На цій сторінці ми коротко пробіжимося елементами, з яких складається будь-який НЧ і СЧ динамік. Це допоможе краще зрозуміти пристрій сабвуфера і повніше уявити процес відтворення звуку.

Отже, що таке сабвуфер чи низькочастотний динамік. Сабвуфер це прилад, що перетворює частоту сигналу коливання повітря, які ми сприймаємо як звук.

Принцип роботи наступний - сигнал від підсилювача по проводах передається на котушку, яка при взаємодії з магнітом пересувається і переміщає дифузор динаміка, який створює звукові хвилі (коливання повітря).

Тепер вистачить визначень, краще подивимося на картинки.

Компоненти

Внизу відмічені основні елементи, з яких складається сабвуфер.

Підвіс- Зміцнює дифузор до кошика. Спільно з довжиною обмотки котушки впливає на величину ходу динаміка, а від матеріалу залежить еластичність і міцність.

Монтажне кільце- виконує роль ущільнювача, у деяких моделях може кріпити підвіс до кошика.

Виведення дротів— сучасним рішенням є виведення проводів від котушки по центруючій шайбі, що унеможливлює пошкодження та сторонні звуки під час роботи.

Клема- до клемника підключаються акустичні дроти від підсилювача, в деяких моделях може бути відсутнім, пропонуючи власнику пряме підключення, або з'єднання через термінал корпусу.

Звукова котушка- Розташовується в зазорі між керномі верхнім фланцемтам де утворюється магнітне поле. Котушка це циліндр ( гільза), на який намотаний тонкий мідний провід ( обмотка котушки). Гільзаз'єднана з дифузором, за рахунок чого він і наводиться у рух.

Кошикє корпусом динаміка та каркасом для всіх елементів.

Пилозахисний ковпак- перешкоджає попаданню пилу в зазор звукової котушки.

Дифузор- Площа, що створює коливання повітря, які ми чуємо як звук.

Центрувальна шайба- Центрує і утримує котушку в зазорі.

Магнітна система Магнітвиготовляється з спеціальних сплавів або магнітної кераміки - спеціальним способом спресованих і «спечених» порошків. Від маси та матеріалу магніту залежить потужність динаміка.

Магнітрозташований навколо кернаі закріплений між верхнімі нижнім фланцями. Все це разом складає магнітну систему сабвуфера.

Вентиляційні отвориі канал для відведення повітрявикористовуються для виведення тепла та захисту котушки від перегріву. Охолодження буває пасивне та активне, обидва варіанти використовуються в динаміках. При пасивному охолодженні тепло розсіюється за рахунок теплопередачі матеріалів, а при активному гаряче повітря відводиться за рахунок руху дифузора, відповідно при прискоренні або збільшенні діапазону руху підвищується інтенсивність охолодження.

Висновок

Це були основні елементи, що становлять пристрій сабвуфера, такий принцип мають низькочастотні та більшість середньочастотних динаміків. Високочастотні будуються дещо інакше.

Сукупність, матеріали та взаємодії всіх цих елементів визначають характеристики сабвуфера, і звичайно характер звучання та якість динаміка.

Відео про те, з чого складається сабвуфер

Сподіваюся після цього матеріалу ви розібралися, з чого складається сабвуфер і як він працює.

Акустичні системи, призначені для того, щоб відтворювати звукові частоти в межах від 20 до 120 Гц, називаються сабвуферами. Принцип роботи даного пристрою полягає у перетворенні електричних сигналів на акустичні. Коли потенційні споживачі ставлять питання, що таке сабвуфер, то представленого вище пояснення часом недостатньо. Тому фахівцям доводиться більш детально описувати технічні характеристики представленого пристрою.

Види пристрою:

• активні;
• Пасивні.

Насправді не так вже й складно пояснити, що таке активний сабвуфер, адже він є моделью, що включає в свою конструкцію підсилювач потужності, а також активний кросовер. Такі пристрої здатні отримувати і перетворювати сигнали, що відносяться до лінійного рівня. Активні сабвуфери без проблем можуть підключатися між джерелом сигналу, а також широкосмугової АС. Цей вид підключення називається фахівцями наскрізним. Відповідні сабвуфери досить часто мають додаткові можливості для того, щоб підлаштовуватися до конкретних умов використання. Мова в цій ситуації може йти про крутість зрізу, регулювання АЧХ, положення точок зрізу самого кросовера і т.д.

Досить поширені автономні активні сабвуфери характеризуються тим, що поєднують в одній конструкції не тільки сабвуфер, що має розділовий фільтр, але і дуже якісний за своєю конструкцією функціональності підсилювач потужності. Даний вид сабвуфера наділений лінійними входами, які служать для здійснення підключення до дуже важливого з технічного погляду попереднього підсилювача. Також у конструкцію входять лінійні виходи. Вони видають сигнал, що надходить до підсилювача потужності. Для зручності використання автономні моделі включають до своєї конструкції ще й спеціальний регулятор, який призначений для керування сигналом сабвуфера. Частота поділу також у переважній більшості випадків регулюється на пристрої.

Абсолютно логічно автомобілісти задають питання про те, що таке пасивний сабвуфер, який також є дуже популярним серед покупців. Слід розуміти, що такі моделі складаються не лише з корпусу, а й динаміка. Це дозволяє їм без особливих проблем здійснювати підключення до підсилювача потужності. Якщо говорити максимально просто, то пасивний сабвуфер є однією або навіть кількома НЧ-головками, які були розміщені в корпусі. Ці головки необхідно підключати до зовнішнього підсилювача.

Існує одразу кілька варіантів, завдяки яким здійснюється підключення пасивного виду сабвуфера. Одна з найбільш відомих схем передбачає подачу сигналу стереопідсилювача. Надалі ті самі сигнали надходять не тільки на сабвуфер, а й на основні гучномовці. Задля справедливості слід зазначити, що такий варіант підключення є далеко не найбажанішим. Справа в тому, що ця схема передбачає подачу вихідного сигналу від підсилювача потужності на вхід самого сабвуфера. Ця обставина призводить до того, що розділовий фільтр займається видаленням низьких частот сигналу. Основні гучномовці надалі отримують вже відфільтрований сигнал.

Типи акустичного оформлення

Найпростішим видом акустичного оформлення сабвуфера є традиційна закрита скринька, але цей варіант однозначно не є єдиним. Доволі відомим типом є фазоінвертор. На одній із стінок сабвуфера в такому випадку міститься тунель із чітко визначеним діаметром та довжиною. Практично ідентичним варіантом є пасивний радіатор. Тим не менш, цей тип акустичного оформлення містить замість тунелю додатковим динаміком. Щоправда, він не оснащений магнітною системою та звуковою котушкою. Ще одним цікавим варіантом є лабіринт. Задня стінка такого сабвуфера призначена для роботи на зигзагоподібний звуковод.

Закритий ящик є видом конструкції, який не передбачає наявність додаткових випромінювачів. Ящик є повністю герметичним, а на одній із його стінок розташовується низькочастотний динамік. Залежно від його оформлення може змінюватись якість підсумкового звучання.

Бандпас. Цей тип оформлення є фазоінверторним ящиком. У середині цієї конструкції встановлена ​​спеціальна стінка, що розділяє між собою камери, які відрізняються різними об'ємами. Що ж до динаміка, він розташовується безпосередньо на перегородці між камерами. Відразу слід зазначити, що така конструкція характеризується досить високим ККД своєї роботи. Що стосується назви Бандпас, його походження легко пояснити. Справа в тому, що такий корпус без проблем може значно обмежувати частотну характеристику, яку має сабвуфер.

Відмінні риси автомобільних сабвуферів

Досконально знаючи про те, що таке активний і пасивний сабвуфер, стає зрозумілим, що подібні пристрої можуть бути встановлені не тільки в транспортних засобах, а й у будинку. Щоправда, різниця полягає у процесі встановлення. Домашні моделі дуже легкі щодо монтажу, але у випадку з автомобільними аналогами необхідно відповідати певним вимогам. Не випадково водії активно цікавляться тим, що таке автомобільний сабвуфер та його основними технічними властивостями. Дані моделі відрізняються невеликими обсягами, завдяки чому вони без проблем розміщуються у багажнику.

Основні проблеми

Перед тим, як дізнатися про те, що таке активний автомобільний сабвуфер, необхідно розглянути певні теоретичні проблеми, які згодом можуть виникати. Насамперед слід зазначити необхідність використання додаткової електроніки. Спочатку досить низьким може бути якість звучання басів. Безумовно, важливо знати і про те, що таке пасивний автомобільний сабвуфер, але ймовірні недоліки ні в якому разі не варто ігнорувати. Наприклад, не у всіх ситуаціях звучання представленого пристрою може збігатися з основними гучномовцями. Ці та інші суто теоретичні недоліки краще дізнатися заздалегідь і мінімізувати можливість виникнення в процесі експлуатації.

Досить поширеною проблемою також є ситуація, коли сабвуфери змушені відтворювати під час своєї роботи досить глибокі баси. За рахунок якісної керованості ця мета все ж таки досягається, але підвищується рівень чутливості пристрою. Така ситуація призводить до того, що більшість сабвуферів звучать дещо повільно чи перебільшено. Не рідкість втрата важливих деталей.

Не варто також забувати про те, що сабвуфери у певних ситуаціях здатні наповнювати транспортний засіб низькочастотною енергією. В результаті всередині машини відбувається багато резонансних явищ. Щоб уникнути таких наслідків, необхідно приділити особливу увагу правильності розміщення сабвуфера всередині автомобіля. Якщо упустити цей факт, то з'явиться висока ймовірність того, що так звані «музичні результати» будуть на далеко не найвищому рівні. Якщо встановити одночасно два сабвуфери, то можна трохи пом'якшити проблему, пов'язану із збудженням частот автомобільного салону.

Причини чутності сабвуфера, а не басу

Найбільш якісні сабвуфери характеризуються відсутністю вібрації корпусу. Проте досить часто стінки корпусу також випромінюють звук. З вібрацією також можуть стикатися інші елементи і панелі. В результаті призвуки стають ще більш високочастотними. Буває так, що проблема виникає банально через те, що налаштування фільтрів підсилювача було зроблено з деякими помилками.

До того ж небажані призвуки цілком можуть бути логічним наслідком завихрення повітря. Фахівці чітко знають, що з досить низьких частотах хід дифузора здебільшого є дуже значним. При дії високих температур він може досягати кількох сантиметрів. Зрозуміло, що в такій ситуації рух повітря буде дуже суттєвим, а це вже призводить до його завихрення.

Виробник сабвуфера повинен мати позитивну репутацію і хороші відгуки. В іншому випадку споживачі ризикують придбати сабвуфер, корпус якого характеризуються неякісним збиранням. Саме тому перед покупкою сабвуфера його потрібно дуже уважно вивчити. Усі без винятку панелі пристрою повинні бути підігнані таким чином, щоб повністю відсутні навіть мінімальні щілини. Як відомо, мінімальний отвір автоматично негативно позначатиметься на підсумковому звучанні.

Сабвуфер є акустичною системою, що перетворює звукові хвилі низьких частот. Локалізація низьких частот дуже погана, оскільки людина важко визначити звідки виходить звук. Тому для будь-якої аудіосистеми достатньо одного сабвуфера, який необхідно встановити в правильному місці.

Встановити компактний пристрій можна десь під столом, чому його функціональність не постраждає. Правда, при виникненні стоячих хвиль, що утворюються в невеликому просторі, саме від розміщення сабвуфера залежить, наскільки ефективно з ними можна впоратися.

Прослуховування більшості музичних композицій не вимагає придбання сабвуфера, тому що в них немає баси. Устаткування підійде тим, хто:

• любить слухати важку музику, на кшталт року;
• переглядає блокбастери з потужними спецефектами.

Саме в цих випадках сабвуфер здатний показати себе у всій красі за рахунок надання об'єму звуку та специфічного резонансу.

Види сабвуферів

Усі низькочастотні системи умовно поділяють на дві групи щодо наявності підсилювача:

• активні;
• пасивні.

У перших вже вбудований підсилювач потужності, який допомагає стикувати параметри, що відрізняються, у сабвуфера і джерела звуку. Другі не оснащені підсилювачем, тому потребують зовнішнього підключення обладнання. Звичайно, можна обійтися і без підсилювача, але в такому випадку сабвуфер видаватиме спотворені звукові хвилі, часто виражені неприємним хрипом.

У професійному середовищі вважається, що саме пасивний сабвуфер здатний передати глибше звучання низьких хвиль, що надає специфічного забарвлення. Але для досягнення такого ефекту знадобиться налаштування обладнання, що не кожному вдається повною мірою. Для простих обивателів краще віддати перевагу активному сабвуферу, тому що його можна безпосередньо приєднати до джерела звуку.

Види конструкції сабвуферів

Виділяють кілька видів сабвуферів, що відрізняються своєю конструкцією. Так, наприклад, у рупорному пристрої, який використовується на концертах, рупор згорнуть. У закритих ящиках немає додаткового випромінювача, а низькочастотний динамік вбудований в одну зі стін герметичного корпусу.

Фазоінвертор є циліндричною вентиляційною трубкою, вбудованою в корпус. Це дозволяє випромінювати звук від задньої частини дифузора. За наявності цього компонента можна значно підвищити ККД сабвуфера, що супроводжується розширенням спектра низьких частот, що відтворюються.

Пасивний випромінювач має схоже призначення, як і фазоінвертор, тільки в корпус замість трубки встановлюється додатковий дифузор без звукової котушки і магнітної системи. Варіюючи параметри дифузора, можна змінювати нижню межу частот, що відтворюються.

Бендпас є ящиком з фазоінвертором, розділений по середині стінкою. Динамік у такому сабвуфері вставляється у перегородку між двома камерами, за рахунок чого можна обмежувати частоту. ККД такого пристрою вище, ніж у простих ящиків із фазоінвертором. Існує три види бендпасів:

• четвертої категорії (дві камери із вбудованим фазоінвертором у верхній);
• шостої категорії типу А (дві камери та два фазоінвертори, кожен з них у своїй камері);
• шостої категорії типу Б (дві камери та два фазоінвертори, при цьому верхній є загальним для обох камер).

Чвертьхвильовий резонатор є тунелем з певними перерізом і довжиною. Віддача такої конструкції вища на 40%, ніж у фазоінверторних, і до 300%, ніж у закритих ящиків.

Як вибрати сабвуфер?

При покупці сабвуфера слід врахувати кілька факторів:

• ціна на пристрій;
• площа приміщення, у якому буде встановлено пристрій;
• передбачуване місце встановлення;
• звукові уподобання;
• діапазон частот, що видаються;
• граничний тиск звуку;
• поєднання з іншими елементами системи.

Хорошими вважаються сабвуфери, ціна на які починається від 10 000 рублів. При покупці пристрою можна отримати відмінні верхні та середні низькочастотні діапазони, але встановити обладнання ефективно в приміщенні, що не перевищує 20 кв.

Саби з вартістю понад 20 000 рублів призначені для великих площ. Їм надають перевагу справжні цінителі аудіо. При виборі слід орієнтуватися на потужність системи, оскільки що вона вище, краще передаватиметься звук. Щоправда, не варто купувати в невелику кімнату сабвуфер із потужністю до 1кВт.

Що стосується діапазону частот, краще віддати перевагу пристроям, чия нижня межа починається хоча б з 60 Гц. Тут працює правило: що нижча межа частоти, то якісніші баси можна отримати. Гнатися за верхнім кордоном не варто, оскільки будь-які колонки і так озвучують діапазон від 350 до 2000 Гц. Варто пам'ятати, що чим обмеженіший звуковий діапазон у сабвуфера, тим якісніше він його передаватиме.

При установці сабвуфера в приміщенні варто вибрати місце біля довгої стінки далеко від кута. Звуковий тиск має бути від 100 дБ, при цьому зі зростанням показника посилюється і потужність звуків, що видаються. Ще одним параметром є наявність регуляторів, вбудованих у сабвуфер. До необхідних можна віднести Рівень (Level), Частоту зрізу (Frequence) і Фазу (Phase).

Підключення сабвуфера

Будь-яка низькочастотна акустична система підключається або низько- або високоамплітудних входів. При підключенні по високоамплітудних входах необхідно з'єднати пристрій з підсилювачем або ресивером на роз'єми для другої пари колонок (якщо підсилювач має таку можливість).

При використанні високоамплітудних виходів допускається наступна процедура підключення: сигнал передається на сабвуфер від виходів на фронтальну пару ресивера, внаслідок чого високі частоти автоматично відсікаються та перенаправляються на передні колонки. Щоправда, підсилювач сабвуфера у такому разі не виконує своєї функції. Вищеописані способи дуже рідкісні та вдаються до них лише тоді, коли немає можливості провести підключення через низькоамплітудні входи або якщо використовується пасивний сабвуфер.

Для підключення до низькоамплітудних входів використовуються роз'єми RCA, на яких стоїть позначка Sub out або Pre-out, що означає те саме. Якщо ресивер або підсилювач мають лише один вхід, підключення можливе до лівого роз'єму входу з написом Mono або позначкою L. Другий сабвуфер підключається виключно через низькоамплітудні виходи.

Таким чином, за бажання додати в акустичну систему низьких частот, що надають об'ємності, необхідно додати до неї сабвуфер. Одного пристрою цілком достатньо, тому що людина не здатна розрізняти, звідки виходить звук із низькою частотою. Щоправда, багато залежить від того, яка конструкція у сабвуфера і які параметри він має. Щоб все було підключено правильно, рекомендується заздалегідь ознайомитися з інструкцією по застосуванню, що значно спростить процес налаштування і не вплине на якість сигналу, що передається.

Відмінність активного сабвуфера від пасивного

Відмінність активного сабвуфера від пасивного в наявності, так як обидва пристрої виконують різні функції. Сабвуфер - це низькочастотний динамік, призначений для відтворення широкого діапазону частот, що працює спільно з будь-яким акустичною системою.
Знаючи, чим відрізняється активний сабвуфер від пасивного, можна спокійно робити свій вибір на користь тієї чи іншої динаміки.

Види сабвуферів

Для роботи сабвуфера потрібна взаємодія трьох елементів. Це безпосередньо корпус, низькочастотний динамік та підсилювач.
Залежно від цього компонування сабвуфери поділяються на два типи:

• активний сабвуфер;

Основні відмінності сабвуферів

Пасивний сабвуфер є низькочастотним динаміком, укладеним у спеціальний акустичний корпус. Для його роботи потрібне підключення до зовнішнього підсилювача.
Також його можна підключити за допомогою електронного роздільного фільтра частот. Таке компонування дозволяє досягти більш глибокого басу та значно розширити спектр частот.

Примітка: варто зважати на те, що на підвищеній гучності значно зменшуються лінійні спотворення звуку, тому слухати композиції бажано із середньою гучністю звуку.

Низькочастотним сабвуфером зазвичай доповнюється система домашнього кінотеатру або акустична система в автомобілі. Це дозволяє досягти насиченого басу та розділити звучання.
Активний сабвуфер здатний значно зменшити навантаження на ресивер у системі домашнього кінотеатру. Вибираючи сабвуфер, необхідно враховувати властивості простору, де його буде встановлено.
Сабвуфер з фазоінвертором має глибший бас і розрахований на велику кубатуру приміщення. В обмеженому просторі, наприклад, в автомобілі, цей тип сабвуфера може почати резонувати.

Переваги і недоліки

Кожен тип сабвуфера має свої переваги та недоліки завдяки своїм конструктивним особливостям. Пасивний сабвуфер має більш глибокий і насичений бас, у порівнянні з активним.
Це обумовлено безліччю різних факторів:

• Відсутність перегрівання повітря усередині корпусу;
• Можливість підключення додаткових електронних фільтрів (див.);
• Зовнішній підсилювач потужності має велику кількість налаштувань;
• Завдяки відсутності сторонніх компонентів у корпусі, потужність та глибина басу стає більш насиченою;
• Нижча вартість у порівнянні з активним сабвуфером, з аналогічними технічними характеристиками.

• Можливість використання як портативної, якщо є виходи для додаткових динаміків;
• Різноманітні варіанти виконання.

Роблячи вибір між активним та пасивним сабвуфером, варто визначитися безпосередньо з тим, де він використовуватиметься, та які характеристики звучання необхідні.

Вплив корпусу на звучання сабвуфера

Корпус у сабвуфері є основним елементом акустичної системи. Завдяки йому можна створити спрямований, глухий або розсіяний бас.
Можна виділити кілька основних видів корпусу:

• Корпус закритого типу є ящиком, в якому динамік знаходиться в закритому просторі. При цьому коливання динаміка гасять тиск, який виникає всередині завдяки коливанням дифузора.
  Сабвуфер у закритому корпусі дає глибокий насичений бас. Корпус зсередини оброблений спеціальним звукоізолюючим матеріалом, який поглинає тепло і створює тиск повітря всередині.
  Потужність такого сабвуфера залежить від внутрішнього об'єму корпусу. Але при цьому є один недолік: коефіцієнт корисної дії такого типу сабвуфера найменший;
• Корпус із фазоінвертором. У ньому виготовлено спеціальний отвір для відведення повітря.
  Це дозволяє направити звукову хвилю та значно збільшити потужність сабвуфера. Завдяки цьому навіть за найнижчих частот динамік працює практично без істотного навантаження.
  Звукова низькочастотна хвиля виникає внаслідок нагнітання повітря. Такий тип корпусу дає дуже різкий та потужний бас;
• Bandbass корпус. Динамік знаходиться у перегородці між двома камерами. Такий тип корпусу поєднує в собі два попередні і значно підвищує якість та ефективність звучання.
  Основна суть полягає в тому, що можна одночасно налаштувати верхні та нижні показники басу. Це дозволяє зробити бас більш насиченим та природним. Але такий тип сабвуфера є найдорожчим, оскільки є дуже складним у виготовленні.

Кожен тип сабвуфер призначений для певного типу приміщення. При цьому завдяки внутрішнім властивостям корпусу та розмірів динаміків залежить безпосередньо звучання.
Обидва сабвуфери мають свої переваги та недоліки, тому перед вибором краще порадитись із фахівцями.
Пасивний сабвуфер видає більший частотний діапазон, ніж активний. Але з його підключенням можуть виникнути проблеми, оскільки необхідно правильно підібрати підсилювач потужності та підключити електронні звукові фільтри.
Активний сабвуфер достатньо підключити до джерела живлення та подати на нього звуковий сигнал. Зробити це можна навіть своїми руками, тому що в комплекті пропонується інструкція.
Вирушаючи до магазину за покупкою, потрібно розуміти, що ціна якісного пристрою буде високою. Звичайно, бажано переглянути фото та відео, що стосуються роботи різних видів сабвуферів, щоб визначитися зі своїм вибором.

Іноді у поле зору потрапляють сабвуфери полосно-пропускающего типу. Інакше – бандпаси…

Найчастіше, слід зазначити, у формі готових виробів. Набагато рідше – як елемент системи, побудованої за індивідуальним проектом. Основи (зовсім основи) теорії та практики такого типу оформлення були у нас опубліковані давно, років, не збрехати, 15 тому. Є думка (у автора), що треба б дещо в цьому питанні уточнити, а то, дивишся, і нагадати, не забувши й про обставини, що «знов відкрилися…»

1. Порівняно вузький частотний діапазон.

2. Підвищена складність виготовлення та налаштування.

Плюсів нам бачиться більше.

1. Наявність внутрішнього фільтра НЧ.

2. Здатність до відтворення низького басу.

3. Акустичне посилення.

4. Захищеність динаміка від зовнішніх впливів.

Перший мінус та перший плюс – дві сторони однієї медалі, які підтверджують відому мудрість про те, що кожна річ хороша на своєму місці. Тобто на роль широкосмугового басового випромінювача (у трисмуговій акустиці, скажімо) бандпас малопридатний, тоді як у позиції субвуфера буде дуже доречним. Другий недолік став фактором, що значною мірою обмежив поширення смугово-пропускних оформлень. Причому проблема навіть не у виготовленні відмінність ПП від ФІ полягає лише в присутності додаткової внутрішньої стінки. Складність у тому, що в процесі тонкого налаштування одну зі стінок, ймовірно, доведеться переміщати, змінюючи «передній» об'єм. У одиничному виробництві це дійсно незручно, але при підготовці серії (хоч би і невеликий) - у чому проблема?

Тепер про плюси. Як можна припустити, наявність природного фільтра НЧ зумовило певну популярність бандпасів у минулому, коли пасивні фільтри вважалися природним способом поділу частотних смуг. Пасивний фільтр НЧ, налаштований на типову для сабвуферів частоту, передбачає використання великих та недешевих котушок. У міру переходу до спеціалізованих басових підсилювачів та активних фільтрів цей фактор став несуттєвим. Однак якщо врахувати, що в нашій галузі більшість справді музичних підсилювачів оснащуються фільтрами другого порядку, присутність додаткового (акустичного) фільтра НЧ буде дуже доречною.

Здатність до відтворення низького басу - хороша річ, але не для нас. Скажімо, сабвуфер для домашнього театру в ЗЯ зможе відіграти бас від 50 Гц, в оформленні з ФІ – від 32, а в ПП оформленні – від 25, а якщо пожертвувати рівномірністю АЧХ, можна знизити частотний кордон і до 20 Гц. Однак у нашій галузі проблем з низьким басом начебто й немає, сабвуфер у ЗЯ грає (теоретично) від 0 Гц. У нас є інші проблеми – з рівномірністю середнього басу, оскільки перехід від вільного поля до компресійного режиму припадає на 55 – 70 Гц (частота –3 дБ підйому). Всі сабвуфери з ФІ дають підйом, починаючи з цієї частоти і вниз, ЗЯ, налаштований точно на перехідну частоту, дасть прямолінійну характеристику, але, звичайно, без якогось підйому. При всіх інших параметрах ЗЯ дасть або підйом в області середнього басу 70 - 50 Гц, або, того гірше, спад на тих же частотах.

Так от, бандпас четвертого порядку (далі мова тільки про нього, уникатимемо зайвих складнощів) може дати підйом саме там, де треба, поблизу верхньої межі його робочої смуги, і в умовах салону зберегти привабливу форму частотної характеристики. Здається, одного цього вже достатньо, щоб придивитися до нього уважніше. Ну і останній з перерахованих вище плюсів теж дещо вартий.

Отже, починаємо придивлятися. Беремо якийсь безіменний динамік, нас його характеристики до певного часу не цікавлять. Будуємо поки що характеристики у вільному полі, так наочніше. Подивимося, як змінюється частотна характеристика залежно від величини заднього (тобто закритого) обсягу.

Мал. 1. Зміна характеристик залежно від величини закритого обсягу

Мал. 2. Зміна характеристик залежно від величини переднього об'єму

Мал. 3. Зміна показників залежно від маси повітря всередині порту

Мал. 4. Зміна параметрів залежно від ширини лінії

Як бачимо, навіть за зміни обсягу більш ніж утричі (на 10 дБ) ширина смуги змінюється незначно. Однак у міру зменшення обсягу підйом на характеристиці зміщується на нижню межу смуги пропускання. А нам цього не треба. Тому орієнтир буде простим, перший обсяг повинен відповідати ЗЯ з добротністю Баттерворт або трохи нижче, скажімо, від 0,62 до 0,72 (зелена крива на графіку). Щоб уникнути об'ємних ящиків, ми повинні відразу орієнтуватися на голівки з добротністю хоча б на 25% нижче за цей показник, тобто не вище 0,47 - 0,5.

Тепер зверніть увагу: усі криві проходять через деяку точку. Це - частота резонансу порту та переднього об'єму, ми її називатимемо центральною частотою. В даному випадку це 38 Гц, такий вибір типовий для домашнього сабвуфера, у нашій сфері центральну частоту треба вибирати суттєво вище.

Від величини другого (переднього) обсягу найбільше залежить верхня частотна межа.

Зменшуючи цей обсяг, ми продовжуємо частотний діапазон вгору, одночасно отримуючи підйом на характеристиці. Форма високочастотної частини характеристики обумовлена ​​резонансом фазоінвертора із спільною пружністю, обумовленою жорсткістю підвісу, пружністю повітря заднього та пружністю повітря переднього об'єму. Підйом на 3 дБ (помаранчева крива) виходить, коли частота верхнього резонансу на октаву вище за центральну частоту. Маса повітря всередині порту впливає на нижню частотну межу та одночасно на форму характеристики.

Характеристика в цій галузі обумовлена ​​резонансом об'єднаної маси повітря всередині порту та дифузора із спільною пружністю підвісу та заднього об'єму. На щастя, нам велика маса не потрібна, достатньо відсунути нижній резонанс на 1/3 октави від центральної частоти (коричнева крива). Для розуміння характеру бандбасу корисно буде подивитися, як змінюватиметься форма характеристики, якщо ми будемо зберігати налаштування порту, але одночасно змінювати і масу повітря всередині нього, і об'єм передньої камери.

Графіки показані в ідеалізованій формі, яка виходить без урахування витоків (а також нежорсткості) корпусу. Якщо це враховувати, центральна частина графіків ніколи не досягне рівня 0 дБ. Однак у теорії теорії, що є на сьогодні, не враховуються.

Тепер переходимо до практики. Виберемо дві головки із тесту №2 за цей рік. Їхні параметри відповідають критерію 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:

Головка №1. Fs = 31,6 Гц; Vas = 29,3 л; Qts = 0,480.

Головка №2. Fs = 33,4 Гц; Vas = 22,0 л; Qts = 0,454.

Для розрахунку ПП оформлення четвертого порядку можна скористатися багатьма з готових програм: не всі вони дають очікувані результати, але стара JBL Speakershop (вона ж Bass Box) в даному випадку дає досить коректні. Якщо, як було зазначено, скинути з рахунків можливі витоку корпусу. Для осмислених розрахунків бажано мати деякі відправні точки. Наприклад, для першої голівки попередньо підрахувати обсяг ЗЯ, в якому досягається батервортівська (або трохи нижче) добротність. Для Баттерворт отримуємо 24,7 л. Якщо після установки в такий ящик головки ми виміряємо характеристику імпедансу, вона виглядатиме приблизно як на рис. 5:

Мал. 5. Характеристика імпедансу головки №1 у ЗЯ

Тепер треба визначити передній об'єм. Добрею відправною точкою буде 1/3 від заднього, в даному випадку це 8,2 л. В результаті моделювання уточнена величина переднього об'єму 8,06 л, що майже те саме. У результаті розрахунку отримуємо характеристику у вільному полі таку, як показано на рис. 6. На графіці зазначено зразкове положення частоти резонансу порту.

Мал. 6. Характеристика ПП сабвуфера у вільному полі

Втім, нас набагато більше цікавлять характеристики сабвуфера за умов автомобільного салону. Якщо на попередній графік накласти стандартну передатну функцію «АвтоЗвуку» (вона у всій повноті була опублікована в №8/2000), то отримаємо картину, змальовану на рис. 7.

Мал. 7. Характеристика ПП сабвуфера у типовому салоні. Головка №1, гранична частота 100 Гц

Як бачимо, максимальне розкидання амплітуди у всьому робочому діапазоні від інфразвуку до 95 Гц менше 2 дБ. Схожу характеристику можна отримати за допомогою ЗЯ, але на боці бандпасу ще й постійне акустичне посилення 3 дБ плюс поверх ефективна крутість спаду 18 дБ/окт.

Для повноти картини можна побачити рис. 8 характеристику імпедансу. Частота налаштування порту 64,3 Гц, нижній резонанс налаштований на октаву нижче, верхній - приблизно на 2/3 октави вище.

Мал. 8. Характеристика імпедансу ПП сабвуфера. Головка №1, гранична частота 100 Гц

Що станеться, якщо ми при виготовленні помилимося з об'ємом передньої скриньки? Скажімо, на 10% (рис. 9)?

Мал. 9. Розлад об'єму передньої скриньки на ±10%

Особливо страшного – нічого. На 5% змінюється верхній частотний кордон, проте форма частотної характеристики радикально не змінюється. А ось сильно помилятися у реалізації маси повітря всередині порту не рекомендується, наслідки – на рис. 10.

Мал. 10. Розлад маси порту на ±10%

Відхилення маси повітря всередині порту на 10% в кожну сторону (тобто зміна на 5% частоти налаштування) призводить до відхилення частотної характеристики на 1 дБ у той чи інший бік.

З голівкою №2 досягається хоч і не зовсім ідентичний, але подібний набір показників. Перший об'єм у цьому випадку ми налаштовуємо на добротність 0,66, для цього знадобиться скринька (частина скриньки) об'ємом 21 л. Частота резонансу у такому ЗЯ дорівнювала 48,8 Гц. Передній об'єм у результаті моделювання вибрали рівним 7,3 л. Розрахункова частотна характеристика показано на рис. 11.

Мал. 11. Характеристика ПП сабвуфера у типовому салоні. Головка №2, гранична частота 100 Гц

Нерівномірність у всьому діапазоні трохи більше 2 дБ, верхня гранична частота близько 95 Гц. Крутизна спаду – ті ж 18 дБ/окт. Якщо тепер звернутися до характеристики імпедансу (рис. 12а), то неважко буде побачити, що характерні частоти тут майже такі самі, як у випадку із голівкою №1.

Мал. 12. Характеристики імпедансу ПП сабвуфера. Головка №2: a) гранична частота 100 Гц; б) гранична частота 80 Гц

Якщо нам знадобиться працювати у вужчій смузі, то налаштування зміняться передбачуваним чином (рис. 12б). Щоб отримати верхню частотну межу 80 Гц замість 100 Гц, нам треба буде знизити приблизно на 10% центральну частоту та частоту верхнього резонансу. При цьому частотна характеристика набуває вигляду як на рис. 13.

Мал. 13. Характеристика ПП сабвуфера у типовому салоні. Головка №2, гранична частота 80 Гц

Нерівномірність підвищилася до 3 дБ, хоча на відміну від ФІ, які мають звичай наголошувати на нижньому басі, у ПП оформлення спад починається близько 30 Гц, де, по суті, інформативний бас закінчується. Щоправда, щоб звузити смугу поверху, величину переднього обсягу довелося підвищити майже 10 л. Хоч як парадоксально, але полосно-пропускне оформлення в наших умовах краще працює в ширшій смузі.

Залишилося додати зовсім небагато. Що бандпас при всій його «технократичності», що здається, випромінює, як закритий ящик, а тому перехідні характеристики у нього цікавіше, ніж у ФІ. З цієї причини баси в нього (правильно налаштованого) виходять більш зібраними, що з SQ-інсталяцій важливо. Нарешті, по повному об'єму бандпас програє фазику не так вже й багато, можна сказати, що величина програшу дорівнює величині переднього об'єму. Така плата за рівномірне акустичне посилення, іншими словами – за підвищений ККД.

З історії бандпасу

Щоб не створювалося враження, що бандпаси вигадали «ось щойно», дві ілюстрації з датами. Перша - патент США, виданий на ім'я чоловіка з дворянським французьким прізвищем д'Альтон. Він придумав бандпас як вузькосмуговий випромінювач, розраховуючи з безлічі таких, налаштованих на різні частоти, збирати на кшталт церковного органу широкосмугові акустичні системи великої ефективності.

Ідея дикувата і, як показала історія, малокорисна, але й пристрій, і, наскільки можна судити за сиротливим графіком, характеристики дворянин розумів, в принципі, правильно.

Через двадцять років, коли динамік (тобто електродинамічний гучномовець прямого випромінювання) остаточно витіснив інші засоби звуковипромінювання, з'явився інший патент. У ньому вже відкритим текстом говориться, що це спосіб розширення смуги частот вниз за допомогою окремого, відносно вузькосмугового акустичного агрегату. Тобто саме те, що ми сьогодні називаємо словом «сабвуфер».

Більше того, в роз'ясненнях Генрі Ланга вже фігурують криві звукового тиску, які дуже схожі на ті, що розглянуті в сьогоднішній публікації. "Процес пішов" саме з цього моменту.