. Остальные аспекты не изменились, например, резонансная частота и максимальный уровень звукового давления. Новый драйвер будет иметь ту же резонансную частоту, Qts, ход и т. Д., Что и один драйвер с тем же подаваемым сигналом. При оптимальных противофазных конструкциях искажения немного уменьшаются за счет устранения подвеса и других нелинейностей драйвера. Поскольку сопротивление также уменьшается вдвое, производительность изобарического динамика достигается при удвоенной мощности. Таким образом, новый КПД на 3 дБ ниже, чем у одного динамика. Причина неизменной резонансной частоты проста: новый комбинированный динамик имеет в два раза большую подвижную массу по сравнению с одинарным динамиком, но также вдвое меньше податливости из-за двойной подвески.

В результате пара связанных драйверов (изогруппа) теперь может воспроизводить ту же частотную характеристику в половине объема коробки, которая требуется для одного драйвера того же типа. Например, если динамик оптимизирован для работы в 40-литровом корпусе, одна изогруппа тех же динамиков может достичь такого же расширения низких частот и общих характеристик отклика в 20-литровом корпусе. Вышеупомянутые объемы не включают изобарическую камеру. Если изогруппу поместить в исходные 40 литров, загрузка будет неправильной (если 40 литров были правильной загрузкой громкоговорителя).

Конечно, если вы удвоите движущуюся массу одиночного драйвера, вдвое уменьшите его податливость и вдвое уменьшите его импеданс, вы получите идентичные результаты. Хотя для этого требуется возможность изготовления специального драйвера, это дает преимущество в экономии места и затрат, поскольку требуется только один драйвер.

Искажение

Любое нелинейное поведение динамиков влияет на звуковое давление в камере и может привести к искажению компонентов. Для синфазных схем (конструкции «конус к магниту», а не конструкции «магнит к магниту» или «конус к конусу») это обычно происходит из-за несимметричного поведения спереди назад. Это также может происходить, когда динамик работает на высоких уровнях в течение длительного периода времени, а звуковые катушки двух драйверов рассеивают вибрацию и тепло на разных уровнях из-за разной циркуляции воздуха (один динамик подвергается воздействию внешнего воздуха, а другой — полностью заключен в камеру). Одна запатентованная конструкция пытается ослабить это искажение с помощью поглощающего материала между драйверами.

Список изобарических динамиков

В производстве

Снято с производства

  • Линн Маджик Исобарик
  • Линн Изобарик DMS и PMS
  • Линн Изобарик Сара 9
  • Линн Келтик
  • Линн Мелодик Активный Изобарик Бас
  • Ampeg SVT50DL ‘Isovent’ кабинет басовый
  • Miller & Kreisel MX-2000
  • Miller & Kreisel MX-70
  • Euphonic Audio iL-110

Ссылки

внешние ссылки

<img src=»https://en. wikipedia.org//en.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1×1″ alt=»» title=»»>

Сабвуфер — Subwoofer — qaz.wiki

Громкоговоритель, предназначенный для воспроизведения низких звуковых частот

12-дюймовый (30 см) сабвуфер драйвер (динамик). Драйвер обычно устанавливается в корпусе (часто в деревянном корпусе), чтобы звуковые волны, исходящие от задней части диафрагмы динамика, не подавляли звуковые волны, генерируемые передней частью сабвуфера.

Сабвуфер (или суб ) представляет собой громкоговоритель предназначен для воспроизведения низкого тона звуковых частот , известных как бас и суб-бас , ниже по частоте , чем те , которые могут быть (оптимально) , порожденными динамиком . Типичный диапазон частот сабвуфера составляет около 20–200 Гц для потребительских товаров, ниже 100 Гц для профессионального живого звука и ниже 80 Гц в системах, сертифицированных THX . Сабвуферы никогда не используются по отдельности, поскольку они предназначены для расширения низкочастотного диапазона громкоговорителей, охватывающего более высокие диапазоны частот. Хотя термин «сабвуфер» технически относится только к драйверу динамика, в просторечии этот термин часто относится к драйверу сабвуфера, установленному в корпусе динамика (шкафу), часто со встроенным усилителем.

Сабвуферы состоят из одного или нескольких вуферов, установленных в корпусе громкоговорителя, часто сделанном из дерева, способном выдерживать давление воздуха и одновременно сопротивляться деформации. Сабвуфер корпуса бывают различных конструкций, в том числе бас — рефлекса (с портом или вентиль), используя низкочастотный громкоговоритель и один или более пассивный излучатель акустических систем в корпусе, акустическая подвеска (герметичный корпус), бесконечную перегородку , роговой загружен , постучал рог , линия передачи , полосовая или изобарическая конструкция, представляющие собой уникальные компромиссы в отношении эффективности, низкочастотного диапазон, размер шкафа и стоимость. Пассивные сабвуферы имеют драйвер сабвуфера и корпус, и они получают питание от внешнего усилителя. Активные сабвуферы имеют встроенный усилитель.

Первые сабвуферы для домашнего аудио были разработаны в 1960-х годах для добавления низких частот в домашние стереосистемы. Сабвуферы стали более популярными в 1970-х, когда в таких фильмах, как « Землетрясение» , появилась технология Sensurround , которая воспроизводила громкие низкочастотные звуки через большие сабвуферы. С появлением компакт-кассеты и компакт-диска в 1980-х годах воспроизведение глубоких и громких басов больше не ограничивалось способностью стилуса для фонографической записи отслеживать канавку, и продюсеры могли добавлять в записи больше низкочастотного контента. . Кроме того, в течение 1990-х годов DVD все чаще записывались с использованием процессов « объемного звука », которые включали канал низкочастотных эффектов (LFE), который можно было услышать с помощью сабвуфера в системах домашнего кинотеатра . В течение 1990-х годов сабвуферы также становились все более популярными в домашних стереосистемах , специализированных автомобильных аудиосистемах и в системах громкой связи . К 2000-м годам сабвуферы стали практически универсальными в системах звукоусиления ночных клубов и концертных площадок.

История

Вид снизу направленного вниз Infinity Servo Statik 1, демонстрирующий размер 18-дюймового (45 см) драйвера Cerwin Vega с настраиваемым подзаводом по сравнению с банкой диетической колы, чтобы показать масштаб.

Предшественники 1920-х до 1950-х годов

Примерно с 1900 по 1950-е годы «самая низкая частота для практического использования» при записи, радиовещании и воспроизведении музыки составляла 100 Гц. Когда звук был разработан для кинофильмов, базовая звуковая система RCA представляла собой один 8-дюймовый динамик, установленный в прямом рупоре, что было сочтено неудовлетворительным голливудскими руководителями, которые наняли инженеров Western Electric для разработки более совершенной акустической системы. эксперименты добавили набор 18-дюймовых динамиков для нижних частот в большой открытой перегородке (расширяющий диапазон до 50 Гц) и высокочастотный блок, но MGM не понравился звук трехполосной системы , поскольку у них были опасения по поводу задержки между разными драйверами.

В 1933 году глава звукового отдела MGM Дуглас Ширер работал с Джоном Хиллиардом и Джеймсом Б. Лансингом (который позже основал Altec Lansing в 1941 году и JBL в 1946 году) над разработкой новой акустической системы, в которой использовался двусторонний корпус с W-образный басовый рупор с частотой до 40 Гц. Shearing-Lansing 500-A в конечном итоге использовался в «кинозалах, кинотеатрах для дубляжа и в раннем звукоусилении». В конце 1930-х Лансинг создал двухполосный динамик меньшего размера с 15-дюймовым вуфером в вентилируемом корпусе, который он назвал Iconic system; он использовался в качестве студийного монитора и в высококачественных домашних Hi-Fi системах.

В эпоху свинга 1940-х годов , чтобы получить более глубокие басы, «трубчатые отверстия» были вырезаны в корпусах динамиков, создавая корпусы фазоинвертора , поскольку было обнаружено, что даже довольно недорогой корпус динамика, однажды модифицированный таким образом, мог «передавать движущая сила тяжелого . .. барабанного боя — а иногда и ничего другого — для переполненного танцпола «. До разработки первых сабвуферов низкочастотные динамики использовались для воспроизведения низких частот, обычно с точкой кроссовера, установленной на 500 Гц, и 15-дюймовым громкоговорителем в бесконечной перегородке или в профессиональных звуковых приложениях, «гибридный рупорный» фазоинвертор. корпус (например, 15- дюймовый корпус Altec Lansing A-7, получивший прозвище «Голос театра», представленный в 1946 году). В середине 1950-х годов Академия кинематографических искусств и наук выбрала «большой квадратный» Altec A-7 в качестве отраслевого стандарта для воспроизведения звука фильмов в кинотеатрах.

1960-е: первые сабвуферы

В сентябре 1964 года Раймон Донс из Эль-Серрито, Калифорния, получил первый патент на сабвуфер, специально разработанный для всенаправленного расширения диапазона низких частот современных стереосистем (патент США 3150739). Конкретная цель изобретения Донеса, способного воспроизводить низкие частоты без искажений до 15 циклов в секунду (15 Гц), заключалась в создании портативных звуковых кожухов, способных воспроизводить с высокой точностью низкочастотные звуковые волны без звуковой индикации направления от которые они излучали. Громкоговоритель Dones продавался в США под торговым названием Octavium с начала 1960-х до середины 1970-х годов. Octavium использовался несколькими артистами того времени, в первую очередь Grateful Dead , басистом Монком Монтгомери , басистом Натаном Истом и Pointer Sisters . Громкоговоритель Octavium и технология сабвуфера Dones также использовались в нескольких избранных кинотеатрах для воспроизведения низких частот в блокбастере 1974 года « Землетрясение» . В конце 1960-х годов Octavium Донса получил положительные отзывы аудиофильских изданий, включая Hi-Fi News и Audio Magazine .

Еще одним ранним корпусом для сабвуфера, предназначенным для домашнего и студийного использования, был отдельный басовый динамик для Servo Statik 1 от New Technology Enterprises. Разработанный в качестве прототипа в 1966 году физиком Арнольдом Нуделлом и пилотом авиакомпании Кэри Кристи в гараже Нуделла, он использовал вторую обмотку вокруг 18-дюймового (45 см) драйвера Cerwin Vega для передачи информации сервоуправления усилителю, и он был предложен продается по цене 1795 долларов, что примерно на 40% дороже, чем любой другой комплектный громкоговоритель, представленный в Stereo Review . В 1968 году они нашли внешних инвесторов и реорганизовались в Infinity . В зимнем выпуске журнала Stereophile 1968 года сабвуфер получил положительную оценку как SS-1 от Infinity. В 1970 году SS-1 получил очень хорошие отзывы от журнала High Fidelity .

Дисплей Cerwin-Vega динамик корпуса на заседании Audio Engineering Society , 1975.

Еще один из первых сабвуферов был разработан в конце 1960-х годов Кеном Крейзелем, бывшим президентом Miller & Kreisel Sound Corporation в Лос-Анджелесе. Когда деловой партнер Крайзеля, Джонас Миллер, владелец магазина высококачественной аудиотехники в Лос-Анджелесе, сказал Крайзелю, что некоторые покупатели электростатических громкоговорителей высокого класса в магазине жаловались на отсутствие низких частот в электростатическом поле, Крайзель разработал активный вуфер. это будет воспроизводить только те частоты, которые были слишком низкими для передачи электростатических динамиков. Полнодиапазонная электростатическая акустическая система Infinity, разработанная в 1960-х годах, также использовала низкочастотный динамик для покрытия нижнего частотного диапазона, с которым ее электростатические массивы не справлялись должным образом.

1970-е по 1980-е годы

Впервые сабвуфер во время записи был использован в 1973 году для сведения альбома Steely Dan Pretzel Logic , когда звукоинженер Роджер Николс договорился с Крайзелем о том, чтобы он привез прототип своего сабвуфера в Village Recorders . Дальнейшие модификации конструкции были внесены Kreisel в течение следующих десяти лет, а в 1970-х и 1980-х годах инженером Джоном П. Д’Арси ; продюсер Даниэль Левитин служил консультантом и « золотыми ушами » при проектировании кроссоверной сети (используемой для разделения частотного спектра, чтобы сабвуфер не пытался воспроизводить частоты, слишком высокие для его эффективного диапазона, и чтобы основные динамики не нужно будет обрабатывать частоты, слишком низкие для их эффективного диапазона). В 1976 году Kreisel создал первые сателлитные колонки и систему сабвуфера, названную «Давид и Голиаф».

Широкую огласку сабвуферы получили в 1974 году после выхода фильма « Землетрясение» , выпущенного в формате Sensurround . Первоначально установленная в 17 кинотеатрах США, система Cerwin Vega «Sensurround» использовала большие сабвуферы, которые приводились в действие стойками с усилителями мощностью 500 Вт, которые запускались управляющими тонами, напечатанными на одной из звуковых дорожек на пленке. Четыре из сабвуферов были расположены перед аудиторией под (или позади) киноэкрана, а еще два были размещены вместе в задней части аудитории на платформе. Мощная энергия шума и громкое грохотание в диапазоне от 17 Гц до 120 Гц генерировались на уровне 110–120 децибел уровня звукового давления , сокращенно дБ (SPL). Новый метод низкочастотного развлечения помог фильму стать успешным в прокате. Были собраны и установлены другие системы Sensurround. К 1976 году было почти 300 систем Sensurround, прошедших через избранные кинотеатры. Другие фильмы, использующие этот эффект, включают эпопею о морских сражениях Второй мировой войны « Мидуэй» в 1976 году и « Американские горки» в 1977 году.

Для владельцев LP 33 об / мин и синглов 45 об / мин громкий и глубокий бас был ограничен способностью стилуса для грампластинки отслеживать канавку. В то время как некоторые поклонники Hi-Fi решили эту проблему, используя другие источники воспроизведения, такие как магнитофонные проигрыватели, которые были способны передавать точные, естественно глубокие басы из акустических источников, или синтетические басы, не встречающиеся в природе, с популярными Появление компакт-кассеты в конце 1960-х годов сделало возможным добавлять в записи более низкочастотный контент. К середине 1970-х годов для записи диско, регги, даба и хип-хопа использовалось 12 виниловых синглов, которые позволяли «увеличить громкость басов»; диджеи танцевальных клубов играли эти записи в клубах с сабвуферами, чтобы добиться «физических и физических качеств». эмоциональные «реакции танцоров.

В начале 1970-х Дэвид Манкузо нанял звукорежиссера Алекса Рознера для разработки дополнительных сабвуферов для своих танцевальных дискотек, а также «массивов твитеров», чтобы «усилить высокие и низкие частоты в подходящие моменты» на его частных подпольных вечеринках в The Loft . Спрос на усиление суб-баса в 1970-е годы был обусловлен важной ролью «мощного басового барабана» в диско по сравнению с роком и поп-музыкой; чтобы обеспечить этот более глубокий диапазон, была добавлена ​​третья точка кроссовера от 40 Гц до 120 Гц (с центром на 80 Гц). На дискотеке Paradise Garage в Нью-Йорке, которая работала с 1977 по 1987 год, были «специально спроектированные« суб-басовые »динамики», разработанные учеником Алекса Рознера, звукорежиссером Ричардом («Диком») Лонгом, которые назывались «Леван Хорнс» ( в честь постоянного ди-джея Ларри Левана ).

К концу 1970-х сабвуферы использовались в звуковых системах танцевальных залов, чтобы можно было играть «тяжелую танцевальную музыку», которую мы «слышим не ушами, а всем телом». В клубе Лонг использовал четыре басовых рожка Levan, по одному в каждом углу танцпола, чтобы создать «тактильное и тактильное качество» суб-баса, которое вы могли бы почувствовать своим телом. Чтобы преодолеть нехватку суббасовых частот в диско-записях 1970-х (суббасовые частоты ниже 60 Гц были удалены во время мастеринга), Лонг добавил в свою систему генератор субгармонических тонов DBX 100 «Boom Box», чтобы синтезировать субгармонические субгармоники от 25 Гц до 50 Гц. -бас от 50 до 100 Гц бас на пластинках.

К концу 1970-х звукорежиссеры диско-клубов использовали те же самые большие рупорные сабвуферы Cerwin Vega в стиле Sensurround, которые использовались в фильмах « Землетрясение» и подобных фильмах в инсталляциях танцевальных клубов. В начале 1980-х Лонг разработал звуковую систему для танцевального клуба Warehouse с «огромными стеками сабвуферов», которые создавали «глубокие и интенсивные» басовые частоты, которые «проникают через вашу систему» ​​и «все тело», что позволяет любителям клуба «интуитивно испытать» миксы домашней музыки ди-джеев .

Бригада устанавливает звуковую систему, включая большие бас-гитары, на Ямайке в 2009 году.

На Ямайке в 1970-х и 1980-х годах звукорежиссеры для звуковых систем в стиле регги начали создавать корпуса сабвуферов «под заказ», добавляя пену и настраивая корпуса для достижения «богатого и четкого звучания динамика ниже 100 Гц». Звукорежиссеры, разработавшие «фирменный звук с тяжелыми басами» систем звукоусиления, были названы «заслуживающими такого же признания за звучание ямайской музыки, как и их более известные кузены-продюсеры». Звукорежиссеры Stone Love Movement (команда звуковой системы), например, модифицировали сабвуферы из сложенного рупора, которые они импортировали из США, чтобы получить звук с фазоинвертором, который соответствовал бы местным предпочтениям аудитории танцевального зала, поскольку был обнаружен немодифицированный сложенный рупор. быть «слишком агрессивным» по звучанию и «недостаточно глубоким для ямайских слушателей».

В культуре звуковых систем есть и «низкие, и высокие басы» в «возвышающихся кучах», которые «доставляются на больших грузовиках» и устанавливаются командой «боксеров», а затем размещаются и настраиваются звукорежиссером в процесс, известный как «натягивание», предназначенный для создания «звука музыки регги, которую вы можете буквально почувствовать, когда она исходит из этих больших динамиков». Бригады звуковых систем проводят соревнования « звуковое столкновение », где каждая звуковая система настраивается, а затем две команды пытаются превзойти друг друга как по громкости, так и по «производимым басам».

Стереофонический басовый драйвер Bose Acoustimass 5 1987 года содержал по одному шестидюймовому (152 мм) динамику на канал и обеспечивал кроссоверную фильтрацию для своих двух массивов кубических динамиков.

В 1980-х годах Bose Acoustimass AM-5 стал популярным сабвуфером и небольшой высокочастотной спутниковой акустической системой для домашнего прослушивания. Стив Файнштейн заявил, что с AM-5 внешний вид системы «имел такое же значение, как, если не больше, чем отличный звук» для потребителей этой эпохи, поскольку это считалось «крутым» видом. Успех AM-5 привел к тому, что другие производители запустили сабвуфер-сателлитные акустические системы, в том числе Boston Acoustics Sub Sat 6 и 7 и системы Cambridge SoundWorks Ensemble (от Kloss). Утверждения, что эти субспутниковые системы продемонстрировали производителям и дизайнерам, что системы домашнего кинотеатра со скрытым сабвуфером могут быть «осуществимы и работоспособны в обычной гостиной» для основных потребителей. Несмотря на критику AM-5 со стороны аудиоэкспертов, касающуюся отсутствия диапазона низких частот ниже 60 Гц, «акустической дыры» в диапазоне от 120 до 200 Гц и отсутствия верхнего диапазона выше 13 кГц для спутников, AM-5 В начале 1990-х система составляла 30% рынка акустических систем США.

В 1980-х годах компания Origin Acoustics разработала первый встраиваемый в стену сабвуфер для дома под названием Composer. В нем использовались алюминиевый 10-дюймовый динамик и облицованный пеной корпус, предназначенный для установки непосредственно в стойку стены во время строительства нового дома. Частотная характеристика Composer составляет от 30 Гц до 250 Гц.

1990-е по 2010-е годы

В то время как в 1960-х и 1970-х годах динамики с глубокими басами когда-то были экзотическим товаром, принадлежащим аудиофилам, к середине 1990-х они стали гораздо более популярными и широко использовались, с различными размерами и возможностями вывода звука. Примером использования сабвуфера в звукоусилении в 1990-х годах является танцевальный клуб Ministry of Sound, открывшийся в 1991 году в Лондоне. Звуковая система танцпола была основана на дизайне Ричарда Лонга в Paradise Garage. Клуб потратил около 500 000 фунтов стерлингов на звуковую систему, в которой использовались компоненты Martin Audio в специально изготовленных корпусах, включая двенадцать активных сабвуферов мощностью 21 дюйм 9500 Вт, двенадцать 18-дюймовых сабвуферов и двенадцать средне-высоких динамиков Martin Audio W8C.

Популярность компакт-дисков позволила добавить в записи больше низкочастотного контента и удовлетворить большее количество потребителей. Популярность домашних сабвуферов росла, поскольку их было легко добавить к существующим мультимедийным акустическим системам, и их было легко разместить или спрятать. В 2018 году некоторые звуковые системы электронной танцевальной музыки (EDM) для заведений, в которых играют хардкорные басы, имеют несколько массивов сабвуферов для работы с средними басами (80–150 Гц), басами (40–80 Гц) и « инфра-басами » ( 20–40 Гц).

В 2015 году Дэймон Круковски написал статью под названием «Брось бас: аргументы против сабвуферов» для журнала Pitchfork , основываясь на своем опыте выступления с Galaxie 500 ; он утверждает, что «для определенных стилей музыки», особенно для жанров акустической музыки, «эти низы-гиганты на самом деле портят наше впечатление от прослушивания», уменьшая четкость низких частот. В 2015 году Джон Хантер из REL Acoustics заявил, что аудиофилы склонны «иметь отношения любви / ненависти к сабвуферам», потому что большинство сабвуферов имеют «ужасное» качество звука «начального уровня» и используются «неуместно», без плавная интеграция басов.

Конструкция и особенности

Громкоговоритель и конструкция корпуса

Поперечное сечение блока привода сабвуфера.

В сабвуферах используются драйверы динамиков ( низкочастотные динамики ), обычно диаметром от 8 дюймов (20 см) до 21 дюйма (53 см). Некоторые необычные сабвуферы используют драйверы большего размера, и были изготовлены отдельные прототипы сабвуферов размером до 60 дюймов (152 см). В меньшей части спектра можно использовать драйверы сабвуфера размером от 4 дюймов (10 см). Маленькие драйверы сабвуфера в 4-дюймовом диапазоне обычно используются в небольших компьютерных акустических системах и компактных сабвуферах для домашних кинотеатров. Размер драйвера и количество драйверов в шкафу зависят от конструкции корпуса громкоговорителя , размера корпуса, желаемого уровня звукового давления, целевой самой низкой частоты и уровня допустимых искажений. {2}}} — 1}

Следовательно, уменьшение объема корпуса (т.е. меньшего размера корпуса динамика) и такой же F 3 снизят эффективность сабвуфера. Точно так же F 3 динамика пропорциональна F s :

F c знак равно ( Q т c F s ) Q т s {\ displaystyle F_ {c} = {\ frac {(Q_ {tc} F_ {s})} {Q_ {ts}}}}

Поскольку эффективность пропорциональна F s 3 , небольшие улучшения в расширении низких частот при том же динамике и объеме корпуса приведут к очень значительному снижению эффективности. По этим причинам сабвуферы обычно очень неэффективны при преобразовании электрической энергии в энергию звука. Эта комбинация факторов объясняет более высокую мощность усилителя, необходимую для работы с сабвуферами, и потребность в большей мощности для драйверов сабвуфера. Варианты корпуса (например, конструкции фазоинвертора с портом в корпусе) часто используются для сабвуферов для повышения эффективности системы драйвер / корпус, что помогает снизить требования к мощности усилителя.

Крепко скрепленный и собранный корпус сабвуфера.

Сабвуферы обычно конструируются путем установки одного или нескольких вуферов в шкаф из древесноволокнистых плит средней плотности (МДФ), ориентированно-стружечных плит (OSB), фанеры, стекловолокна, алюминия или других жестких материалов. Из-за высокого давления воздуха, которое они создают в корпусе, корпусу сабвуфера часто требуются внутренние распорки для распределения возникающих сил.

Сабвуферы были разработаны с использованием нескольких подходов к корпусу: фазоинвертор (с портом или вентиляционным отверстием), с использованием сабвуфера и одного или нескольких динамиков с пассивным излучателем в корпусе, акустическая подвеска (герметичный корпус), бесконечная перегородка , рупорная нагрузка , отводы клаксон , линия передачи и полосовой пропуск . Каждый тип корпуса имеет преимущества и недостатки с точки зрения повышения эффективности, расширения низких частот, размера корпуса, искажений и стоимости.

Несколько типов корпусов могут даже быть объединены в единую конструкцию, например, в компьютерной аудиосистеме с конструкцией сабвуфера Labtec LCS-2424 (позже приобретенной Logitech и использованной для их Z340 / Z540 / Z640 / Z3 / Z4), которая представляет собой (примитивный) пассивный полосовой излучатель с разделительной камерой фазоинвертора.

Хотя это не обязательно тип корпуса, изобарическая (например, двухтактная) сопряженная загрузка двух драйверов иногда использовалась в сабвуферах для компьютеров, домашних кинотеатров и класса звукоусиления, а также в версиях DIY в автомобильных приложениях для обеспечения относительно глубоких басов. для их размера. Автономные «изобарические» сборки драйверов производятся с 2010-х годов.

Самые маленькие сабвуферы обычно предназначены для настольных мультимедийных систем. Самые большие распространенные корпуса сабвуфера используются для концертных систем звукоусиления или звуковых систем танцевальных клубов. Примером большого концертного корпуса сабвуфера является система Electro-Voice MT-4 «Bass Cube» 1980-х годов, в которой использовались четыре 18-дюймовых (45 см) динамика. Примером сабвуфера, в котором используется басовый рупор, является Bassmaxx B-Two, который загружает 18-дюймовый (45 см) динамик на сложенный рупор длиной 11 футов (3,4 м). Сложенные сабвуфер рогового типа могут, как правило, дают более глубокий диапазон с большей эффективностью, чем тот же драйвер в корпусе, который испытывает недостаток в рог. Однако складные рупорные шкафы обычно больше и тяжелее, чем корпуса с передним обжигом, поэтому сложенные рупоры используются реже. Некоторые экспериментальные рупоры сабвуфера с фиксированной установкой были построены из кирпича и бетона, чтобы получить очень длинный рупор, который позволяет очень глубокое расширение сабвуфера.

Уровень выходного сигнала сабвуфера можно увеличить, увеличив площадь поверхности диффузора или увеличив ход диффузора. Поскольку для больших динамиков требуются нежелательно большие корпуса, для большинства динамиков сабвуфера характерны большие отклонения. К сожалению, большой ход при высоких уровнях мощности имеет тенденцию производить больше искажений из-за внутренних механических и магнитных эффектов в электродинамических драйверах (наиболее распространенный вид). Конфликт между поставленными целями никогда не может быть разрешен полностью; конструкция сабвуфера неизбежно подразумевает компромиссы и компромиссы. Железный закон Гофмана (эффективность низкочастотной системы прямо пропорциональна объему ее корпуса (как и размеру) и кубу ее частоты среза, то есть тому, насколько низко она будет по высоте тона) применяется к сабвуферам точно так же, как и ко всем остальным. колонки. Таким образом, разработчику корпуса сабвуфера, стремящемуся к максимально глубоким басам, вероятно, придется подумать об использовании корпуса большого размера; проектировщик корпуса сабвуфера, которому поручено создать корпус как можно меньшего размера (для облегчения транспортировки), должен будет решить, насколько низким будет его корпус.

Частотный диапазон и частотная характеристика

Большой корпус сабвуфера, используемый в домашней системе Hi-Fi .

Спецификация частотной характеристики динамика описывает диапазон частот или музыкальных тонов, который динамик может воспроизводить, измеренный в герцах (Гц). Типичный диапазон частот сабвуфера составляет 20–200 Гц. Сабвуферы профессиональных концертных звуковых систем обычно работают ниже 100 Гц, а сертифицированные THX системы работают ниже 80 Гц. Сабвуферы различаются по диапазону воспроизводимых звуков в зависимости от ряда факторов, таких как размер корпуса, а также конструкция корпуса и динамика (ов). Характеристики частотной характеристики полностью зависят от сопутствующего значения амплитуды — измерения, выполненные с более широким допуском по амплитуде, дадут любому громкоговорителю более широкую частотную характеристику. Например, система сабвуфера JBL 4688 TCB, которая сейчас не выпускается и которая была разработана для кинотеатров, имела частотную характеристику 23–350 Гц при измерении в пределах 10-децибел (от 0 дБ до -10 дБ) и более узкой частотная характеристика 28–120 Гц при измерении в пределах 6 децибел (± 3 дБ).

Сабвуферы также различаются по достижимому уровню звукового давления и уровням искажений, которые они производят в своем диапазоне. Некоторые сабвуферы, такие как «The Abyss» от MartinLogan, например, могут воспроизводить высоту до 18 Гц (это примерно высота самых низких рокочущих нот на огромном органе с 32-футовой (9,8 м) -16 Гц- басовые трубы) до 120 Гц (± 3 дБ). Тем не менее, даже несмотря на то, что сабвуфер Abyss может понижать частоту до 18 Гц, его самая низкая частота и максимальный уровень звукового давления с ограничением 10% искажений составляет 35,5 Гц и 79,8 дБ на расстоянии 2 метров. Это означает, что человек, выбирающий сабвуфер, должен учитывать не только самую низкую высоту звука, которую сабвуфер может воспроизвести.

Усиление

На этом изображении внутренних компонентов активного (активного) сабвуфера показана электрическая схема усилителя мощности .

«Активные сабвуферы» включают в себя собственные усилители внутри корпуса. Некоторые также включают настраиваемую пользователем эквализацию, которая позволяет увеличивать или уменьшать выходной сигнал на определенных частотах; они варьируются от простого переключателя «Boost» до полностью параметрических эквалайзеров, предназначенных для детальной коррекции динамика и комнаты. Некоторые такие системы даже поставляются с откалиброванным микрофоном для измерения отклика сабвуфера в комнате, поэтому автоматический эквалайзер может корректировать комбинацию сабвуфера, расположения сабвуфера и отклика комнаты, чтобы минимизировать влияние режимов комнаты и улучшить низкочастотные характеристики.

«Пассивные сабвуферы» имеют драйвер сабвуфера и корпус, но не включают в себя усилитель. Иногда они включают в себя внутренние пассивные кроссоверы, при этом частота фильтра определяется на заводе. Обычно они используются с усилителями мощности сторонних производителей, получая входы от активных кроссоверов, находящихся на более ранней стадии сигнальной цепи. Недорогой домашний кинотеатр в коробке часто поставляется с пассивным сабвуфером, который усиливается многоканальным усилителем. Несмотря на то, что в немногих высокопроизводительных системах домашнего кинотеатра используются пассивные сабвуферы, этот формат по-прежнему популярен в профессиональной звуковой индустрии.

Выравнивание

На этом изображении задней панели корпуса сабвуфера Polk показана ручка регулировки фильтра нижних частот.

Эквализацию можно использовать для регулировки отклика сабвуфера в комнате. Разработчики активных сабвуферов иногда включают некоторую степень корректирующей эквализации, чтобы компенсировать известные проблемы с производительностью (например, более крутой, чем желаемый уровень спада низких частот ). Кроме того, многие усилители включают регулируемый фильтр нижних частот, который предотвращает попадание нежелательных высоких частот на драйвер сабвуфера. Например, если основные динамики слушателя можно использовать до 80 Гц, тогда фильтр сабвуфера можно настроить так, чтобы сабвуфер работал только ниже 80 Гц. Типичные фильтры включают некоторое перекрытие частотных диапазонов; Для сабвуферов обычно требуется крутой фильтр нижних частот 4-го порядка 24 дБ / октава, чтобы минимизировать область перекрытия. Секция фильтра может также включать « инфразвуковой » или «дозвуковой» фильтр верхних частот, который предотвращает попытку драйвера сабвуфера воспроизводить частоты ниже его безопасных возможностей. Установка инфразвукового фильтра важна для кабинетов сабвуфера с фазоинвертором, так как конструкция фазоинвертора имеет тенденцию создавать риск передергивания диффузора на частотах ниже, чем настройки порта, что может вызвать искажения и повредить драйвер сабвуфера. Например, в корпусе сабвуфера с портами, настроенного на 30 Гц, можно отфильтровать высоту звука ниже частоты настройки; то есть частоты ниже 30 Гц.

Некоторые системы используют параметрическую коррекцию в попытке исправить неравномерность частотной характеристики помещения. При эквализации часто не удается добиться ровной частотной характеристики во всех местах прослушивания, отчасти из-за резонанса (то есть стоячей волны ) на низких частотах почти во всех комнатах. Тщательное размещение сабвуфера в комнате также может помочь сгладить частотную характеристику. Несколько сабвуферов могут обеспечить более ровную общую характеристику, поскольку их часто можно расположить так, чтобы возбуждать комнатные режимы более равномерно, чем с одним сабвуфером, что позволяет повысить эффективность эквализации.

Фазовый контроль

Задняя панель активного сабвуфера.

Изменение относительной фазы сабвуфера по сравнению с низкочастотными динамиками в других динамиках может помочь или не помочь минимизировать нежелательные деструктивные акустические помехи в частотной области, охватываемой как сабвуфером, так и основными динамиками. Это может не помочь на всех частотах и ​​может создать дополнительные проблемы с частотной характеристикой, но даже в этом случае обычно предоставляется как регулировка для усилителей сабвуфера. Цепи управления фазой могут быть простым переключателем смены полярности или более сложной схемой с плавным регулированием.

Цепи бесступенчатой ​​регулировки фазы распространены в усилителях сабвуферов, их можно найти в кроссоверах и в электронных проектах, сделанных своими руками. Регуляторы фазы позволяют слушателю изменять время прихода звуковых волн сабвуфера относительно тех же частот от основных громкоговорителей (т. Е. В точке кроссовера на сабвуфер и вокруг нее). Аналогичного эффекта можно добиться с помощью регулятора задержки на многих ресиверах домашнего кинотеатра. Регулятор фазы сабвуфера, имеющийся во многих усилителях сабвуфера, на самом деле является переключателем инверсии полярности. Это позволяет пользователям менять полярность сабвуфера относительно подаваемого аудиосигнала. Этот тип управления позволяет сабвуферу быть в фазе с сигналом источника или сдвинуть фазу на 180 градусов.

Фазу сабвуфера по-прежнему можно изменить, переместив сабвуфер ближе или дальше от места слушателя, однако это не всегда практично.

Серво сабвуферы

Некоторые активные сабвуферы используют механизм обратной связи сервопривода, основанный на движении конуса, который изменяет сигнал, отправляемый на звуковую катушку. Сигнал обратной связи сервопривода получается из сравнения входного сигнала усилителя с фактическим движением конуса. Обычным источником сигнала обратной связи являются несколько витков звуковой катушки, прикрепленной к конусу, или акселерометр на основе микрочипа, размещенный на самом конусе. Преимущество хорошо реализованной конструкции серво-сабвуфера заключается в уменьшении искажений, что делает возможными меньшие размеры корпуса. Основные недостатки — стоимость и сложность.

Сабвуферы с сервоприводом отличаются от сабвуферов Tom Danley ServoDrive, чей основной механизм воспроизведения звука позволяет избежать использования обычной звуковой катушки и магнита в пользу высокоскоростного серводвигателя с ременным приводом . Конструкция ServoDrive увеличивает выходную мощность, снижает гармонические искажения и практически исключает сжатие мощности — потерю выхода громкоговорителя, которая возникает из-за увеличения импеданса звуковой катушки из-за ее перегрева. Эта функция позволяет работать с высокой мощностью в течение продолжительных периодов времени. Intersonics была номинирована на премию TEC за дизайн своей акустической системы ServoDrive (SDL) в 1986 году и за модель Bass Tech 7 в 1990 году.

Приложения

Домашнее аудио

Базовый герметичный сабвуфер в жилом помещении.

Использование сабвуфера увеличивает басы основных динамиков и позволяет уменьшить их размер без ущерба для низких частот. Сабвуфер не обязательно обеспечивает превосходные низкие частоты по сравнению с большими обычными громкоговорителями на обычных музыкальных записях из-за типичного отсутствия очень низкочастотного содержимого на таких источниках. Однако есть записи со значительным содержанием низких частот, с которыми большинство обычных громкоговорителей плохо приспособлены для обработки без помощи сабвуфера, особенно при высоких уровнях воспроизведения, например, музыка для органа с трубой 32 ‘(9,75 м) для баса ( 16 Гц), очень большие басовые барабаны в записях симфонического оркестра и электронная музыка с чрезвычайно низкими партиями синтезатора баса , например, басовые тесты или басовые песни .

Достаточно низкие частоты не могут быть легко локализованы людьми, поэтому многие стереофонические и многоканальные аудиосистемы имеют только один канал сабвуфера, и один сабвуфер можно разместить не по центру, не влияя на воспринимаемую звуковую сцену, поскольку звук, который он производит, будет затруднен. локализовать. Намерение в системе с сабвуфером часто заключается в использовании небольших основных динамиков (из которых два для стерео и пять или более для объемного звука или дорожек фильмов) и для того, чтобы спрятать сабвуфер в другом месте (например, за мебелью или под столом), или дополнить существующий динамик, чтобы избавить его от необходимости обрабатывать низкие частоты на высоких уровнях, разрушающие низкочастотный динамик. Этот эффект возможен только в том случае, если сабвуфер ограничен довольно низкими частотами, обычно принимаемыми, скажем, 100 Гц и ниже — еще меньшая локализация возможна, если ограничиваться еще более низкими максимальными частотами. Более высокие верхние пределы для сабвуфера (например, 125 Гц) гораздо легче локализовать, что делает использование одного сабвуфера непрактичным. В системах домашнего кинотеатра обычно используется один корпус сабвуфера («1» в системе объемного звука 5.1 ). Однако для «улучшения распределения низких частот в комнате с несколькими местами для сидения и предотвращения« узловых »или« нулевых точек »с ослаблением низких частот некоторые энтузиасты домашнего кинотеатра используют системы объемного звучания« 5.2 »или« 7.2 »с двумя кабинетами сабвуфера. в той же комнате.

Некоторые пользователи добавляют сабвуфер, потому что желательны высокие уровни низкочастотных басов, даже сверх того, что есть в исходной записи, как в случае с энтузиастами хаус-музыки . Таким образом, сабвуферы могут быть частью пакета, который включает в себя сателлитные динамики, могут быть приобретены отдельно или могут быть встроены в тот же корпус, что и обычная акустическая система. Например, некоторые напольные колонки в корпусе Tower включают драйвер сабвуфера в нижней части того же корпуса. Физическое разделение сабвуфера и «сателлитных» динамиков не только позволяет разместить их в незаметном месте, но и поскольку суббасовые частоты особенно чувствительны к расположению в комнате (из-за резонансов комнаты и «режимов» реверберации), лучшее положение для сабвуфера — не лучшее. скорее всего, там, где расположены «сателлитные» динамики.

Для максимальной эффективности и наилучшего согласования с объемом воздуха в комнате сабвуферы можно разместить в углу комнаты, вдали от больших отверстий в комнате и ближе к слушателю. Это возможно, поскольку низкие низкие частоты имеют большую длину волны ; следовательно, существует небольшая разница между информацией, доходящей до левого и правого уха слушателя, и поэтому они не могут быть легко локализованы. Вся низкочастотная информация отправляется на сабвуфер. Однако, если звуковые дорожки не были тщательно микшированы для одного канала сабвуфера, возможно некоторое подавление низких частот, если информация о низких частотах в динамике одного канала не совпадает по фазе с другим.

Физически разделенное расположение сабвуфера / сателлита, с небольшими сателлитными динамиками и большим корпусом сабвуфера, который можно спрятать за мебелью, было популяризировано мультимедийными акустическими системами, такими как Bose Acoustimass Home Entertainment Systems , Polk Audio RM2008 Series и Klipsch Audio Technologies ProMedia, среди которых многие другие. Недорогие системы « домашний кинотеатр в коробке » рекламируют свою интеграцию и простоту.

Небольшой корпус сабвуфера, предназначенный для использования с домашним компьютером.

Однако, особенно среди более дешевых систем « Домашний кинотеатр в коробке » и с «бумбоксами», включение сабвуфера может быть не более чем маркетинговым приемом. Маловероятно, что небольшой низкочастотный динамик в недорогом компактном пластиковом корпусе будет иметь лучшие басы, чем хорошо спроектированные обычные (и обычно более крупные) динамики в корпусе из фанеры или МДФ. Простое использование термина «сабвуфер» не гарантирует хороших или расширенных басов. Многие мультимедийные «сабвуферы» лучше назвать «средне-низкочастотными кабинетами» (от 60 Гц до 160 Гц), поскольку они слишком малы для воспроизведения глубоких басов в диапазоне от 30 Гц до 59 Гц.

Кроме того, плохо спроектированные системы часто оставляют все, что ниже примерно 120 Гц (или даже выше), на сабвуфер, что означает, что сабвуфер обрабатывает частоты, которые ухо может использовать для локализации источника звука, тем самым создавая нежелательный «эффект локализации» сабвуфера. Обычно это происходит из-за плохой конструкции или выбора кроссовера (слишком высокая точка кроссовера или недостаточная крутизна кроссовера), используемых во многих системах компьютеров и домашних кинотеатров; локализация также происходит из-за шума портов и, как правило, из-за большого количества гармонических искажений в конструкции сабвуфера. Домашние сабвуферы, продаваемые по отдельности, обычно включают схему кроссовера, которая помогает интегрировать сабвуфер в существующую систему.

Автозвук

Несколько сабвуферов в автомобиле хэтчбек.

Автомобили не подходят для «скрытого» сабвуфера из-за нехватки места в салонах. В большинстве случаев невозможно установить такие большие динамики и корпуса в двери или приборную панель, поэтому сабвуферы устанавливаются в багажнике или на заднем сиденье. Некоторые энтузиасты автомобильного аудио соревнуются в создании очень высокого уровня звукового давления в пределах кабины своего автомобиля; иногда опасно высокий уровень звукового давления. «Войны SPL» привлекли большое внимание к сабвуферам в целом, но субъективные соревнования по качеству звука («SQ») не получили такой же популярности. Автомобили Top SPL не могут воспроизводить нормальную музыку или даже нормально ездить, поскольку они созданы исключительно для соревнований. Многие неконкурентные сабвуферы также способны генерировать высокие уровни в автомобилях из-за небольшого объема типичного салона автомобиля. Высокий уровень звука может вызвать потерю слуха и шум в ушах, если человек подвергается им в течение длительного периода времени.

В 2000-х годах несколько производителей автомобильной аудиосистемы производили сабвуферы некруглой формы, включая Boston Acoustic, Kicker, Sony, Bazooka и X-Tant. Другие крупные производители автомобильной аудиосистемы, такие как Rockford Fosgate, не последовали их примеру, поскольку некруглые сабвуферы обычно несут в себе какие-то искажения. В условиях ограниченного монтажного пространства они обеспечивают большую площадь конуса, а при условии, что все другие переменные постоянны, увеличивается максимальная мощность. Важным фактором в аргументе «квадратный переходник против круглого» является влияние используемого корпуса. В герметичном корпусе максимальное смещение определяется

V d знак равно Икс м а Икс × S d {\ displaystyle V _ {\ mathrm {d}} = x _ {\ mathrm {max}} \ times S _ {\ mathrm {d}}}

где

  • V d — объем вытеснения (в м 3 )
  • x max — величина линейного отклонения, на которую динамик механически способен (в м)
  • S d — площадь конуса сабвуфера (в м 2 ).

Это некоторые из параметров Тиле / Смолла, которые можно измерить или найти с помощью спецификаций драйвера.

Звук кино

После внедрения Sensurround владельцы кинотеатров начали устанавливать постоянные сабвуферные системы. Dolby Stereo 70 мм Six Track — это шестиканальный звуковой формат фильмов, представленный в 1976 году, в котором использовались два канала сабвуфера для стереофонического воспроизведения низких частот. В 1981 году компания Altec представила специальную модель сабвуфера для кинотеатров, настроенную на частоту около 20 Гц: 8182. Начиная с 1983 года сертификация THX для кинематографического звучания количественно определяла параметры хорошего звука для просмотра фильмов, включая требования к уровням производительности сабвуфера и достаточной изоляции от звука. внешние звуки, чтобы шум не мешал прослушиванию. Это помогло предоставить рекомендации для владельцев мультиплексных кинотеатров, которые хотели изолировать каждый отдельный кинотеатр от его соседей, даже несмотря на то, что более громкие сабвуферы затрудняли изоляцию. Конкретные модели сабвуферов для кинотеатров появились от JBL , Electro-Voice , Eastern Acoustic Works , Kintek, Meyer Sound Laboratories и BGW Systems в начале 1990-х годов. В 1992 году шестиканальный звуковой формат фильмов Dolby Digital включал в себя один канал LFE, «точечный» в системах объемного звучания 5.1.

Том Хоррал, акустик из Бостона, обвиняет сабвуферы в том, что современные фильмы слишком громкие. Он говорит, что до того, как сабвуферы сделали возможным получение громких, относительно неискаженных басов, уровни звука в кино были ограничены искажениями в менее производительных системах на низких частотах и ​​высоких уровнях.

Звукоусиление

Каждый стек динамиков в этой системе звукоусиления состоит из двух сабвуферов EAW SB1000 с наклонными перегородками (каждый содержит два 18-дюймовых динамика) и двух полнодиапазонных кабинетов EAW KF850 для средних и высоких частот.

Профессиональные звуковые сабвуферы, используемые на рок-концертах на стадионах, выступлениях ди-джеев на площадках для танцевальной музыки (например, электронная танцевальная музыка ) и подобных мероприятиях, должны быть способны воспроизводить очень высокие уровни низких частот на очень низких частотах с низким уровнем искажений. Это отражено в том внимании, которое в 2010-х годах уделялось сабвуферам для звукоусиления, систем оповещения , танцевальных клубов и концертных систем. Cerwin Vega утверждает, что когда к существующей полнодиапазонной акустической системе добавляется кабинет сабвуфера, это выгодно, так как он перемещает «… самые низкие частоты из ваших основных [полнодиапазонных] акустических систем», таким образом, «… устраняя [ing] большой объем избыточной работы, которую ваш главный верхний [полнофункциональный] бокс пытался воспроизвести. В результате ваши основные [полнофункциональные] кабинеты будут работать более эффективно и с большими объемами ». Другой аргумент в пользу добавления кабинетов сабвуфера заключается в том, что они могут увеличить «уровень ясности» и «воспринимаемую громкость» всей системы PA, даже если уровень звукового давления на самом деле не увеличивается. Sound on Sound утверждает, что добавление корпуса сабвуфера к полнодиапазонной системе уменьшит «отклонение диффузора», тем самым уменьшив искажения, что приведет к общему более чистому звуку.

Потребительские приложения (например, для домашнего использования) значительно менее требовательны из-за гораздо меньшего пространства для прослушивания и более низких уровней воспроизведения. Сабвуферы теперь почти универсальны в профессиональных звуковых приложениях, таких как живые концерты, церкви, ночные клубы и тематические парки. Кинотеатры, сертифицированные по стандарту THX для воспроизведения, всегда включают высокопроизводительные сабвуферы. Для некоторых профессиональных приложений требуются сабвуферы, рассчитанные на очень высокий уровень звука с использованием нескольких 12-, 15-, 18- или 21-дюймовых динамиков (30 см, 40 см, 45 см, 53 см соответственно). Водители как малые , как 10-дюймовые (25 см) иногда используется, как правило , в роговых загружены корпусах.

Количество корпусов сабвуфера, используемых на концерте, зависит от ряда факторов, включая размер помещения, находится ли оно в помещении или на улице, количество низкочастотного содержимого в звучании группы, желаемая громкость концерта и конструкция и конструкция кожухов (например, прямое излучение или рупорная нагрузка). Крошечной кофейне может потребоваться всего лишь один 10-дюймовый корпус сабвуфера, чтобы усилить басы, обеспечиваемые полнодиапазонными динамиками. В небольшом баре можно использовать один или два 15-дюймовых (40 см) сабвуфера с прямым излучением. Большой танцевальный клуб может иметь ряд из четырех или пяти сдвоенных 18-дюймовых (45 см) сабвуферных кабинетов или больше. На самых крупных стадионах может быть очень много корпусов сабвуферов. Например, в 2009–2010 U2 360 ° Tour использовались 24 сабвуфера Clair Brothers BT-218 (двойная 18-дюймовая (45 см) коробка) по периметру центральной круглой сцены и 72 проприетарных кардиоидных сабвуфера Clair Brothers S4, размещенных под ним. кольцевая сцена «B», которая окружает центральную главную сцену.

Ряд шкафов сабвуфера перед сценой рок-концерта. Один корпус из каждой стопки из трех поворачивается назад, чтобы создать кардиоидный выходной паттерн.

Основные громкоговорители могут «лететь» с потолка помещения на цепных подъемниках, а «точки полета» (т.е. точки крепления) встроены во многие корпуса профессиональных громкоговорителей. Сабвуферы можно ставить на лету или штабелировать на земле рядом со сценой. Одна из причин, по которой сабвуферы могут быть установлены на земле, заключается в том, что установка на земле может улучшить звучание низких частот, особенно если сабвуфер расположен в углу комнаты (и наоборот, если корпус сабвуфера воспринимается как слишком громкий, могут быть рассмотрены альтернативы установке на земле или в углу). Типичная рок-концертная система может содержать более 50 двойных 18-дюймовых (45 см) кабинетов. Корпуса бытовых сабвуферов могут быть изготовлены из древесноволокнистых плит средней плотности (МДФ), ориентированно-стружечных плит (OSB), фанеры , пластика или другого плотного материала, так и корпуса профессиональных сабвуферов могут быть изготовлены из тех же материалов. МДФ обычно используется для изготовления сабвуферов для стационарной установки, поскольку его плотность относительно высока, а защита от атмосферных воздействий не является проблемой. В других сабвуферах для стационарной установки использовалась очень толстая фанера: в Altec 8182 (1981) использовалась 7-слойная 28-миллиметровая фанера из березового дуба. Сабвуферы Touring обычно изготавливаются из фанеры балтийской березы ( Betula pendula или Betula pubescens ) толщиной 18–20 мм из Финляндии, Эстонии или России; такая фанера обеспечивает большую прочность для часто перевозимых ограждений. Балтийская береза ​​не является естественной атмосферостойкой, ее покрывают ковром, густой краской или спреем для постельного белья грузовика, чтобы придать корпусу сабвуфера большую долговечность.

Большие корпуса для сабвуфера.

Шкафы для сабвуферов Touring обычно имеют функции, облегчающие перемещение корпуса (например, колеса, ручка для полотенец и утопленные ручки), защитную решетку для динамика (в шкафах с прямым излучением), металлическую или пластиковую защиту для шкафы для защиты отделки, когда шкафы перемещаются друг на друга, и оборудование для облегчения штабелирования шкафов (например, блокировка углов) и для «снятия» шкафов с сценического такелажа. В 2000-х годах многие сабвуферы малого и среднего размера, предназначенные для концертного звучания групп и ди-джеев, были «активными сабвуферами»; то есть они имеют встроенный усилитель мощности . Эти модели обычно имеют встроенный кроссовер. В некоторых моделях есть отверстие, армированное металлом, в которое можно установить стойку динамика для подъема шкафов полного диапазона частот.

Использование в полнофункциональной системе

При проектировании профессиональной концертной звуковой системы сабвуферы могут быть легко объединены с основными динамиками в стерео- или монофоническую полнодиапазонную систему с помощью активного кроссовера . Звукорежиссер обычно настраивает точку частоты, в которой звуки более низкой частоты направляются в громкоговорители сабвуфера, а звуки средней и высокой частоты отправляются на громкоговорители полного диапазона. Такая система получает свой сигнал от основной шины микширования консоли моно или стерео и усиливает все частоты вместе с желаемым балансом. Если основная звуковая система стереофоническая, сабвуферы также могут быть стереофоническими. В противном случае, монофонический канал сабвуфера может быть получен в кроссовере из стереомикса, в зависимости от марки и модели кроссовера. В то время как производители корпусов сабвуферов эпохи 2010 года предлагают размещать сабвуферы по обе стороны сцены (что подразумевается включением чашек для полюсов для полнодиапазонных кабинетов PA), Дэйв Пёртон утверждает, что для клубных выступлений наличие двух кабинетов сабвуфера по обе стороны от сцены. сцена приведет к перерывам в воспроизведении басов в помещении; он утверждает, что соединение двух кабинетов сабвуфера вместе создаст более ровный, всенаправленный суббасовый тон.

Системы громкой связи по размеру и подход к сабвуферу

Настройка системы громкой связи Размер помещения
Маленькая система: 2 стойки для средне- и высокочастотных громкоговорителей на опоре и 2 небольших шкафа для сабвуфера с 15-дюймовыми или 18-дюймовыми сабвуферами (Примечание: это будет использоваться в клубах, где играет джаз, акустическая музыка, кантри или софт-рок) Небольшой клуб вместимостью до 300 человек
Компактная система с мощным усилителем мощности: 2 громкоговорителя с усилителем средней / высокой частоты PA с 15-дюймовыми низкочастотными динамиками и большим рупорным высокочастотным динамиком; два кабинета для сабвуферов с высокой мощностью усилителя с одной или двумя 18-дюймовыми кабинами для сабвуфера (с фронтальным запуском кабинеты сабвуфера с фронтальной загрузкой или с коллекторной загрузкой) Небольшой клуб вместимостью до 500 человек
Система громкоговорителя среднего размера: 4 кабины громкоговорителей громкоговорителей средней / высокой частоты с несколькими громкоговорителями большего размера (например, каждая с двумя 15-дюймовыми вуферами) и четыре шкафа для сабвуферов, с фронтальным запуском, нагруженным коллектором или сложенным рупором Большие клубы на 500+ человек, небольшие музыкальные фестивали, ярмарки
Система громкоговорителя большого размера: несколько громкоговорителей средней / высокой частоты, возможно, «взлетевших» высоко в такелаж, и несколько кабинетов сабвуфера (либо передние, либо с нагруженным коллектором, либо в сложенном рупоре) Большие площадки на 1000+ человек, крупные музыкальные фестивали
Сабвуферы с дополнительным питанием

Вместо того, чтобы быть включенными в систему полного диапазона, концертные сабвуферы могут получать собственный сигнал от отдельной шины микширования на микшерном пульте; часто используется один из вспомогательных посылов («aux» или «auxes»). Эта конфигурация называется «сабвуферы с дополнительным питанием», и было замечено, что она значительно снижает низкочастотную «мутность», которая может накапливаться в концертной звуковой системе, имеющей на сцене несколько микрофонов, каждый из которых улавливает низкие частоты и каждый имеет разные фазовые отношения этих низких частот. Метод сабвуферов с дополнительным питанием значительно сокращает количество источников, питающих сабвуферы, и включает только те инструменты, которые имеют желаемую низкочастотную информацию; такие источники, как бочка , бас-гитара , сэмплеры и клавишные инструменты . Это упрощает сигнал, отправляемый на сабвуферы, и обеспечивает большую четкость и низкий уровень звука. Сабвуферы с дополнительным питанием при желании могут быть даже стерео, используя две вспомогательные шины микширования.

Направленный бас
Кардиоидная диаграмма рассеяния двух сабвуферов с торцевым пламенем, расположенных один перед другим. Сигнал, поступающий в ближайший к слушателю корпус, задерживается на несколько миллисекунд.

Чтобы низкочастотный звук фокусировался на аудитории, а не на сцене, и чтобы низкие частоты не беспокоили людей за пределами места проведения мероприятий, были разработаны различные методы концертного звука, позволяющие превратить естественное всенаправленное излучение сабвуферов в более направленный образец. Вот несколько примеров систем звукоусиления, в которых звукорежиссеры стремятся обеспечить более направленный басовый звук: музыкальные фестивали , на которых часто одновременно выступают несколько групп на разных сценах; крупные рейвы или EDM- мероприятия, когда несколько ди-джеев одновременно выступают в разных залах или на разных сценах; и мультиплексные кинотеатры , в которых много фильмов демонстрируется одновременно в залах, разделяющих общие стены. Эти методы включают: установку сабвуферов в вертикальный массив; использование комбинаций задержки и инверсии полярности; и установка системы с отложенным затенением. При кардиоидной диаграмме рассеивания два торцевых сабвуфера можно разместить один перед другим. Вложение, ближайшее к слушателю, задерживается на несколько миллисекунд. Второй сабвуфер задерживается на точную величину, соответствующую времени, которое требуется звуку, чтобы преодолеть расстояние между решетками динамиков.

Вертикальный массив

Укладка или такелаж сабвуферы в вертикальном массиве фокусируется на низких частотах вперед в большей или меньшей степени в зависимости от физической длины массива. Более длинные массивы имеют более направленный эффект на более низких частотах. Направленность более выражена в вертикальном измерении, что дает широкую, но невысокую диаграмму направленности. Это помогает уменьшить количество низкочастотного звука, отражающегося от потолка в помещении, и помогает снизить жалобы на внешний шум на улице.

Задняя решетка задержки
CSA: шесть сабвуферов, настроенных для уменьшения басов на сцене. Сигнал, идущий в перевернутые корпуса, задерживается на несколько миллисекунд.

Другой шаблон массива кардиоидных сабвуферов может использоваться горизонтально, он требует небольшого количества каналов обработки и не требует изменения необходимого физического пространства. Этот метод часто называют «кардиоидным массивом сабвуферов» или «CSA», несмотря на то, что схема всех методов направленного сабвуфера является кардиоидной. Метод CSA меняет ориентацию корпуса и меняет полярность одного из каждых трех сабвуферов на передней части сцены и задерживает эти корпуса для максимального подавления целевой частоты на сцене. Инверсия полярности может быть реализована электронным способом, путем изменения полярности проводки или путем физического размещения корпуса, обращенного назад. Этот метод уменьшает прямую отдачу по сравнению с плотно упакованным массивом сабвуферов с плоским фронтом, но может решить проблемы нежелательной низкочастотной энергии, поступающей в микрофоны на сцене. По сравнению с массивом торцевого огня, этот метод имеет меньшую осевую энергию, но более равномерное управление схемой по всей аудитории и более предсказуемую отмену в обратном направлении. Эффект охватывает диапазон чуть больше одной октавы.

Второй метод массива задней задержки сочетает в себе топологию торцевого пламени с изменением полярности, используя два сабвуфера, расположенных спереди назад, драйверы разнесены на четверть длины волны друг от друга, задний корпус инвертирован по полярности и задерживается на несколько миллисекунд для максимального подавления на сцене. целевой частоты. Этот метод имеет наименьшую выходную мощность, направленную на аудиторию, по сравнению с другими направленными методами.

Конечный огонь
Концевой массив с тремя рядами сабвуферов. Каждая строка задерживается на несколько миллисекунд больше, чем предыдущая.

Метод сабвуфера с торцевым зажиганием, также называемый «массивами с прямым управлением», размещает драйверы сабвуфера коаксиально в один или несколько рядов, используя деструктивные помехи для уменьшения выбросов по бокам и сзади. Это можно сделать с помощью отдельных корпусов сабвуфера, расположенных спереди назад, с расстоянием между ними в четверть длины волны целевой частоты, частоты, которая меньше всего нужна на сцене или наиболее желательна для аудитории. Каждая строка задерживается за пределами первой строки на величину, связанную со скоростью звука в воздухе; задержка обычно составляет несколько миллисекунд. Время прихода звуковой энергии от всех сабвуферов практически синхронно с точки зрения аудитории, но в значительной степени компенсируется за сабвуферами из-за смещения времени прихода звуковой волны. Направленность целевой частоты может достигать 25 дБ затухания сзади, а прямой звук когерентно суммируется вместе с сабвуферами. Позиционная техника торцевых сабвуферов получила широкое распространение в европейском звучании живых концертов в 2006 году.

Массив торцевого зажигания использует несколько децибел выходной мощности для обеспечения направленности, поэтому для получения такой же выходной мощности требуется больше корпусов, чем для плотно упакованного массива корпусов с плоским фасадом. В 2007 году на одной из сцен Ultra Music Festival было использовано шестнадцать корпусов в четыре ряда , чтобы уменьшить низкочастотные помехи соседним сценам. Из-за физического размера массива торцевых огней лишь немногие концертные площадки могут его реализовать. Выходной паттерн страдает от внеосевой гребенчатой ​​фильтрации, но может быть дополнительно сформирован путем настройки частотной характеристики каждого ряда сабвуферов.

Массив с затенением задержки

Длинный ряд сабвуферов, расположенных горизонтально вдоль переднего края сцены, может быть задержан таким образом, что центральные сабвуферы срабатывают на несколько миллисекунд раньше, чем сабвуферы по бокам, которые срабатывают на несколько миллисекунд раньше своих соседей, продолжая таким образом до тех пор, пока не сработают последние сабвуферы. достигаются на внешних концах ряда сабвуфера ( формирование луча ). Этот метод помогает противодействовать чрезмерному сужению диаграммы горизонтальной дисперсии, наблюдаемой при использовании горизонтального массива сабвуферов. Такое затенение задержки можно использовать для виртуального изменения формы массива громкоговорителей.

Направленный корпус

В некоторых конструкциях корпуса сабвуфера для достижения определенной степени направленности драйверы обращены в стороны или назад. Генераторы торцевого зажигания могут быть размещены в одном корпусе, в котором размещается более одного водителя.

Варианты

Некоторые реже используемые корпуса низкочастотного динамика являются вариантами нормального диапазона корпуса сабвуфера, например, среднечастотный кабинет (60–160 Гц) и инфразвуковой (сверхнизкий) сабвуфер (ниже 30 Гц).

Конструкции корпуса

Составной или полосовой корпус 4-го порядка

Сабвуферы с фронтальной загрузкой имеют один или несколько сабвуферных громкоговорителей в корпусе, обычно с решеткой для защиты громкоговорителей. На практике многие кабинеты сабвуфера с фронтальной загрузкой имеют вентиляционное отверстие или порт в корпусе громкоговорителя, создавая таким образом корпус с фазоинвертором . Несмотря на то, что порт фазоинвертора или вентиляционное отверстие создает некоторую дополнительную фазовую задержку, он добавляет SPL, который часто является ключевым фактором в приложениях PA и систем звукоусиления. Таким образом, не вентилируемые шкафы для сабвуфера с передним запуском редко используются в профессиональных аудиоприложениях.

Рупорные сабвуферы имеют сабвуферный динамик, проходящий через динамик. Для экономии места дорожку часто складывают, чтобы сложенная дорожка поместилась в шкаф коробчатого типа. Cerwin-Vega заявляет, что его шкафы для сабвуферов со складным рупором «… в среднем дают на 6 дБ больше выходной мощности на 1 Вт, чем двойной 18-дюймовый вентилируемый корпус», что дает «в четыре раза больше мощности при половинном количестве драйверов». Cerwin-Vega JE-36C имеет длинный пять футов длины сложенный рупор камеры в деревянном корпусе.

Коллекторные сабвуферы имеют два или более сабвуферных громкоговорителя, которые воспроизводят звук в одном рупоре. Это увеличивает SPL для сабвуфера за счет увеличения искажений. EV имеет распределительный шкаф громкоговорителей, в котором четыре динамика установлены максимально близко друг к другу. Этот подход отличается от подхода «несколько драйверов в одном канале». Необычным примером многогранной конструкции сабвуфера является подход Томаса Мундорфа (TM), когда четыре сабвуфера обращены друг к другу и сидят близко друг к другу, который используется в театральных представлениях на круглых шоу, где публика окружает исполнителей большим кругом (например, Metallica использовала это на некоторых концертах). Подход TM производит всенаправленный басовый звук. Cerwin-Vega определяет корпус коллектора как такой, в котором «… драйвер обращен к настроенной полости с портами. Вы слышите звук прямо из задней части драйвера в дополнение к звуку, который исходит из порта. Этот тип корпуса конструкция расширяет частотные возможности драйвера ниже, чем он мог бы воспроизвести сам по себе ».

Полосовые сабвуферы имеют герметичный корпус внутри другого корпуса, при этом «внешний» корпус обычно имеет вентиляционное отверстие или порт.

Усиление басовых инструментов

В редких случаях, корпус сабвуфер звукоусиления также используется для басового инструмента усиления с помощью электрических басовых игроков и синтезаторов баса игроков. Для большинства групп и самых маленьких и средних площадок (например, ночных клубов и баров) стандартные корпуса динамиков для бас-гитары или клавишные усилители обеспечат достаточный уровень звукового давления для мониторинга на сцене. Поскольку обычный электрический бас имеет низкую «E» (41 Гц) в качестве самой низкой ноты, большинство стандартных кабинетов для бас-гитары спроектированы только с диапазоном, который опускается примерно до 40 Гц. Однако в некоторых случаях исполнители хотят иметь расширенный суббасовый отклик, который недоступен в стандартных корпусах инструментальных динамиков, поэтому они используют шкафы с сабвуферами. Подобно тому, как некоторые электрогитаристы добавляют огромные стеки гитарных кабинетов в основном для шоу, некоторые басисты добавляют огромные кабинеты для сабвуферов с 18-дюймовыми низкочастотными динамиками в основном для шоу, а дополнительные шкафы для сабвуферов будут работать с меньшей громкостью, чем основные басовые кабинеты.

Бас-гитаристы, которые могут использовать кабинеты с сабвуферами, включают исполнителей, которые играют с басами с расширенным диапазоном, включая низкую струну «B» (около 31 Гц), басистов, которые играют в стилях, где очень мощный суббасовый отклик является важной частью звука. (например, фанк, латино, госпел, R&B и т. д.) и / или басисты, выступающие на площадках размером со стадион или на больших открытых площадках. Клавишники, использующие сабвуферы для мониторинга на сцене, включают исполнителей на электрооргане , которые используют педали для бас-гитары (с низкой до 33 Гц), и синтезаторов, играющих грохочущие партии суб-баса с низким уровнем звука. как 18 Гц. Из всех клавишных инструментов, которые усиливаются на сцене, синтезаторы могут воспроизводить одни из самых низких частот, потому что в отличие от традиционного электрического пианино или электрического органа, у которых в качестве самых низких нот используются низкие «A» и низкие «C», соответственно, синтезатор не имеет фиксированной самой низкой октавы. Синтезатор может добавить более низкие октавы к патчу, нажав кнопку «на октаву вниз», которая может воспроизводить высоту звука, недоступную для человеческого слуха.

Некоторые производители концертных сабвуферов предлагают использовать их для усиления басовых инструментов. Meyer Sound предполагает, что ее сабвуфер серии 650-R2 Concert, корпус площадью 1,3 м 2 с двумя 18-дюймовыми динамиками (45 см), можно использовать для усиления басовых инструментов. В то время как исполнителям, использующим концертные сабвуферы для мониторинга на сцене, может понравиться мощный суббасовый звук, который они получают на сцене, звукооператоры могут найти использование больших сабвуферов (например, двух 18-дюймовых динамиков (45 см)) для мониторинга инструментов на сцене. быть проблематичным, потому что это может мешать суббасу «Front of House».

Басовые шейкеры

Поскольку ощущаются инфразвуковые басы, суб-басы можно усилить с помощью тактильных датчиков . В отличие от типичного динамика сабвуфера, который производит слышимые вибрации, тактильные преобразователи создают низкочастотные вибрации, которые должны ощущаться людьми, которые касаются преобразователя или косвенно через мебель или деревянный пол. Тактильные преобразователи недавно появились как класс устройств, называемых по-разному «бас-шейкеры», «встряхиватели ягодиц» и «тронные шейкеры». Они прикреплены к сиденью, например к табурету барабанщика («трону») или стулу геймера, автокреслу или сиденью для домашнего кинотеатра, и вибрации водителя передаются на тело, а затем на ухо аналогично костной проводимости. . Они подключаются к усилителю как обычный сабвуфер. Их можно прикрепить к большой плоской поверхности (например, полу или платформе), чтобы создать большую зону проводимости низких частот, хотя передача низких частот через ступни не так эффективна, как через сиденье.

Преимущество тактильных преобразователей, используемых для низких частот, заключается в том, что они создают среду для прослушивания, которая не заполнена громкими низкочастотными звуковыми волнами. Это помогает барабанщику рок- группы контролировать свою игру на бас-барабане, не заполняя сцену мощным, громким низкочастотным звуком из монитора сабвуфера 15 дюймов (40 см) и усилителя, который может «просачиваться» в другие барабанные микрофоны и снизят качество звукового микса. Не имея большого мощного монитора сабвуфера, басовый шейкер также позволяет барабанщику снизить уровень звукового давления, которому они подвергаются во время выступления, снижая риск повреждения слуха. При использовании в домашнем кинотеатре или видеоиграх бас-шейкеры помогают пользователю не беспокоить других в соседних квартирах или комнатах, потому что даже мощные звуковые эффекты, такие как звуки взрыва в военной видеоигре или имитируемый грохот землетрясения в приключенческом фильме, не будут слышал другие. Однако некоторые критики утверждают, что ощущаемые вибрации не связаны со слуховым опытом, и утверждают, что эта музыка менее удовлетворяет «встряхиватель ягодиц», чем звуковые эффекты. Кроме того, критики утверждали, что сам басовый шейкер может дребезжать во время громких звуковых эффектов, что может отвлекать слушателя.

Требования к мировым рекордам

С учетом различных критериев, на которых основываются претензии, некоторые сабвуферы были названы самыми большими, самыми громкими или самыми низкими в мире.

Маттерхорн

Matterhorn — это модель сабвуфера, построенная в марте 2007 года компанией Danley Sound Labs в Гейнсвилле, штат Джорджия, после запроса американских военных на громкоговоритель, который мог бы излучать инфразвуковые волны на расстояние. Маттерхорн был разработан для воспроизведения непрерывной синусоидальной волны от 15 до 20 Гц и генерирования 94 дБ на расстоянии 250 метров (820 футов) и более 140 дБ для воспроизведения музыки, измеренных у устья рупора. Он может генерировать постоянный синусоидальный сигнал 15 Гц и 140 дБ в течение 24 часов в сутки, семь дней в неделю с чрезвычайно низким уровнем гармонических искажений. Сабвуфер имеет ровную частотную характеристику от 15 до 80 Гц и понижается на 3 дБ при 12 Гц. Он был построен в интермодальном контейнере длиной 20 футов (6,1 м) и квадратом 8 на 8 футов (2,4 м × 2,4 м). Двери контейнера распахиваются, открывая доступ к звуковому сигналу, который приводится в действие 40 длинноходными 15-дюймовыми (40 см) динамиками MTX, каждый из которых работает от собственного 1000-ваттного усилителя. Производитель заявляет, что при его строительстве использовались 53 13-слойных 18-миллиметровых листа фанеры 4 на 8 футов (1,2 м × 2,4 м), хотя один из изготовителей написал, что для изготовления использовались 26-слойные листы двойной толщины. удобство.

Дизель — генератор расположен внутри корпуса , чтобы поставлять электроэнергию , когда внешний источник питания недоступен. Что касается возможности вывода постоянного тона, дизайнер Том Дэнли писал, что «целевое значение 94 дБ на 250 метрах — это не просто выдуманная ерунда« всплеска »или« пикового звукового давления »в профессиональном звуке или как сигнал« смертельной отрыжки », используемый в автомобильном звуке. конкурсы «. На ежегодном съезде Национальной ассоциации системных подрядчиков (NSCA) в марте 2007 г. Маттерхорну запретили громко демонстрировать свою мощь из-за опасений по поводу повреждения здания конференц-центра округа Ориндж . Вместо этого, используя только одну электрическую цепь на 20 ампер в целях безопасности, посетителям разрешалось ступать внутрь рожка сабвуфера для «акустического массажа», поскольку Маттерхорн с частичным питанием воспроизводил волны низкого уровня 10–15 Гц.

Выборочная установка Royal Device

Другой сабвуфер, который, как утверждается, является самым большим в мире, — это заказная установка в Италии, изготовленная Royal Device в основном из кирпича, бетона и звукоизоляционного материала, состоящая из двух сабвуферов, встроенных в фундамент комнаты для прослушивания. Рупорные сабвуферы имеют отверстие в полу площадью 2,2 квадратных метра (24 квадратных фута) и длину рупора 9,5 метра (31 фут) в полости 1 метр (3 фута 3 дюйма) под полом акустической системы. комната для прослушивания. Каждый сабвуфер приводится в действие восемью 18-дюймовыми драйверами сабвуфера со звуковыми катушками диаметром 100 миллиметров (3,9 дюйма). Дизайнеры утверждают, что нижние устья рупоров имеют дополнительную акустическую нагрузку за счет вертикального расширения деревянного рупора и потолка комнаты для создания волны «полной мощности» 10 Гц в месте прослушивания.

Концептуальный дизайн 60 дюймов

Одиночный сабвуфер диаметром 60 дюймов (1500 мм) был разработан Ричардом Кларком и Дэвидом Навоне с помощью доктора Юджина Патрониса из Технологического института Джорджии . Водитель должен был побить рекорды уровня звукового давления при установке на дорожное транспортное средство, рассчитанное на достижение более 180 дБ SPL. Он был построен в 1997 году и приводился в движение двигателями постоянного тока, соединенными с вращающимся коленчатым валом, чем-то вроде поршневого двигателя . Диаметр конуса составлял 54 дюйма (1400 мм) и удерживался на месте 3-дюймовым (76 мм) подвесом. Благодаря размаху хода 6 дюймов (150 мм) от пика до пика он создавал одностороннее вытеснение воздуха на 6 871 кубический дюйм (112 600 см 3 ). Он был способен генерировать синусоидальные волны 5–20 Гц при различных скоростях двигателя постоянного тока — не в ответ на звуковой сигнал — он не мог воспроизводить музыку. Водитель сидел в прицепе, принадлежащем Тиму Мэйнору , но был слишком мощным для такого количества усилений и повредил автомобиль. Лойд Айви из MTX помог подписать проект, и тогда драйвер назывался MTX «Thunder 1000000» (один миллион).

Еще не законченный, автомобиль участвовал в конкурсе SPL в 1997 году, на котором была подана жалоба на компьютерное управление двигателем постоянного тока. Вместо использования контроллера, два провода были соединены вместе в надежде, что скорость двигателя была установлена ​​правильно. Приводной вал сломался после одного положительного хода, что создало внутреннюю волну давления 162 дБ. 60-дюймовый концептуальный дизайн не демонстрировался публично после 1998 года.

MTX отбойный молоток

Самый тяжелый сабвуфер из серийного производства, предназначенный для использования в автомобилях, — это MTX Jackhammer от MTX Audio с диффузором диаметром 22 дюйма (560 мм). Известно, что отбойный молоток потребляет более 6000 Вт, передаваемых на двойную звуковую катушку, движущуюся внутри ферритового магнита на 900 унций (26 кг). Отбойный молоток весит 369 фунтов (167 кг) и имеет алюминиевый радиатор . Отбойный молоток был показан в реалити- шоу Pimp My Ride .

Смотрите также

Рекомендации

Демпфирование акустики с фазоинвертором

Создано 19.12.2006 00:15. Обновлено 10.04.2020 10:43. Автор: М.Линовицкий.

Слово «волокно» прочно вошло в нашу жизнь — мы встречаем его в различных проявлениях: от волоконно-оптических кабелей опутавших весь мир, до экзотических кушаний в дорогих ресторанах, когда пища измельчается до состояния волокон. Но для могущественных бокс-билдеров, термин «волокно» означает в первую очередь волшебный ингредиент*, способный помочь в достижении максимума баса из минимальных размеров**.

*(Речь идет о волоконной вате из дакрона-полиэстера. Что это такое — понять трудно, но я, с помощью супруги, нашел некоторое подобие. Этот материал называется в простонародье «синтепон» и применяется в качестве подстежки в одежде и набивки мебели. Причем речь идет именно о вате, а не о листовом синтепоне, хотя последний продается в любом магазине тканей и может быть использован если его слегка распушить).

**(Хотя для меня термин «волокно» в первую очередь означает MDF, или, говоря по-русски ДВП — древесно-волокнистая плита. Уж очень удобно из нее боксы ваять. Не могу тут же не поделиться собственным наблюдением — MDF очень гигроскопична и главное — пропускает воздух! Пусть немного, но пропускает. Советую пропитывать ее какой-нибудь гадостью, например олифой).

Нет никакого секрета почему использование волоконного заполнителя с успехом применяется опытными установщиками уже много лет. Возмите два совершенно одинаковых бокса, вставьте в них совершенно одинаковые динамики, заполните один из них, и вы воочию убедитесь что заполненный бокс дает гораздо более убедительный низкий бас.

Проще говоря, наполнитель обманывает динамик, заставляя его считать что он стоит в ящике, большем по объему чем есть на самом деле. А чем больше бокс, тем ниже частоты он может воспроизводить.

Заполнение бокса — альтернатива для людей, кто не хочет отдавать много места под сабвуферный ящик.

Другой похожей альтернативой является изобарическая конструкция, где работает пара динамиков. Недостатком изобариков считается более сложная конструкция, необходимость покупать два динамика вместо одного, и потеря чувствительности почти на 6 дБ, поскольку масса подвижной системы увеличивается в два раза. Правда последнее, как правило, компенсируется параллельным включением динамиков.

Физическая сторона работы демпфирования внутри акустики не менее интересна: воздух внутри бокса при работе динамика сильно нагревается и при этом становится жестче***. Когда внутреннее пространство бокса заполнено волоконной ватой, шевелящиеся волокна рассеивают тепло, создавая для динамика видимость бокса большего размера.

Теоретически заполнение ящика акустики может дать виртуальную прибавку объема до 40% от истинных размеров. Проще говоря если у вас есть бокс объемом 20 литров, то при правильном его заполнении, с точки зрения динамика он будет выглядеть как бокс размером 28 литров.

***(Различают нагрев от сжатия воздуха и нагрев от выделяемого катушкой тепла, в некоторых источниках приводились данные о повышении температуры воздуха на два градуса на каждые 10Вт мощности. Очевидно под жесткостью воздуха автор подразумевал его тепловое расширение, в результате которого, с точки зрения динамика, воздух «за спиной» действительно становится жестче).

На сегодняшний день наиболее часто используют три типа заполнителя: стекловату, просто вату и полиэстерную вату. Полиэстерная вата является лучшим выбором, поскольку не имеет мелких частиц, способных повредить динамик или вашу кожу как стекловата и стоит гораздо дешевле, чем простая вата. Вы можете купить ее в мебельном отделе ближайшего K-Mart или Home Depot или на ближайшей мебельной фабрике. (Живущим в Росии просьба принять это как шутку и поискать ее в более подходящих для этого местах, например в американских матрасах).

Для измерения эффективности заполнения автор использовал анализатор MLSSA и три тестовых бокса — закрытые боксы 39 литров и 144 литра, и фазоинверторный бокс 39 литров (фазоинвертор 7.5см диаметром и 15 см длиной) с различной плотностью заполнения. Для закрытых боксов эффективный объем определялся по резонансной частоте системы и значению Qes. Для фазоинверторного бокса сравнвалась частота настройки пустого бокса с частотой настройки заполненного с помощью программы Speak for Windows, которая позволяет рассчитать эффективный объем по разности резонансов.

В каждом случае результаты эксперимента были более чем многообещающе: во всех трех боксах было получено увеличение эффективного объема от 25 до 35 процентов от объема фактического, используя заполнение на уровне от 16 до 28 грамм заполнителя на литр внутреннего объема.

Таблица 1. Закрытый ящик 39 литов

Плотность заполнения (грамм/литр ) Резонансная частота (Fsb, Гц) Эффективный объем (литров) Процент увеличения
0 56.6 39
8 53.0 45.3 14%
12 52.7 48 21%
24 51.7 51 29%
28 50.8 53.8 36%
41.9 50.4 45.3 14%
49.6 52.6 34 -14%

Таблица 2. Закрытый ящик 144 литров

Плотность заполнения (грамм/литр ) Резонансная частота (Fsb, Гц) Эффективный объем (литров) Процент увеличения
0 42.0 144
4 42.0 144 0%
8 41.2 164 14%
12 40.3 175.5 22%
16 39.4 184 27%
20 38.6 184 27%
24 40.2 158.6 9%

Таблица 3. Фазоинвертор 39 литов

Плотность заполнения (грамм/литр) Резонансная частота (Fsb, Гц) Эффективный объем (литров) Процент увеличения
0 42.0 39
6.4 39.1 45.3 14%
13.6 37.2 51 29%
20 35.2 53.8 36%
22.4 34.2 56.6 43%
28 35.2 53.8 36%

При создании системы на основе этих данных надо иметь в виду, что Qes и, следовательно, Qts закрытых боксов понижается. Для фазоинверторного бокса уменьшается нижний пик импеданса, а верхний пик смещается чуть ниже по частоте. Также обнаружен еще один интересный эффект — при повышении плотности заполнения резонансная частота системы снова начинает повышаться. Причиной этого следует считать то, что волокна лежат так плотно, что не могут двигаться и эффективно распределять тепло.

Также следует отметить что заполнение менее эффективно в боксах больших размеров.

Мораль: чем больше ваш бокс, тем труднее обмануть динамик.

Несколько полезных закономерностей: Заполняйте небольшие боксы — до 85 литров — с плотностью 24 грамма на литр объема и вы получите 30% прибавку к объему без каких либо серьезных побочных эффектов. Для больших по объему боксов заполнение должно быть примерно 16 граммов/литр и увеличение объема будет около 25%.

Перевод статьи «Fill’er up» или «Make a small box act like a larger one with polyester fiberfill» by Tom Nousaine, опубликованной в 1995 году в журнале Car stereo review®, 1999.

 

Пассивный излучатель, «за» и «против» — Автозвук во всех его проявлениях

Обойдемся без катушки

Попытки избавиться от генетических проблем фазоинвертора, а заодно и сэкономить на объеме корпуса без ущерба для глубины баса, натолкнули разработчиков на идею заменить полую трубу на мембрану, приводимую в движение колебаниями все того же рабочего объема воздуха. Проще говоря, в закрытом ящике установили еще один низкочастотный драйвер, только без магнита и звуковой катушки.

Пассивный излучатель может увеличить эффективную поверхность диффузора вдвое, или даже в трое, если в одной колонке они установлены парой

Конструкция получила название «пассивный излучатель» (Passive radiator), которое сплошь и рядом не слишком грамотно переводят с английского как «пассивный радиатор». В отличие от трубы сабвуфера, пассивный диффузор занимает куда меньше пространства в корпусе, не так критичен к расположению, и к тому же он, как и воздух внутри закрытого ящика, демпфирует ведущий драйвер, сглаживая его АЧХ.

Пассивный излучатель сабвуфера REL S/5. Основной драйвер направлен в пол

Еще один плюс — с увеличением площади излучающей поверхности для достижения нужного звукового давления требуется меньшая амплитуда колебаний, а значит, снижаются последствия нелинейной работы подвеса. Колеблются оба диффузора синфазно, а резонансная частота свободной мембраны настраивается точной регулировкой массы — к ней попросту подклеивают грузик.

Пассивный излучатель

Плюсы: Компактность корпуса при впечатляющей глубине басов. Отсутствие фазоинверторных призвуков.

Минусы: Увеличение массы излучающих элементов приводит к росту переходных искажений и замедлению импульсного отклика.

Сообщение отредактировал: iskander80 — 06 Сентябрь 2020 — 10:53

Изобарический дизайн сабвуфера

— VUE Audiotechnik

Майк Адамс, ранняя встреча VUE ACM и изобарического дизайна

Изобарическая конфигурация корпуса громкоговорителя относится к системам с двумя идентичными преобразователями, работающими одновременно с общим замкнутым воздухом, примыкающим к одной стороне диафрагмы каждого преобразователя. В теоретическом идеале воздушная камера между драйверами должна быть достаточно маленькой, чтобы быть практически несжимаемой — диафрагмы работали бы тесно связанными друг с другом, почти как если бы они были соединены вместе легким стержнем.

Моделирование истинной изобарической конструкции по своей сути идентично моделированию стандартной вентилируемой коробки, только вы бы разделили пополам Vas драйвера — изобарическая пара фактически действует как один двигатель с удвоенной магнитной цепью и движущейся массой. Это фактически сделает все корпуса ваших динамиков вдвое меньше, чем они обычно были бы для любого конкретного драйвера.

Существует три основных типа изобарических конструкций:

Все три основных типа могут иметь множество вариаций, включая вентиляцию задней камеры, загрузку передней части в полосовую камеру. На сегодняшний день VUE использует изобарический тип конус-конус с вентилируемой задней камерой.Такая конструкция обеспечивает более высокую мощность, меньшие искажения, меньшую групповую задержку и требует вдвое меньшего объема корпуса для заданного отсечки низких частот по сравнению с конструкцией с неизобарической вентиляцией.

Как и во всех изобарических конструкциях, драйверы должны работать синхронно друг с другом, поэтому в конусно-конусной конструкции каждый сигнал электрического привода драйвера инвертируется, чтобы компенсировать обратный акустический выход.

От эзотерики к мейнстриму

Типовой сабвуфер HiFi изобарический диффузор-магнит

Разработан в 1950-х годах уважаемым инженером-акустиком Гарри Ф.Олсон, хорошо известна возможность изобарической нагрузки для извлечения низкочастотных характеристик из относительно компактной занимаемой площади. И хотя у изобарической технологии много преимуществ, сложность конструкции и затраты, связанные с увеличением количества низкочастотных динамиков и требованиями к мощности, ограничили ее широкое распространение в пользу более традиционных и менее сложных подходов.

Компания

VUE разработала постоянно расширяющийся ассортимент сабвуферов на основе изобарии, которые обеспечивают исключительную низкочастотную характеристику в относительно небольшом корпусе с использованием составных конструкций для приложений, где низкая полоса частот и более точный бас более важны, чем большой чистый выход и размер.

В VUE al-4SB использование сдвоенных 15-дюймовых водолазов в изобарической конфигурации позволяет получить очень маленький корпус (необходимый для соответствия занимаемой площади массива субкомпактной системы линейных массивов al-4, обеспечивая при этом отклик до 45 Гц и вдвое больше мощности, чем у одиночной 15-дюймовой системы аналогичного размера. В as-418 использование двух пар изобарических двойных 18-дюймовых драйверов обеспечивает отклик до 22 Гц с лучшим разрешением и большей мощностью в меньшем корпусе, чем у большинства двойных 18-дюймовые корпуса на рынке.

Подход к проектированию

Метод изобарической нагрузки включает объединение двух низкочастотных динамиков в прочно связанную «изопару». Обычно изопара имеет двухтактную конфигурацию «конус-конус» или «конус-магнит» с общим корпусом замкнутого воздуха, примыкающим к одной стороне каждой диафрагмы. Низкочастотные динамики работают как единый блок, при этом прямое излучение от переднего низкочастотного динамика объединяется с выходным сигналом заднего низкочастотного динамика в настроенном вентилируемом корпусе.

Конечный результат изобарической нагрузки состоит в том, что связанная пара дает одинаковую частотную характеристику в половине объема коробки, которая требуется для одного динамика того же типа.Например, если низкочастотный динамик рассчитан на оптимальную работу на площади 1 куб. Фут. корпуса, одна изопара одних и тех же громкоговорителей может обеспечить одинаковое расширение низких частот и общие характеристики отклика в 0,5 куб. фута. корпус.

НАШЕ VUE ПО ISOBARIC

Изобарическая нагрузка может использоваться практически в любом типе корпуса, включая герметичные, вентилируемые или полосовые. Разработчики VUE применяют метод конуса к конусу, поскольку это наиболее компактный, эффективный и, следовательно, наиболее практичный метод изобарической нагрузки.Этот подход требует противоположного движения конуса, поэтому сабвуферы подключены с обратной полярностью друг от друга. Противоположное движение диффузора имеет дополнительное преимущество, поскольку устраняет любые нелинейности подвески отдельного низкочастотного динамика (различия в управлении подвеской внутрь и наружу), дополнительно уменьшая искажения.

Конфигурация «лицом к лицу» или «раскладушка», как ее обычно называют, является наиболее компактным и, следовательно, наиболее практичным изобарическим методом нагружения для использования с учетом жестких ограничений среднего автомобиля.Эта конфигурация также обеспечивает полезный побочный эффект устранения нелинейностей драйвера.

Если есть одна повторяющаяся тема в инженерии, так это то, что мать-природа ленива. Она сделала закон, что все, что находится в состоянии покоя, желает оставаться в покое, и точно так же все, что движется, предпочло бы оставаться в движении по прямой. Такова жизнь в целом, и динамика говорящего не исключение. Это называется законом инерции, и выхода нет.

Когда сабвуфер выполняет свою работу, он должен сжимать и разряжать воздух в помещении для прослушивания много раз в секунду, и чаще всего это требуется на больших расстояниях.Это создает большую нагрузку на сам конус, поскольку он борется за сохранение своей формы перед лицом интенсивного ускорения и замедления. В идеале диффузор говорящего должен быть бесконечно жестким и не деформироваться ни при каких обстоятельствах, но это не идеальный мир, идеальный мир, и мы должны иметь дело с последствиями борьбы с матерью-природой.

По мере того, как конус выталкивается наружу, он несколько сглаживается, пытаясь привести в движение воздух перед собой. Точно так же конус деформируется в другую сторону, когда конус возвращается и пытается сжать воздух в корпусе сабвуфера.Степень этой деформации зависит от геометрии диффузора, конструкции и количества мощности, с которой работает сабвуфер. Хороший инженер сконструирует свои конусы так, чтобы этот эффект был минимизирован, но инженеры могут сделать лишь так много, если они хотят сохранить движущуюся массу и / или снизить затраты.

as-418 Quad 18-дюймовый изобарический сабвуфер (без решеток)

al-4SB Cut-A-Way, иллюстрация

ISOBARIC САБВУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ VUE

as-418 Quad 18-дюймовый изобарический сабвуфер

Флагман семейства сабвуферов A-класса, внушительный as-418 устанавливает четыре специально разработанных 18-дюймовых динамика в относительно компактном корпусе, сопоставимом по размеру с большинством двойных 18-дюймовых сабвуферов.Драйверы сконфигурированы в пару изобарических (двухтактных) конфигураций спереди-вперед. Каждая подобранная пара низкочастотных динамиков действует как отдельный динамик, при этом направленный внутрь динамик в тандеме с сопряженным низкочастотным динамиком, обращенным назад. Вместе они действуют как один драйвер с вдвое большей мощностью и гораздо более мощным двигателем, что позволяет лучше контролировать движение вуфера. Он также обеспечивает более низкую частотную характеристику по сравнению с одним драйвером в вентилируемом корпусе того же размера. Эта конструкция Compound Force обеспечивает очень расширенный басовый отклик наряду с большей мощностью и меньшими искажениями в корпусе размером не больше обычного двойного 18-дюймового сабвуфера.

AS-418 может использоваться для построения направленных низкочастотных решеток как в конфигурации CSA, так и в качестве оконечных решеток, чтобы уменьшить энергию позади массивов. Сетевой ЦСП / усилитель системы V6 VUEDrive может питать as-418 и обеспечивать необходимую задержку и обработку сигнала для поддержки низкочастотных массивов.

С точки зрения пропускной способности и мощности as-418 обеспечивает лучшую производительность, чем сдвоенный 18-дюймовый сабвуфер аналогичного размера. Чувствительность as-418 (выход 1 Вт на 1 м) сравнима с системой с двумя драйверами, обеспечивая при этом более низкие искажения и более высокую мощность, считайте его одним из лучших в мире сабвуферов с двумя 18-дюймовыми вентиляционными отверстиями, который просто использует четыре драйвера для добиться максимальной производительности.

al-4SB Система летающих сабвуферов

Al-4SB — это подвесной сабвуфер, разработанный специально для использования с субкомпактной системой линейного массива al-4. Благодаря той же передовой изобарической нагрузке, что и в нашем огромном сабвуфере as-418, al-4SB извлекает исключительный низкочастотный выход из компактного и легкого в использовании корпуса. В сочетании с системой линейного массива al-4, al-4SB обеспечивает мощное и четко определенное воспроизведение низких частот до 45 Гц.

Изобарический дизайн является ключом к тому, чтобы al-4 мог производить полезное количество низкочастотной энергии в корпусе, который соответствует крошечному размеру системы линейных массивов al-4.Несколько Al-4SB можно складывать друг в друга или летать вместе, чтобы соответствовать требованиям к пространству и конфигурации массива. Мы предлагаем специальный флаер, который позволяет летать аль-4SB в качестве направленной решетки с торцевым огнем для значительного снижения низкочастотной энергии (от -12 до -20 дБ) на заднюю часть массива при сохранении полного звукового воздействия (целостность импульсной характеристики ).

Возможность получить компактную систему сабвуфера без реального ущерба для производительности стоит дополнительных усилий и затрат. С другой стороны, если у вас много места и вы хотите получить максимальный объем выходного сигнала без ущерба для качества звука, использование нескольких изогрупп может дать вам наилучшее соотношение площади конуса / объема коробки, сохраняя при этом хорошую точность воспроизведения.

as-418 В разрезе, иллюстрация

al-4SB в конфигурации летающего огня

Для еще более продвинутых технологий и большей производительности сабвуфера в меньших корпусах ознакомьтесь с технологией VUE Active Compliance Management (ACM)

.

as-418 Quad 18-дюймовый изобарический сабвуфер — VUE Audiotechnik

Майк Адамс, ранняя встреча VUE ACM и изобарического дизайна

Конфигурация корпуса изобарического громкоговорителя относится к системам с двумя идентичными преобразователями, работающими одновременно с общим замкнутым воздухом, примыкающим к одной стороне диафрагмы каждого преобразователя.В теоретическом идеале воздушная камера между драйверами должна быть достаточно маленькой, чтобы быть практически несжимаемой — диафрагмы работали бы тесно связанными друг с другом, почти как если бы они были соединены вместе легким стержнем. Моделирование для истинно изобарической конструкции по сути идентично моделированию стандартной вентилируемой коробки, только вы бы разделили пополам Vas драйвера — изобарическая пара фактически действует как один двигатель с удвоенной магнитной цепью и движущейся массой. Это фактически сделает все корпуса ваших динамиков вдвое меньше, чем они обычно были бы для любого конкретного драйвера.Существует три основных типа изобарических конструкций: Все три основных типа могут иметь множество вариаций, включая вентиляцию задней камеры, загрузку передней части в полосовую камеру, на сегодняшний день VUE использует изобарический тип конуса к конусу с вентилируемой задней камерой. Такая конструкция обеспечивает более высокую мощность, меньшие искажения, меньшую групповую задержку и требует вдвое меньшего объема корпуса для заданного отсечки низких частот по сравнению с конструкцией с неизобарической вентиляцией. Как и во всех изобарических конструкциях, драйверы должны работать синхронно друг с другом, поэтому в конусно-конической конструкции каждый сигнал электрического привода преобразователя меняется на противоположный, чтобы компенсировать обратный акустический выход. От эзотерики к мейнстриму

Типовой сабвуфер HiFi изобарический диффузор-магнит

Разработанный в 1950-х годах уважаемым инженером-акустиком Гарри Ф. Олсоном, хорошо известен потенциал изобарической нагрузки для извлечения низкочастотных характеристик из относительно компактного размера. И хотя у изобарической технологии много преимуществ, сложность конструкции и затраты, связанные с увеличением количества низкочастотных динамиков и требованиями к мощности, ограничили ее широкое распространение в пользу более традиционных и менее сложных подходов.Компания VUE разработала постоянно расширяющийся ассортимент сабвуферов на изобарической основе, которые обеспечивают исключительную низкочастотную характеристику в относительно небольшом корпусе с использованием составных конструкций для приложений, где низкая полоса частот и более точные басы более важны, чем большой чистый выход и размер. В VUE al-4SB использование сдвоенных 15-дюймовых водолазов в изобарической конфигурации позволяет получить очень маленький корпус (необходимый для соответствия занимаемой площади массива субкомпактной системы линейных массивов al-4, обеспечивая при этом отклик до 45 Гц и двойной передача мощности одиночной 15-дюймовой системы аналогичного размера.В as-418 использование двух пар изобарических двойных 18-дюймовых драйверов обеспечивает отклик до 22 Гц с лучшим разрешением и большей потребляемой мощностью в меньшем корпусе, чем в большинстве двойных 18-дюймовых корпусов на рынке. Проектный подход Метод изобарической нагрузки предполагает объединение двух низкочастотных динамиков в прочно связанную «изопару». Обычно изопара имеет двухтактную конфигурацию «конус-конус» или «конус-магнит» с общим корпусом замкнутого воздуха, примыкающим к одной стороне каждой диафрагмы.Низкочастотные динамики работают как единый блок, при этом прямое излучение от переднего низкочастотного динамика объединяется с выходным сигналом заднего низкочастотного динамика в настроенном вентилируемом корпусе. Конечный результат изобарической нагрузки состоит в том, что связанная пара дает одинаковый частотный отклик в половине объема коробки, который потребовался бы для одного динамика того же типа. Например, если низкочастотный динамик рассчитан на оптимальную работу на площади 1 куб. Фут. корпуса, одна изопара одних и тех же динамиков может обеспечить одинаковое расширение низких частот и общие характеристики отклика при 0.5 куб. Футов корпус.

НАШЕ VUE ПО ISOBARIC

Изобарическая нагрузка может использоваться практически в любом типе корпуса, включая герметичные, вентилируемые или полосовые. Разработчики VUE применяют метод конуса к конусу, поскольку это наиболее компактный, эффективный и, следовательно, наиболее практичный метод изобарической нагрузки. Этот подход требует противоположного движения конуса, поэтому сабвуферы подключены с обратной полярностью друг от друга. Противоположное движение диффузора имеет дополнительное преимущество, поскольку устраняет любые нелинейности подвески отдельного низкочастотного динамика (различия в управлении подвеской внутрь и наружу), дополнительно уменьшая искажения.Конфигурация «лицом к лицу» или «раскладушка», как ее обычно называют, является наиболее компактным и, следовательно, наиболее практичным методом изобарической нагрузки для использования с учетом жестких ограничений среднего автомобиля. Эта конфигурация также обеспечивает полезный побочный эффект устранения нелинейностей драйвера. Если есть одна повторяющаяся тема в инженерии, так это то, что мать-природа ленива. Она сделала закон, что все, что находится в состоянии покоя, желает оставаться в покое, и точно так же все, что движется, предпочло бы оставаться в движении по прямой.Такова в целом жизнь, и динамика динамика не исключение. Это называется законом инерции, и выхода нет. Когда сабвуфер выполняет свою работу, он должен сжимать и разряжать воздух в помещении для прослушивания много раз в секунду, и чаще всего это требуется на больших расстояниях. Это создает большую нагрузку на сам конус, поскольку он борется за сохранение своей формы перед лицом интенсивного ускорения и замедления. В идеале конус динамика должен быть бесконечно жестким и не деформироваться ни при каких обстоятельствах, но это не идеальный мир, идеальный мир, и мы должны иметь дело с последствиями борьбы с матерью-природой.По мере того, как конус выталкивается наружу, он несколько сглаживается, поскольку пытается заставить воздух перед собой двигаться. Точно так же конус деформируется в другую сторону, когда конус возвращается и пытается сжать воздух в корпусе сабвуфера. Степень этой деформации зависит от геометрии диффузора, конструкции и мощности, с которой работает сабвуфер. Хороший инженер сконструирует свои конусы так, чтобы этот эффект был минимизирован, но инженеры могут сделать лишь так много, если они хотят сохранить движущуюся массу и / или снизить затраты.

as-418 Quad 18-дюймовый изобарический сабвуфер (без решеток)

al-4SB Cut-A-Way, иллюстрация

ISOBARIC САБВУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ VUE

as-418 Quad 18-дюймовый изобарический сабвуфер

Флагман семейства сабвуферов A-класса, внушительный as-418 устанавливает четыре специально разработанных 18-дюймовых динамика в относительно компактный корпус, сопоставимый по размеру с большинством двух 18-дюймовых сабвуферов. Драйверы сконфигурированы в пару изобарических (двухтактных) конфигураций спереди-вперед.Каждая подобранная пара низкочастотных динамиков действует как отдельный динамик, при этом направленный внутрь динамик в тандеме с сопряженным низкочастотным динамиком, обращенным назад. Вместе они действуют как один драйвер с вдвое большей мощностью и гораздо более мощным двигателем, что позволяет лучше контролировать движение вуфера. Он также обеспечивает более низкую частотную характеристику по сравнению с одним драйвером в вентилируемом корпусе того же размера. Эта конструкция Compound Force обеспечивает очень расширенный басовый отклик наряду с большей мощностью и меньшими искажениями в корпусе размером не больше обычного двойного 18-дюймового сабвуфера.AS-418 может использоваться для построения направленных низкочастотных решеток как в конфигурации CSA, так и в качестве оконечных решеток, чтобы уменьшить энергию за решетками. Сетевой ЦСП / усилитель системы V6 VUEDrive может питать as-418 и обеспечивать необходимую задержку и обработку сигнала для поддержки низкочастотных массивов. Что касается пропускной способности и мощности, as-418 обеспечивает лучшую производительность, чем сдвоенный 18-дюймовый сабвуфер аналогичного размера. Чувствительность as-418 (выход 1 Вт на 1 м) сравнима с системой с двумя драйверами, обеспечивая при этом более низкие искажения и более высокую мощность, считайте его одним из лучших в мире сабвуферов с двумя 18-дюймовыми вентиляционными отверстиями, который просто использует четыре драйвера для добиться максимальной производительности.

al-4SB Система летающих сабвуферов

Al-4SB — это подвесной сабвуфер, разработанный специально для использования с субкомпактной системой линейного массива al-4. Благодаря той же передовой изобарической нагрузке, что и в нашем огромном сабвуфере as-418, al-4SB извлекает исключительный низкочастотный выход из компактного и легкого в использовании корпуса. В сочетании с системой линейного массива al-4, al-4SB обеспечивает мощное и четко определенное воспроизведение низких частот до 45 Гц. Изобарический дизайн является ключом к тому, чтобы al-4 мог производить полезное количество низкочастотной энергии в корпусе, который соответствует крошечному размеру системы линейных массивов al-4.Несколько Al-4SB можно штабелировать или летать вместе, чтобы соответствовать требованиям к пространству и конфигурации массива. Мы предлагаем специальный флаер, который позволяет летать аль-4SB в качестве направленной решетки с торцевым огнем для значительного снижения низкочастотной энергии (от -12 до -20 дБ) на заднюю часть массива при сохранении полного звукового воздействия (целостность импульсной характеристики ). Возможность получить компактную систему сабвуфера без реального ущерба для производительности стоит дополнительных усилий и затрат. С другой стороны, если у вас много места и вы хотите получить максимальный объем выходного сигнала без ущерба для качества звука, использование нескольких изогрупп может дать вам наилучшее соотношение площади конуса / объема коробки, сохраняя при этом хорошую точность воспроизведения.

as-418 В разрезе, иллюстрация

al-4SB в конфигурации летающего огня

Для еще более продвинутых технологий и большей производительности сабвуфера в небольших корпусах воспользуйтесь технологией VUE Active Compliance Management (ACM). Контроллер сабвуфера

Контроллер сабвуфера

Продукты Elliott Sound пр.48

© Январь 2000 г., Род Эллиотт (ESP)
Обновлено 3 февраля 2004 г.


Обратите внимание: печатных платы доступны для последней версии этого проекта.Нажмите на картинку для более подробной информации.

Введение

Сабвуферы очень популярны, и домашний кинотеатр является одной из движущих сил. Тем не менее, хороший сабвуфер значительно дополняет обычный программный материал Hi-Fi, особенно если он предсказуем и имеет хорошие характеристики отклика.

В большинстве сабвуферов используется большой динамик в большом корпусе, с вентиляционными отверстиями и всеми трудностями (и капризами), которые влечет за собой обычная эксплуатация. Под обычным я подразумеваю, что динамик и кабинет работают как резонансная система, используя параметры Тиле-Смолла, чтобы получить коробку, которая (если все работает должным образом) обеспечит отличные характеристики.


Фото готового прототипа

Принцип расширенной низкой частоты TM (или ELF TM ) [1] на удивление необычен, поскольку один производитель, которого я обнаружил, использовал его в своих сабвуферах [2] . Я подозреваю, что есть еще один, но я не уверен, что используется тот же метод, хотя принцип тот же. Поскольку ELF является товарным знаком, я не буду использовать этот термин в этом проекте, но буду называть свою версию сабвуфером с электронным управлением (EAS).Я кратко подумал о принципе электронного сабвуфера (ESP), но решил, что это будет глупо.

Основные принципы были открыты Эдвардом Лонгом и Рональдом Викершэмом (хотя есть вероятность, что другие использовали подобные принципы заранее, доступной литературы мало), и оба они указывают на некоторые серьезные проблемы при воспроизведении низких частот. , подчеркивая тот факт, что басы — это основа, на которой создается звуковой образ, и что фазовая характеристика перенесенных корпусов может вызвать «размытие» звука во временной области.Я не знаю насчет «размазывания», но знаю, что мой прототип обеспечивает более глубокие и жесткие басы, чем все, что я слышал раньше. Портовые корпуса определенно вызывают проблемы со звуком, поскольку механизм воспроизведения основан на двух резонансных системах, и требуется время, чтобы звук нарастал и затухал.

Зигфрид Линквиц [3] разработал схему, которая выравнивает нижний конец системы, но не влияет на более высокие частоты. Это показано и полностью описано в Проекте 71 и должно использоваться с кроссовером.Несмотря на то, что она предлагает несколько преимуществ по сравнению с описанной здесь системой EAS, она также в большей степени зависит от вашего детального знания параметров драйвера громкоговорителя.

Электроника для выполнения необходимой обработки проста в сборке, единственной сложной частью является достаточно мощный усилитель и правильный выбор драйверов громкоговорителей. Корпус очень простой, так как он маленький и герметичный, поэтому нет проблем с резонансом и настройкой, о которых нужно беспокоиться.

Что? Маленькая герметичная коробка для сабвуфера — этого не может быть.Что ж, это так, и принцип сильно отличается от обычного подхода. Когда громкоговоритель установлен в герметичной коробке (или любой другой коробке, если на то пошло), он будет иметь резонансную частоту выше, чем в открытом воздухе. Чем меньше поле, тем выше будет резонансная частота.

При использовании подхода EAS идея состоит в том, чтобы управлять динамиком ниже резонанса, когда все пики импеданса остались позади на верхних частотах, оставляя очень предсказуемую динамику для работы в низкочастотном диапазоне.Поэкспериментировав, я определил, что коробка объемом 55 литров была идеальной (без динамика оказалось 60 литров, так что с установленным динамиком это примерно правильно) для моего водителя, 4-омного, 250Вт 380-мм монстра, с резонансная частота свободного воздуха 18 Гц. В маленькой коробке это увеличено до 63 Гц, и это определяет максимальную частоту работы. Резонанс, вероятно, должен был быть немного выше, но он звучит правильно, поэтому я не буду сильно беспокоиться.

Ниже резонанса громкоговоритель в герметичном корпусе имеет отклик, который падает до 12 дБ / октава, поэтому требуется средство для обеспечения сигнала возбуждения усилителя, который увеличивается с той же скоростью.Очень распространенной схемой в электронике является интегратор, и он используется во многих приложениях обработки сигналов. Интегратор имеет частотную характеристику, которая падает на 6 дБ / октаву от постоянного тока, простираясь на сколько угодно. Используя два интегратора, мы получаем отклик, который падает на 12 дБ / октаву, а добавляя резисторы, мы можем заставить отклик откладываться на любой выбранной нами частоте. Включая конденсаторы, мы можем создать фильтр верхних частот, так что отклик на постоянный ток невозможен (да и не желателен — но об этом позже).

Похоже, что по причинам, которые являются полной загадкой для меня (и других), процесс ELF TM запатентован. Поскольку основная теория является общественным достоянием и обсуждалась другими [3] , [4] , довольно подробно, сомнительно, что патентная жалоба будет рассматриваться в суде, однако я должен вас предупредить об этом. это. Теоретически строительство этого проекта, возможно, является нарушением патента, однако для индивидуального использования его невозможно обеспечить.Коммерческое производство — это другое дело, но никто бы все равно не стал делать это без моего согласия (хммм), естественно, прочитав и поняв мой отказ от ответственности и уведомление об авторских правах.

Выбор драйвера и оборудование

Здесь требуется короткое слово, чтобы вы могли определить, действительно ли ваш динамик будет работать в небольшом герметичном корпусе. Принцип EAS (или схема преобразования Линквица) позволит любому драйверу расширить диапазон до 20 Гц или даже ниже. Хороший быстрый тест — воткнуть динамик в коробку и довести его до 100 Вт или около того при 20 Гц — вы должны увидеть большое движение диффузора, некоторые вещи будут дребезжать, но на самом деле вы не должны слышать тон.«Плохой» динамик будет генерировать 60 Гц (третья гармоника) — если вы ничего не слышите, динамик будет работать в эквализованном сабвуфере.

Если тональный сигнал слышен или динамик показывает какие-либо признаки неисправности (например, разбивается диффузор с соответствующими ужасными шумами), то драйвер не может использоваться таким образом. Найдите другой драйвер или используйте вентилируемый корпус.

Прежде чем вы сможете создать свой собственный блок EAS, вам нужно будет выбрать подходящий драйвер, используя приведенное выше в качестве руководства.Экскурсия конуса будет очень высокой на самых низких частотах, поэтому динамик должен иметь высокую мощность, хороший ход и разумный размер (ничто не заменит область конуса для движения воздуха на низких частотах). Я использую драйвер 380 мм (15 дюймов), но можно использовать два драйвера меньшего размера (скажем, 300 мм — 12 дюймов) или даже большее количество меньших драйверов. У меня также были отличные результаты с одним 300-миллиметровым драйвером, который имеет более низкую чувствительность (как и следовало ожидать), но вполне подходит для обычного использования.

Методы испытаний, которые я использовал, применимы к любой комбинации, но в целом я предлагаю либо один большой драйвер, либо пару (скажем) 300-мм блоков. Следующее препятствие — усилитель, необходимый для работы динамика. Это нетривиально. Если выбранный драйвер имеет чувствительность 93 дБ / Вт на расстоянии 1 метра, то вы можете с уверенностью предположить, что эффективность будет ниже, чем это ниже резонанса, примерно в 6 дБ или более. Если вы привыкли управлять сабвуфером на 100 Вт, это означает, что вы только что увеличили мощность до 400 Вт — хотя это чрезмерное упрощение.

Если мы будем использовать сабвуфер с частотой 60 Гц (моя цель с самого начала), мы увеличим мощность на 12 дБ для каждой октавы, поэтому, если требуется 20 Вт при 60 Гц, то при 30 Гц она увеличится до 320 Вт, а при 15 Гц, вам понадобится более 5кВт.

К счастью, в действительности все обстоит немного иначе, и 400 Вт или около того будет более чем достаточно для довольно мощной системы, в основном из-за того, что содержание энергии в области низких частот обычно не так уж велико. (Хотя некоторые программные материалы могут иметь очень высокое содержание энергии, в общем случае это , а не ).Система EAS дополняет существующую систему, которая имеет возможность естественного спада — сравните это с обычным случаем, когда кроссовер используется для отделения низких басов от основной системы, поэтому возможности существующих динамиков теряются.

Этот метод управления переводом лучше всего подходит для систем, в которых основные корпуса герметичны, а не портированы. Хотя он по-прежнему будет работать с портированными системами, фазовая характеристика будет непредсказуемой, а общая производительность может не соответствовать вашим ожиданиям.В качестве эксперимента порт (ы) можно заблокировать. Это не только улучшит работу блока EAS с вашими основными громкоговорителями, но и улучшит их переходные басы. Убедитесь, что внесенные вами изменения обратимы!

Одна область, в которой вам действительно нужно быть очень осторожной, — это выбор басового динамика и размера корпуса. Они критически привязаны к характеристикам выбранного сабвуфера и должны быть тщательно согласованы для достижения наилучших характеристик (и минимальной мощности).Если коробка слишком маленькая, тогда резонансная частота будет слишком высокой, что приведет к резкому снижению эффективности и пиковому отклику от сабвуфера. Если поле слишком велико, резонанс будет ниже, чем требуется, и система будет иметь отклик, который действительно соответствует характеристикам 12 дБ / октава.

Полезно, если вы знаете частоту основных динамиков -3 дБ и умножьте ее на 0,75, чтобы получить частоту -6 дБ. Это частота, на которой вы фактически перейдете от основных динамиков к сабвуферу.Блок EAS в идеале должен быть настроен так, чтобы его резонанс был в 1–1,4 раза больше резонанса основных динамиков. В рамках своих экспериментов я проверил резонанс своего блока EAS и обнаружил, что он составляет 63 Гц. Что меня немного удивило, так это размер пик — чуть более чем вдвое больше нерезонансного импеданса. Это очень низкий показатель (предположительно) из-за маленькой коробки и наполнения из стекловолокна. Стандартное сканирование частоты показывает небольшое повышение уровня выходного сигнала при резонансе, но это можно игнорировать (в любом случае комната будет иметь гораздо более глубокий эффект).

Предположим, что ваши основные динамики работают на 3 дБ ниже на частоте 60 Гц — это резонансная частота закрытого корпуса. Это означает, что они будут на 6 дБ ниже при 45 Гц. Поэтому резонансная частота для комбинации блока EAS / громкоговорителя должна находиться в диапазоне от 60 Гц до 80 Гц, чтобы получить хорошее согласование. Вам нужно будет либо поэкспериментировать с реальными коробками, либо использовать программу для проектирования акустических коробок (BassBox, BoxPlot и т. Д.) — либо просто построить ее и послушать.

Кажется, что в системе есть изрядная гибкость, поэтому маловероятно, что устройство, которое вы построите, будет полностью неподходящим — например, если у него нет резонанса на 60 Гц и ваши основные динамики спадают выше 100 Гц.Если вы сделаете коробку слишком большой, ее легко уменьшить, добавив подходящую упаковку. Если он слишком маленький, это будет немного сложнее 🙂

Коробка, которую я построил, сделана из МДФ (ДВП средней плотности) 25 мм (1 «) и набита стекловолокном. Не говоря уже о том, что она очень тяжелая (что хорошо, потому что она хочет ходить с низкими частотами) , кабинет акустически мертвый, резонансов на низких частотах вообще нет (в отличие от моего дома и мебели, черт возьми!).Низкочастотный динамик утоплен в перегородку и герметизирован пеной для защиты от атмосферных воздействий. При прикреплении динамика НЕ ​​используйте шурупы для дерева или любые другие винты в МДФ. Я использовал «тройники». Понятия не имею, как их называют в других странах мира, но выглядят они так …


Тройник

Центр имеет резьбу и принимает винт с металлической резьбой, а маленькие шипы означают, что вам просто нужно просверлить отверстие и забить гайку тройника. Если вы используете винт через отверстие и слегка ввинтите в гайку тройника, вы сможете удерживать его на месте, когда будете отталкивать его, а также сможете увидеть, что он ровный, когда вы закончите.Только убедитесь, что конец винта не выступает из конца, иначе вы больше никогда не удалите его после удара! Я предлагаю вам закрепить гайку тройника на месте с помощью строительного клея (не попадите в резьбовую часть), чтобы они не выпали во время установки динамика.


Контроллер EAS

Контроллер довольно (на самом деле очень) прост, и его схема показана на рисунке 1. Входной буфер гарантирует, что входной импеданс источника не влияет на характеристики интегратора, и позволяет суммировать левый и правый каналы без перекрестных помех.На выходе имеется переключатель реверса фазы, так что переводник может быть правильно синхронизирован с остальной частью системы. Если средние низкие частоты исчезают при перемещении регулятора уровня, значит, фаза неправильная, поэтому просто переключитесь в противоположное положение.


Рисунок 1 — Оригинальный фильтр / контроллер EAS

Получается, что контроллер можно упростить, но толку в этом нет. Хотя двойной горшок казался мне хорошей идеей, когда я построил свой юнит, на самом деле он меняет только усиление.Теперь, поэкспериментировав еще немного, это очень хорошо, так как это означает, что уровень с помощью контроллера можно настроить так, чтобы убедиться, что нет искажений — может быть огромное количество усиления на низких частотах, и если усиление слишком велико, искажения гарантированы!

Интеграторы (U1B и U2A) включают полочные резисторы (R6 и R9), а цепи конденсатор / резистор (C1-R4, C3-R7) обеспечивают ослабление сигналов ниже 20 Гц. Если вы не хотите опускаться так низко, то значение конденсаторов (или резисторов R4 и R7) можно уменьшить.Я использовал конденсаторы 4,7 мкФ, и это неполяризованные электролиты — требовалось высокое значение, чтобы поддерживать низкое сопротивление интеграторов. Первоначально я включил двойной потенциометр (VR1), чтобы можно было установить спад верхней частоты, однако он не делает этого (как описано выше). Конечный выходной уровень устанавливается с помощью VR2, который можно не учитывать, если ваш усилитель мощности имеет регулятор уровня.

Заменять операционные усилители на другие — это нормально, но для этого нет особых причин. Любое устройство для замены должно быть операционным усилителем с полевым транзистором, иначе может возникнуть проблема смещения постоянного тока.Не поддавайтесь соблазну использовать усилитель с постоянным током. Если тот, который вы планируете использовать, связан по постоянному току, вход должен быть изолирован конденсатором. Выберите значение, чтобы получить частоту -3 дБ около 10 Гц, так как это мало повлияет на низкочастотную характеристику, но поможет ослабить дозвуковые частоты.

Диапазон единичного усиления (с использованием потенциометра 20k, как показано) составляет от 53 Гц до 159 Гц. Этого должно быть достаточно для большинства систем, но при желании резисторы (R5 и R8) могут быть увеличены до 22 кОм, или вы можете выбрать потенциометр большего номинала.Использование резисторов 22 кОм и потенциометра 20 кОм даст диапазон от 36 Гц до 72 Гц.

Частота единичного усиления важна только в одном отношении — она ​​будет определять внутреннее усиление системы и должна быть установлена ​​на основе уровня входного сигнала. Если частота единичного усиления установлена ​​на (скажем) 100 Гц и имеется вход 1 В RMS, то вход 1 В RMS при 20 Гц сильно ограничит интеграторы. Я предлагаю, чтобы VR1 был внутренним и устанавливался, когда вы знаете уровень сигнала, который вы будете использовать — это определяется входной чувствительностью вашего усилителя (ов) мощности, используемого в основной системе.Наверное, проще немного поэкспериментировать, чем пытаться все измерить.

Чтобы обеспечить более низкие частоты, вы можете увеличить полочные резисторы 100 кОм (R6 и R9) до 220 кОм, а конденсаторы верхних частот (4,7 мкФ) — на 10 мкФ (или R4 и R7 могут быть увеличены — максимум 4,7 кОм). Рекомендовано). Это даст частоту оборота около 8 Гц, но следует ожидать использования намного большей мощности, поскольку, вероятно, будет значительная дозвуковая энергия, которая создаст большие отклонения конуса без видимого улучшения.

Вход должен быть нормальным полным диапазоном (или для системы с двойным усилением, полным низкочастотным сигналом). Не используйте кроссовер или другой фильтр перед контроллером EAS. Для окончательной настройки и интеграции системы в комнату для прослушивания я рекомендую эквалайзер Project 84 с постоянной добротностью. Конечный результат при использовании этого необычайно хорош — у меня ровный отклик в комнате на 20 Гц!

В качестве источника питания используйте блок из Project 05, или что-нибудь еще обеспечит +/- 15 В при нескольких миллиампер.Моя подача даже не регулируется, и вся система практически бесшумна, насколько вы можете (или не слышать). Конструкция не критична — я построил свой на куске Veroboard (перфорированной прототипной платы) и сумел уместить все (включая выпрямитель источника питания и фильтр) на куске размером около 100 x 40 миллиметров с запасом места.

Система EAS на удивление проста в установке без каких-либо инструментов. Конечно, если у вас есть измеритель звукового давления и генератор, вы также можете проверить настройки с помощью измерений.Помните, что акустика комнаты испортит результаты, поэтому, если вы не хотите перетаскивать всю систему на улицу, проще всего настроить на слух. Даже если вы правильно сделали это в безэховой среде, это все равно полностью изменится, когда оно окажется в вашей комнате для прослушивания.

Чтобы все получилось, нужно немного поэкспериментировать, но сделать это на удивление легко. При правильной настройке тестовая дорожка (или бас-гитара) должна быть плавной от самой высокой басовой ноты до самой низкой, без резких пиков или провалов.Некоторые из них неизбежны из-за резонансов в помещении и т.п., но вы найдете настройку, которая просто звучит «правильно» с небольшими трудностями.


Усилитель мощности

У меня было много запросов на усилитель высокой мощности (устройство мощностью 400 Вт, которое я использую, было специальным комплектом, поэтому я не мог отказаться от него 🙂 Самый простой — использовать усилитель сабвуфера (Project 68), который разработан специально для сабвуферов.

Теперь, если вам нужен действительно мощный сабвуфер, используйте два 300-миллиметровых (12-дюймовых) вуфера с одним усилителем 250 Вт на динамик.Такая система была бы превосходной, тем более что эффективная площадь диффузора больше, чем у низкочастотного динамика диаметром 380 мм, который я использую. Типичный 300-миллиметровый динамик имеет площадь конуса около 0,05 м² по сравнению с 0,085 м² для устройства 380 мм, поэтому у двух 300-миллиметровых динамиков общая эффективная площадь конуса составляет 0,1 м². Вы можете пройти весь путь, с 300-миллиметровым драйвером на каждой грани куба, с усилителем 250 Вт на каждую. 1500 Вт низких частот вполне подойдет, особенно с диффузором площадью 0,3 м².

Идея не так глупа, как кажется.С шестью драйверами 200 мм (8 дюймов) площадь диффузора составит около 0,13 м² (примерно столько же, сколько у одного драйвера 450 мм (18 дюймов)), а коробка все равно будет довольно маленькой — около 60 литров (я предполагаю ). Существует много возможностей для экспериментов, и гораздо меньше шансов, что коробка окажется полностью бесполезной, чем с обычными портированными конструкциями.

Если бы драйвер, который я использую, не был особенным, я, вероятно, использовал бы пару 300-миллиметровых драйверов для своего собственного сабвуфера. Как вы уже догадались, я хотел свести к минимуму затраты на это.Мне даже удалось получить МДФ за 15 австралийских долларов за лот — в обрезки. Краска для коробки дороже!

Вы должны согласиться с тем, что для работы этого проекта вам понадобится усилитель большего размера, чем вы могли бы сделать в противном случае. С другой стороны, вы получите производительность, превышающую производительность большинства сабвуферов — мой, похоже, дает почти ровный отклик до менее 20 Гц, за исключением того, что я на самом деле его не слышу. Мой измеритель уровня звука может, и он подтверждает, что реакция есть. Спад ниже 15 Гц, но я подозреваю, что это мой измеритель, а не вуфер, поскольку двойной интегратор все еще работал.Это было до того, как я построил устройство должным образом, и я позволил тестовой схеме понизиться до 1,5 Гц — это вызвало, мягко говоря, некоторые чрезмерные отклонения конуса!


Производительность моего прототипа

Я измерил 80 дБ SPL на расстоянии 1 метра в своей мастерской (сабвуфер, расположенный на табурете более или менее в центре помещения) при 25 Гц и 70 Вт. Это значительно улучшилось, когда устройство было установлено в комнате для прослушивания, но, как я сказал ранее, обычно не так много записывается ниже 35 Гц.Самая длинная труба на органе обычно составляет около 16 Гц, но все же можно использовать и трубы большего размера. Было обнаружено, что необходимо остановить одну группу диапазонов (способных к 8 Гц) в знаменитом органе Сиднейской ратуши, потому что, когда они использовались, очень низкая частота приводила к повреждению здания.

Пара оркестровых записей показала грохот движения (или, возможно, метро), о котором я совершенно не подозревал раньше (однако это было до того, как он был настроен правильно, и басы были немного громче, чем нужно).После правильной настройки его присутствие очень ненавязчиво — за исключением того, что теперь у меня есть около полутора октав дополнительных нижних частот.

В конце концов я выбрал минимальную частоту 20 Гц (-3 дБ), и это отражено в значениях компонентов, показанных на рисунке 1. Фактическая частота перехода составляет 16,5 Гц, после чего выходной сигнал ослабляется примерно на 12 дБ / октаву (см. Фигура 2). Без спадающих конденсаторов коэффициент усиления составил бы 20 дБ на частоте 20 Гц. Частоты усиления Unity составляют около 4 Гц и 63 Гц с центрированным потенциалом 20k.


Рисунок 2 — Частотная характеристика контроллера EAS

Некоторые австралийские читатели могут узнать марку вуфера на фотографии (рис. 3) моего законченного устройства. Компактный размер коробки можно увидеть из того факта, что вокруг самого динамика очень мало зазора, и большая часть того, что есть, это верх и боковые стороны — я использовал 25 мм МДФ, поэтому он делает внешнюю часть коробки довольно привлекательной. немного больше, чем внутри. Внешние размеры: 470 Вт x 450 В x 410 Г (18 1/2 дюймов x 17 1/2 дюймов x 16 дюймов), что дает емкость 60 литров (около 2.1 фут³ — без учета внутреннего пространства, занимаемого динамиком. Думаю, вы согласитесь, что это действительно маленькая коробочка для динамика диаметром 380 мм, работающего до 15 Гц.


Рисунок 3 — Фотография готового шкафа EAS

В целом, я должен сказать, что сомневаюсь, что какой-либо традиционный дизайн был бы таким компактным или имел бы такую ​​ясность и солидарность. Будучи герметичной коробкой, здесь нет «вафли», которую часто дают конструкции с портами, а динамик защищен от чрезмерного отклонения давлением воздуха в самой коробке (во всяком случае, ниже частоты среза).

Нижняя часть моей системы сейчас ошеломляет. Он прочный, как скала, и когда к нему обращаются, он буквально гремит. Усилителя мощностью 400 Вт более чем достаточно для работы, учитывая, что он должен идти в ногу с основной системой с двойным усилением, способной обеспечивать очень высокий уровень звукового давления (до 120 дБ на моем месте прослушивания). Фактически, быстрый тест показывает, что 200 Вт было бы достаточно (но … лучше иметь его и не нуждаться в нем, чем нуждаться в нем и не иметь его).

Тот факт, что конструкция EAS дополняет существующие динамики, а не заменяет их полностью кроссовером, имеет большое значение для обеспечения того, чтобы требования к мощности не выходили из-под контроля.В качестве дополнительного преимущества я обнаружил, что получаю то же самое слуховое ощущение при гораздо более низких уровнях звукового давления — я могу довольно хорошо слушать на 90 дБ, но это звучит намного громче. Я даже слышу телефонный звонок, пока слушаю!

В целом, я считаю маловероятным, что что-либо, кроме изобарического корпуса, могло бы дать такую ​​же производительность для размера коробки, даже близко к коробке EAS, и даже в этом случае было бы ограничено примерно 35 Гц. К этому добавляется довольно непредсказуемый комбинированный отклик основных динамиков и сабвуфера, что не является проблемой для этой конструкции.Для системы EAS требуется больше энергии, чем для обычной конструкции, но для многих людей мощность намного дешевле, чем место.

Учитывая характеристики, я бы никогда больше не стал рассматривать обычные сабвуферы, за исключением изобарической частоты, которая была в моей машине, которая снизилась до 40 Гц (-3 дБ), но была приемлемой, учитывая среду прослушивания (у меня нет сабвуфера в моя машина на данный момент). Единственный другой сабвуфер, который мне нравится, — это дипольный (т.е. открытый) механизм [3] , но я боюсь, что сейчас придется немного подождать — у меня есть система EAS, и я очень ей доволен. .


Список литературы
  1. ELF ™ и Extended Low Frequency ™ являются товарными знаками Long / Wickersham Labs
  2. .
  3. Bag End® является товарным знаком Modular Sound Systems, Inc. (http://www.bagend.com)
  4. Siegfried Linkwitz — Linkwitz Labs (http://www.linkwitzlab.com)
  5. Джон Л. Мерфи, Tech Topics # 13 — TrueAudio (http://www.trueaudio.com)

Я благодарен Зигфриду Линквицу за некоторые очень полезные указатели и другие источники информации, использованные в этой статье, а также различным другим, которые стимулировали мои усилия, а также предоставили некоторую полезную информацию.



Указатель проектов
Основной указатель
Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, но не ограничиваясь, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторским правом (c) 1999-2004. Воспроизведение или переиздание любыми средствами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещено международными законами об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только для личного использования, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки во время создания проекта.Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

Страница Создана и Авторские права (c) 14 января 2000 г. / Обновлено 7 января 2004 г.


Изобарический громкоговоритель — Infogalactic: ядро ​​планетарных знаний

Конфигурация изобарического громкоговорителя Конфигурация была впервые представлена ​​Гарри Ф. Олсоном в в начале 1950-х годов и относится к системам, в которых два или более идентичных вуфера (низкочастотных динамиков) работают одновременно с общим корпусом замкнутого воздуха, примыкающим к одной стороне каждой диафрагмы.В практических приложениях они чаще всего используются для улучшения низкочастотной характеристики без увеличения размера корпуса, хотя и за счет стоимости и веса.

Название происходит от термина Isobar («равное давление»), которое происходит от греческого слова «isobares», что означает «равный вес». [1] Как следует из этого слова, замкнутый воздух действительно испытывает примерно равное давление от каждой диафрагмы, с которой он контактирует, но эти силы на самом деле параллельны, а не противоположны, поэтому воздух вынужден двигаться.

Принципы проектирования

Изобарический громкоговоритель в схеме конус-магнит (синфазный). На изображении выше показан герметичный корпус; В вентилируемых корпусах также может использоваться изобарическая схема.

Два идентичных динамика соединены для совместной работы как одно целое: они установлены один за другим в кожухе, образуя воздушную камеру между ними. Объем этой «изобарической» камеры в значительной степени несущественен и обычно выбирается довольно маленьким из соображений удобства.В сабвуфере, где выход средних частот не требуется, оптимальное расположение спереди вперед. Два драйвера размещены либо «конус к магниту» и подключены по фазе друг к другу, либо «конус к конусу» или «магнит к магниту» и подключены не по фазе друг к другу, так что их конусы перемещаются вместе при возбуждении звуковым сигналом . Термин «изобарический» указывает на ошибочное представление о том, что давление воздуха в камере между громкоговорителями постоянно («изобарическое» состояние).

Два динамика, работающих в тандеме, демонстрируют точно такое же поведение, как один динамик в вдвое большем корпусе.Кабинет определяется как пространство позади заднего водителя. Объем воздуха между динамиками не имеет акустической функции, поэтому экономия места составляет менее 50%. Все остальные аспекты остались неизменными, например, резонансная частота и максимальный уровень звукового давления. Новый драйвер будет иметь такую ​​же резонансную частоту, Qts, искажения, отклонение и т. Д., Что и один драйвер с тем же подаваемым сигналом. Поскольку сопротивление также уменьшается вдвое, эта производительность достигается при удвоении мощности. Таким образом, новый КПД на 3 дБ ниже, чем у одного динамика.Причина неизменной резонансной частоты проста: новый комбинированный динамик имеет в два раза большую подвижную массу по сравнению с одинарным динамиком, но также вдвое меньше податливости из-за двойной подвески.

В результате пара связанных драйверов (изогруппа) теперь может воспроизводить ту же частотную характеристику в половине объема коробки, которая требуется для одного драйвера того же типа. Например, если динамик оптимизирован для работы в 40-литровом корпусе, одна изогруппа тех же динамиков может достичь такого же расширения низких частот и общих характеристик отклика в 20-литровом корпусе.Вышеупомянутые объемы не включают изобарическую камеру. Если изогруппу поместить в исходные 40 литров, загрузка будет неправильной (если 40 литров были правильной загрузкой громкоговорителя).

Конечно, если вы удвоите движущуюся массу одиночного драйвера, уменьшите вдвое его податливость и вдвое уменьшите его импеданс, вы получите идентичные результаты. Хотя для этого требуется возможность изготовления нестандартного драйвера, это дает преимущество в экономии места и затрат, поскольку нужен только один драйвер.

Искажение

Любое нелинейное поведение динамиков влияет на звуковое давление внутри камеры и может привести к возникновению компонентов искажения. В противофазных конструкциях (конструкции «конус к конусу» и «магнит к магниту») это обычно происходит из-за несимметричного поведения спереди назад. Это также может произойти, когда динамик включен на высокий уровень в течение длительного периода времени, и звуковые катушки двух драйверов рассеиваются на разных уровнях из-за разной циркуляции воздуха (один динамик подвергается воздействию наружного воздуха, а другой полностью закрыт камера).Одна запатентованная конструкция пытается ослабить это искажение с помощью поглощающего материала между драйверами. [2]

Список изобарических динамиков

В производстве

Снято с производства

  • Linn Isobarik DMS и PMS [9]
  • Линн Исобарик Сара 9 [10]
  • Линн Келтик [11]
  • Линн Мелодик Актив Изобарик Бас
  • Ampeg SVT50DL ‘Изовент’ кабинет басовый
  • Miller & Kreisel MX-2000
  • Miller & Kreisel MX-70
  • Euphonic Audio iL-110

Список литературы

Внешние ссылки

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *