Хроніки магнітоли - корисні поради
Про те, що салон автомобіля істотно впливає на звучання акустичних систем, знає мало не кожен шанувальник автозвуку. Салон породжує відображення і поглинання звуку, резонанси, стоячі хвилі і безліч інших неприємних явищ. Сьогодні ми поговоримо про вплив, який він надає в області найнижчих частот - там, де працює сабвуфер.
Давайте розберемося, що відбувається в автомобілі в області низьких частот, але перш згадаємо, яким чином поширюється звук, що випромінюється динаміками. В області середніх і високих частот він існує у вигляді хвиль, які вільно подорожують по автомобілю, багаторазово відбиваючись від стекол, панелей та іншого обладнання салону. Їх вільне переміщення усередині салону обумовлено невеликою довжиною хвилі (L = 340 / F, L-довжина хвилі, F-частота): так, наприклад, у звуку з частотою 5 кГц довжина хвилі трохи більше п'яти сантиметрів,
При незмінній потужності, що підводиться, у міру зменшення частоти сигналу хід мембрани динаміка буде поступово збільшуватися, а відповідно, буде рости і створюване динаміком звуковий тиск. Зростання буде монотонним, в середньому з крутістю 12 дБ / окт (рис. 1). Коли це почнеться, які метаморфози будуть відбуватися в міру підходу до інфранизьких частотам і яке взагалі поведінку в умовах того чи іншого салону? Все це залежить від конкретного автомобіля.
ВИЗНАЧЕННЯ ЧАСТОТНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ САЛОНУ по звуковому тиску
Познайомившись з теоретичної підгрунтям питання, багато вимогливі шанувальники саг audio, без сумніву, захочуть дізнатися, які акустичні характеристики саме його автомобіля. Наскільки це просто? Тут є два шляхи.
ШЛЯХ ПЕРШИЙ - СКЛАДНИЙ І ТОЧНИЙ
Тих, хто всерйоз вирішив зайнятися вимірами, хочемо попередити: якщо знята характеристика буде лише віддалено нагадувати теоретичну, в ній буде присутній ряд піків і провалів, не лякайтеся - так воно і є насправді. Насправді, крива акустичного посилення салону не повторює теоретичну модель, скоріше, вона "танцює" навколо неї (рис. 2).
Наступним кроком після визначення шуканих даних стане занесення їх в комп'ютерну програму з розрахунку сабвуферних корпусів. Для кожної частоти в сабвуферному діапазоні необхідно буде ввести діючий рівень посилення, після чого можна сміливо працювати в напрямку пошуку найбільш оптимального корпусу для сабвуфера. Отримані на комп'ютері графіки будуть досить точно відображати реальність.
ШЛЯХ ДРУГИЙ - ПРОСТИЙ
У тій же комп'ютерній програмі можна іншим способом задати акустичні властивості салону. Для цього треба ввести тільки один параметр = частоту, з якою починається акустичне посилення салону, і програма стане враховувати стандартне акустичне посилення 12 дБ / окт, базуючись на теоретичної моделі. Визначити цю частоту нескладно.
Для тих, хто не дружить з формулами, відразу наводимо готові орієнтири, давним-давно певні професіоналами. Отже, якщо ваш автомобіль невеликий за розмірами (скажімо, можна порівняти з "Окою" або "Таврією"), то в розрахунок слід брати 80 Гц. Для середньорозмірних автомобілів на кшталт передньопривідних ВАЗів і їм подібних шукана частота буде трохи нижче - близько 70 Гц. А для справжніх гігантів типу LГазелі| або американських позашляховиків вона буде і того менше - близько 50 Гц.
Якщо за розрахунок шуканої частоти взятися більш докладно, на допомогу прийде нескладна формула f = 170 / l, де f = частота, а I = довжина салону автомобіля.
Акустичне оформлення ДИНАМІКІВ АКУСТИКА САЛОНУ
Тепер ми знаємо, що салон автомобіля підсилює низькі частоти, підйом на яких має в середньому крутизну 12 дБ / окт. Як позначиться це явище на звучанні автомобільного сабвуфера, що зміниться в порівнянні з відкритим простором - кімнатою будинку або стендом для прослуховування в магазині? Перш ніж відповісти на це питання, згадаємо, якими властивостями володіють найбільш популярні сабвуферні корпусу - закритий і фазоінверторний, і як вони проявляють себе у вільному просторі. Перший тип акустичного оформлення дає амплітудно-частотну характеристику, яка нижче певної частоти (як правило, досить високою, 60-70 Гц, і залежить від добротності системи "динамік-корпус") починає спадати в середньому з крутістю 12 дБ / окт. Цей тип корпусу не дає глибокого баса, але володіє чудовими імпульсними характеристиками (хорошою динамікою).
Уявімо собі ситуацію, коли початківець шанувальник автозвуку, врахувавши наші зауваження, все-таки розрахував корпус для сабвуфера за допомогою комп'ютерної програми і отримав графіки АЧХ для закритого та закритого корпусів. Як трактувати отримані результати, який з них найкращий? Відповіді на ці питання ми дамо, розглянувши кілька найбільш типових варіантів. Корпус смугового типу, як і інші складні варіанти акустичного оформлення, залишимо за рамками даної статті з огляду на велику складність розрахунків і передбачення кінцевого результату.
ЗАКРИТИЙ КОРПУС ВАРІАНТ №1
В даному випадку АЧХ виглядає так, як показано на рис. 4: нижче певної частоти (зазвичай від 60 до 100 Гц) починається помітний спад, що становить, в залежності від моделі динаміка, від 3 до 9-10 дБ, що закінчується ближче до інфранизьких частотам, після чого спостерігається рівна поличка аж до нуля. Навіть не будучи професіоналом в проектуванні сабвуферів неважко здогадатися, що такий варіант корпусу найменш кращий з двох причин. По-перше, у нас цікавить смузі частот - сабвуферной - віддача динаміка в корпусі падає відразу на кілька децибел. Це вкрай багато, адже щоб компенсувати такий "обвал", буде потрібно збільшити потужність, що підводиться в кращому випадку в два, а то і в чотири рази, що зажадає застосування більш потужного, а значить, і дорогого підсилювача. По-друге, помітна неоднорідність в області 50-80 Гц не дозволить отримати рівне, яке неспотворене звучання. Іншими словами - заборонити до застосування.
ЗАКРИТИЙ КОРПУС, ВАРІАНТ №2
Якщо поглянути на рис. 5, то можна побачити, здавалося б, чудову, навіть ідеальну характеристику: в робочій смузі частот ми спостерігаємо абсолютно горизонтальну лінію, у неї немає провалів або сплесків. Одним словом, краще не буває, але чи так це насправді? На жаль немає. Як показує практика, аудіосистеми з таким сабвуфером навіть у повній тиші звучать нуднувато: в звучанні немає улюбленого багатьма драйву, агресії і т.п. а в поїздці ситуація ще більш ускладнюється - бас втрачається за дорожніми шумами. Втім, ситуація не безнадійна: якщо у використовуваного підсилювача потужності передбачений басовий еквалайзер з можливістю вибору низької середньої частоти смуги підйому (в області 20-30 Гц) і здатністю до організації нізкодобротного посилення, тоді положення легко виправити. Створивши за допомогою еквалайзера підйом АЧХ, що посилюється в міру зменшення частоти, можна досягти відмінного звучання, яке буде радувати автовласника і в дорозі, і на стоянці.
ЗАКРИТИЙ КОРПУС, ВАРІАНТ №3
Ось ми і підійшли до найбільш кращого варіанту АЧХ. Погляньте на рис. 6: амплітудна характеристика закритого корпусу, починаючи з 60-70 Гц, плавно піднімається, досягаючи максимуму (в середньому від 3 до 6 дБ) в районі інфранизьких частот. Вона найбільш оптимальна для обраного варіанту акустичного оформлення, причому відразу з кількох причин. По-перше, з огляду на помітного акустичного посилення корпусу, динамік не зажадає величезної потужності, що підводиться, а значить, можна буде підібрати менш дорогий підсилювач. По-друге, завдяки природному і плавному підйому в області найнижчих частот звучання сабвуфера буде володіти належним драйвом і потужністю як при прослуховуванні на парковці, так і в дорозі. По-третє, рівна форма амплітудної характеристики обіцяє високоякісний, природний звук, якого як раз і домагаються вимогливі слухачі.
Фазоінверторний корпусі ВАРІАНТ №1
Ледве глянувши на рис. 7, навіть самий непідготовлений Новомосковсктель скаже, що цей варіант в принципі нікуди не годиться. І буде правий, оскільки спад амплітудно-частотної характеристики починається вкрай рано (в області 40-50 Гц) і сабвуферна смуга частот практично не відтворюється. Виправити становище справ будь-якими доступними засобами не вийде, тому якщо в результаті розрахунків ви отримали такий графік, відразу ж приступайте до нових пошуків - цей варіант ні в якому разі не слід реалізувати на практиці.
Фазоінверторний корпусі, ВАРІАНТ №2
На рис. 8 представлений графік, який уособлює невірний вибір частоти настройки фазоінвертора. Погляньте на малюнок: на частоті резонансу труби (область 40-50 Гц) амплітудна характеристика має плавний підйом, за яким (в напрямку найнижчих частот) спостерігається швидкий спад, з вини якого частина сабвуферного діапазону просто випадає з звучання аудіосистеми. Безумовно, такий результат подій неприйнятний, тому розглядати подібний варіант побудови фазоинверторного корпусу не варто.
Фазоінверторний корпусі, ВАРІАНТ №3
Мал. 9 уособлює собою правильну настройку фазоинверторного корпусу і, як наслідок, оптимальну амплітудно-частотну характеристику. На малюнку добре видно, що остання поводиться просто чудово: плавний, рівний підйом починається з 60-70 Гц і закінчується нізкодобротного піком (резонанс фазоінвертора порядку 6 дБ) в області 20-30 Гц. Таку характеристику фазоинверторного корпусу можна вважати оптимальною, і до неї треба прагнути. Правда, не варто забувати, що за звучанням надлишковий викид на резонансній частоті фазоінвертора - понад 6 дБ - більше сподобається шанувальникам "важкої" музики, ніж цінителям збалансованого звучання.