Обзор технических характеристик сабвуферов

Разработчики сабвуферов применяют те же варианты акустического оформления, что и конструкторы широкополосных громкоговорителей. Одна или несколько НЧ-головок могут иметь оформление типа бесконечного экрана (закрытый корпус), фазоинвертора (с портами) или линии передачи. Сабвуферы в оформлении типа линии передачи встречаются редко, поскольку для него требуется большой корпус. Наиболее популярны сабвуферы в закрытом корпусе и фазоинверторы. Некоторые сабвуферы используют следящий привод (рассмотренный ранее в этой главе).

Наиболее простой сабвуфер — с одной головкой, обычно размером 25 или 30 см, — в корпусе фазоинверторного типа. Выбор фазоинверторного оформления позволяет сохранить умеренный размер корпуса и обеспечить соответствующий уровень чувствительности. Корпус большего размера расширяет полосу частот сабвуфера в области нижних частот, но более дорог в изготовлении, особенно если он спроектирован с учетом защиты от вибраций (т.е. имеет много внутренних распорок).

Сабвуфер в закрытом корпусе распространен менее широко в связи с присущей ему более высокой частотой среза. Для расширения частотной характеристики до 20 Гц необходимы громадные размеры корпуса; большинство сабвуферов, выполненных в закрытом корпусе, на самом деле не рассчитаны на воспроизведение такого низкого баса. В их разработке акцент сделан не на протяженность полосы частот в басовой области, а на качество звучания баса: лучшую управляемость, более быструю переходную характеристику и высокую разрешающую способность по частоте.

Однако некоторые небольшие сабвуферы в закрытом корпусе могут обеспечить воспроизведение частот около 20 Гц, если подаваемый на них управляющий

сигнал подвергается частотной коррекции, обеспечивающей горизонтальную амплитудно-частотную характеристику. При этом происходит подъем нижних басов, что компенсирует присущий НЧ-головкам спад и позволяет получить горизонтальную частотную характеристику ниже собственной частоты среза НЧ-головки. Частотная коррекция приводит к резкому росту усилий, прикладываемых к конусу НЧ-головки, поскольку она заставляет головку выдерживать громадную мощность и колебаться на очень низких частотах с огромной амплитудой. В результате, НЧ-головка, рассчитанная на работу в системе с частотной коррекцией, будет иметь большой магнит и огромную звуковую катушку. Если сабвуфер с частотным выравниванием сигнала использует отдельный, а не встроенный усилитель мощности и схему частотной коррекции, знайте, что усилитель будет правильно функционировать только с тем сабвуфером, на который он был рассчитан. Аналогично, сабвуферная головка, рассчитанная на подачу откорректированного по частоте сигнала, будет правильно функционировать только при подключении к согласованному с ней усилителю. Пример такой системы был приведен ранее на рис. 7-1.

Некоторые сабвуферы устанавливаются в корпуса полосового типа, которые ограничивают частотный диапазон системы при помощи как электрической, так и акустической фильтрации. В корпусе полосового типа (см. рис. 7-25) НЧ-головка устанавливается в камере, которая имеет выходящий наружу порт. НЧ-головка часто нагружается на меньшую, заднюю камеру. Эта версия оформления называется полосовым корпусом второго порядка. Соединение через отверстие меньшей камеры с окружающим пространством дает полосовое оформление четвертого порядка, позволяющее достичь более высокой крутизны спада частот ной характеристики фильтра. Преимуществами корпусов полосового типа являются: расширенная полоса частот в басовой области, меньшие искажения, повышенный уровень чувствительности и большая мощность. В сабвуфере полосового типа шестого порядка, показанном на рис. 7-26, две 25-сантиметровые НЧ-головки направляют излучаемый сигнал в щель, идущую ниже центра корпуса.

Что такое High-end и Hi-fi?

Для сабвуферов обычно выбирают частоту разделения, типовое значение которой составляет 80 Гц, 120 Гц и 180 Гц. Более высокую частоту разделения следует выбирать скорее для мини-мониторов, чем для широкополосных громкоговорителей. В целом, чем ниже частота разделения, тем лучше; наверняка басы у основного громкоговорителя качеством повыше, чем у сабвуфера, а низкая частота разделения кроссовера смещает любую неоднородность его сигнала в сторону более низких частот, где она будет менее слышна. Вдобавок, более низкая частота разделения не позволит определить местоположение источника сигнала нижнего баса. Частоты воспроизведения сабвуфера выше 100 Гц можно "локализовать" (т.е. определить местоположение источника басов), — что мешает слушать музыку. Однако слишком низкая частота разделения перегрузит небольшие громкоговорители лишними басами, снизит максимальную мощность системы и создаваемый ею максимальный уровень громкости.

Еще один параметр разделительных фильтров сабвуфера — крутизна спада. В большинстве из них используются фильтры второго порядка (крутизна 12 дБ/окт) и выше. В идеале, частоту разделения и крутизну спада необходимо подбирать для конкретного широкополосного громкоговорителя, используемого с данным сабвуфером. Но из-за того, что производители не знают, какие громкоговорители будут применяться совместно с сабвуфером, они выбирают компромиссные параметры, обеспечивающие хорошее качество звучания музыки с различными громкоговорителями.

Показанный на рис. 7-26 сабвуфер дает уникальный выход из этой затруднительной ситуации. Для согласования с конкретными громкоговорителями в сабвуфер можно установить небольшие сменные платы, имеющие каждая свою крутизну спада и частоту разделения. Несколько десятков таких плат, называемых "картами специализации", существуют и для данного сабвуфера. Пользователь заказывает соответствующие карты специализации для своих громкоговорителей, вставляет их в сабвуфер, и с этого момента получает разделительный фильтр, специально подобранный для его конкретной акустической системы.

Некоторые сабвуферы имеют регулятор "задержки", позволяющий выравнивать по времени фронты звуковых волн сабвуфера и основных громкоговорителей. Вы можете сделать то же самое, перемещая сабвуфер вперед или назад относительно основных громкоговорителей, но это гораздо менее практично, чем регулировка задержки.

Если сабвуфер позволяет регулировать задержку, существует простой прием его временного согласования с основными громкоговорителями. Подайте на систему синусоидальный сигнал, частота которого совпадает с частотой разделения кроссовера. Многие тестовые компакт-диски содержат полный диапазон синусоидальных тонов. При воспроизведении системой синусоидального сигнала с частотой разделения одновременно звучат основные громкоговорители и сабвуфер. Теперь измените полярность основных громкоговорителей относительно сабвуфера, поменяв местами красный и черный провода, идущие к обоим громкоговорителям. Сядьте в кресло и попросите помощника медленно регулировать задержку, пока не услышите минимальный бас. Верните проводам громкоговорителя прежнюю (правильную) полярность. Теперь задержка установлена оптимально. И вот почему: когда волны основного громкоговорителя и сабвуфера отличаются по фазе на 180°, происходит максимальное ослабление звука, так как при движении конуса сабвуфера наружу, конусы основных громкоговорителей движутся внутрь, создавая гасящие друг друга волны; после возвращения проводов громкоговорителя в правильное положение (чем устраняется сдвиг по фазе на 180°), выходные сигналы сабвуфера и громкоговорителя точно совпадают по фазе. Таким образом устраняется любая временная задержка между основными громкоговорителями и сабвуфером.

При размещении сабвуфера следуйте инструкциям, приведенным в главе 4. Если сабвуфер находится между громкоговорителями, то во избежание нарушения звуковой сцены, создаваемой основными громкоговорителями, его необходимо расположить позади них.