Сабвуфер в качественной аудиосистеме, часть 2
Практика организации сабвуфера в автомобиле с точки зрения качества звука.
Все работы всегда следует начинать с фактических измерений. Берем любой сабвуфер в ЗЯ и измеряем его АЧХ вне салона, затем ставим в салон на место расположения будущего корпуса и измеряем АЧХ в салоне, затем сравниваем два замера и так выявляем влияние салона. Ну а дальше по пунктам: внимательно читаем всё, нужное для своей конкретной ситуации оставляем и реализуем, лишнее запоминаем и оставляем в голове для следующего инсталла.
Вы можете сначала строить по пунктам, основываясь на теории. В этом случае неизбежны переделки и тонкая настройка - предусмотрите такую возможность заранее: не склеивайте корпус и не производите финишную отделку, оставьте небольшой запас объема и возможность изменить порт. Сначала слушайте и измеряйте, затем подстраивайте, затем финишная отделка и окончательный монтаж.
Вы можете вообще ничего не измерять, просто строить, опираясь на написанное. И, т.к. всё написанное опирается на очень широкую многолетнюю практику, даже в этом случае сделаете лучше, чем просто рассчитав где-то какой-то корпус и обрезав снизу/сверху. Скорректируете позже, когда обзаведетесь микрофоном.
2.1. Определяем ширину рабочего диапазона сабвуфера.
Верхнюю границу обозначим как Fmax, а нижнюю - Fmin.
Сабвуфер в машине расположен в багажнике, а значит, чтобы сабвуфер невозможно было локализовать, его рабочий диапазон сверху должен ограничиваться длиной волны, умещающейся в салон.
Так, большой салон, обильно набитый различными поглотителями, даст нам Fmax 52-55Гц, а пустой компактный салон - 90-120Гц. Может показаться, что компактные салоны во всем выгоднее, но это так - спад внизу в них начнется раньше, а резонансные явления проявятся сильнее (бОльшими горбами).
Берем рулетку и измеряем длину салона L в метрах, затем считаем длину волны - это и есть наша Fmax = 343/L. Выше найденной частоты сабвуфер петь не должен, ну а низ и Fmin - 20Гц.
Как мы ограничим диапазон, чтобы сабвуфер не лез куда не следует? Два варианта: электрически - фильтрами; акустически - оформив сабвуфер в БП4 (это единственное оформление, которое умеет резать сверху и снизу); либо обоими средствами вместе, что чаще всего.
И электрические фильтры, и акустические фильтры(чем является любое оформление) - одинаково подпортят импульсную характеристику в зависимости от своего порядка. Электрическими фильтрами справиться проще, покрутил и готово. Однако, например БП4, помимо фильтрации, еще и повысит КПД в рабочем диапазоне. Плюсы есть везде - выбираем то, что выгоднее, а выгоднее чаще всего окажется взять везде по не многу.
2.2. Задаем общую форму АЧХ в рабочем диапазоне.
Тут все довольно просто, но сложно. Наш сабвуфер работает в компрессионном режиме, а значит АЧХ имеет подъем величиной 12-18дБ, называемый передаточной функцией салона. Соответственно, для получения искомой АЧХ сабвуфер должен работать на аналогичном, но чуть меньшем спаде.
Получить АЧХ с нужным спадом помогут следующие средства:
- ЗЯ или ФИ с Fc=Fmax и Qtc=0.55-1(чем ниже добротность, тем более пологим будет спад ниже Fc в свободном поле, тем больший подъем получим из багажника) - подходящий динамик с нужным соотношением Fs/Qts может быть как обычный, так очень непростой и совсем не дешевый;
- БП с правильной балансировкой камер - динамик нужен специфичный, но вполне доступный, найти не так сложно;
- высоко настроенный фильтр HPF нужного порядка - довольно специфичное применение фильтра, что значительно снизит общую громкость, но результат даст, и результат точный за счет удобной и гибкой подстройки;
- продвинутый эквалайзер - то же, что и HPF, но с бОльшими возможностями.
2.3. Прорабатываем локальные проблемные точки.
Первая точка связана с обилием поглотителей в салоне и проявляет себя провалом на АЧХ в районе 50 - 90Гц. Если с этим не побороться, то сабвуфер всегда по ощущениям будет "петь сам по себе" - очень серьезная проблема.
Удалить поглотители нельзя, без сидений ездить трудно, но можем вот что:
- доработать оформление мидбасов так, чтобы получить небольшой подъем, как и более уверенную работу внизу в целом;
- использовать эквалайзер;
- увеличить порядок LPF сабвуфера.
Применяем все доступные средства, но проблему решаем.
Вторая проблемная точка связана с утратой кузовом жесткости на частотах ниже 38-40Гц и связанный с этим спад крутизной 6-36дБ/окт. На помощь нам приходят следующие инструменты:
- добавляем в оформление порт, настроенный низко(24-30Гц) и достаточно короткий при этом, чтобы не лезть слишком далеко за пределы Fb;
- усиливаем кузовные панели с помощью жесткой ШВИ;
- применяем соответствующую эквализацию (басбуст, но правильный).
Третья точка (точнее, множество точек), связана с резонансами кузовных панелей - крыша, лобовое и заднее стекла, моторный щит и другие.
Выбор инструментария для борьбы довольно ограничен, но и проблема, если все прочее сделано правильно, часто не встает остро и радикальных мер обычно не требует, но и игнорировать тоже нельзя:
- где возможно используем жесткую или вязкую ШВИ;
- используя эквалайзер, сглаживаем горбы, не трогая ямы.
2.4. Тон-компенсация.
Чтобы получить больше низкого баса на малой(средней) громкости, что слушаем 90% времени, и более ровный бас на повышенной громкости, есть следующие способы:
- не заморачиваться и настроиться на среднюю громкость;
- использовать одноименный механизм цифровой коррекции - многие ГУ это умеют;
- использовать естественные свойства воздушного потока в порте.
Суть последнего метода: на малой громкости течение в порте ламинарно и порт эффективен, а на повышенной громкости турбулентность запирает порт. С помощью числа Рейнольдса эффект довольно легко прогнозируется (нужно 60000-70000).
2.5. То, о чем не сказано, а хотелось бы.
Помните, сабвуфер - продолжение мидбасов, а не наоборот. Если в вашей системе недоработан мидбас, то сабвуфер не только не спасет положение, но и ухудшит.
Не упомянутые выше оформления ОНР(обратно-нагруженный рупор) или ЧВ(четверть-волновой резонатор), к которым лично я отношусь очень хорошо, ситуативно могут быть очень удачными решениями в зависимости от применяемого динамика (чем, собственно, такое отношение к себе и заслужили). К обоим типам оформления мы приходим естественным образом - через параметры динамика, проектируя правильный ФИ:
- компактный объем + компактный низко настроенный порт чуть измененной геометрии = ОНР;
- большой объем + короткий порт = сужающийся ЧВ.
Бас в сабвуфере заканчивается, а начинается он в твиттерах. Это значит, что вышестоящий в диапазоне компонент должен иметь преимущество в громкости над нижестоящим, не выделяясь при этом. Преимущество достигается настройкой оформления (Qtc чуть превышена), фильтрами разных порядков(например, 3п на саб и 2п на мидбас), или смещением частот среза(мидбас на месте, а саб чуть ниже), или совмещением всех методов в различных комбинациях - так формируется правильное восприятие цельного звука, а не отдельных его частей.
И, наконец, обращение к адептам секты "качество=только ЗЯ и ничего больше". Знаете, если добровольно отрезать себе яйца или сиськи, то жить тоже можно, организм то в целом продолжит функционировать как положено, но будете ли вы после этого полноценным человеком? Так что, одно дело когда нет объема на что-то лучше, и совсем другое выбирать ЗЯ вслепую просто потому что.
Тип корпуса - не самоцель, это средство, которое применяем сообразно ситуации для оптимального решения конкретных задач.
___
В следующей части разберем сабвуфер в домашнюю систему. Затем разберем влияние каждого упомянутого метода в разрезе всего списка наших целей и выявим наиболее выгодные решения, как и наиболее выгодное железо для их реализации.
Оптимальные динамики для реализации действительно высококачественного автомобильного сабвуфера редко приходят от автозвуковых брендов, где в массе предложены продвинутые решения лишь для ЗЯ. (Ни у кого ж нет объема для реализации чего-то большего, чем стелс в крыло, так?)
Тем не менее, динамики есть и не мало. В качестве примера посмотрите на 18sound 12NW530 c его параметрами, позволяющими и получить Fc=80Гц Qtc=0,577 в 60 литрах, куда без проблем добавить компактный порт для помощи в самом низу. Звучание ОЧЕНЬ порадует!
Комбинация сильного мотора и малой подвижной массы, точная балансировка подвески - об этом пишут везде, все это интуитивно понимают. Так вот оно, залог качественно лучшей ситуации, которую и видим здесь, что параметры еще раз подчеркивают.
Однако, такие динамики обычно не для любителей, т.к. просчетов не прощают и запасами не балуют: превышение хода обернется резким ростом искажений, а затем и поломкой.