Сабвуфер - це гучномовець, що відтворює найнижчі, з сприймаються людиною, частот, які не входять до частотний діапазон широкосмугових акустичних систем. Термін «сабвуфер» використовується для опису будь-якої системи з низькочастотної головкою, виконаної в окремому корпусі, він означає - «нижче НЧ-динаміка».
Сабвуфер найважливіша частина акустики для домашнього кінотеатру, так як домальовує саму нижню частину звукового спектру
Вважається, що людина чує звуки в діапазоні від 20 Гц до 20 КГц, однак чутливість до звукового діапазону, через фізіологічних відмінностей відрізняється у жінок і чоловіків, і до того ж з віком змінюється. Верхня межа акустичних частот у чоловіків до 40 років життя знижується до 15-16 КГц, жінки ж чують високі частоти і до більш пізнього віку.
Ключові «сабвуферні» терміни:
- Частотний діапазон (Гц). Діапазон відтворюваних частот сабвуфера можна розділити на кілька октав: глибокі баси 20-40 Гц, среднебасовий діапазон 40-80 Гц, діапазон високих басів 80-160 Гц. Незважаючи на оптимістичні заяви виробників, більшість сабвуферів зазвичай працює в діапазоні 40-200 Гц. Топ-моделі здатні донести до слухачів частоти від 20 Гц (за умови, що такі є в звукозапису) і до 80Гц (вищий бас є сенс довірити стереопарі, оскільки з підвищенням частоти підвищується і локалізація джерела звуку).
- Частота поділу кросовера (зрізу). Частота, на якій відбувається поділ спектру кросовером. Якщо сабвуфер має частоту поділу 80 Гц, то в який подається на нього сигналі ослаблені всі складові з частотами вище 80 Гц. Ці складові подаються на основні акустичні системи.
- Максимальний звуковий тиск. Якщо зовсім просто, то це максимальна гучність сабвуфера.
- Чутливість (дБ). У автоакустики хорошою вважається чутливість ~ 90 дБ. Висока чутливість дозволить не експлуатувати вбудований підсилювач в позамежних режимах. Більше чутливість - мати легший перебіг навантаження на саб. Адже чим більше чутливість динаміка, тим в меншій мірі він навантажує підсилювач і тим більше звуковий тиск в змозі забезпечити при тій же потужності.
- Діаметр НЧ-динаміка. Діаметр в міліметрах або дюймах.
Для демонстрації звукових частот наведемо приклад найбільш поширених звуків: чоловічий голос - 120-200 Гц, жіночий голос - 200-500 Гц, шуми вулиці - 20-300 Гц, музика (далеко) - 500-3000 Гц, писк комара - 16000-20000 Гц. Чимала частка найбільш важливих для сприйняття звуку частот лежить в самому низу чутного діапазону, і приблизно там же найбільш яскраво проявляється спектр більшості фонограм, як музики, так і фільмів. Саме тому високоякісні аудіозаписи вимагають достовірного відтворення низьких частот, і саме тому важливо приділити особливу увагу при виборі компонентів вашої акустичної системи.
Для розгойдування низьких частот потрібно докласти велику енергію, а тому діаметри сабвуферів вражають своїми розмірами і потужністю
Проблеми достовірного відтворення низьких частот починаються для творців акустики в діапазоні від 20 до 400 Гц. Головна з них полягає в тому, що для якісного звучання басів необхідно застосовувати великі і важкі дифузори. Розмір випромінювача визначає підвищену його механічну жорсткість щоб уникнути вигину при коливаннях. Велика площа дифузора робить помітним опір і стисливість повітря. Також вимагає застосування потужного «насоса» котушки індуктивності, яка розташовується в проміжку величезного магніту спеціальної форми.
Для розгойдування випромінювача з амплітудою в 6 - 7 см динаміку потрібно найпотужніша магнітна система і великі струми на котушці індуктивності
До котушки динаміка сабвуфера підводиться потужність в десятки, іноді і в сотні і навіть тисячі ват, а такого підсилювача потрібний дорогий якісний джерело живлення і ефективне відведення тепла як від самого підсилювача, так і від звукової котушки. Довжина звукової хвилі порівнянна з геометричними розмірами корпусу гучномовця і приміщення для прослуховування, тому стає значущим вплив механічних резонансів і проблем інтерференції - накладання прямих, відображених і стоячих хвиль. Саме з цієї причини розробники високоякісних многополосних аудіосистем воліють розділяти відсіки всередині їх корпусу, окремо для високих, середніх і низьких частот.
Конструктивно сабвуфери можуть мати динамік на передній панелі ...
Конструкція сабвуфера оманливе проста - це порівняно великий корпус найчастіше кубічної або схожою форми, виготовлений з традиційних для акустичних систем матеріалів (наприклад, MDF), з вбудованим низькочастотним динаміком і, в разі якщо саб активний, з потужним підсилювачем, що відтворює діапазон частот від 20 Гц до 300-500 Гц. Зустрічаються циліндричні і кулясті системи, але вони не набули широкого поширення. Глибина ходу випромінювача динаміка може досягати 7 і більше сантиметрів.
... і на нижній панелі корпусу
В даний час існує декілька основних типів акустичного оформлення низькочастотної динамічної головки, наприклад: «нескінченно великий екран» (ця схема найчастіше використовується для дослідів), закритий ящик, корпус з фазоінвертором, з пасивним випромінювачем і система з акустичним смуговим Двохоб'ємний фільтром, і інші . Кожен з варіантів має свої переваги і недоліки.
Знаменитий сабвуфер Saturn 55
Один з найбільш поширених сабвуферів - саб з фазоінвертором, причому останній може розташовуватися разом з гучномовцем в «днище» корпусу, піднесеного на масивних ніжках. Така конструкція утворює профільований зазор, часто поліпшує якість звуку. В цілому ж конструкція і технології подібних апаратів кардинально не змінювалися дуже давно, тому істотного поліпшення якості відтворення можна очікувати лише при використанні нових фізичних принципів.
Активний сабвуфер об'єднує в одному корпусі розділовий фільтр, підсилювач потужності і низькочастотний динамік. Існують три основні типи з'єднань активних сабов. Перший має лінійні входи (для підключення до попереднього підсилювача), лінійні виходи (сигнал з яких подається на підсилювач потужності) і регулятор рівня сигналу сабвуфера. Вихідний лінійний сигнал, що подається на основні гучномовці, фільтрується, щоб послабити в ньому енергію складових низьких частот. Зазвичай безпосередньо на сабвуфере регулюється і частота поділу, щоб можна було вибрати значення, що забезпечує найкраще узгодження з основними гучномовцями.
Інший варіант включення нерідко використовується для пасивних сабвуферів (тих, що не мають власного вбудованого підсилювача), але так само можна застосувати і в активних схемах. При такому, найменш бажаному способі підключення, широкосмуговий вихідний сигнал підсилювача потужності подається на вхід сабвуфера, а його розділовий фільтр видаляє з сигналу низькі частоти і видає відфільтрований сигнал на основні гучномовці. Таким чином, в загальному сигнальному тракті використовується додатковий розділовий фільтр.
У третьому варіанті, сигнал фільтрується в зовнішній підсилювач, процесорі або ресівері і в готовому вигляді подається на лінійний вхід сабвуфера. При такому підключенні завдання САБО вже не потрібно розділяти сигнал на широкосмуговий і низькочастотний складові, і набір його регулювань обмежується гучністю і поворотом фази.
Саб з фазоінвертором ...
Узгодження сабвуфера має виконуватися не тільки під конкретну акустику, але і під акустичне приміщення. У комплектах «все в одному» проблеми сумісності в якійсь мірі вирішені, але вони, як правило, не відповідають високим вимогам якості. Спочатку сабвуфери були реквізитом концертних залів і звукових студій. Тепер же вони використовуються в «домашніх кінотеатрах». Під цим терміном мається на увазі, перш за все, комплект апаратури для відтворення зображення і багатоканального звуку. Цей звук розподіляється зазвичай між шістьма акустичними системами: лівим, правим і центральним каналами, парою тилових каналів, а також окремим джерелом для низькочастотних коливань - сабвуфером. Така схема є класичною, і позначається цифрами 5.1. Існують і більш досконалі комплекти, в які додаються одна або дві центральні (тилові) АС або другий сабвуфер.
... і закритого типу
Якщо ж сабом доповнюється стереокомплект з «полочніков», то варто знати, що вони не завжди зможуть адекватно замінити собою пару хороших «напольниками». Виною тому буває або погана якість розробки сабвуфера, або його неправильне налаштування, або, що частіше за все, він призначений для відтворення вибухів в системах домашнього кінотеатру, а не для передачі тонких відтінків звучання музики. Рідкісний сабвуфер не погіршує якість сигналу, що надходить на основні гучномовці, добре поєднується з ними за звучанням, володіє пружним і керованим звучанням басів і може поліпшити систему відтворення. Тому ви повинні купувати сабвуфер з великою обережністю.
Набір вхідних і вихідних роз'ємів, а так само регуляторів допомагає узгоджувати роботу сабвуфера з рештою акустикою
До того ж сабвуфер треба інсталювати в систему тільки з урахуванням акуратною і копіткої роботи за погодженням з АС. Сабу треба буде знайти місце, де він не тільки не буде «плутатися під ногами», але де він не буде «заважати» і музиці. Тут велика ймовірність того, ваша хороша перш система, перетвориться в систему з невиразною сценою і бубонить, що забиває все низькочастотних резонансом, який часто виступає за «хороший соковитий бас».
Регулятори нерідко виносять на передню панель сабвуфера
Тут слід зазначити проекти НЧ-випромінювачів, на які «засоби не щадять». Вони реалізують мрію про «музичному» сабвуфере, розвантажувати фронтальні АС і досягає «нутряні» значення баса при цілісній картині музичного образу. Наприклад, 200-кілограмовий Saturn 55 від французької фірми Cabasse. Це «одомашнений» прототип професійного агрегату. Корпус в 500 літрів весь в стяжках і скобах. Сама 21-дюймова головка важить 27 кг.
Знаменитий сабвуфер Saturn 55
Господар компанії Крістоф Кабасс, рекламуючи дітище, ставив на нього шпильку з плоскою головкою і включав музику на нелюдською гучності. Булавка не падала. При тому на фонограмі із записом оркестру слухачі відчували реальну атмосферу залу - адже робота в поршневому режимі, габарити і вага «Сатурна» дозволяють приводити в рух великі об'єми повітря. Очевидці зізнаються, що слухати музику з відключеним сабом Saturn 55 ставало «нецікаво». Однак і платити за такі відчуття доведеться чимало - близько 13 000 євро.
Розвиток багатоканальних систем як для кіно, так і для аудіо (таких наприклад як формати SACD і DVD-Audio) передбачає окрему низькочастотну доріжку для сабвуфера, а це значить, що інтерес до низькочастотної акустиці буде тільки зростати.
Станіслав Назарук
