Nesta página examinaremos brevemente os elementos que compõem qualquer woofer e alto-falante de médio porte. Isso o ajudará a entender melhor a estrutura do subwoofer e a imaginar de forma mais completa o processo de reprodução do som.

Então, o que é um subwoofer ou alto-falante de baixa frequência? Um subwoofer é um dispositivo que converte a frequência do sinal em vibrações do ar, que percebemos como som.

O princípio de funcionamento é o seguinte - o sinal do amplificador é transmitido através dos fios até uma bobina, que, ao interagir com um ímã, movimenta e movimenta o difusor do alto-falante, que cria ondas sonoras (vibrações do ar).

Agora que são definições suficientes, vamos dar uma olhada nas fotos.

Componentes

Abaixo estão os principais elementos que compõem o subwoofer.

Suspensão— fixa o difusor ao cesto. Juntamente com o comprimento do enrolamento da bobina, afeta o curso do alto-falante, e a elasticidade e a resistência dependem do material.

Anel de montagem- funciona como vedação em alguns modelos podendo fixar a suspensão ao cesto.

Saída de fio— uma solução moderna é direcionar os fios da bobina ao longo de uma arruela de centralização, o que elimina a possibilidade de danos e sons estranhos durante a operação.

terminal— os fios acústicos do amplificador são conectados ao bloco de terminais em alguns modelos podem estar ausentes, oferecendo ao proprietário uma conexão direta ou através do terminal da caixa.

Bobina de voz- localizado no intervalo entre essencial E flange superior, onde um campo magnético é formado. A bobina é um cilindro ( manga), no qual é enrolado um fino fio de cobre ( enrolamento da bobina). Manga conectado a difusor, devido ao qual é colocado em movimento.

Cestaé a caixa do alto-falante e a estrutura de todos os elementos.

Tampa contra poeira- evita que a poeira entre na abertura da bobina de voz.

Difusor- a área que cria vibrações no ar que ouvimos como som.

Arruela de centralização— centraliza e mantém a bobina na lacuna.

Sistema magnético. MagnéticoÉ feito de ligas especiais ou cerâmicas magnéticas - pós especialmente prensados ​​e “sinterizados”. A potência do alto-falante depende da massa e do material do ímã.

Magnético localizado ao redor essencial e garantido entre principal E mais baixo flanges. Tudo isso junto compõe o sistema magnético do subwoofer.

Orifícios de ventilação E canal de exaustão de ar usado para remover o calor e proteger a bobina contra superaquecimento. O resfriamento pode ser passivo ou ativo, ambas as opções são utilizadas em alto-falantes. Com o resfriamento passivo, o calor é dissipado pela transferência de calor dos materiais, e com o resfriamento ativo, o ar quente é retirado pelo movimento do difusor, respectivamente, ao acelerar ou aumentar a amplitude de movimento, a intensidade do resfriamento também aumenta.

Conclusão

Esses foram os principais elementos que compõem o subwoofer de baixa frequência e a maioria dos alto-falantes de média frequência possuem esse princípio. Os de alta frequência são construídos de maneira um pouco diferente.

A combinação, os materiais e as interações de todos esses elementos determinam as características do subwoofer e, claro, o caráter sonoro e a qualidade do alto-falante.

Vídeo sobre em que consiste um subwoofer

Espero que depois deste material você entenda em que consiste um subwoofer e como ele funciona.

Os sistemas de alto-falantes projetados para reproduzir frequências sonoras que variam de 20 a 120 Hz são chamados de subwoofers. O princípio de funcionamento deste dispositivo é converter sinais elétricos em acústicos. Quando potenciais consumidores perguntam o que é um subwoofer, a explicação apresentada acima às vezes não é suficiente. Por este motivo, os especialistas devem descrever com mais detalhes as características técnicas do dispositivo apresentado.

Tipos de dispositivos:

• Ativo;
• Passiva.

Na verdade, não é tão difícil explicar o que é um subwoofer ativo, pois se trata de um modelo que inclui em seu design um amplificador de potência, além de um crossover ativo. Tais dispositivos são capazes de receber e posteriormente converter sinais relacionados ao nível da linha. Subwoofers ativos podem ser conectados sem problemas entre a própria fonte de sinal, bem como alto-falantes de banda larga. Esse tipo de conexão é chamada de ponta a ponta pelos especialistas. Os subwoofers correspondentes geralmente possuem recursos adicionais para se adaptarem a condições específicas de uso. Nesta situação, podemos falar sobre a inclinação do corte, ajustando a resposta em frequência, a posição dos pontos de corte do próprio crossover, etc.

Os subwoofers ativos autônomos bastante comuns são caracterizados pelo fato de combinarem em um design não apenas um subwoofer com um filtro crossover, mas também um amplificador de potência de altíssima qualidade em termos de funcionalidade. Este tipo de subwoofer está equipado com entradas lineares, que servem para ligar a um pré-amplificador, o que é muito importante do ponto de vista técnico. O design também inclui saídas lineares. Eles produzem um sinal que vai para o amplificador de potência. Para facilidade de uso, os modelos independentes também incluem um regulador especial em seu design, projetado para controlar o sinal do subwoofer. A frequência de cruzamento também é, na grande maioria dos casos, ajustável no dispositivo.

É absolutamente lógico que os motoristas estejam se perguntando o que é um subwoofer passivo, que também é muito popular entre os compradores. Deve ser entendido que tais modelos consistem não apenas em um corpo, mas também em um alto-falante. Isso permite que eles se conectem a um amplificador de potência sem problemas. Para simplificar o máximo possível, um subwoofer passivo é uma ou mesmo várias cabeças de baixa frequência que foram colocadas em uma caixa. Estas cabeças devem ser conectadas a um amplificador externo.

Existem várias opções para conectar um subwoofer passivo. Um dos esquemas mais famosos envolve fornecer um sinal de um amplificador estéreo. Posteriormente, esses mesmos sinais são enviados não apenas para o subwoofer, mas também para os alto-falantes principais. Para ser justo, deve-se notar que esta opção de conexão está longe de ser a mais desejável. O fato é que este circuito fornece o sinal de saída do amplificador de potência para a entrada do próprio subwoofer. Esta circunstância leva ao fato de que o filtro cruzado remove as baixas frequências do sinal. Os alto-falantes principais recebem posteriormente o sinal filtrado.

Tipos de design acústico

O tipo mais simples de design acústico para um subwoofer é uma caixa fechada tradicional, mas esta opção definitivamente não é a única. Um tipo bastante conhecido é o bass reflex. Neste caso, uma das paredes do subwoofer contém um túnel com diâmetro e comprimento claramente definidos. Uma opção quase idêntica é um radiador passivo. No entanto, este tipo de design acústico contém um alto-falante adicional em vez de um túnel. É verdade que não está equipado com sistema magnético e bobina de voz. Outra opção muito interessante é um labirinto. A parede traseira desse subwoofer foi projetada para funcionar com um guia de som em zigue-zague.

Caixa fechada é um tipo de projeto que não prevê a presença de emissores adicionais. A caixa é totalmente lacrada e em uma de suas paredes há um woofer. Dependendo do seu design, a qualidade do som final pode variar.

Passa-banda. Este tipo de design é uma caixa bass reflex. No meio desta estrutura existe uma parede especial que separa as câmaras, que se diferenciam em diferentes volumes. Já o alto-falante está localizado diretamente na divisória entre as câmeras. Deve-se notar imediatamente que este projeto é caracterizado por uma eficiência bastante elevada de sua operação. Quanto ao nome Bandpass, a sua origem é fácil de explicar. O fato é que tal caixa pode, sem problemas, limitar significativamente a resposta de frequência que o subwoofer possui.

Características distintivas dos subwoofers automotivos

Sabendo bem o que é um subwoofer ativo e passivo, fica claro que tais dispositivos podem ser instalados não apenas em veículos, mas também em casa. Porém, a diferença está no processo de instalação. Os modelos domésticos são muito fáceis de instalar, mas no caso de análogos automotivos, certos requisitos devem ser atendidos. Não é por acaso que os motoristas estão ativamente interessados ​​​​no que é um subwoofer automotivo e em suas propriedades técnicas básicas. Estes modelos distinguem-se pelos seus pequenos volumes, graças aos quais podem ser facilmente colocados na mala.

Principais problemas

Antes de aprender o que é um subwoofer ativo para carro, é necessário considerar alguns problemas teóricos que podem surgir posteriormente. Em primeiro lugar, deve-se observar a necessidade do uso de eletrônicos adicionais. Inicialmente, a qualidade do som dos graves pode ser bastante baixa. Claro, é importante saber o que é um subwoofer passivo para carro, mas as possíveis desvantagens nunca devem ser ignoradas. Por exemplo, nem em todas as situações o som do dispositivo apresentado pode coincidir com o dos alto-falantes mais básicos. É melhor conhecer essas e outras deficiências puramente teóricas com antecedência e minimizar a probabilidade de ocorrência durante a operação.

Um problema bastante comum é também a situação em que os subwoofers são forçados a reproduzir graves bastante profundos durante sua operação. Devido à controlabilidade de alta qualidade, esse objetivo ainda é alcançado, mas o nível de sensibilidade do dispositivo aumenta. Esta situação faz com que a maioria dos subwoofers soe um tanto lento ou exagerado. Não é incomum que peças importantes sejam perdidas.

Também não devemos esquecer que os subwoofers em determinadas situações podem encher o veículo com energia de baixa frequência. Como resultado, muitos fenômenos de ressonância ocorrem dentro da máquina. Para evitar tais consequências, é necessário prestar atenção especial ao correto posicionamento do subwoofer dentro do carro. Se você perder esse fato, haverá uma grande probabilidade de que os chamados “resultados musicais” não sejam do mais alto nível. Se você instalar dois subwoofers ao mesmo tempo, poderá atenuar um pouco o problema associado à excitação das frequências internas do carro.

Razões para ouvir o subwoofer e não os graves

Os subwoofers da mais alta qualidade são caracterizados pela ausência de vibração do gabinete. No entanto, muitas vezes as paredes da caixa também emitem som. Outros elementos e painéis também podem sofrer vibração. Como resultado, os tons se tornam ainda mais agudos. Acontece que o problema surge simplesmente porque os filtros do amplificador foram configurados com alguns erros.

Entre outras coisas, conotações indesejadas podem muito bem ser uma consequência lógica da turbulência do ar. Os especialistas sabem claramente que em frequências bastante baixas, o curso do difusor na maioria dos casos é bastante significativo. Quando exposto a altas temperaturas, pode atingir até vários centímetros. É claro que em tal situação o movimento do ar será muito significativo, e isso já leva à turbulência.

O fabricante do subwoofer deve ter uma reputação positiva e boas críticas. Caso contrário, os consumidores correm o risco de adquirir um subwoofer cuja caixa seja caracterizada por uma montagem de má qualidade. É por isso que antes de comprar um subwoofer você precisa estudá-lo com muito cuidado. Sem exceção, todos os painéis do dispositivo devem ser ajustados de forma que mesmo as lacunas mínimas estejam completamente ausentes. Como você sabe, o menor furo terá automaticamente um impacto negativo no som final.

Um subwoofer é um sistema acústico que converte ondas sonoras de baixa frequência. A localização das baixas frequências é muito ruim, pois dificilmente uma pessoa consegue determinar de onde vem o som. Por isso, para qualquer sistema de áudio basta um subwoofer, que deve ser instalado no lugar certo.

Você pode instalar o dispositivo compacto em algum lugar embaixo da mesa, para que sua funcionalidade não seja prejudicada. É verdade que quando as ondas estacionárias ocorrem em um espaço pequeno, depende da localização do subwoofer a eficácia com que elas podem ser tratadas.

Ouvir a maioria das músicas não exige a compra de um subwoofer, pois eles não contêm graves. O equipamento é indicado para quem:

• gosta de ouvir música pesada, como rock;
• assiste a sucessos de bilheteria com efeitos especiais poderosos.

É nestes casos que o subwoofer consegue mostrar-se em toda a sua glória adicionando volume ao som e ressonância específica.

Tipos de subwoofers

Todos os sistemas de baixa frequência são convencionalmente divididos em dois grupos em relação à presença de um amplificador:

• ativo;
• passiva.

Os primeiros já possuem um amplificador de potência integrado, que ajuda a combinar os diferentes parâmetros do subwoofer e da fonte sonora. Estes últimos não estão equipados com amplificador, portanto requerem conexão externa de equipamentos. Claro, você pode ficar sem um amplificador, mas neste caso o subwoofer produzirá ondas sonoras distorcidas, muitas vezes expressas como um chiado desagradável.

No ambiente profissional, acredita-se que um subwoofer passivo é capaz de transmitir um som mais profundo de ondas baixas, conferindo um colorido específico. Mas para conseguir tal efeito, será necessário configurar o equipamento, o que nem todos conseguem alcançar plenamente. Para o cidadão comum, é melhor dar preferência a um subwoofer ativo, pois pode ser conectado diretamente à fonte sonora.

Tipos de designs de subwoofer

Existem vários tipos de subwoofers, diferindo em seu design. Assim, por exemplo, em uma buzina usada em shows, a buzina é dobrada. Em caixas fechadas não há emissor adicional e o woofer é embutido em uma das paredes da caixa selada.

O bass reflex é um tubo de ventilação cilíndrico embutido na caixa. Isso permite que o som seja emitido pela parte traseira do difusor. Com a ajuda deste componente, a eficiência do subwoofer pode ser significativamente aumentada, o que é acompanhado por uma expansão do espectro de baixas frequências reproduzidas.

Um radiador passivo tem uma finalidade semelhante a um bass reflex, apenas um difusor adicional sem bobina de voz e um sistema magnético é instalado no corpo em vez de um tubo. Variando os parâmetros do difusor, você pode alterar o limite inferior das frequências reproduzidas.

O bandpass é uma caixa com bass reflex, dividida ao meio por uma parede. O alto-falante desse subwoofer é inserido na divisória entre duas câmaras, devido à qual a frequência pode ser limitada. A eficiência de tal dispositivo é superior à de caixas simples com bass reflex. Existem três tipos de passa-banda:

• quarta categoria (duas câmeras com bass reflex embutido na parte superior);
• sexta categoria tipo A (duas câmeras e dois bass reflexes, cada um em sua própria câmara);
• sexta categoria tipo B (duas câmeras e dois bass reflexes, sendo a de cima comum às duas câmeras).

Um ressonador de quarto de onda é um túnel com seção transversal e comprimento específicos. A produção deste design é 40% maior que a dos bass-reflex e até 300% que a das caixas fechadas.

Como escolher um subwoofer?

Existem vários fatores a serem considerados ao comprar um subwoofer:

• preço do aparelho;
• a área da sala onde o dispositivo será instalado;
• local de instalação pretendido;
• preferências sonoras;
• faixa de frequências de saída;
• pressão sonora máxima;
• compatibilidade com outros elementos do sistema.

Os subwoofers são considerados bons, cujo preço começa em 10.000 rublos. Ao adquirir um dispositivo, você pode obter excelentes faixas de frequência superior e média-baixa, mas é eficaz instalar o equipamento em uma sala não superior a 20 m².

Subs que custam mais de 20.000 rublos destinam-se a grandes áreas. Eles são preferidos pelos verdadeiros conhecedores de áudio. Na hora de escolher você deve focar na potência do sistema, pois quanto mais alta, melhor será transmitido o som. É verdade que você não deve comprar um subwoofer com potência de até 1 kW para uma sala pequena.

Quanto à faixa de frequência, é melhor dar preferência a dispositivos cujo limite inferior comece pelo menos a partir de 60 Hz. A regra funciona aqui: quanto menor o limite de frequência, melhores serão os graves que você poderá obter. Não adianta perseguir o limite superior, pois qualquer alto-falante já expressa a faixa de 350 a 2.000 Hz. Vale lembrar que quanto mais limitado for o alcance sonoro de um subwoofer, melhor qualidade ele transmitirá.

Ao instalar um subwoofer em ambientes internos, você deve escolher um local próximo a uma parede longa, longe de um canto. A pressão sonora deve ser de 100 dB e, à medida que o indicador aumenta, a potência dos sons produzidos também aumenta. Outro parâmetro é a presença de reguladores embutidos no subwoofer. Os necessários incluem Nível, Frequência de Corte e Fase.

Conectando um subwoofer

Qualquer sistema de alto-falantes de baixa frequência é conectado por meio de entradas de baixa ou alta amplitude. Ao conectar através de entradas de alta amplitude, você precisa conectar o dispositivo a um amplificador ou receptor usando conectores para um segundo par de alto-falantes (se o amplificador tiver essa capacidade).

Ao usar saídas de alta amplitude, o seguinte procedimento de conexão é permitido: o sinal é transmitido ao subwoofer das saídas para o par frontal do receptor, como resultado do qual as altas frequências são automaticamente cortadas e redirecionadas para os alto-falantes frontais. É verdade que o amplificador subwoofer, neste caso, não desempenha sua função. Os métodos descritos acima são muito raros e são usados ​​apenas quando não é possível conectar através de entradas de baixa amplitude ou se um subwoofer passivo for usado.

Para conectar entradas de baixa amplitude, são usados ​​​​conectores RCA, marcados como Sub out ou Pre-out, o que significa a mesma coisa. Se o receptor ou amplificador tiver apenas uma entrada, a conexão é possível ao conector de entrada esquerdo identificado como Mono ou marcado como L. O segundo subwoofer é conectado exclusivamente através de saídas de baixa amplitude.

Assim, se você deseja adicionar baixas frequências ao seu sistema de alto-falantes, adicionando volume, você precisa adicionar um subwoofer a ele. Um dispositivo é suficiente, pois a pessoa não consegue distinguir de onde vem o som de baixa frequência. É verdade que depende muito do design do subwoofer e dos parâmetros que ele possui. Para garantir que tudo está conectado corretamente, é recomendável ler previamente as instruções de uso, o que simplificará muito o processo de configuração e não afetará a qualidade do sinal transmitido.

A diferença entre um subwoofer ativo e um passivo

A diferença entre um subwoofer ativo e um passivo é óbvia, pois ambos os dispositivos desempenham funções diferentes. Um subwoofer é um alto-falante de baixa frequência projetado para reproduzir uma ampla faixa de frequências, funcionando em conjunto com qualquer tipo de sistema de alto-falantes.
Sabendo como um subwoofer ativo difere de um passivo, você pode fazer sua escolha com segurança em favor de um ou outro alto-falante.

Tipos de subwoofers

Para que um subwoofer funcione, três elementos precisam interagir. Esta é a própria caixa, o subwoofer e o amplificador.
Dependendo deste layout, os subwoofers são divididos em dois tipos:

• Subwoofer ativo;

Principais diferenças entre subwoofers

Um subwoofer passivo é um alto-falante de baixa frequência encerrado em uma caixa acústica especial. Para que funcione, você deve conectar um amplificador externo.
Também pode ser conectado usando um filtro eletrônico de separação de frequência. Este arranjo permite obter graves mais profundos e expandir significativamente o espectro de frequência.

Nota: vale a pena considerar que em volumes mais elevados a distorção linear do som é significativamente reduzida, por isso é aconselhável ouvir as músicas com um volume de som médio.

Um subwoofer de baixa frequência geralmente é complementado por um sistema de home theater ou sistema de alto-falantes de carro. Isso permite que você obtenha graves ricos e som separado.
Um subwoofer ativo pode reduzir significativamente a carga do receptor em um sistema de home theater. Ao escolher um subwoofer, é preciso levar em consideração as propriedades do espaço onde ele será instalado.
Um subwoofer bass reflex tem graves mais profundos e foi projetado para salas maiores. Num espaço confinado, como um carro, este tipo de subwoofer pode começar a ressoar.

Vantagens e desvantagens

Cada tipo de subwoofer tem suas próprias vantagens e desvantagens, devido às suas características de design. Um subwoofer passivo possui graves mais profundos e ricos em comparação com um ativo.
Isto se deve a muitos fatores diferentes:

• Sem superaquecimento do ar dentro do gabinete;
• Possibilidade de conexão de filtros eletrônicos adicionais (ver);
• O amplificador de potência externo possui um grande número de configurações;
• Devido à ausência de componentes estranhos na caixa, a potência e a profundidade dos graves ficam mais saturadas;
• Custo mais baixo comparado a um subwoofer ativo com características técnicas semelhantes.

• Pode ser usado como dispositivo portátil se houver saídas para alto-falantes adicionais;
• Várias opções de execução.

Ao escolher entre um subwoofer ativo e passivo, você deve decidir diretamente onde ele será usado e quais características sonoras serão necessárias.

O efeito do gabinete no som do subwoofer

A caixa do subwoofer é o elemento principal do sistema de alto-falantes. Graças a ele, você pode criar graves direcionais, opacos ou difusos.
Existem vários tipos principais de habitação:

• Um gabinete fechado é uma caixa na qual o alto-falante está localizado em um espaço fechado. Neste caso, as vibrações do alto-falante amortecem a pressão que surge no seu interior devido às vibrações do difusor.
  O subwoofer em uma caixa fechada fornece graves profundos e ricos. O interior do case é revestido com materiais especiais de isolamento acústico, que absorvem o calor e criam pressão de ar no interior.
  A potência desse subwoofer depende diretamente do volume interno do case. Mas há uma desvantagem: a eficiência desse tipo de subwoofer é a mais baixa;
• Carcaça com bass reflex. Há um orifício especial para remoção de ar.
  Isso permite direcionar a onda sonora e aumentar significativamente a potência do subwoofer. Graças a isso, mesmo nas frequências mais baixas o alto-falante opera praticamente sem carga significativa.
  Uma onda sonora de baixa frequência ocorre devido à injeção de ar. Este tipo de gabinete produz graves muito nítidos e potentes;
• Corpo do bandbass. O alto-falante está localizado na divisória entre as duas câmaras. Este tipo de caixa combina os dois anteriores e melhora significativamente a qualidade e a eficiência do som.
  A ideia principal é que você possa ajustar simultaneamente os níveis de graves superiores e inferiores. Isso permite tornar os graves mais ricos e naturais. Mas esse tipo de subwoofer é o mais caro porque é muito difícil de fabricar.

Cada tipo de subwoofer é projetado para um tipo específico de sala. Ao mesmo tempo, devido às propriedades internas do case e ao tamanho dos alto-falantes, o som depende diretamente.
Ambos os subwoofers têm vantagens e desvantagens, por isso antes de escolher é melhor consultar especialistas.
Um subwoofer passivo produz uma faixa de frequência maior do que um ativo. Mas podem surgir problemas com sua conexão, pois é necessário selecionar o amplificador de potência correto e conectar filtros de som eletrônicos.
Um subwoofer ativo só precisa ser conectado a uma fonte de alimentação e um sinal de áudio enviado a ele. Você pode até fazer isso sozinho, pois o kit também inclui instruções.
Ao ir à loja fazer uma compra, é preciso entender que o preço de um aparelho de qualidade será alto. Claro, é aconselhável ver fotos e vídeos sobre o funcionamento dos diferentes tipos de subwoofers para fazer a sua escolha.

De vez em quando, subwoofers passa-banda entram em nosso campo de visão. Caso contrário - passa-banda...

Na maioria das vezes, deve-se notar, na forma de produtos acabados. Muito menos frequentemente - como elemento de um sistema construído de acordo com um projeto individual. Os fundamentos (os próprios fundamentos) da teoria e da prática deste tipo de projeto foram publicados em nosso país há muito tempo, há cerca de 15 anos. Há uma opinião (do autor) de que seria necessário esclarecer algo neste assunto, ou então, veja, e lembre, não esquecendo das “circunstâncias recém-descobertas...”

1. Faixa de frequência relativamente estreita.

2. Aumento da complexidade de fabricação e configuração.

Vemos mais vantagens.

1. Disponibilidade de um filtro passa-baixa interno.

2. Capacidade de reproduzir graves graves.

3. Amplificação acústica.

4. O alto-falante está protegido de influências externas.

O primeiro menos e o primeiro mais são duas faces da mesma moeda, o que confirma a conhecida sabedoria de que cada coisa é boa no seu lugar. Ou seja, o passa-banda é de pouca utilidade para o papel de radiador de graves de banda larga (em um sistema acústico de três vias, digamos), enquanto na posição de subwoofer seria muito útil. A segunda desvantagem foi um fator que limitou significativamente a disseminação de designs passa-banda. Além disso, o problema não está nem na fabricação, a diferença entre PP e FI está apenas na presença de uma parede interna adicional; A dificuldade é que durante o processo de ajuste fino provavelmente será necessário deslocar uma das paredes, alterando o volume “frontal”. Numa única produção isso é realmente inconveniente, mas na hora de preparar uma série (mesmo que pequena) - qual é o problema?

Agora sobre os pontos positivos. Como você pode imaginar, a presença de um filtro passa-baixa natural foi responsável por parte da popularidade dos passa-banda no passado, quando os filtros passivos eram considerados uma forma natural de separar bandas de frequência. Um filtro passa-baixo passivo, sintonizado em uma frequência típica de subwoofers, envolve o uso de bobinas grandes e caras. À medida que avançamos para amplificadores de graves dedicados e filtros ativos, esse fator tornou-se irrelevante. No entanto, considerando que em nossa indústria a maioria dos amplificadores verdadeiramente musicais são equipados com filtros de segunda ordem, a presença de um filtro passa-baixa (acústico) adicional será muito útil.

A capacidade de reproduzir graves graves é uma coisa boa, mas não para nós. Digamos que um subwoofer para um home theater em um home theater possa tocar graves a partir de 50 Hz, em um design com FI - a partir de 32, e em um design PP - a partir de 25, e se você sacrificar a uniformidade da resposta de frequência, você pode reduzir o limite de frequência para 20 Hz. No entanto, em nossa indústria parece não haver problemas com graves baixos; o subwoofer no ZYA toca (em teoria) a partir de 0 Hz. Temos outros problemas - com a uniformidade dos médios-graves, já que a transição do campo livre para o modo de compressão ocorre em 55 - 70 Hz (frequência de aumento de -3 dB). Todos os subwoofers com FI proporcionam uma subida, a partir desta frequência e para baixo; um SF, sintonizado exactamente na frequência de transição, dará uma resposta em linha recta, mas, naturalmente, sem qualquer subida. Com todas as outras configurações, o VZ proporcionará um aumento na região médio-grave de 70 a 50 Hz ou, pior ainda, um declínio nas mesmas frequências.

Assim, um passa-faixa de quarta ordem (só falaremos sobre isso a seguir; evitaremos complicações desnecessárias) pode dar uma subida exatamente onde é necessário, próximo ao limite superior de sua banda de operação, e em condições de salão manter um formato atraente de a resposta de frequência. Acho que isso por si só é suficiente para olhar mais de perto. Bem, a última das vantagens acima também vale alguma coisa.

Então, vamos começar a olhar mais de perto. Tomemos como exemplo um orador sem nome, cujas características não estamos interessados ​​por enquanto; Por enquanto estamos construindo as características em campo livre, fica mais claro. Vamos ver como a resposta de frequência muda dependendo do tamanho do volume “traseiro” (ou seja, fechado).

Arroz. 1. Mudança nas características dependendo do tamanho do volume fechado

Arroz. 2. Mudança nas características dependendo do tamanho do volume frontal

Arroz. 3. Mudança nas características dependendo da massa de ar dentro da porta

Arroz. 4. Variação de características dependendo da largura de banda

Como você pode ver, mesmo quando o volume muda mais de três vezes (em 10 dB), a largura de banda muda ligeiramente. No entanto, à medida que o volume diminui, o aumento na característica muda para o limite inferior da banda passante. Mas não precisamos disso. Portanto, a diretriz será simples, o primeiro volume deverá corresponder a uma célula básica com fator de qualidade Butterworth ou um pouco inferior, digamos, de 0,62 a 0,72 (curva verde no gráfico). Para evitar caixas volumosas, devemos focar imediatamente em cabeçotes com fator de qualidade pelo menos 25% inferior a este indicador, ou seja, não superior a 0,47 - 0,5.

Agora observe que todas as curvas passam por algum ponto. Esta é a frequência de ressonância da porta e do volume frontal, chamaremos de frequência central. Neste caso, é 38 Hz, esta escolha é típica para um subwoofer doméstico em nossa área, a frequência central deve ser escolhida significativamente mais alta;

O limite superior de frequência depende mais do tamanho do segundo volume (frontal).

Ao reduzir este volume, ampliamos a faixa de frequência para cima, ao mesmo tempo que obtemos um aumento na característica. O formato da parte de alta frequência da característica se deve à ressonância do bass reflex com a elasticidade das juntas devido à rigidez da suspensão, à elasticidade do ar traseiro e à elasticidade do volume de ar dianteiro. Um aumento de 3 dB (curva laranja) é obtido quando a alta frequência de ressonância é uma oitava acima da frequência central. A massa de ar dentro da porta afeta o limite inferior de frequência e ao mesmo tempo o formato da característica.

O desempenho nesta área se deve à ressonância da massa de ar combinada no interior da porta e do difusor com a elasticidade conjunta da suspensão e do volume traseiro. Felizmente, não precisamos de muita massa; é o suficiente para afastar a ressonância inferior 1/3 de oitava da frequência central (curva marrom). Para entender a natureza do bandbass, será útil ver como a forma da característica mudará se mantivermos a configuração da porta, mas ao mesmo tempo alterarmos tanto a massa de ar dentro dela quanto o volume da câmara frontal.

Os gráficos são apresentados de forma idealizada, obtida sem levar em consideração vazamentos (bem como não rigidez) da carcaça. Se isso for levado em consideração, a parte central dos gráficos nunca atingirá o nível de 0 dB. Porém, na teoria hoje disponível, as perdas não são levadas em consideração.

Agora vamos passar à prática. Vamos selecionar duas cabeças do teste nº 2 deste ano. Seus parâmetros atendem ao critério Qts<0,5. Как показало моделирование, чтобы избежать провала характеристики на суббасовых частотах, надо, чтобы частота резонанса головки в ЗЯ (заднем объёме) была не выше 50 Гц. Потому добавляем ещё один критерий: Fs <35 Гц. Вот что мы выбрали:

Cabeça nº 1. Fs = 31,6Hz; Vas = 29,3 l; Qt = 0,480.

Cabeça nº 2. Fs = 33,4Hz; Vas = 22,0 l; Qt = 0,454.

Para calcular o PP do design de quarta ordem, você pode usar muitos dos programas prontos: nem todos dão os resultados esperados, mas o antigo JBL Speakershop (também conhecido como Bass Box), neste caso, dá resultados bastante corretos. Se, como já mencionado, ignorarmos possíveis vazamentos habitacionais. Mas para cálculos significativos é aconselhável ter alguns pontos de partida. Por exemplo, para a primeira cabeça, primeiro calcule o volume da célula na qual o fator de qualidade Butterworth (ou um pouco inferior) é alcançado. Para Butterworth, temos 24,7 litros. Se, depois de instalar o cabeçote em tal caixa, medirmos a característica de impedância, será algo como na Fig. 5:

Arroz. 5. Características da impedância da cabeça nº 1 no GZ

Agora precisamos determinar o volume anterior. Um bom ponto de partida seria 1/3 da traseira, neste caso 8,2L. Como resultado da simulação, o valor refinado do volume dianteiro é de 8,06 litros, que é quase o mesmo. Durante o cálculo, obtemos uma característica de campo livre conforme mostrado na Fig. 6. O gráfico mostra a posição aproximada da frequência de ressonância da porta.

Arroz. 6. Características do subwoofer PP em campo livre

No entanto, estamos muito mais interessados ​​nas características do subwoofer em um ambiente de showroom de automóveis. Se sobrepormos a função de transferência padrão “AutoSound” ao gráfico anterior (foi publicado na íntegra no nº 8/2000), obteremos a imagem representada na Fig. 7.

Arroz. 7. Características do subwoofer PP em uma cabine típica. Cabeça nº 1, frequência de corte 100 Hz

Como você pode ver, a amplitude máxima espalhada por toda a faixa operacional, do infra-som a 95 Hz, é inferior a 2 dB. Uma característica semelhante pode ser obtida usando o SG, mas no lado passa-banda há também um ganho acústico constante de 3 dB mais uma inclinação de roll-off efetiva de 18 dB/oitava no topo.

Para completar o quadro, você pode olhar a Fig. 8 característica de impedância. A frequência de sintonia da porta é de 64,3 Hz, a ressonância inferior é sintonizada uma oitava abaixo, a superior cerca de 2/3 de oitava acima.

Arroz. 8. Características da impedância do subwoofer PP. Cabeça nº 1, frequência de corte 100 Hz

O que acontece se errarmos no volume da gaveta frontal durante a fabricação? Digamos, em 10% (Fig. 9)?

Arroz. 9. Diminuição do volume da gaveta frontal em ±10%

Nada particularmente assustador. O limite superior de frequência muda em 5%, mas a forma da resposta de frequência não muda radicalmente. Mas não é recomendado cometer um grande erro ao perceber a massa de ar dentro do porto; as consequências são mostradas na Fig. 10.

Arroz. 10. Desafinação da massa da porta em ±10%

Um desvio de 10% da massa de ar dentro da porta em cada direção (ou seja, uma mudança de 5% na frequência de sintonia) leva a um desvio da resposta de frequência de 1 dB em uma direção ou outra.

Com o cabeçote nº 2, embora não seja exatamente idêntico, um conjunto semelhante de características é alcançado. Neste caso, definimos o primeiro volume com um fator de qualidade de 0,66; para isso será necessária uma caixa (parte de uma caixa) com volume de 21 litros; A frequência de ressonância em tal célula seria igual a 48,8 Hz. Como resultado da modelagem, o volume frontal foi escolhido em 7,3 litros. A resposta de frequência calculada é mostrada na Fig. onze.

Arroz. 11. Características do subwoofer PP em uma cabine típica. Cabeça nº 2, frequência de corte 100 Hz

A irregularidade em toda a faixa não é superior a 2 dB, a frequência limite superior é de cerca de 95 Hz. A inclinação do declínio é a mesma de 18 dB/oitava. Se nos voltarmos agora para a característica de impedância (Fig. 12a), será fácil ver que as frequências características aqui são quase as mesmas que no caso do cabeçote nº 1.

Arroz. 12. Características de impedância do subwoofer PP. Cabeça nº 2: a) frequência de corte 100 Hz; b) frequência de corte 80 Hz

Se precisarmos trabalhar em uma faixa mais estreita, as configurações mudarão de forma previsível (Fig. 12b). Para obter um limite de frequência superior de 80 Hz em vez de 100 Hz, precisaremos diminuir a frequência central e a frequência de ressonância superior em cerca de 10%. Neste caso, a resposta em frequência assume a forma da Fig. 13.

Arroz. 13. Características do subwoofer PP em uma cabine típica. Cabeça nº 2, frequência de corte 80 Hz

A irregularidade aumentou para 3 dB, embora ao contrário do FI, que tende a focar nos graves mais graves, no design PP o declínio começa em torno de 30 Hz, onde, de fato, terminam os graves informativos. É verdade que para estreitar a faixa superior, o volume frontal teve que ser aumentado para quase 10 litros. Paradoxalmente, em nossas condições, o projeto passa-banda funciona melhor em uma banda mais larga.

Resta apenas um pouco para adicionar. Que o passa-banda, apesar de todo o seu aparente “tecnocratismo”, emite como uma caixa fechada e, portanto, as suas características transitórias são mais interessantes do que as do FI. Pelo mesmo motivo, os seus graves (devidamente afinados) acabam por ser mais concentrados, o que é importante para instalações SQ. Por fim, em termos de volume total, o passa-banda não perde tanto para os fásicos, podemos dizer que a quantidade de perda é igual ao valor do volume frontal; Este é o preço a pagar pela amplificação acústica uniforme, ou seja, pelo aumento da eficiência.

Da história do passa-banda

Para evitar a impressão de que os passa-bandas acabaram de ser inventados, aqui estão duas ilustrações com datas. A primeira é uma patente norte-americana emitida em nome de um homem com o nobre sobrenome francês d'Alton. Ele criou um passa-faixa como emissor de banda estreita, na esperança de montar sistemas acústicos de banda larga de grande eficiência a partir de muitos deles, sintonizados em diferentes frequências, à maneira de um órgão de igreja.

A ideia é bizarra e, como a história mostra, de pouca utilidade, mas o nobre entendeu tanto o dispositivo quanto, pelo que se pode julgar pelo gráfico solitário, as características, em princípio, corretamente.

Vinte anos depois, quando o alto-falante (ou seja, o alto-falante eletrodinâmico de radiação direta) finalmente suplantou outros meios de emissão sonora, surgiu outra patente. Já afirma em texto simples que esta é uma forma de expandir a banda de frequência para baixo usando uma unidade acústica separada de banda relativamente estreita. Ou seja, exatamente o que chamamos hoje de palavra “subwoofer”.

Além disso, as explicações de Henry Lang já incluem curvas de pressão sonora muito semelhantes às discutidas na publicação de hoje. “O processo começou” a partir daquele momento.