+7 (342) 277-95-99

Автомобильный сабвуфер


27.05.13 06:44


Мощность
    
   Автомобильный сабвуфер — это выделенная большая колонка для озвучивания низких частот. Подобные устройства с крупными динамиками ставят в машину в том случае, если установленная в салоне акустическая система недостаточно хорошо обыгрывает бас. Первое, на что нужно обратить внимание, выбирая автомобильный сабвуфер — его мощность. В упрощенном понимании, чем мощнее будет сабвуфер, тем более мощный бас удастся получить (мощность измеряют в ваттах).
   Для начала, стоит разобраться с терминологией — для сабвуферов обычно указывают номинальную и максимальную мощность. Первая обычно отличается от второй как минимум в два раза. Номинальная мощность в этом случае указывает на штатный режим, когда регулятор громкости находится в среднем положении. Однако при желании к сабвуферу с более высокой максимальной мощностью можно подвести большую мощность от усилителя (покрутить регулятор громкости).
   Специально для тех, кто собирается выбрать автомобильный сабвуфер, автолюбители предлагают следующую градацию мощности для среднего автомобиля — выделенной колонки с номинальной мощностью 300 Вт хватит, чтобы обеспечить хороший бас внутри машины. Чтобы музыку было слышно не только в салоне вашего авто, но и на улице, нужно выбирать автомобильный сабвуфер на 500 Вт. Наконец, для пляжных вечеринок под открытым небом предлагают сабвуферы от 1000 Вт (правда, в этом случае советуют брать сразу два сабвуфера и подключать их параллельно).

Тип корпуса

   На типах корпуса остановимся более подробно. Сначала стоит понять, для чего вообще нужен корпус для сабвуфера. Понимание теории сабвуферостроения позволит вам грамотнее выбрать автомобильный сабвуфер и выяснить ответ на часто задаваемый вопрос «закрытый ящик или фазоинвертор?».
   Звуковые колебания излучаются обеими сторонами динамика, но в противофазе, то есть когда диффузор движется вперед, давление перед ним повышается, а за ним понижается и наоборот. То есть один динамик это по сути два разных излучателя звуковых колебаний. Если просто подать на динамик без корпуса звуковой сигнал то волны от двух его сторон будут складывается в пространстве с непредсказуемым результатом. В итоге получится абсолютная какофония звуков, да еще и меняющиеся от любого движения слушателя в пространстве.
   Существую два метода решения этой проблемы динамика.
   Первый заключается в полной изоляции одной из сторон динамика. Это позволяет полностью исключить нежелательное сложение звуковых волн и с точки зрения качества звука является наилучшим решением. Примерами такого подхода являются  такие виды сабвуферов как закрытый ящик и бандпасс 4ого порядка. Но у данного решения есть существенный недостаток. Так как в пространство звук излучается только одной стороной диффузора то и звуковое давление у такой конструкции невелико.
   Второй метод заключается в изменении фазы волны от одной из сторон диффузора (отсюда и название «фазоинвертор»). Это достигается за счет увеличения промежутка времени, за который звуковая волна доходит от динамика до слушателя. Для этого используются либо трубы определенной длинны, либо динамики без магнитной системы с определённым весом диффузора(пассивные излучатели).В результате звук излучается в пространство от обеих сторон диффузора и звуковое давление не теряется. Но у данной разновидности сабвуферов есть недостаток, который заключается в появлении дополнительных задержек звучания из-за прохождения звуковой волной более длинного пути. Эти задержки называются групповыми. В звуковой картине у такого типа сабвуферов может исчезать четкость баса, появляться расплывчатость звучания. К данному типу сабвуферов относится фазоинвертор, пассивный излучатель, бандпасс 6ого порядка.
   Корпус типа «Четвертьволновой резонатор» стоит особняком. Формально он относится ко второму виду сабвуферов, но из-за совершенной другой механики инверсии волн, групповые задержки у этого типа сабвуфера не выше, а зачастую даже ниже чем у сабвуфера закрытого типа.
   Наличие или отсутствие закрытого объема воздуха по одну сторону диффузора существенно виляет на звучание конкретного динамика. Одни динамики по характеристикам подходят больше для закрытого корпуса, другие для открытого. Теоритически существует две группы динамиков.
   Первая характеризуется наличием мягкого подвеса, большой массой диффузора и большим силовым фактором катушки. Данный тип динамиков предназначит для работы исключительно в закрытом корпусе. Мягкий подвес не препятствует ходу диффузора. Тяжелый диффузор не испытывает дополнительных колебаний, так как изолированный объем воздуха обладает существенными демпфирующими характеристиками. Высокий силовой фактор катушки позволяет получить необходимую амплитуду колебаний, несмотря на сопротивление изолированного объема воздуха. Если такой динамик поставить в открытый корпус, то диффузор такого динамика будет испытывать сильные, долго затухающие, колебания,  что вызовет существенное ухудшение звучания.

1.Акустический экран - “free-air”. Наиболее простым видом оформления громкоговорителя является акустический экран, представляющий собой чаще всего деревянный щит прямоугольной формы, размеры которого для воспроизведения низших частот должны быть довольно большими. Например, для воспроизведения без ослабления звука частотой 50 гц, длина волны котороя равна 680 см, необходимо, чтобы сторона экрана приблизительно равнялась 340 см (половине длины волны) или больше. Однако вполне удовлетворительные результаты, особенно если частотная характеристика усилителя имеет подъем на низших частотах, могут быть получены со щитом меньшего размера, сторона которого приблизительно равна четверти длины волны низшей воспроизводимой частоты. Эта низшая частота, однако, не может быть ниже основной резонансной частоты громкоговорителя, так как ниже этой частоты резко падает излучение громкоговорителя (18 дб на октаву).Симметричность экрана относительно оси диффузора нежелательна, так как при этом в частотной характеристике громкоговорителя появится глубокий провал в результате акустического короткого замыкания на одной из частот. Значительное улучшение частотной характеристики достигается или несимметричным экраном, или асимметричным расположением громкоговорителя в экране правильной формы. В настоящее время в быту этот простейший вид оформления громкоговорителей почти не применяется, главным образом, из-за его громоздкости и недостаточной эстетичности. В автозвуке примером ФРИ-АЙР (FREE AIR) может служить задняя полка автомобиля с использованием большого обьема багажника.

[div:200]
[/div]

2.Рупорный сабвуфер (рупорный громкоговоритель). Труба (чаще прямоугольного сечения) с непрерывно возрастающим сечением, улучшается согласование между относительно высоким механическим сопротивлением подвижной системы головки и довольно низким сопротивлением нагрузки воздушной среды, характеризуемым сопротивлением излучения. Рупор увеличивает сопротивление излучения и значительно повышает КПД громкоговорителя
[div:200]
[/div]
3.Сабвуфер закрытого типа(ЗЯ, closed box). Вид акустического оформления без дополнительных излучателей. Низкочастотный динамик установлен на одной из стенок герметичного ящика. Качество звука у этого оформления одно из самых лучших, но при этом самый низкий КПД так как излучает звук только одна сторона динамика. Так же у этого оформления самый низкий требуемый объем.
EBP 40-60
[div:200]
[/div]
4. Фазоинверторный сабвуфер (ФИ, vented box). Вид акустического оформления с выводами в виде настроенных труб или щелей, из которых выходит воздух, тем самым излучая звук от задней части диффузора. Использование фазоинвертора позволяет повысить КПД по сравнению с аналогичным закрытым корпусом, что значительно повышает отдачу на низких звуковых частотах, и позволяет расширить частотный диапазон. Но при этом возрастают групповые задержки, что отрицательно сказывается на качестве звука. У этого оформления требуемый объем корпуса приблизительно в 2 раза больше чем для закрытого ящика.
EBP > 50
  [div:200]
[/div]
5. Пассивный излучатель (пассивный радиатор, passive radiator). Этот вид акустического оформления сродни фазоинвертору. Плюсы и минусы этого оформления те же, но для больших динамиков это оформление предпочтительнее. Объем корпуса несколько меньше чем у предыдущего оформления. EBP > 50
[div:200]
[/div]
6.Бандпасс (бэндпасс, bandpass)  4-го порядка - фазоинверторный ящик, разделенный в середине дополнительной стенкой на разные по объёму камеры. Динамик помещен на перегородку между камерами. КПД конструкции выше, чем у фазоинвертора при хорошем качестве звучания. Требуемый объем корпуса несколько меньше чем у фазоинвертора. EBP 40-60
[div:200]
[/div]
7.Бандпасс 6-го порядка, тип А - ящик с двумя камерами и с двумя фазоинверторами, каждый на свою камеру и по-своему настроенные. Достаточно сложен в проектировании и настройке, КПД еще больше чем у 4ого, но качество звучания несколько хуже. Это оформление требует достаточно большого корпуса. EBP >60-70
[div:200]
[/div]
8.Бандпасс 6-го порядка, 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. EBP >60-70
  [div:200]
[/div]
9.Четвертьволновой резонатор - наилучший корпус, как по качеству звучания так и по КПД, но требует самого большого объема из всех видов оформления.
[div:200]
[/div]

Материалы для корпуса сабвуфера

   Многослойная фанера. Существует большое количество сортов фанеры, многие из которых не приемлемы для конструирования корпуса акустической системы. Обычная фанера недостаточно плотная и будет давать искажения звука. Многослойная (12 слоев) фанера из корабельной древесины или русской березы является отличным материалом для постройки небольших корпусных систем. Данная фанера достаточно плотная и легче древесностружечной (ДСП) и средней плотности древесноволокнистой плиты средней плотности (MDF). С ней легко работать, вкручивать шурупы, не опасаясь расслаивания. Лист толщиной 12 мм имеет лучшие резонансные характеристики, чем у большинства досок толщиной 16 мм. Недостаток данной многослойной фанеры заключается в том, что большие корпуса из нее начинают звенеть. Ее не рекомендуется использовать для корпусов с большими плоскими пролетами. Лучше всего она подходит для пары динамиков диаметром 8 дюймов в корпусе объемом меньше 0.04 куб.м. Второй ее недостаток - это дороговизна и дефицитность.
   Древесностружечная плита. Это наиболее распространенный материал из используемых сегодня. В продаже имеются ДС плиты нескольких сортов, но для корпусов рекомендуется ДСП самой большой плотности. Хотя высокоплотные разновидности весят больше, с ними легче работать и они лучше звучат. Высокоплотная ДСП толщиной 16 мм является, возможно, самым лучшим выбором для более мощной низкочастотной акустической системы, поскольку у нее самая высокая плотность и слабые резонансные качества. ДСП недорогие и их легко найти. Недостаток этого материала заключается в том, что он легко впитывает влагу и с трудом режется дисковой или ленточной пилой. Корпуса из ДСП следует окрашивать, чтобы предотвратить разбухание из-за влаги.
   Древесноволокнистая плита средней плотности. ДПВ, по сути, является формой спрессованой бумаги, имеет высокую плотность и легко режется. Чем выше плотность, тем лучше корпус будет воспроизводить звуки из-за ограниченной гибкости стенок. Недостатком ДПВ является то, что с ней тяжело работать из-за склонности расслаиваться, когда ее скрепляют. Она много и быстро впитывает влаги. Как и с ДСП, конструирование следует внимательно проводить как в отношении крепления, так и в предотвращении влияния влажности. Несмотря на это, результаты стоят приложенных усилий. Это лучший выбор для быстрого построения сабвуферных систем средней мощности.

Материал излучателя

   Низкочастотные динамики сабвуферов, так называемые НЧ-излучатели, изготавливают из разных материалов. Для каждого материала характерны различные оттенки звучания. Общих правил здесь нет — разным людям нравятся разные характеры звучания. Но, в любом случае, эту характеристику лучше знать перед выбором автомобильного сабвуфера.
   При подключении электрического сигнала компоненты излучателя — мембраны или диффузоры — начинают совершать колебания, которые воспринимаются человеческими органами слуха или осязания. Характер этих колебаний может изменяться в зависимости от жесткости, материала или веса излучателя. Таким образом, бас от сабвуферов с одинаковой структурой и компоновкой, но разными материалами НЧ-излучателя может заметно отличаться друг от друга.
  В конструкции НЧ-излучателей обычно используют полипропилен, прессованную бумагу (целлюлозу), поливинилхлорид (ПВХ) или другие композитные материалы.

Активный и пассивный

   Так же, как любая другая акустика, автомобильный сабвуферы бывают активными и пассивными. Первые оснащены собственными усилителями, так что их можно подключать напрямую к установленному проигрывателю дисков/радио/цифровых файлов. Пассивные сабвуферы необходимо подключать к дополнительному усилителю — без него они не смогут работать так, как должны.
   У двух типов есть как достоинства, так и недостатки. К примеру, активные сабвуферы обычно оснащают не слишком качественными излучателями — производители пытаются экономить, чтобы конечная стоимость продукта оставалась в разумных пределах. Активные сабвуферы будут всегда звучать примерно одинаково, тогда как пассивные аналоги в дальнейшем можно подключить к более качественному усилителю и получить заметно лучшее качество звука. Плюс – компактность и удобство съёмки – установки.
   С другой стороны, при выборе пассивного сабвуфера придется позаботиться об отдельном усилителе, а это далеко не всегда приемлемо в сжатых условиях автомобильного салона.

Комплекты

   Специально для тех, кто не хочет заниматься выбором компонентов автомобильной акустической системы, существуют уже готовые наборы, включающие сабвуфер, усилитель и необходимые соединительные кабели. Все компоненты такого набора идеально подходят друг к другу и избавляют покупателя от проблемы выбора. Конечно, такие комплекты вряд ли порадуют истинных меломанов, зато позволят быстро сделать громко и мощно.
   Все, что останется покупателю после выбора комплекта автомобильной акустики — это установить сабвуфер куда-нибудь в багажник, уместить плоский усилитель, например, под передним сиденьем или на спинку заднего сиденья и грамотно протянуть соединительные кабели.

Источники: mvideo.ru;
                      ru.wikipedia.org;
                      magnitola.info;
                      subwoofers-master.ru