Сабву́фер (англ. subwoofer ) — акустическая система, воспроизводящая звуки самых низких частот звукового диапазона (примерно от 20 до 65 Гц).
Содержание
Применение [ править | править код ]
Низкие звуковые частоты плохо локализуются, то есть человеку сложнее определить, откуда идёт звук и, исходя из этого, — в многополосной аудиосистеме можно сделать одну большую низкочастотную колонку на всю систему, а в остальных колонках ("сателлиты") держать лишь средне- и высокочастотные динамики. Это делает акустическую систему более компактной, уменьшает стоимость и позволяет поместить громоздкий и вибрирующий сабвуфер в место, где он не будет мешать (например, под стол). Кроме того, подбирая подходящее место для сабвуфера, можно попытаться погасить низкочастотные стоячие волны, неизбежно возникающие в небольшом замкнутом помещении.
Сабвуфер обычно применяется в системах, рассчитанных на просмотр современных насыщенных спецэффектами фильмов (см. Домашний кинотеатр) и прослушивание современной музыки (особенно электронной) — в них важна убедительная передача низких частот.
Частая проблема сабвуферных систем — плохая стыковка амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик сателлитов и сабвуфера. На стыке АЧХ может быть как провал, так и завышение уровня из-за несоответствия частотного диапазона или интерференции волн с разным фазовым сдвигом. Поэтому на некоторых сабвуферах существует возможность подстройки его верхней граничной частоты и фазы.
Виды сабвуферов [ править | править код ]
По отношению к усилителю мощности, сабвуферы разделяют на активные и пассивные.
Активный сабвуфер имеет встроенный усилитель мощности (который позволяет снять низкочастотную нагрузку с усилителя) и активный кроссовер, что позволяет отфильтровывать высокие частоты, упрощает согласование сабвуфера с широкополосными акустическими системами. Может получать сигнал линейного уровня (с уже удаленными ВЧ) с отдельного канала источника. Некоторые сабвуферы могут быть подключены между широкополосной АС и источником сигнала (сквозное подключение). Часто имеет дополнительные возможности для подстройки к конкретным условиям применения (поворот фазы, регулировка АЧХ, положения точек среза кроссовера, крутизны среза).
Пассивный сабвуфер не оснащён усилителем мощности, поэтому он подключается «параллельно» с основными стереоколонками, или к отдельному каналу усилителя мощности. Основной недостаток сквозного подключения пассивного сабвуфера состоит в том, что он дополнительно «нагружает» выходные усилители стереоканалов. Это иногда снижает общую громкость и динамичность звучания аудиосистемы. Кроме того, наличие пассивного кроссовера на пути сигнала от усилителя мощности до акустической системы не может оказывать положительного влияния на качество звука. Из-за отсутствия средств настройки, для настройки требуется системный процессор.
Виды конструкций [ править | править код ]
- Рупорный сабвуфер (Horn loaded). Рупор чаще всего свернут (folded horn). Такие сабвуферы используются на концертах [источник не указан 2136 дней] .
- Закрытый ящик (closed box). Вид акустического оформления без дополнительных излучателей. Низкочастотный динамик установлен на одной из стенок герметичного ящика.
- Фазоинвертор (vented box). Вид акустического оформления с выводами в виде настроенных труб, из которых выходит воздух, тем самым излучая звук от задней части диффузора. Выбор размеров фазоинвертора зависит от параметров динамика, объёма корпуса и частоты, на которую он настраивается. Выше частоты настройки фазоинвертор препятствует чрезмерному раскачиванию диффузора динамика, причём звуковые волны, исходящие с тыльной стороны динамика, проходя через фазоинвертор меняют фазу и складываются с волнами фронтальной стороны. На частоте настройки колебания диффузора минимальны, а большая часть звуковой энергии излучается фазоинвертором. Использование фазоинвертора позволяет повысить КПД по сравнению с аналогичным закрытым корпусом, что значительно повышает отдачу на низких звуковых частотах, и в некоторых случаях позволяет расширить частотный диапазон.
- Пассивный излучатель (пассивный радиатор, passive radiator). Этот вид акустического оформления сродни фазоинвертору. В корпус устанавливается ещё один диффузор без звуковой катушки и магнитной системы. Звуковая волна, исходящая от мембраны пассивного излучателя складывается с волной низкочастотного динамика. Изменяя массу и размеры диффузора пассивного излучателя можно изменить нижнюю рабочую частоту сабвуфера.
- Бандпасс (бэндпасс, bandpass). Фазоинверторный ящик, разделенный в середине дополнительной стенкой на разные по объёму камеры. Динамик помещен на перегородку между камерами. КПД конструкции выше, чем у фазоинвертора. Название bandpass (полоса пропускания, полосовой фильтр) происходит от способности корпуса ограничивать частотную характеристику сабвуфера. Есть 3 вида бандпассов: 4-й категории, 6-й категории тип-А, 6-й категории тип-Б.
- 4-я категория: ящик с двумя камерами и с одним фазоинвертором на верхней камере.
- 6-я категория: тип-А, ящик с двумя камерами и с двумя фазоинверторами, каждый на свою камеру и по-своему настроенные. Достаточно сложен в проектировании и настройке.
- 6-я категория, тип-Б: ящик с двумя камерами и с двумя фазоинверторами, каждый на свою камеру, но с нижней камеры фазоинвертор направлен в верхнюю камеру, получается верхний фазоинвертор становится общим для двух камер.
Обозначение для многоканальных систем [ править | править код ]
Многоканальные системы принято обозначать как «количество сателлитов.количество сабвуферов». Например, «2.0» означает две колонки, а «5.1» — пять колонок и сабвуфер.
➡Что такое сабвуфер.
➡Для чего нужны сабвуферы.
➡Виды сабвуферов.
➡ Типы акустического оформления.
➡Отличия автомобильных сабвуферов от домашних.
1. Что такое сабвуфер.
👆Сабвуфер – это акустическая система, воспроизводящая звуковые частоты в пределах 20-120Гц. Под акустической системой подразумевается электромеханический преобразователь электрических звуковых сигналов в акустические. В основном это преобразование осуществляется при помощи электродинамических головок – динамиков. В сабвуферах используются низкочастотные динамики, отличающиеся большой мощностью и способностью воспроизводить низкие частоты. Но в таких динамиках звуковые волны, излучаемые передней стороной динамика, подавляются звуковыми волнами, исходящими сзади в противофазе. Поэтому динамики устанавливаются в корпус с определённым объемом. Он зависит от размера и параметров динамика. Корпус обязательно должен быть прочным и герметичным для избежания призвуков и дребезга. Дополнительно корпус внутри оклеивают звукопоглощающим материалом (например, минеральной ватой).
2. Для чего нужны сабвуферы.
👆Сабвуферы нужны для четкого и мощного воспроизведения низких звуковых частот, часто не воспроизводимых обычными акустическими системами. При прослушивании музыки или просмотре фильмов сабвуфер создаёт эффект присутствия, качество низких частот заметно улучшается. В системах домашнего кинотеатра сабвуфер просто незаменим, так как он позволяет «прочувствовать» на себе все события, происходящие на экране, оставляя незабываемые впечатления.
3. Виды сабвуферов.
👆Сабвуферы можно разделить на активные и пассивные. Пассивный сабвуфер – это корпус с установленным в нём динамиком. Для работы такого сабвуфера нужен дополнительный внешний усилитель достаточной мощности. В активный встроен собственный усилитель низкой частоты с возможностью регулировки громкости. На многих активных сабвуферах также существуют регуляторы уровня баса и частоты раздела (звуковой частоты), благодаря которой сабвуфер перестаёт воспроизводить звук с более высокими частотами. Это нужно для лучшего согласования звука с акустическими системами. Единственным недостатком активного сабвуфера является его большая стоимость.
Сабвуферы различаются также типом акустического оформления низкочастотного динамика.
4. Типы акустического оформления.
👆Закрытый ящик является наиболее простым видом акустического оформления сабвуфера. Динамик устанавливается в абсолютно герметичный корпус. Преимуществом закрытого ящика являются хорошие передаточные характеристики, однако главным недостатком является малая отдача на самых низких звуковых частотах.
▶Фазоинвертор – тип корпуса с установленным на одной из стенок туннелем определённой длины и диаметра. Параметры фазоинвертора зависят от параметров динамика, объёма корпуса и частоты, на которую он настраивается. Главную роль здесь играет воздух, заключённый в его объёме. Выше частоты настройки масса воздуха препятствует чрезмерному раскачиванию диффузора динамика, причём звуковые волны, исходящие с тыльной стороны динамика, проходя через фазоинвертор меняют фазу и складываются с волнами фронтальной стороны. На частоте настройки колебания диффузора минимальны, а весь звук выходит из фазоинвертора. Использование фазоинвертора позволяет повысить КПД на 3 ДБ, по сравнению с аналогичным закрытым корпусом, что значительно повышает отдачу на низких звуковых частотах.
▶Пассивный радиатор – акустическое оформление во многом схожее с фазоинверторным. Отличием является то, что вместо туннеля фазоинвертора в корпус устанавливается ещё один динамик без звуковой катушки и магнитной системы. Звуковая волна, исходящая от диффузора пассивного излучателя складывается с волной низкочастотного динамика. Изменяя массу диффузора пассивного излучателя можно изменить нижнюю рабочую частоту сабвуфера.
▶Бэндпасс (полосовой резонатор) – динамик устанавливается внутри корпуса на прочной панели. Тыльная часть динамика работает на закрытый объём или фазоинвертор, фронтальная часть только на фазоинвертор. Бэндпассы отличаются наибольшим КПД среди остальных видов акустического оформления.
▶Лабиринт – задняя сторона динамика работает на зигзагообразный звуковод, образованный рядом перегородок. Длина звуковода выбирается равной половине длины звуковой волны на нижней граничной частоте сабвуфера.
▶Открытый корпус (free air) Существуют динамики, которые предназначены для установки в открытый корпус (бесконечный объём). Такие динамики можно поставить только в заднюю полку автомобиля. Там разделять волны будет сама полка, а в роли коробки будет багажник. В этом случае необходимо уделить внимание прочности полки, а также отсутствию щелей, позволяющих проникать звуковым волнам в противофазе в салон.
5. Отличия автомобильных сабвуферов от домашних.
👆Как активные, так и пассивные сабвуферы могут быть предназначены для установки дома или в автомобиле. Если с установкой домашних сабвуферов не возникает особых проблем, то к автомобильным сабвуферам предъявляются особые требования: у них должен быть маленький объём, чтобы не занимать много места в багажнике автомобиля; они должны быть прочнее, диффузоры динамиков должны быть устойчивы к влаге; сабвуферы должны иметь большой запас по мощности.
Из чего состоит сабвуфер
На этой страничке мы коротко пробежимся по элементам, из которых состоит любой НЧ и СЧ динамик. Это поможет лучше понять устройство сабвуфера и более полно представить процесс воспроизведения звука.
Итак, что такое сабвуфер или низкочастотный динамик. Сабвуфер это прибор, преобразовывающий частоту сигнала в колебания воздуха, которые мы воспринимаем как звук.
Принцип работы следующий — сигнал от усилителя по проводам передается на катушку, которая при взаимодействии с магнитом передвигается и перемещает диффузор динамика, который и создает звуковые волны (колебания воздуха).
Теперь хватит определений, посмотрим лучше на картинки.
Компоненты
Внизу отмечены основные элементы из которых состоит сабвуфер.
Подвес — крепит диффузор к корзине. Совместно с длиной обмотки катушки влияет на величину хода динамика, а от материала зависят эластичность и прочность.
Монтажное кольцо — выполняет роль уплотнителя, в некоторых моделях может крепить подвес к корзине.
Вывод проводов — современным решением является выведение проводов от катушки по центрирующей шайбе, что исключает возможность повреждения и посторонних звуков во время работы.
Клемма — к клеммнику подключаются акустические провода от усилителя, в некоторых моделях может отсутствовать, предлагая обладателю прямое подключение, либо соединение через терминал корпуса.
Звуковая катушка — располагается в зазоре между керном и верхним фланцем, там где образуется магнитное поле. Катушка это цилиндр (гильза), на который намотан тонкий медный провод (обмотка катушки). Гильза соединена с диффузором, за счет чего он и приводится в движение.
Корзина является корпусом динамика и каркасом для всех элементов.
Пылезащитный колпак — препятствует попаданию пыли в зазор звуковой катушки.
Диффузор — площадь, создающая колебания воздуха, которые мы слышим как звук.
Центрирующая шайба — центрует и удерживает катушку в зазоре.
Магнитная система. Магнит изготавливается из особых сплавов или же магнитной керамики — специальным способом спрессованных и «спечённых» порошков. От массы и материала магнита зависит мощность динамика.
Магнит расположен вокруг керна и закреплен между верхним и нижним фланцами. Все это вместе составляет магнитную систему сабвуфера.
Вентиляционные отверстия и канал для отвода воздуха используются для выведения тепла и защиты катушки от перегрева. Охлаждение бывает пассивное и активное, оба варианта используются в динамиках. При пассивном охлаждении тепло рассеивается за счет теплопередачи материалов, а при активном горячий воздух отводится за счет движения диффузора, соответственно при ускорении или увеличении диапазона движения повышается и интенсивность охлаждения.
Заключение
Это были основные элементы, составляющие устройство сабвуфера, такой принцип имеют низкочастотные и большинство среденчастотных динамиков. Высокочастотные строятся несколько по другому.
Совокупность, материалы и взаимодействия всех этих элементов определяют характеристики сабвуфера, параметры Тиля — Смолла и конечно характер звучания и качество динамика.
Видео о том из чего состоит сабвуфер
Надеюсь после этого материала вы разобрались из чего состоит сабвуфер и как он работает.
Читайте наши статьи, узнавайте новое, слушайте качественную музыку с отличным басом!
Читать еще:
Жмите на кнопку чтобы поделиться материалом:
