Радіо-електроніка

О применении сабвуфера в музыкальной системе

ivan96067580 — Sat, 15 May 2010 17:23:49 GMT

Примечание: все ниже сказанное относится исключительно к МУЗЫКАЛЬНЫМ системам, т.е. системам на которых предпологается прослушивание музыки.

Что такое сабвуфер думаю многие знают, но не все знают истинное значение этого слова.
Сабвуфер – низкочастотная акустическая система, воспроизводящая частоты ниже тех которые воспроизводят работающие совместно с ним широкополосные АС.
Рассмотрим каким образом сабвуфер интегрируется в звуковоспроизводящую систему.

Система без сабвуфера.
Изначально имеется стерео сигнал на выходе источника (проигрыватель CD, DVD, и т.д.). (Я буду говорить исключительно про стерео записи, потому что их абсолютное большинство.) Так вот этот стерео сигнал подается на вход стерео усилителя и с его выхода усиленный сигнал подается на широкополосные АС. При такой реализации звукового тракта сигнал проходит через минимальное число компонентов, и в максимально чистом виде подается в АС.

Система с сабвуфером.
Тут возможны варианты.
Стерео сигнал подается на стерео усилитель и на фильтр сабвуфера, таким образом на АС приходит полный сигнал с источника, а на сабвуфер приходит НЧ составляющая сигнала с обоих каналов.
Стерео сигнал подается на фильтр сабвуфера, в котором происходит разделение его на два диапазона НЧ и СЧ/ВЧ. С фильтра СЧ/ВЧ сигнал поступает на вход стерео усилителя фронтальных сателитных АС, а НЧ сигнал подается на вход сабвуферного усилителя.

Вобщем возможны и другие варианты но все они сводятся к тому что на фронтальные АС подается либо полный спектр сигнала, либо СЧ/ВЧ составляющая.
Так вот в первом случае подразумевается использование в качестве фронтальных АС мощных широкополосных систем, а сабвуфер используется как дополнительная поддержка фронту на самых низких частотах. Во втором же случае в качестве фронтальных применяются сателитные АС не больших габаритов, и мощности, и НЧ спектр сигнала воспроизводится только сабвуфером. При таком подходе удается создать систему отличающуюся широким частотным диапазоном низкой ценой и не большими габаритами. В таких системах сабвуфер действительно не обходим для получения сколь нибудь приемлемого частотного диапазона системы в целом. Такое решение характерно для бюджетных систем не высокого уровня.

Теперь давайте рассмотрим что дает нам применение сабвуфера в музыкальной системе.
Добавление к вашей системе сабвуфера может существенно увеличить ее динамический диапазон, понизить ее граничную частоту, обеспечить более высокий уровень громкости без искажений, а в случае применения активного сабвуфера улучшить воспроизведение СЧ/ВЧ диапазона за счет разгрузки стерео усилителя для фронтальных АС, и самих АС. Дополнительный усилитель и НЧ система позволяют повысить максимальный уровень звукового давления, а удаление НЧ сигнала с фронтов позволяет улучшить звучание СЧ диапазона, т.к. НЧ головка не колеблется с большой амплитудой, и усилитель работает на меньшем уровне сигнала, максимально четко и чисто отрабатывая не большие уровни СЧ и ВЧ сигналов.

А теперь давайте посмотрим еще раз. (ведро дегтя)
Практика показывает что использование сабвуфера в МУЗЫКАЛЬНОЙ системе чаще всего снижает качество звучания. Это возможно при плохом качестве самого сабвуфера, или его не правильной настройке для работы в конкретной системе, или то что он предназначен для воспроизведения всяческих НЧ эффектов, взрывов и т.д. в системах ДК а не для передачи тонких оттенков музыки.

А теперь давайте подумаем почему так происходит?
Для начала стоит отметить что применение сабвуфера всегда вносит в тракт дополнительную электронику. Не факт что фильтр сабвуфера будет высокого качества, он будет вносить дополнительные искажения и шумы в исходный сигнал. Но это далеко не самое плохое.
Качество звучания сабвуфера может быть изначально не высоким. Можно конечно предположить использование качественного сабвуфера, но таких очень мало, и стоят они очень больших денег. Большинство из представленных на рынке сабвуферов имеют тупой, медлительный, бубнящий бас. Они явно ориентированны на применение в театральных системах, в качестве источника НЧ шумов, бухов и бахов. В таком звучании крайне трудно прослушивается отчетливая высота отдельных нот (обычно это похоже на НЧ бубнение на одной ноте) на таких сабвуферах звук бас гитары не отличим от звука контрабаса. Очень редкие модели отличаются музыкальностью, высокой артикулированностью, отчетливостью баса. В то время как качественные напольные широкополосные АС в большинстве своем обладают такими качествами в полной мере.
Так же существует очень серьезная проблема согласования сабвуфера с фронтальными АС. Звучание самых низких звуков воспроизводимых сабвуфером может сильно отличаться по характеру от звучания нижней середины и верхнего баса фронтальных АС. В результате получается сильная не однородность звучания НЧ диапазона. Именно по этому крайне важно применение согласованного сабвуфера, как правило следует применять сабвуферы из той же линейки что и широкополосные АС, и уж точно одного производителя. Это сильно повышает шансы найти одинаково звучащую пару. Естественно что при применении качественных широкополосных АС таких проблем просто нет.
Проблема согласования уровней звучания фронта и сабвуфера решается проще, но многие превышают уровень громкости сабвуфера над оптимальным, сами того не замечая. Такой звук быстро утомляет, и не все знаю по чему так происходит. В качественных широкополосных АС эта проблема решается сама собой, их проэктируют исходя из максимально ровной АЧХ.
Нельзя забывать и про проблему фазового согласования сабвуфера с фронтом. На некоторых сабвуферах есть регулятор фазы, которым эта проблема частично решается, но на многих дешевых моделях не предусмотрено подобных регулировок. Да и далеко не все пользователи могут точно отрегулировать фазу сигнала, при этом явственно замечая разницу меж грамотно настроенным сабвуфером и не настроенным совсем.
Так же сабвуфер наполняя помещение глубоким мощным басом, может спровоцировать появление резонансных явлений, очень сильно портящих звук. Это проявляется в более громком звучании отдельных нот, в бубнении, вялом и не динамичном, не четком звуке. Поэтому крайне важно правильно расположить этот источник НЧ энергии. Нельзя просто бросить саб в угол и надеяться что он там приживется. В системе с двумя и более источниками баса эта проблема проще разрешатся, путем правильного расположения систем не только относительно помещения но и относительно друг друга.
Все это усугубляется еще тем что многие склонны к установке избыточного уровня звучания сабвуфера, так звук становится «мощнее, басистее, круче» да и потом надо же слышать работу того за что были заплачены не малые деньги. Высочайшим комплиментом сабвуферу будет то что его вклада в звучание на прямую не слышно! Он должен гармонично дополнять звучание фронтальных АС не привлекая к себе внимания. Только в таком случае он не испортит картину звучания системы.

ВЫВОД: Редкий сабвуфер не ухудшает общую картину звучания системы, обладая правильным, плотным, собранным, точным, четким, упругим, быстрым басом, хорошо согласуемым со звучанием широкополосных АС.
А теперь даваите подумаем, а стоит ли париться с выбором сабвуфера для своей системы, преодолевая возникающие проблемы. Это потребует массу времени для не торопливого тщательного, вдумчивого отслушивания огромного количества комплектов АС/сабвуфер. Большинство записей реально не имеют в спектре частот ниже скажем, 40Гц. Нет такие копозиции конечно есть, но их не так много, поэтому можно ограничить требования к нижней граничной частоте на уровне 35-40 Гц. Что касается необходимой мощности то здесь очень много уже написано, и я не буду повторяться, скажу лишь, что для домашней системы даже при прослушивании тяжелых рок композиций в приличном по размерам помещении вполне достаточно мощности порядка 100Вт. Самым требовательным меломанам, любящим послушать классические произведения возможно понадобятся и все 200Вт в пике. Но таких не много. А в большинстве современных композиций динамический диапазон потерян после мастеринга, и он в таких произведениях весьма не велик, а следовательно не нужно выкручивать регулятор громкости до упора чтоб услышать тихие нотки.
И что мы заметим? Не такие уж и заоблачные требования получились к нашему идеальному источнику НЧ энергии. J Большинство напольных систем даже не самого высокого класса с легкостью отвечают поставленным требованиям. А очень многие добротно спроэктированные широкополосные АС от именитых брендов, с легкостью переплюнут любой сабвуфер по качеству звучания. Так зачем же нужен лишний гемо**й который не избежно появится при применении саба? При увеличении уровня компонентов входящих в пару широкополосные АС/саб коенчно проблем становится меньше, НО и качество АС возрастает на столько что становится просто не понятно, а зачем тут затесался сабвуфер? А в случае напольных АС самого высокого класса, все сомнения по поводу необходимости какой то помощи по НЧ диапазону просто пропадают сами собой. (для самых ярых противников моего подхода приведу конкретный пример (не для рекламы) Legasy focus 20/20. Тем у кого остались какие либо сомнения после прочтения данной статьи просто советую прочитать описание, а еще лучше тест данных систем, и я уверен ваши сомнения просто развеятся и будет вам счастье).

Колонки s-90 та 150 АС-001

ivan96067580 — Thu, 29 Apr 2010 18:26:28 GMT

Колонки розроблялися в 80-х роках, в епоху початку розквіту цифрового звукозапису (компакт-дисків). Тоді здавалося, що компакт-диски забезпечать якісний запис з діапазоном до 10 дБ і рівнем нелінійних спотворень 0,00ххх%. Під це почалася у всьому світі розробка апаратури під девізом "Digital Ready!", у тому числі підсилювачів з чесною вихідною потужністю 100 Вт і більш і колонок, що видають в піке більше 100 дБ.

Мрії-з! Як тепер відомо будь-якому, низькі рівні гучності огидно квантуються, а при максимальному рівні запису близько 0 дБ виникають дикі інтермодуляційні спотворення. Тим паче, що масова апаратура ("геттобластери", дешева домашня, "напузникі") і не могла відтворити такий діапазон в принципі. Тому студії звукозапису зараз безбожно компресують 99% записів! І "нормують" АЧХ так, щоб красивше бумкало і цикало.Компресію зараз, слава богу, робити можна простіше, чим раніше аналоговими методами для грампастінок. Дядечко Рей Довбай свого часу і почав з аналогових компресорів. До речі, багатоканальний звук фонограм відеозаписів: Правильно! І стислий, і компрессированний. Не для музики, значить. Музика - це одне, а грошики - це зовсім інше! Тобто абсолютно первинне.Слухати музику - в консерваторію, господа, в консерваторію!: Так от, оскільки запаху СПРАВЖНІХ грошей у нас у той час ніхто і не нюхав, і "бізнесу" у нас не було досконале, розробники всі робили по-чесному.

Перед ними було поставлено завдання створити колонки з підвищеним динамічним діапазоном і максимальною віддачею. Отримали динамічний діапазон 110 дБ в піке і віддачу 92 дБ/Вт. Не кволо і по сучасних мірках! Такі параметри, а також наявність захисту від перевантажень (не кажучи вже про доступну ціну) дозволили використовувати їх не лише в мирних цілях, але безгрошева молодь використовувала їх і на "дискотеках". А там вже укручували до упору!

І пішла про них погана слава "діськотечних колонок, до того ж якось не так звучних". (Див. скаргу якогось Dj-ея в конференції, на яку у Вас на сайті є заслання. Та не робилися вони для дискотек! І взагалі: І пішла боротьба розробників за децибели: Але природу - мати нашу - не обдуриш! ККД з повітря не береться. Оскільки ГОСТ в ті часи на апаратуру вищого класу нормував нижній кордон десь 25:30 Гц (правда, по рівню -12 дБ:), то для цих колонок мало не на урядовомурівні було отримано дозвіл на вищу, близько 50 Гц.Смію завірити, що в активно рекламованих зараз, і що непогано продаються, до речі, так званих "сабвуферов" поділа з нижньою граничною частотою йдуть набагато гірше! Так само як з нелінійними спотвореннями, перехідною характеристикою і так далі Зате здорово бумкают! Так от: у розробників вийшло!

Колонки дійсно можуть правильно відтворювати гучні звуки, для чого і робилися. У мене є на CD як би тестовий запис з кроками, а потім риком ДУЖЕ великого діназавра. Коли гарчить - індикатор підсилювача показує більше 100 Вт - мурашки по шкірі! Ну, дуже голосно! Я дивився фільм з комп'ютера і забув вимкнути підсилювач. У паузі те тихе! Увечері до мене прийшов знайомий програміст у справі, і при запуску Віндов пролунав удар грому із стандартної звукової схеми.

У нього, бідного, від несподіванки всі памперси стали мокрими! Загалом, звук сповна "дорослий". Але звідси і проблеми, які завжди є при здобутті великого звукового тиску, будь-якою колонкою.

В 75АС три хвороби:

1) Корпус дає призвуки при великому звуковому тиску, не дивлячись на те, що він міцний. Відзначу, що в інших колонок ця проблема стоїть не менше гострий! Лікується дуже просто, як я вже писав раніше. При нормальній для житлового приміщення гучності практично не виявляється.

2)Середньочастотний динамік робився так, щоб він міг би працювати в поршневому режимі в ширшому діапазоні частот. Це удалося, проте рівна АЧХ вище приблизно 4,5 кГц стає дуже хвилястою із-за приватних резонансів дифузора. І якщо провали АЧХ ні на що практично не впливають, то викиди сприймаються, як призвуки, "не вистачає прозорості" і так далі На жаль, це від гучності не залежить, оскільки є чисто фізичними резонансними явищами.Для боротьби з цим явищем дифузори СЧ динаміків просочували ближчим до центру спеціальним резиноподібним демпфуючим складом. На дифузорі його видно (якщо він є:), частково допомагає. Повністю простими засобами це явище не лікується. Якщо є гроші - СЧ динамік потрібно замінити, лише невідомо на що. Можна спробувати після 4 кГц зробити фільтр з крутим зрізом. На жаль, по розуму це можна зробити лише за допомогою активного фільтру.

3)Купол пискавки для підвищення чутливості зроблений дуже легким, а тому він вийшов не дуже міцним. При підведенні більше 1,5:2 Вт (електричних) купол втрачає механічну динамічну стійкість, отже, з'являються спотворення і призвуки. Ось чому Dj-еям це не подобається. Ну, не можуть вони укрутити на всю котушку! На щастя, при використанні в житловому приміщенні до цього справа не доходить.T-Rex гарчить все більше на басах, проте!Та і спотворення на таких високих частотах значно менше сприймаються слухом.

Такі справи. Ну, про дроти, захист і так далі повторюватися не буду.

Бажаю успіхів! Іван(адмін)

Радіо-електроніка

ivan96067580 — Fri, 23 Apr 2010 17:32:37 GMT

Радіо-електроніка

Сайт Паяльник присвячений радіоелектроніці. Тут ви зможете знайти велику кількість радіоелектронних схем, технічних рішень, радіолюбительських рад, програми і багато що інше, вообщем все те, що необхідне для радіоаматора або професіонала. Основною метою сайту є популяризація сучасної радіоелектроніки в Україні. На сьогоднішній день сайт Паяльник займає одну з лідируючих позицій в українсько-мовному інтернеті по темі радіоелектроніка.

Радіо-електроніка

Популярні схеми:

О применении сабвуфера в музыкальной системе

Колонки s-90 та 150 АС-001

Радіо-електроніка