Посвяченому акустиці приміщення ми з'ясували, що будь-яка кімната - свого роду резонатор, що драматично впливає на характер звучання системи. Тепер настав час поговорити безпосередньо про джерела цього самого звучання, тобто про акустичні системи.

Щоб добре розібратися в процесах, що відбуваються в ящику, на стіні якого змонтований один або кілька динаміків, необхідно вдумливо прочитати пару-трійку книжок, у кожній з яких формул більше, ніж у всьому шкільному курсі фізики. Я забиратися в такі нетрі не буду, так що не варто цей матеріал як вичерпний аналіз або посібник з будівництва аудіофільських колонок. Однак дуже сподіваюся, що він допоможе меломанам-початківцям (та й деяким хронічним теж) як слід зорієнтуватися в різноманітності акустичних рішень, кожне з яких його розробники, зрозуміло, називають єдино правильним.

Деякий час після винаходу в 1924 електродинамічного випромінювача з конічним дифузором (окей, просто динаміка), його дерев'яне обрамлення виконувало в першу чергу декоративні та захисні функції. Воно й зрозуміло - після довгих років прослуховування платівок через слюдяні мембрани та розтруби грамофонів, саунд нового устрою та без жодного акустичного доопрацювання здавався просто апофеозом благозвучності.

Мембрани грамофонів виготовлялися найчастіше з алюмінію чи слюди

Однак технології запису швидко вдосконалювалися і стало зрозуміло, що більш-менш правдоподібно відтворити чутний діапазон динаміком, що просто закріплений на якійсь підставці, вкрай проблематично. Справа в тому, що дана сама собі динамічна головка перебуває в стані акустичного короткого замикання. Тобто хвилі від фронтальної і тилової поверхонь дифузора, що випромінюються, ясна річ, у протифазі, безперешкодно накладаються один на одного, що найсумнішим чином відбивається на ефективності роботи, і в першу чергу на передачі басів.

До речі, у процесі цієї розповіді я найчастіше міркуватиму саме про низькі частоти, тому що їх відтворення - ключовий момент у роботі будь-якого корпусу АС. ВЧ-драйвери в силу малої довжини хвиль, що випромінюються, у взаємодії з внутрішнім об'ємом колонки взагалі не потребують, і найчастіше повністю від нього ізольовані.

Душа навстіж

Найпростіший спосіб відокремити фронтальне випромінювання динаміка від тилового – змонтувати його на щиті якомога більшого розміру. З цієї простої ідеї і народилися, власне, перші акустичні системи, що були ящиком з відкритою задньою стінкою, оскільки для компактності краю щита просто взяли, та й загнули під прямим кутом. Однак у плані відтворення басів успіхи подібних конструкцій вражали не надто. Крім недосконалості корпусу проблема була ще й у дуже невеликому за сучасними поняттями ході підвіски дифузорів. Щоб хоч якось вийти зі становища, використовувалися динаміки якнайбільшого розміру, здатні розвивати прийнятний звуковий тиск при невеликій амплітуді коливань.

PureAudioProject Trio 15TB з 15-дюймовими НЧ-драйверами на тришарових бамбукових панелях

Незважаючи на примітивність подібних конструкцій, у них були й деякі переваги, причому настільки специфічні і цікаві, що адепти відкритих АС не перевелися досі.

Почати з того, що відсутність будь-яких перешкод по дорозі звукових хвиль – найкращий шлях до підвищення чутливості. Момент цей особливо цінний для аудіофільських лампових підсилювачів, особливо однотактних чи позбавлених зворотнього зв'язку. Паперові дифузори великого діаметру навіть на потужності близько чотирьох-п'яти ват здатні створити досить-таки значний, і при цьому на подив відкритий і вільний саунд.

При висоті 1,2 м у світі відкритої акустики Jamo R907 вважаються практично компактами

Що ж до тилового випромінювання, те щоб не вносити спотворень у прямий звук, воно має приходити до слухача з помітною затримкою (понад 12-15 мс) - у такому разі його вплив відчувається як легка реверберація, яка лише додає до саунду повітря і розширює музичний простір . Тонкість у тому, що для створення цієї самої «помітної затримки» колонки, зрозуміло, мають бути розташовані на великій відстані від стін. До того ж велика площа передньої панелі та значні розміри НЧ-драйверів відповідним чином позначаються на загальних габаритах АС. Словом, власників невеликих і навіть середніх житлових кімнат прохання не турбуватися.

До речі, окремий випадок відкритих систем - акустика, побудована на електростатичних випромінювачах. Тільки за рахунок майже невагомої діафрагми великої площі, до всіх вищеописаних переваг, у електростатів додається здатність філігранно передавати навіть різкі динамічні контрасти, а завдяки відсутності поділу сигналу в зонах СЧ та ВЧ, ще й завидна тембральна точність.

Відкрите оформлення

Плюси:Висококласні відкриті колонки – чудовий спосіб отримати реальний кайф від прослуховування пуристських лампових однотактників.

Мінуси:Про жирні компресійні баси краще забути відразу. Весь звуковий тракт має бути підпорядкований ідеї відкритої акустики, а самі колонки доведеться вибирати із вкрай обмеженої кількості речень.

Замкнений у ящику

Зі зростанням потужності та поліпшенням властивостей підсилювачів надвисока чутливість акустики перестала бути основним каменем спотикання, а ось проблеми нерівномірності АЧХ, і особливо правильного відтворення басів, стали ще більш актуальними.

Гігантський крок до прогресу в цьому напрямку зробив 1954 року американський інженер Едгар Вільчур. Він запатентував акустичну систему закритого типу, і це був не трюк у стилі нинішніх патентних тролів.

Патентна заявка Едгара Вільчура на АС у закритому оформленні

До того моменту вже був винайдений фазоінвертор і, ясна річ, до ящика з дном динамік теж приміряли неодноразово, тільки нічого хорошого з цього не виходило. Через пружність замкнутого об'єму повітря доводилося або втрачати істотну частину енергії дифузора, або робити корпус непомірно великим, щоб знизити тиск градієнт. Вільчур же вирішив навернути зло на благо. Він сильно знизив пружність підвісу, переклавши таким чином контроль за рухом дифузора на об'єм повітря - пружину більш лінійну і стабільну, ніж гофр або гумове кільце.

У закритому ящику рухи дифузора контролюються повітрям - на відміну від паперу або гуми він не старіє і не зношується

Так вдалося не тільки повністю позбутися акустичного короткого замикання та підняти віддачу на низьких частотах, але й відчутно згладити АЧХ на всьому її протязі. Проте виявився й мінорний момент. З'ясувалося, що демпфування замкнутим об'ємом повітря призводить до підвищення резонансної частоти рухомої системи та різкого погіршення відтворення частот нижче за цей поріг. Для боротьби з такою неприємністю довелося збільшувати масу дифузора, що логічно призвело до зниження чутливості. Плюс поглинання всередині «чорної скриньки» мало не половини акустичної енергії, не могло не зробити внеску до зниження звукового тиску. Одним словом, новий тип колонок потребував підсилювачів досить серйозної потужності. На щастя, на той час вони вже існували.

Сабвуфер SVS SB13-Ultra із закритим акустичним оформленням

Сьогодні закрите оформлення застосовується здебільшого у сабвуферах, особливо у тих, що претендують на серйозне музичне виконавство. Справа в тому, що для домашніх кінотеатрів енергійне відпрацювання найнижчих басів часто виявляється важливішим за динамічну і фазову точність на всьому протязі НЧ-діапазону. А ось об'єднавши відносно компактний закритий саб з пристойними сателітами, можна добитися куди більш правильного звуку - нехай і не наповненого надглибокими басами, зате вкрай швидкого, зібраного та чіткого. Все вищесказане можна віднести і щодо повнодіапазонних колонок, «закриті» моделі яких зрідка з'являються на ринку.

Закрита скринька

Плюси:Зразкова швидкість атаки та роздільна здатність у низькочастотному діапазоні. Відносна компактність конструкції.

Мінуси:Потрібний досить потужний підсилювач. Надглибоких басів на межі інфразвуку досягти дуже складно.

Справа - труба

Ще одним способом приборкання протифазного тилового випромінювання став фазоінвертор, російською буквально "розгортач фази". Найчастіше він є порожнистою трубкою, змонтованою на передній або задній поверхні корпусу. Принцип роботи зрозумілий з назви і нехитрий: раз позбавлятися випромінювання зворотного боку дифузора важко і нераціонально, значить потрібно синхронізувати його по фазі з фронтальними хвилями і використовувати на благо слухачів.

Амплітуда та фаза руху повітря у фазоінверторі змінюються в залежності від частоти коливань дифузора

По суті труба з повітрям є самостійною коливальною системою, що отримує імпульс руху повітря всередині корпусу. Маючи абсолютно певну частоту резонансу, фазоінвертор працює тим ефективніше, чим ближче коливання дифузора до частоти його налаштування. Звукові хвилі більш високих частот зрушити з місця повітря в трубі просто не встигають, а нижчі хоч і встигають, але чим вони нижчі, тим сильніше зміщується фаза випромінювання фазоінвертора, і, відповідно, його ефективність. Коли поворот фази сягає 180 градусів, тунель починає відверто і дуже ефективно глушити звук басового драйвера. Саме цим пояснюється дуже круте падіння звукового тиску АС нижче частоти налаштування фазоінвертора – 24 дБ/окт.

У боротьбі з турбулентними призвуками конструктори фазоінверторів постійно експериментують

У закритого ящика, між іншим, на частотах нижче резонансний спад АЧХ значно плавніший - 12 дБ/окт. Однак на відміну від глухої коробки, коробка з трубою в бічній стінці не змушує конструкторів йти на будь-які хитрощі заради максимального зниження резонансної частоти динаміка, що досить клопітко і дорого. Тунель фазоінвертора налаштувати куди простіше – достатньо підібрати її внутрішній об'єм. Це, щоправда, теоретично. На практиці, як завжди, починаються непередбачені складності, наприклад, на великих рівнях гучності повітря на виході з отвору може шуміти майже як вітер у пічному димарі. До того ж інертність системи часто стає причиною падіння швидкості атаки та погіршення артикуляції на басах. Одним словом, простір для експериментів та оптимізації перед конструкторами фазоінверторних систем відкривається просто неймовірний.

Фазоінвертор

Плюси:Енергійна віддача на НЧ, можливість відтворення найглибших басів, відносна простота та дешевизна виготовлення (при значній складності розрахунку).

Мінуси:У більшості реалізацій програє закритому ящику у швидкості атаки та чіткості артикуляції.

Обійдемося без котушки

Спроби позбутися генетичних проблем фазоінвертора, а заодно і заощадити на об'ємі корпусу без шкоди для глибини басу, наштовхнули розробників на ідею замінити порожню трубу на мембрану, що рухається коливаннями того ж робочого об'єму повітря. Простіше кажучи, у закритому ящику встановили ще один низькочастотний драйвер, лише без магніту та звукової котушки.

Пасивний випромінювач може збільшити ефективну поверхню дифузора вдвічі або навіть у троє, якщо в одній колонці вони встановлені парою

Конструкція отримала назву «пасивний випромінювач» (Passive radiator), яку часто-густо не надто грамотно перекладають з англійської як «пасивний радіатор». На відміну від труби сабвуфера, пасивний дифузор займає набагато менше простору в корпусі, не такий критичний до розташування, і до того ж він, як і повітря всередині закритого ящика, демпфує провідний драйвер, згладжуючи його АЧХ.

Пасивний випромінювач сабвуферу REL S/5. Основний драйвер спрямований у підлогу

Ще один плюс - зі збільшенням площі випромінюючої поверхні для досягнення потрібного звукового тиску потрібна менша амплітуда коливань, отже, знижуються наслідки нелінійної роботи підвісу. Коливаються обидва дифузори синфазно, а резонансна частотавільної мембрани налаштовується точним регулюванням маси - до неї просто підклеюють вантаж.

Пасивний випромінювач

Плюси:Компактність корпусу при вражаючій глибині басів. Відсутність фазоінверторних призвуків.

Мінуси:Збільшення маси випромінюючих елементів призводить до зростання перехідних спотворень та уповільнення імпульсного відгуку.

Вихід із лабіринту

Акустика, озброєна фазоінверторами та пасивними випромінювачами, відтворює глибокі баси завдяки резонаторам, що працюють за посередництва повітря всередині АС. Однак хто сказав, що обсяг колонки не може відігравати роль низькочастотного випромінювача? Звичайно, може, і відповідна конструкція називається акустичний лабіринт. По суті, вона є хвилевід, протяжністю в половину або чверть довжини хвилі, на якій планується домогтися резонансу системи. Іншими словами, конструкція налаштовується по нижній межі частотного діапазону АС. Звичайно використовувати хвилевід повної довжини хвилі було б ще ефективніше, але тоді для частоти, скажімо, 30 Гц його довелося б робити 11-метровим.

Акустичний лабіринт - улюблена конструкція акустиків-саморобів. Але за бажання корпусу найхитрішої форми можна замовити і готовому вигляді

Щоб у колонці розумних розмірів вмістити навіть удвічі компактнішу конструкцію, в корпусі встановлюють перегородки, що формують максимально компактний вигнутий хвилевід, поперечним перетином приблизно рівним площі дифузора.

Від фазоінвертора лабіринт відрізняється насамперед менш «резонансним» (тобто не акцентованим на певній частоті) звучанням. Відносно низька швидкість і ламінарність руху повітря в широкому хвилеводі перешкоджає виникненню турбулентності, яка породжує, як ми пам'ятаємо, небажані призвуки. Крім того, в даному випадку драйвер вільний від компресії, що підвищує резонансну частоту, адже його тилове випромінювання не зустрічає жодних перешкод.

Схема для розрахунку корпусу на dbdynamixaudio.com

Існує думка, що акустичні лабіринти створюють менше проблем зі стоячими хвилями в кімнаті. Однак при найменших прорахунках у розробці або виготовленні, стоячі хвилі можуть виникнути в самому хвилеводі, який, на відміну від фазоінвертора, має більш складну структуру резонансів.

Взагалі треба сказати, що грамотний розрахунок і точне настроювання акустичного лабіринту – процеси дуже непрості та трудомісткі. Саме тому цей тип корпусу зустрічається нечасто, і тільки в АС дуже серйозного цінового рівня.

Акустичний лабіринт

Плюси:Не лише хороша віддача, а й висока тональна точність басів.

Мінуси:Неабиякі розміри, дуже висока складність (читай - вартість) створення правильно працюючої конструкції.

Гей, на поромі!

Рупор - найдавніший і, мабуть, найпровокаційніший тип акустичного оформлення. Виглядає круто, якщо не сказати епатажно, звучить яскраво, а часом... У старих фільмах герої іноді кричать один одному щось у рупор, і характерне забарвлення такого звуку давно стало мемом і в музичному, і в кіношному світі.

Avantgarde Acoustics Trio з низькочастотним рупорним масивом Basshorn XD заввишки 2,25 м

Звичайно від бляшанки з ручкою теперішня акустика пішла дуже далеко, але принцип роботи все той же - рупор підвищує опір повітряного середовища для кращого узгодження з відносно високим механічним опором рухомої системи динаміка. Таким чином, підвищується його ККД, а заразом і формується чітка спрямованість випромінювання. На відміну від усіх описаних раніше конструкцій, рупор найчастіше використовується у високочастотних ланках АС. Причина проста - його перетин збільшується по експоненті, і чим нижче відтворювана частота, тим більшим має бути розмір вихідного отвору - вже на 60 Гц буде потрібно розтруб діаметром 1,8 м. Зрозуміло, що такі монструозні конструкції більше підходять для стадіонних концертів, де їх дійсно періодично можна зустріти.

Головний козир адептів рупорного відтворення полягає в тому, що акустичне посилення дозволяє при заданій звуковій віддачі зменшити хід мембрани, а значить підняти чутливість і покращити музичний дозвіл. Так-так, знову кивок власникам лампових однотактників. До того ж при грамотному розрахунку розтруби можуть грати роль акустичних фільтрів, круто відсікаючи звук за межами своєї смуги і дозволяючи обмежитися найпростішими, а тому, що вносять мінімальні спотворення електричними кросоверами, а іноді взагалі обійтися без них.

Системи Realhorns – особлива акустика для особливих випадків

Скептики ж не втомлюються нагадувати про характерне рупорне забарвлення, особливо помітне на вокалі, і надає йому характерну гугнявість. Подолати цю неприємність дійсно нелегко, хоча судячи з того, як грають найкращі зразки High-End-рупорів, цілком реально.

Рупор

Плюси:Високий акустичний ККД, отже, відмінна чутливість і непоганий музичний дозвіл системи.

Мінуси:Характерне важко фарбування звуку, недитячі розміри середньо-і тим більше низькочастотних конструкцій.

Кола на воді

Саме такою аналогією найпростіше описати характер випромінювання контрапертурних акустичних систем, вперше розроблених у Радянському Союзі у 80-х роках минулого століття. Принцип роботи нетривіальний: пара однакових динаміків змонтована так, що їх дифузори розташовані один навпроти одного в горизонтальній площині і рухаються симетрично, то стискаючи, то розтискаючи повітряний прошарок. У результаті створюються кільцеві повітряні хвилі, що рівномірно розходяться на всі боки. Причому характеристики цих хвиль у процесі їх поширення спотворюються мінімально, які енергія згасає повільно - пропорційно відстані, а чи не його квадрату, як у разі звичайних АС.

Duevel Sirius поєднує елементи рупорної та контрапертурної конструкцій

Крім далекобійності та кругової спрямованостіКонтрапертурні системи цікаві на подив широкою вертикальною дисперсією (порядку 30 градусів проти стандартних 4-8 гр.), а також відсутністю доплерівського ефекту. Для динаміків він проявляється в биття сигналу, викликаних постійною зміною відстані від джерела звуку до слухача через коливання дифузора. Щоправда, реальна чутність цих спотворень досі викликає багато суперечок.

Взаємне проникнення концентричних звукових полів правої та лівої колонок створюють дуже велику і рівномірну зону об'ємного сприйняття, тобто по суті питання точного позиціонування АС щодо слухача стає актуальним.

Італійсько-російська контрапертурна акустика Bolzano Villetri

Характерна особливість контрапертури в тому, що звук, що приходить до слухача фактично з усіх боків, хоча створює вражаючий ефект присутності, не може повною мірою передати інформацію про звукову сцену. Звідси розповіді слухачів про відчуття рояля, що літає по кімнаті, та інших чудесах віртуальних просторів.

Контрапертура

Плюси:Широка зона ефектного об'ємного сприйняття, натуралістичність тембрів завдяки нетривіальному використанню акустичних хвильових ефектів.

Мінуси:Акустичне місце помітно відрізняється від звукової сцени, задуманої при записі фонограми.

Та інші...

Якщо ви думаєте, що на цьому перелік варіантів оформлення колонок вичерпується, значить ви сильно недооцінюєте конструкторський інтерес електроакустиків. Я описав лише найбільш ходові рішення, залишивши за кадром близьку родичку лабіринту – трансмісійну лінію, смуговий резонатор, корпус з панеллю акустичного опору, навантажувальні труби.

Nautilus від Bowers & Wilkins - одна з найнезвичайніших, найдорожчих та авторитетних у плані звучання акустичних систем. Тип оформлення - навантажувальні труби

Подібна екзотика зустрічається досить рідко, але іноді вона матеріалізується в конструкції з унікальним звучанням. А іноді ні. Головне не забувати, що шедеври, як і посередності, зустрічаються у всіх оформленнях, хоч би що говорили ідеологи того чи іншого бренду.

Підготовлено за матеріалами журналу "Stereo & Video", червень 2016 р.

Характерна особливість контрапертури в тому, що звук, що приходить до слухача фактично з усіх боків, хоча створює вражаючий ефект присутності, не може повною мірою передати інформацію про звукову сцену. Звідси розповіді слухачів про відчуття рояля, що літає по кімнаті, та інших чудесах віртуальних просторів.

Контрапертура

Плюси:Широка зона ефектного об'ємного сприйняття, натуралістичність тембрів завдяки нетривіальному використанню акустичних хвильових ефектів.

Мінуси:Акустичне місце помітно відрізняється від звукової сцени, задуманої при записі фонограми.

Та інші...

Якщо ви думаєте, що на цьому перелік варіантів оформлення колонок вичерпується, значить ви сильно недооцінюєте конструкторський інтерес електроакустиків. Я описав лише найбільш ходові рішення, залишивши за кадром близьку родичку лабіринту – трансмісійну лінію, смуговий резонатор, корпус з панеллю акустичного опору, навантажувальні труби.

Nautilus від Bowers & Wilkins - одна з найнезвичайніших, найдорожчих та авторитетних у плані звучання акустичних систем. Тип оформлення - навантажувальні труби

Подібна екзотика зустрічається досить рідко, але іноді вона матеріалізується в конструкції з унікальним звучанням. А іноді ні. Головне не забувати, що шедеври, як і посередності, зустрічаються у всіх оформленнях, хоч би що говорили ідеологи того чи іншого бренду.

16/09/2013 , Posted in

Існує ціла низка принципів, за якими можна класифікувати всі сабвуфери для , або кімнати прослуховування. Далі ми перерахуємо основні їх, у разі вказуючи переваги і недоліки кожного виду.

Наявність вбудованого підсилювача

Залежно від наявності чи відсутності вбудованого підсилювача розрізняють Активніі Пасивнісабвуфери.

Активні сабвуферив даний час найбільш поширені і, за великим рахунком, є оптимальним вибором для використання або . Активні сабвуфери, попросту кажучи, найбільш гнучкі та зручні в плані інсталяції. Однак вони абсолютно не обов'язково звучать якнайкраще. Найпростіший активний сабвуфер несе на борту підсилювач, регулятор частоти розділу кросовера (LPF або ФВЧ – Low Pass Filter або Фільтр Високих Частот), перемикач фази та два типи вхідних з'єднань. Наявність вбудованого підсилювача спричиняє необхідність окремого шнура живлення від розетки 220В до сабвуфера. Регулятор частоти розділу кросовера дозволяє обмежити зверху діапазон, який буде відтворювати сабвуфер. Регулятор (частіше перемикач) фази дозволить вам краще інтегрувати сабвуфер із рештою колонок вашої системи. Він призначений для інвертування або плавної зміни фази сигналу аудіо, що надходить на вхід сабвуфера. Для нього правильної установкивам, швидше за все, доведеться послухати, як грає система в обох режимах (0 та 180), і вибрати варіант із найбільш приємним та глибоким басом. Ну, і, звичайно, активному сабвуферу потрібно подати сигнал з відповідного лінійного виходу вашого AV ресивера або процесора.

Активні сабвуфери LJAudio та SVSound

Переваги активних сабвуферів:

• Дуже зручні у використанні (як і AV ресивери, порівняно з набором окремих компонентів);
• Легше у встановленні та налаштуванні за рахунок того, що в них уже вбудоване все необхідне;
• Як правило, є менш дорогими (як і AV ресивери, порівняно з набором AV процесор + багатоканальний підсилювач).

Недоліки активних сабвуферів:

• Вбудовані підсилювачі на більшості, хоч і не на всіх, сабвуферів є відносно менш якісними;
• Менш зручні у плані установки, т.к. завжди потрібно тягнути 2 кабелі (живлення та сигнал);
• Якщо щось погане трапляється з підсилювачем, йому не так просто знайти заміну або відремонтувати;
• Виробники далеко не завжди продають запасні частини до старих моделей;
• Деякі активні сабвуфери не включаються автоматично, якщо на них подається низький за рівнем аудіо сигнал (погано працює система вимкнення).

Пасивні сабвуфериспочатку створені для використання у парі із зовнішнім підсилювачем. Підсилювач може використовуватись як виділений ( найкращий варіант), і інтегрований (наприклад, можна використовувати вільні канали AV ресивера). Важливий момент полягає в тому, що оскільки сабвуфер спочатку вимагає більше потужності для відтворення НЧ-звуків, підсилювач має бути достатньо потужним. На додаток до цього, якщо сабвуфер не має вбудованого фільтра високих частот (а, як правило, пасивний сабвуфер його не має), сигнал повинен бути відфільтрований на стороні AV ресивера, перш ніж він потрапить на сабвуфер.

Пасивні сабвуфери PRO, RBH та JBL

Переваги пасивних сабвуферів:

• Зовнішні підсилювачі зазвичай добротніші, вони правильні масивні блоки живлення, якісне розведення сигнальних ланцюгів;
• Чи здатні переварити велику потужність і видати більшу кількість дБ;
• Багатоканальний підсилювач може змусити грати кілька пасивних сабвуферів у вашому;
• Пасивні сабвуфери простіші і дешевші у виробництві;
• Внутрішній корисний об'єм корпусу виходить більше за тих же розмірів, що дозволяє гнучкіше підходити до розміщення динаміка і портів фазоінвертора;
• Якщо підсилювач починає барахлити, його легко можна замінити будь-який інший;
• Менш пожежонебезпечний (електрика та дерев'яний корпус рознесені у просторі);
• Один із головних плюсів – велика гнучкість при встановленні. Ви можете встановити підсилювач у стійці разом з рештою обладнання вашого ДК, а до сабвуфера протягнути лише один звичайний акустичний провід. Харчування до них не потрібно тягнути!
• Довгі акустичні (колонні) дроти, як правило, дешевші за спеціальні сабвуферні кабелі аналогічної довжини;
• Акустичні дроти (можуть бути виконані абсолютно плоскими) набагато легше сховати, ніж сабвуферні кабелі.

Зовнішній сабвуферний підсилювач

Недоліки пасивних сабвуферів:

• Значно складніше в організації та установці;
• Зовнішні підсилювачі можуть бути дорожчими, ніж вбудовані.

Спрямованість випромінювача

Залежно від того, в яку сторону дивиться динамік, сабвуфер можна розділити на:

Випромінюють вниз (DownFiring).Цей тип сабвуфер має динамік, встановлений в нижню стінку корпусу і спрямований в підлогу. Сабвуфери цього типу виглядають більше схожими на деякі меблі, ніж на акустичну систему. Їм не потрібний захисний гриль. Грати вони можуть навіть ефективніше, ніж їхні родичі, тому слід уникати їх установки в кутах кімнат і в безпосередній близькості до стін (стосується випадку з одним сабвуфером в системі). Інакше звук може бути надто гучним.

Down Firing cабвуфери Yamaha та Atlantic Tech

Випромінювальні вперед (FrontFiring).Динамік цього типу сабвуферів встановлений на одній з фронтальних стінок корпусу і спрямований паралельно площині підлоги. Сабвуфери даного типу потребують захисного грилю, що оберігає від пошкоджень динамік, і більше схожі на звичайну акустичну систему.

Front Firing cабвуфери Earthquake та Rhythmic Audio

Тип акустичного оформлення

Дана класифікація є найбільш великою і сягає глибоко корінням в розділ Акустика науки Фізика. Як мінімальний лікнеп трохи розповімо про призначення і функції будь-якого акустичного оформлення динаміка. Динамік випромінює звук не лише вперед, а й назад. Фронтальна і тилова звукові хвилі у своїй протилежні фазі. У зв'язку з цим, існує термін "акустичне замикання" при якому хвилі з обох боків дифузора динаміка складаються і (якщо вони цілком протилежні фазі) гасять один одного. Теоретично ви взагалі повинні чути звук від голого динаміка, практично ж звук буде, але дуже далеким від оригіналу. Корпус (ящик) акустичної системи, в який встановлюється динамік, дозволяє це замикання ліквідувати та надати звуковим хвилях необхідні параметри динаміки і частотної характеристики.

Ми опустимо подальшу теорію і постараємося коротко розглянути типи акустичного оформлення, що найчастіше зустрічаються, не забувши розповісти про переваги і недоліки кожного з них.

Закритий ящик (ЗЯ, Закритий корпус,Enclosure). Динамік встановлений у закритий повітронепроникний корпус. Таке рішення повністю ізолює тилову звукову хвилю динаміка від передньої.

Переваги:

• Легкість конструювання та виробництва (потрібно врахувати лише два параметри: обсяг ящика та добротність динаміка);
• Щодо невеликий об'єм корпусу;
• Чудові імпульсні характеристики (відгук на короткочасний сигнал, здатність компонента точно відтворювати короткочасні музичні події);
• Немає потреби застосування сабсонік фільтра (ФНЧ), т.к. є природна схильність ЗЯ до придушення частот, нижче резонансної частоти динаміка;
• Швидкий, натуральний, гладкий, пружний, чіткий, контрольований і теплий - ось ряд суб'єктивних характеристик, що дуже часто використовуються при описі басу, який відтворюється хорошим сабвуфером даного типу.

Недоліки:

• Відносно висока нижня частотна межа, що рідко знаходиться нижче 30 Гц (за рівнем -3 дБ);
• Найнижчий ККД у порівнянні з іншими типами акустичного оформлення.

Фазоінвертор(ФІ, Ported, Vented, Bass-Reflex). Динамік встановлений у корпус, який має тунель, що продовжується усередину у вигляді труби, короба або щілини на певну довжину. Цей тунель називається портом фазоінвертора. За рахунок нього внутрішній обсяг ящика повідомляється з навколишнім простором. Довжина та площа перетину тунелю є критично важливими параметрами для коректної роботи цього акустичного оформлення. І динамік і порт фазоінвертора працюють у тандемі, утворюючи другу коливальну систему, що випромінює (вже у фазі з дифузором динаміка) додаткову звукову енергію тилової хвилі. Динамік, як правило, встановлюється у передню стінку корпусу. Порт фазоінвертора найчастіше розташовується на тій же стінці, рідше на перпендикулярній (у випадку вниз динаміка, що дивиться) стінці корпусу і налаштовує апарат на максимальну віддачу в певному (рідко ширше 1-2 октав) діапазоні частот. У цьому діапазоні динамік працює з мінімальним навантаженням, коливаннями та спотвореннями (велику частину звуку випромінює порт), дозволяючи сабвуферу перетравлювати велику максимальну потужність. Вище частоти налаштування тунель стає все менш «прозорим» для звукових коливань, і динамік працює, ніби у закритому ящику. Нижче частоти налаштування відбувається зворотне: інерція порту поступово сходить нанівець, і на найнижчих частотах динамік працює практично без навантаження, як би його вийняли з корпусу. Амплітуда коливань швидко зростає, а разом з нею і ризик виплювання дифузора динаміка або пошкодження звукової котушки від удару об магніт. Це особливість обумовлює необхідність застосування в сабвуфер фазоінверторного типу фільтрів інфранізких частот (сабсоніків).

Переваги:

• Нижча межа АЧХ, що спокійно розташована в районі або навіть нижче 20 Гц (за рівнем -3 дБ);
• Дозволяє підводити велику потужність за рахунок меншої амплітуди коливань дифузора динаміка, особливо в районі та вище частоти налаштування;
• Більш продуктивні, перевищуючи в середньому на 3дБ за рівнем звукового тиску своїх побратимів у закритому ящику;
• Глибокий, потужний, повний, гучний, що надихає, приголомшливий і струсаючий землю – такі епітети часто супроводжують опис НЧ ефектів, що відтворюються сабвуферами даного типу.

Недоліки:

• Вимагає більшого розміру корпуса;
• Складніше отримати бажаний результат при конструюванні та виробництві;
• Вимагають наявності додаткового фільтра інфранізких частот (сабсоніка) чи обмеження гучності, т.к. велика можливість пошкодження динаміка на частотах нижче частоти налаштування;
• Імпульсні характеристики гірші за ЗЯ, що позначається на суб'єктивному сприйнятті басових нот, особливо в музиці;
• Діаметр порту повинен бути відносно великим, щоб уникнути небажаних призвуків повітря, що проходить через нього. Це тягне за собою необхідність збільшення довжини тунелю, що, своєю чергою, тягне за собою необхідність збільшувати сам корпус. У результаті може вийти скринька зовсім непотрібних розмірів;
• Гулкий, спертий, млявий, однонотний, повільний і неточний - суб'єктивні епітети, що часто зустрічаються, відносно баса від невдалих сабвуферів даного типу.

Більшість представлених на ринку споживчої електроніки сабвуферів є фазоінверторними. Апарати даного типу дозволяють отримати найглибший і найгучніший бас, нехай місцями та за рахунок якості відтворення особливо тонких та вимогливих до точності музичних деталей.

Смужний гучномовець 4-го порядку (BandpassVented\Sealed, Бендпас, БП). Бендпасс 4 порядку характеризується динаміком, фронтальна та тилова частина якого встановлені у двох окремих камерах єдиного корпусу. Причому тилова частина динаміка перебуває у закритому ящику, а фронтальна у ящику з портом (тунелем) чи навпаки. Корпус такого сабвуфера створюється як закритий ящик, але з додаванням акустичного фільтра (порту). Цей фільтр, працюючи в тандемі з фронтальною звуковою хвилею динаміка, обмежує смугу пропускання апарата, принагідно піднімаючи рівень звукового тиску в цьому частотному діапазоні.

Переваги:

• Досяжна досить низька межа АЧХ (за рівнем -3 дБ), але лише за рахунок меншої віддачі та більшого рівняспотворень;
• Досяжні екстремально високі рівні звукового тиску, ціною яких буде більш висока частотаналаштування та вузька смуга пропускання;
• Потрібний менший сукупний хід динаміка, менша можливість його пошкодити;

Недоліки:

• Важко сформулювати все правильно. Результат залежить від точності отриманих об'ємів обох камер, а також від частоти налаштування;
• Схильний до однонотного басу, якщо сконструйований недостатньо коректно;
• Для досягнення широкої смуги пропускання доведеться змиритися з невисокою чутливістю та наявністю спотворень у певному діапазоні;
• Слабкі імпульсні характеристики;
• Ширина смуги пропускання та чутливість пов'язані назад пропорційно.

Bandpass сабвуфери Lanzar та Sonance

Найчастіше сабвуфери подібного типу зустрічаються в автомобільних інсталяціях, націлених на участь у змаганнях з автозвуку категорії максимального звукового тиску (SPL).

Смужний гучномовець 6-го порядку (BandpassVented). Бендпас 6 порядку характеризується динаміком, фронтальна та тилова частина якого встановлені у двох окремих камерах єдиного корпусу. Причому і тилова та фронтальна частина динаміка перебувають у ящику з портом (тунелем). Кожна камера налаштовується на розрахункову частоту. Результуюча АЧХ за ідеєю має бути кращою, ніж у всіх описаних раніше варіантів оформлення. Правами на цей тип акустичного оформлення та секретами принципів розрахунку корпусу володіє компанія Bose. Вони пояснюють теорію таким чином: НЧ динаміки розташовуються між двома окремими акустично пружними обсягами всередині запатентованого Bose модуля Acoustimass. Коли дифузор динаміка рухається, він збуджує повітря на камерах. Повітря, що знаходиться в камері, граючи роль акустичної пружини, взаємодіє з повітрям, що знаходиться в тунелі, і видає більше НЧ звуку при меншій потужності посилення. Система більш чутлива і вимагає меншої амплітуди коливань дифузора динаміка, що, своєю чергою, породжує меншу кількість спотворень. Навіть якщо якимось чином спотворення було створено, завдяки запатентованій технології воно залишиться в полоні акустичних об'ємів корпусу і ніколи не досягне ваших вух».

Переваги:

• Велика чутливість;
• Найменше коливання дифузора – мінімальний рівень чутних спотворень.

Недоліки:

• Загальний обсяг двох камер виливається в досить громіздку скриньку;
• Важко сформулювати. Результат залежить від точності реалізації розрахункових параметрів;
• Немає чітких формул розрахунку обсягів та розмірів портів через патент, що належить компанії Bose;
• Динамік досить легко може вийти з ладу в результаті постійного високого тиску, що спричиняє перегрів його частин;
• Слабкі імпульсні характеристики.

EBS (ExtendedBassShelf, Розширена Басова Полиця). EBS – це різновид фазоінверторного оформлення корпусу динаміка. Різниця в тому, що робочий об'єм корпусу спеціально вибирається більше на 25-75% від раціонального розрахункового, а порт налаштовується на частоту, близьку до резонансної частоти динаміка. Як результат ми отримуємо пристойне збільшення в нижній граничній частоті сабвуфера. Якщо виміряти АЧХ такого апарату, стає видно та сама «Полиця», що знаходиться відразу вище за частоту налаштування.

Переваги:

• Низька межа АЧХ (за рівнем -3 дБ), що легко досягає значень далеко вниз за 20 Гц;
• Інфранізький бас, що здригає землю;
• Збільшена віддача на частотах нижче 25 Гц за рахунок зменшеної віддачі вище 30 Гц (частоти залежать від параметрів внутрішнього об'єму та частоти налаштування порту).

Недоліки:

• Великий розмір корпусу;
• Динамік здатний витримати на 25-50% меншу максимальну потужність, перш ніж почне руйнуватися;
• Недостача ефекту присутності, нестача атаки – такі епітети трапляються при описі EBS;
• Загальний ефект від басу значно пом'якшений. Сигнали на частотах від 40 до 60 Гц дуже низькі за рівнем;
• Складніше "продати", т.к. більшість людей слабосприйнятливі до звуків таких низьких частотах;
• Потрібно у 8 разів більше потужності (втім, як і об'єму пересунутого повітря), щоб зробити звук на 20 Гц таким самим гучним, як на 40 Гц.

Нескінченний екран (Infinite baffle, IB). IB – це різновид відкритого оформлення динаміка, у якому екран, що розділяє фронтальну та тилову звукові хвилі представляється у вигляді нескінченної площини. Дана конструкціямає на увазі монтаж НЧ-динаміків в дуже великий ізольований робочий об'єм, розміри якого дозволяють знехтувати силою опору, що створюється при стисканні повітря в інших типах оформлення. Такий тип оформлення впливає зміни резонансної частоти динаміка, що неминуче відбувається у інших випадках. Найчастіше як «ізольований» обсяг використовують сусіднє з кімнатою домашнього кінотеатру приміщення (підвал, горище, льох, комору, гараж і т.д.). На відміну від своїх фазоінверторних та закритих побратимів, IB-сабвуфери відрізняє відсутність сторонніх призвуків, що так часто створюються портами фазоінверторів та стінками корпусу ЗЯ. Як кажуть прихильники IB: "Слухайте бас, а не корпус" (Hear The Bass, Not The Box).

Переваги:

• Максимально низька межа АЧХ (за рівнем -3 дБ), що досягає значення 5 Гц;
• Екстремально інфранізкий, що здригає землю і перехоплює дихання бас;
• Відсутність сторонніх призвуків та забарвлення звучання;
• Економія внутрішнього простору – немає потреби встановлювати великі ящики у приміщенні;
• Прихована установка – знахідка для дизайнера інтер'єру.

Недоліки:

• Завжди складний кастомний інсталяційний проект. IB немає промислового виконання;
• Наявність відповідного суміжного приміщення для встановлення динаміків;
• У суміжному приміщенні басу буде стільки ж, скільки у вашому кінотеатрі (встає питання додаткової звукоізоляції);
• Потрібна більша кількість динаміків, т.к. їхня максимальна потужність зменшується на 50% (немає акустичного опору повітря, легше пошкодити динамік);
• Складність розрахунку та налаштування, що вимагає професійного калібрувального обладнання та еквалайзерів.

Варіанти організації IB сабвуферів

Такі сабвуфери ви зустрінете лише вдома у сучасних ентузіастів домашнього кінотеатру, яких по праву називають «Bass Head» (Басова голова). Ці хлопці не знають компромісів і будують сабвуфери, виділяючи для них цілу суміжну кімнату, монтують кілька пар 15-18” динаміків, підводять 3-4 кВт підсилювальної потужності – все задля досягнення того самого ефекту присутності. І, мабуть, не дарма, адже LFE канал саундтреку цілого ряду фільмів містить НЧ-ефекти, що опускаються до 5 Гц!

Реальний приклад АЧХ IB сабвуфера (червоний графік)

Пасивний випромінювач (ПІ, Passive Radiator, PR).Пасивний випромінювач використовується завжди у поєднанні з активним і служить як заміна тунелю фазоінвертора. АС із пасивним випромінювачем найбільше схожа на АС із фазоінвертором у плані своїх акустичних характеристик, однак, зі збільшеною чутливістю. Пасивні випромінювачі часто виконуються у вигляді звичайного динаміка, який не має магніту і котушки, або просто у вигляді плоскої діафрагми на підвісі. Випромінювач повинен бути більшим або як мінімум таких же розмірів, як і активний динамік.

Переваги:

• Відсутність призвуків та забарвлення звучання, створюваних портом фазоінвертора;
• Простота налаштування. Простим додаванням або віднайменням невеликих значень маси ПІ настроювальна частота корпусу може бути змінена значення від 0,1 до 15 Гц. Легкодоступне точне налаштування;
• Можливість налаштування невеликих корпусів на нижчу частоту – немає обмежень щодо довжини тунелю;
• Менше загроза виходу з ладу на інфранізких частотах, немає потреби в застосуванні сабсоніка.

Сабвуфери з пасивним випромінювачем Paradigm, Definitive Tech та Mirage

Недоліки:

• Можливі спотворення у зв'язку з ефектом «пінг-понгу» (якщо коротко, коливання ПІ можуть спричинити коливання основного динаміка);
• Дещо вищий нижній кордон АЧХ сабвуфера в порівнянні з ФІ;
• Найкрутіший спад (36 дБ/октава) нижче за частоту налаштування;
• Більш дорогі у виробництві (ПІ коштує дорожче за пластмасову трубу ФІ).

Трансмісійна лінія (ТЛ, Лабіринт, Transmission Line, ТЛ).Динамік встановлюється в корпус, всередині якого організований акустичний лабіринт або довга труба, яку називають трансмісійною лінією. Довжина такого лабіринту залежить від резонансної частоти динаміка і матеріалу, з якого виготовлений склад, що демпфує, покриває стінки всього лабіринту. ТЛ може звужуватися і розширюватися або по всій своїй довжині залишатися з незмінною площею поперечного перерізу, а також мати цілий ряд згинів і поворотів зменшення підсумкових розмірів корпусу АС. Довжина трансмісійної лінії відповідає 1/4 довжини резонансної хвилі частоти динаміка. Лабіринт зазвичай наповнений демпфуючим матеріалом різного типу, що допомагає абсорбувати більшу частину зворотної енергії звукової хвиліі дозволяє використовувати коротшу ТЛ при збереженні цільової частоти налаштування АС.

Переваги:

• Відмінні імпульсні характеристики, рівні (а найчастіше і переважаючі) закриті конструкції (ЗЯ) та значно перевершують фазоінверторні виконання (ФІ);
• Апріорі жорсткіша конструкція корпусу позбавляє від внесених його стінками спотворень;
• Низька крутість спаду АЧХ (в районі 10 дБ/октава і менше), що тягне за собою збільшення віддачі в зоні глибокого басу;
• Менше забарвлення верхніх басових нот у зв'язку із зменшеними піками імпендансу;
• Живіший, чистіший і глибший бас.

Transmission Line сабвуфери PMC та Earthquake

Недоліки:

• Складність проектування та споруди;
• Далеко не всі динаміки виявлять себе добре в лабіринті, а конкретних рекомендацій щодо їх вибору не існує;
• Відсутні чіткі методики проектування та розрахункові формули для створення ТЛ, за великим рахунком, це завжди метод проб та помилок;
• Розмір корпусу може виявитися значним.

У домашніх кінотеатрах трапляється рідко. Здебільшого АС на основі лабіринту – доля ентузіастів Hi-Fi та Hi-End.

Ізобарік (Compound, Isobaric) з двома динаміками.Два динаміки встановлюються разом у корпус, що має замкнутий простір певного обсягу між ними. Динаміки повинні працювати один з одним у фазі. Об'єм замкнутого між динаміками простору має бути мінімальним, наскільки це можливо для безперешкодного ходу дифузорів. У процесі моделювання корпусу даного типу беруть вдвічі менший внутрішній об'єм ЗЯ, що дозволяє виконати будь-який сабвуфер вдвічі більш компактний у порівнянні з будь-яким іншим типом акустичного оформлення.

Переваги:

• Вдвічі менші розміри корпусу будь-якого динаміка щодо ЗЯ – основний плюс;
• Поліпшена віддача на найнижчих частотах;
• Більш щільний, швидкий, чіткий і натуральний - епітети, що зустрічаються при описі басу, що відтворюється ізобаріком.

Недоліки:

• Для роботи внутрішнього динаміка потрібна додаткова аналогічна за величиною потужність посилення, що витрачається «даремно»;
• Чутливість системи нижче на 3 дБ порівняно з ЗЯ за рахунок збільшеної удвічі маси дифузорів та зменшеного удвічі внутрішнього обсягу;
• Чутливість системи нижче на 6 дБ у порівнянні з двома ЗЯ аналогічного обсягу та з аналогічними динаміками.

В даний час сабвуфери такого типу зустрічаються дуже рідко і лише там, де є великі проблеми з простором для їх встановлення, а бас потрібний швидше чіткий, ніж гучний.

Тяні/Товкай (Push/Pull) із двома динаміками.У закритий корпус з єдиним внутрішнім обсягом встановлюються два динаміки спеціальним способом. Оптимальним вважається варіант, коли динаміки встановлюються в одній площині корпусу, причому один направлений назовні, а другий всередину. Підключення до підсилювача здійснюється у протифазі, коли насправді робота дифузорів динаміків виходить синфазною. Непарні гармоніки, згідно з теорією Венса Дікесона (Vance Dickason) самоусуваються. А якщо вірити фірмі, M&K, що спеціалізується на виробництві Push/Pull сабвуферів, такий підхід дозволяє позбутися навіть парних гармонік. Так чи інакше, гармонічні спотворення, народжені аномаліями динаміка та його складових частин, скорочуються за рахунок аналогічних інвертованих аномалій другого динаміка. Звук, як кажуть прихильники цього виду оформлення, виходить настільки натуральним і природним, наскільки це можливо за рахунок корекцій, що вносяться динаміками один до одного. Часто зустрічається варіант Push/Pull дизайну, коли обидва динаміки дивляться назовні, що виглядає естетичніше і звичніше. Хоча у разі ефект скорочення спотворень виражений слабо, й інші плюси підходу зберігаються. Розмір корпусу повинен бути вдвічі більшим, ніж при його розрахунку для одного динаміка. Система виходить більш чутливою (на 3 дБ) порівняно з ЗЯ половинного об'єму та одним динаміком на борту при повністю аналогічній кривій АЧХ. Сабвуфер стає здатним витримати вдвічі більшу потужність.

Переваги:

• Найкраща чутливість;
• Збільшена вдвічі максимальна потужність;
• Відсутність гармонійних спотворень;
• Відповідні можливості до створення високих рівнів звукового тиску (SPL).

Недоліки:

• Єдиний великий корпус сабвуфера, який може бути як на вигляд потворний, так і складний у конструюванні та подальшому переміщенні.
• АЧХ, за великим рахунком, відповідає двом окремим сабвуферам в корпусах удвічі менших габаритів, однак, тут ви не маєте можливості рознести їх по різних частинах кімнати при налаштуванні, що дуже часто необхідно.

Push/Pull сабвуфери від Blue Sky, MK Sound, а також 3D DIY модель

Компанії, що досягли досконалості у виробництві сабвуферів за технологією Push/Pull, такі як MK Sound і Ken Kreisel (засновник MK), сьогодні пропонують чудово виглядають сабвуфери та АС, що володіють неперевершеними характеристиками та звучанням. Це підтверджується використанням їхньої продукції у провідних кіностудіях Голлівуду та звукозаписних студіях Лондона. Додамо лише те, що Кен Крейсел є винахідником сабвуферів як і систем типу «сателіт-сабвуфер».

Розмір гучномовця (динаміка)

Дуже часто сабвуфери ділять на класи відповідно до розміру (частіше за діаметр) робочої поверхні дифузора встановленого динаміка. Застосовувані у будівництві сабвуферів динаміки (вуфери) мають, зазвичай, максимальні розміри, т.к. вони повинні рухати велика кількістьповітря для створення низькочастотних звукових хвиль Для отримання того ж рівня гучності на частоті на одну октаву нижче (наприклад на 30 Гц замість 60 Гц) вам знадобиться вчетверо більше потужності. Чим нижче резонансна частота динаміка, тим меншої частоти звуки здатний відтворити гучномовець із заданим рівнем спотворень. Резонансна частота динаміка (позначається Fs) визначається комбінацією маси його рухомих частин (дифузора, захисного ковпачка, котушки та її основи) та гнучкості підвісу. За нормальних умов нам знадобиться потужніший підсилювач, щоб «розкачати» динамік сабвуфера, ніж звичайну акустичну систему. Однак важливо пам'ятати, що хоча ви і повинні мати підсилювач із запасом по потужності, щоб уникнути спотворень (кліпінг), основним завданням все ж таки є узгодження сабвуфера з основними акустичними системами. На будь-якому рівні гучності сабвуфер не повинен виділятися та локалізуватися, а лише невидимо розширювати межу звучання системи вниз по кривій АЧХ.

Найпоширенішими розмірами динаміків для використання у сабвуферах є 8″, 10″, 12″, 15″ або 18″(Йдеться про діаметр круглого дифузора). Незважаючи на те, що 18″ сабвуфер здатний відтворити бас найнижчої частоти та на максимальному рівні гучності, найбільший динамік далеко не завжди є найкращим виборомдля оптимального відтворення басових нот. Великі вуфери складніше контролювати та налаштовувати. У наші дні на ринку присутні 10″ сабвуфери, здатні рухати стільки ж повітря, скільки могли перемістити старі 15″ моделі. Це стало можливим завдяки дуже довгохідному дифузору 10″ динаміка, спроектованому з урахуванням збереження параметрів лінійності протягом усього свого робочого ходу, та високопотужному цифровому підсилювачу класу D, здатному добре розкачати такий вуфер у корпусі невеликих розмірів.

Обговорити
у Facebook

Відправити
у Google plus

Ось чим мені подобається Kicker, то це своїм нестандартним підходом. Поки всі уперлися і вагонами клепають сабвуфери у фазоінверторних корпусах, ці дідки car audio просто згадують, що є ще й інші види оформлення. Пасивний випромінювач (він же – passive radiator) має багато спільного з фазоінвертором, але позбавлений багатьох його недоліків. І нічого нового, Гаррі Олсон описав його принцип у своєму патенті аж у 1935 році.

Конструкція

Не забігатиму вперед і насамперед "зустріч по одязі". Kicker CWTB10 дуже компактний - довжина корпусу не перевищує 44 см. Зовнішній діаметр, відповідно, як у типової "десяточки" - трохи менше 28 см. У серії є і 8-дюймова модель, вона ще компактніша.

Особливо зазначу, що сабвуфер позиціонується виробником як універсальний – його можна використовувати не тільки в автомобілі, а й, скажімо, у катерах, відкритих джипах або квадроциклах. Корпус виконаний з товстого ударостійкого пластику та повністю герметичний.

Для кріплення сабвуфера передбачено отвори з різьбленням, а в комплекті йдуть кілька кронштейнів для горизонтального або вертикального монтажу.

Мені на тест дісталася модель з номінальним імпедансом 2 Ом, але взагалі у Kicker CWTB10 є і 4-омна версія. 2-омну краще підключати до якого-небудь басового моноблоку, а ось 4-омну можна використовувати і з багатоканальними підсилювачами, підключаючи сабвуфер до пари каналів у міст.

Тепер, власне, до акустичного оформлення – пасивного випромінювача. Форма корпусу тут грає не найважливішу роль, але у разі він виконаний як труби, кінцях якої – по дифузору. Динаміку насправді належить лише один із них. Другий такий самий дифузор і на такому ж підвісі - це і є пасивний випромінювач.

Як працює пасивний випромінювач?

Я не дарма на самому початку згадав, що пасивний випромінювач має багато спільного із фазоінвертором. Для тих, хто не знає, як працює фазоінвертор, коротко розповідаю.

Коли дифузор динаміка ходить сюди-туди, він поперемінно то стискає, то розтискає повітря всередині корпусу. Відповідно, це повітря поперемінно прагнутиме то вийти назовні через порт, то засмоктуватися через нього назад. Але фішка в тому, що повітря всередині порту має певну інертність, і до виходу з нього всі ці коливання "добиратимуться" з деяким запізненням.

На певній частоті (саме вона і називається частотою налаштування порту) виявиться так, що повітря на виході з порту коливатиметься синхронно з самим дифузором. Т. е. випромінювання від дифузора і з порту будуть складатися. Власне, це є ефект акустичного посилення.

Пасивний випромінювач працює абсолютно за таким самим принципом. Тільки замість порту з повітряною масою всередині нього працює просто дифузор на підвісі. По суті, пасивний випромінювач – це такий самий динамік, тільки без магнітної системи. І якщо налаштування звичайного фазоінверторного порту можна змінювати його пропорціями та розмірами, то в пасивному випромінювачі налаштування змінюється масою дифузора та пружністю/в'язкістю/жорсткістю його підвісу.

У чому переваги пасивного випромінювача перед звичайним фазоінверторним портом?

А ви подивіться на розміри корпусу, і питання відпаде саме собою. У випадку з Kicker CWTB10 внутрішній обсяг виходить близько 27 літрів. Якщо спробувати розрахувати звичайний порт для такого корпусу (наприклад, JBL Speakershop або BassPort), то програма видасть для нього ну дуже незручні розміри. Або перетин буде занадто маленьким, або довжина неосудної.

А у пасивного випромінювача можна зробити будь-яку площу і будь-яке налаштування. Як думаєте, чи вдасться зробити звичайний порт такого ж перетину з низьким налаштуванням? От і я про те.

Як це влаштовано усередині?

Динаміки кріпляться через "лапи" захисного грилю. Щоб дістатися гвинтів, потрібно лише зняти з них заглушки.

До речі, це вам не саморізи якісь, все серйозно - з вживленими в корпус заставними гайками.

Всередині корпус наповнений розпушеним синтепоном. Якщо коротко, то він, по-перше, створює ефект "збільшення" внутрішнього об'єму, а по-друге, якоюсь мірою демпфує коливання повітря всередині нього.

Сам динамік – без зайвих етикеток та інших прикрас. Хоча вказана на лицьовій стороні серія Comp R натякає на його спорідненість з окремим динаміком сабвуферним Kicker 43CWR104. Швидше за все, це він і є, лише у спрощеному виконанні – без декоративних накладок та з більш простими терміналами підключення кабелів.

А ось те, що стоїть з іншого боку корпусу. Зовні виглядає як динамік, але всередині динамік зовсім не схожий. Вірніше, схожий на динамік без двигуна.

Там, де до дифузору зазвичай кріпиться котушка, закріплена металева шайба – вона коригує вагу рухомої системи.

Вимірювання

Для інтересу зняв криву імпедансну не тільки цілком для всього сабвуфера, а й окремо для динаміка. Судячи з характеру кривих, пасивний випромінювач налаштований близько 35 Гц, що дуже близько до Fs самого динаміка.

Виміряні параметри динаміка у сабвуфері Kicker CWTB10:

• Fs (власна резонансна частота) – 35 Гц
• Vas (еквівалентний об'єм) – 19,5 л
• Qms (механічна добротність) – 8,97
• Qes (електрична добротність) – 0,51
• Qts (повна добротність) – 0,49
• Mms (ефективна маса рухомої системи) – 159 г
• BL (коефіцієнт електромеханічного зв'язку) – 11,1 Тл м
• Re (опір звукової котушки постійному струму) – 1,8 Ом
• dBspl (опорна чутливість, 1м, 1Вт) – 84,2 дБ

Втім, параметри динаміка це так, більше інтересу. Ми ж маємо готовий сабвуфер, тож оціню його роботу у зборі.

Для початку знімаю АЧХ випромінювання самого дифузора. Зверніть увагу на провал якраз у зоні налаштування пасивного випромінювача – близько 35 Гц:

Справа в тому, що при роботі сабвуфера на цій частоті пасивний випромінювач входить в резонанс і сам починає стискати-розтискати повітря в корпусі, і для динаміка повітря в корпусі стає пружним. Що, своєю чергою, і обмежує хід його дифузора.

Виходить, що сабвуфер на цих частотах майже не працює? Звичайно ж, ні, просто поблизу частоти налаштування пасивного випромінювача працює в основному не динамік, а сам випромінювач:

І ось так вони працюють разом:

Загальну АЧХ показати, на жаль, не можу, оскільки виміри на нижніх частотах коректно робити лише в ближньому полі (не вести його через один вимір в безеховую камеру МТУСІ). Але навіть побіжний аналіз АЧХ динаміка та пасивного випромінювача дає зрозуміти, що в салоні автомобіля сабвуфер повинен працювати дуже смачно. Що, власне, підтвердилося на практиці.

Проба у справі та висновки

Невеликий експеримент у автомобілі показав, що не варто передчасно судити про можливості цього саба за його розмірами. Пасивний випромінювач при правильному налаштуванні (а тут він правильно налаштований) – велика сила. По віддачі і глибині басу Kicker CWTB10 точно не поступається середньостатистичного 12-дюймового сабвуфера.

За характером басу скажу одне це Kicker. Щільний, вагомий, соковитий. Для клубної музики – взагалі знахідка. Що цікаво, зі збільшенням гучності бас не починає тиснути на вуха, зате починає сприйматися тактильно - басовий ритм сприймається ударами в груди наче важким гумовим м'ячем. І це від якоїсь там десяточки!

На відкритому просторі (а з таким виконанням Kicker CWTB10 можна спокійно використовувати хоч на катері, хоч на відкритому позашляховику) бас цілком природно втрачає в глибині, але майже не втрачає в напорі. Я навіть сказав би, що він стає ще більш щільним і зібраним за своєю структурою. І знову ж таки, саме те для ритмічної клубної музики.

Загалом правильно розрахований пасивний випромінювач - це вам не якийсь там "фазик на трубі". Це серйозніше буде.

• Компактен, зручний в установці
• Можна використовувати у відкритих позашляховиках, катерах, квадроциклах тощо.
• Якісне виконання
• Несподівано висока для 10-дюймового калібру басова віддача
• На клубній музиці бас просто шикарний

• Тяжче переважно до ритмічної музики

Обговорити
у Facebook

Відправити
у Google plus

Вперше пасивний випромінювач був описаний Гаррі Олсоном ( Harry Olson) у патенті 1935 року «Гучномовець і спосіб передачі звуку». На ринку домашньої аудіоапаратури акустичні системи з пасивним випромінювачем отримали порівняно помірне поширення, а автомобільному аудіо не застосовувалися взагалі. Але нещодавно два відомі виробники аудіообладнання для автомобільної промисловості Boston Acousticsі Eathquakeпочали застосовувати пасивні випромінювачі, перейнявши досвід їх використання із систем домашньої аудіоапаратури.

Зовні пасивні радіатори виглядають оманливими, оскільки схожі і навіть рухаються подібно до звичайного сабвуфера. Але це так здається лише із зовнішнього боку акустичної системи. Як випливає із назви, у цих випромінювачах відсутня «привід». Іншими словами, немає звукової котушки, магніту, центруючої та торцевої шайб, гнучкого підведення та клем підключення. Пасивні випромінювачі - по суті непідключені головки динаміків, тому розміщуються в парі з низькочастотником підключеним в одному корпусі. Системи з пасивними випромінювачами належить різновиду корпусів з отвором чи портом, тобто. є фазоінверторного типу. Математично вони ідентичні, лише замість порту використовується діафрагма. Основним у пасивних випромінювачах слід зазначити два параметри: вага та жорсткість діафрагми.

Вага є ключовим елементом при конструюванні і має точно розраховуватися для правильної роботифазоінвертора, оскільки може змінити резонансну частоту і, відповідно, налаштування всього корпусу. Жорсткість діафрагми визначається поєднанням пружності матеріалу підвісу та об'ємом повітря всередині камери корпусу.

Пасивні випромінювачі налаштовуються для резонування на частоті нижче діапазону лінійної характеристики низькочастотника, що діє. Робочий діапазон пасивного випромінювача лежить між величинами на 1/4 октави вище та нижче за значення резонансу. Це означає, що спільна робота низькочастотника та пасивного випромінювача здатні зробити розширення басового діапазону приблизно на півоктави. Зрозуміло, цей принцип діє за наявності правильного налаштуваннявипромінювача. Крутизна нахилу АЧХ досить крута – 18 дБ/октава.

Обидва дифузори: активний та пасивний можуть переміщатися синфазно, зі зміщенням відносного коливання, аж до протифазного. Збереження синфазності коливань обох конусів було б ідеальним у порядку посилення виходу низькочастотного динаміка, але за своєю фізикою такий вид резонансної системи неможливий.

Переважно поширені системи з пасивним випромінювачем більшого, ніж активний динамік діаметра. Це дозволяє низькочастотнику порівняно меншого діаметра покращити характеристику в діапазонах верхнього та середнього басу. У цьому випадку розширюється нижній діапазон відтворення, але потрібна інша конструкція корпусу.

Як і будь-яке конструктивне рішення, пасивний випромінювач має деякі недоліки. У вищесказаному зазначалося, що радіатор здатний репродукувати тони в протифазі, тобто зі зсувом 180° щодо акустичних коливань динаміка. Залежно від виробленої частоти, взаємного розташування пасивного випромінювача та активного – у частотній характеристиці можуть спостерігатися кілька провалів. Чим довше діапазон, де повна АЧХ не включає будь-які раптові зміни або розриви, людський слух цих провалів не виявить.

Інша внутрішня проблема полягає у великій крутості нахилу амплітудно-частотної характеристики. АЧХ нижче за частоту налаштування пасивного випромінювача різко падає. Додатково, пружні властивості повітря в корпусі спікерів вже не відновлюють руху випромінювача і особливо низькочастотника нижче резонансу пасивного випромінювача. У такому режимі не виключена навіть можливість пошкодження активного низькочастотника, так і пасивного випромінювача.

Нині існують перспективні розробки пасивних випромінювачів, у яких є регульований набір вантажів для дифузора з метою легшого настроювання. Також важливий правильний вибірНЧ-динаміка з невисокою повною добротністю (Q TS =0,2-0,4) та відповідної конструкції корпусу.

Історія походження тунельного фазоінвертора бере свій початок у 1930 році від акустичного лабіринту Стромберга-Карлсона. Stromberg-Carlson). Цей лабіринт складався з довгої труби, на одному кінці якої було вмонтовано головку динаміка, а інший кінець залишався відкритим. Площа поперечного перерізу відкритої частини дорівнювала площі головки. Експерименти 1960-х років зміни швидкості звуку в залежності від внутрішнього покриття різними типамидемпфуючих матеріалів та варіювання формою труби визначили сучасний стандарт конструкцій корпусу цього типу.

Тунельний фазоінвертор є довгою камерою зі зворотного боку гучномовця.

У протилежному кінці тунелю є пропускний канал або отвір (в основному, з розміром діафрагми головки динаміка), що виходить у зовнішню сторону корпусу. Правильно спроектований тунельний фазоінвертор усуває фазове взаємогасіння звукових хвиль динаміка. Незважаючи на це, дані пристрої ще мало поширені в caraudio через їх розмір і складність розміщення. Конструкція складається з витягнутого контуру, виготовленого для усунення стоячих хвиль і резонансів, типових інших корпусів АС. Придушення хвиль захищає головку динаміка від шкідливого впливу відбитих хвиль, які є причиною спотворень і руйнування дифузора.

Протяжність тунелю порушує синхронізований рух повітря всередині камери, що послаблює коливання передньої хвилі. Зміною довжини тунелю та налаштовується камера, аналогічно настроюванню відкритої з одного кінця труби соборного органу. Це ґрунтується на явищі фазового зсуву коливань акустичних хвиль. Фазове зрушення тилової звукової хвилі (низькочастотника) посилює фронтальну хвилю на низьких частотах, де остання починає послаблюватися внаслідок збільшення опору повітря в цьому діапазоні.

Демпфування тунельного фазоінвертора на відміну повітряного опору закритого корпусу, не обмежує руху дифузора. В результаті він ефективніший і резонансніший за фазоінвертор. Точність відтворення та лінійність амплітудно-частотної характеристики також мають високі показники. Конструювання корпусів таких фазоінверторів потребує відповідності розрахункам та акуратному налаштуванню. Зазвичай голівки динаміків мають невисокі значення повної (Q ts =0,2-0,4) і електричної (Q es =0,3-0,4) добротності на низькому значенні частоти власного резонансу. Довжина ходу тилової акустичної хвилі є індивідуальною для даного корпусу та визначається дробовою частиною довжини хвилі на резонансній частоті низькочастотника. Наприклад, якщо резонансна частота динаміка тунельного фазоінвертора, що використовується, дорівнює 40 Гц, довжина хвилі складе приблизно 8,61 м. Канал всередині тунелю повинен становити 1/4, 1/2 або 3/4 частина від цієї величини і дорівнювати 2,15, 4, 31 або 6,46 м відповідно. Внаслідок таких значень тунель часто згортають у лабіринт для більшої компактності. Зменшенню фактичної довжини сприяє правильне наповнення матеріалом, що демпфує, наприклад вовною.

У певному сенсі акустичне оформлення четвертого порядку (фазоінвертор пасивного випромінювача та тунельний фазоінвертор) не є досить зручним для компонентного застосування в автомобільному аудіо, але є альтернативою існуючим корпусам сабвуферів.