Сабвуфер

12-дюймовый (30 см) сабвуфер драйвер (динамик). Драйвер обычно устанавливается в корпусе (часто в деревянном корпусе), чтобы звуковые волны, исходящие от задней части диафрагмы динамика, не подавляли звуковые волны, генерируемые передней частью сабвуфера.

Сабвуфер (или суб ) представляет собой громкоговоритель предназначен для воспроизведения низкого тона звуковых частот , известных как бас и суб-бас , ниже по частоте , чем те , которые могут быть (оптимально) , порожденными динамиком . Типичный частотный диапазон для сабвуфера составляет около 20–200 Гц для потребительских товаров ^[1], ниже 100 Гц для профессионального живого звука ^[2] и ниже 80 Гц в системах, сертифицированных THX . ^[3] Сабвуферы никогда не используются отдельно, так как они предназначены для усилениянизкочастотный диапазон громкоговорителей, покрывающий более высокие диапазоны частот. Хотя термин «сабвуфер» технически относится только к драйверу динамика, в просторечии этот термин часто относится к драйверу сабвуфера, установленному в корпусе динамика (шкафу), часто со встроенным усилителем.

Сабвуферы состоят из одного или нескольких вуферов, установленных в корпусе громкоговорителя, часто сделанном из дерева, способном выдерживать давление воздуха и одновременно сопротивляться деформации. Сабвуфер корпуса бывают различных конструкций, в том числе бас - рефлекса (с портом или вентиль), используя низкочастотный громкоговоритель и один или более пассивный излучатель акустических систем в корпусе, акустическая подвеска (герметичный корпус), бесконечную перегородку , роговой загружен , постучал рог , линия передачи , полосовая или изобарическаяконструкции, представляющие собой уникальные компромиссы в отношении эффективности, диапазона низких частот, размера корпуса и стоимости. Пассивные сабвуферы имеют драйвер сабвуфера и корпус, и они питаются от внешнего усилителя. Активные сабвуферы имеют встроенный усилитель. ^[4]

Первые сабвуферы для домашнего аудио были разработаны в 1960-х годах для добавления басов в домашние стереосистемы. Сабвуферы стали более популярными в 1970-х годах с появлением Sensurround в таких фильмах, как « Землетрясение» , который воспроизводил громкие низкочастотные звуки через большие сабвуферы. С появлением компакт-кассеты и компакт-диска в 1980-х годах воспроизведение глубоких и громких басов больше не ограничивалось способностью стилуса для грампластинок отслеживать канавку ^[5], и производители могли добавлять больше низкочастотных звуков. содержание к записям. Кроме того, в 1990-х годах DVD все чаще записывались с « объемным звуком»."процессы, которые включали канал низкочастотных эффектов (LFE), который можно было услышать с помощью сабвуфера в системах домашнего кинотеатра . В течение 1990-х годов сабвуферы также стали все более популярными в домашних стереосистемах , специализированных автомобильных аудиоустановках и в системах громкой связи . К 2000-м годам сабвуферы стали практически универсальными в системах звукоусиления ночных клубов и концертных площадок.

История [ править ]

Предшественники 1920-1950 годов [ править ]

Примерно с 1900 по 1950-е годы «самая низкая частота в практическом использовании» при записи, радиовещании и воспроизведении музыки составляла 100 Гц. ^[6] Когда звук был разработан для кинофильмов, базовая звуковая система RCA представляла собой один 8-дюймовый динамик, установленный в прямом рупоре, что было сочтено неудовлетворительным голливудскими руководителями, которые наняли инженеров Western Electric для разработки более совершенной акустической системы. ^{[6] 7]} Ранние эксперименты Western Electric добавили набор 18-дюймовых динамиков для низких частот в большой открытой перегородке (с расширением диапазона до 50 Гц) и высокочастотный блок, но MGM не понравился звук. трехходовой системы, поскольку у них были опасения по поводу задержки между разными драйверами. ^[7]

В 1933 году глава звукового отдела MGM Дуглас Ширер работал с Джоном Хиллиардом и Джеймсом Б. Лансингом (который позже основал Altec Lansing в 1941 году и JBL в 1946 году) над разработкой новой акустической системы, в которой использовался двусторонний корпус с W-образный басовый рупор, который может доходить до 40 Гц. ^[7] Shearing-Lansing 500-A в конечном итоге использовался в «кинозалах, кинотеатрах для озвучивания и раннем звукоусилении». ^[7] В конце 1930-х годов Лансинг создал двухполосный динамик меньшего размера с 15-дюймовым НЧ-динамиком в вентилируемом корпусе, который он назвал Iconic system; он использовался в качестве студийного монитора и в высококачественной домашней системе Hi-Fi. -упы. ^[7]

В эпоху свинга 1940-х годов , чтобы получить более глубокие басы, в корпусах динамиков были вырезаны «трубчатые отверстия», в результате чего образовались корпуса фазоинвертора , поскольку было обнаружено, что даже довольно недорогой корпус динамика, однажды модифицированный таким образом, мог «передавать движущая сила тяжелого ... барабанного боя - а иногда и ничего другого - для переполненного танцпола ". ^[6] До разработки первых сабвуферов низкочастотные динамики использовались для воспроизведения низких частот, обычно с точкой кроссовера, установленной на 500 Гц, и 15-дюймовым громкоговорителем в бесконечной перегородке или в профессиональных звуковых приложениях, «гибридная рупорная установка. корпус с фазоинвертором (например, корпус 15 дюймов Altec Lansing A-7, прозванный «Голос театра»,который был представлен в 1946 году).^[8] В середине 1950-х годов Академия кинематографических искусств и наук выбрала «большой квадратный» Altec A-7 в качестве отраслевого стандарта для воспроизведения звука фильмов в кинотеатрах. ^[9]

1960-е: первые сабвуферы [ править ]

В сентябре 1964 года Раймон Донс из Эль-Серрито, Калифорния, получил первый патент на сабвуфер, специально разработанный для всенаправленного расширения диапазона низких частот современных стереосистем (патент США 3150739). Конкретная цель изобретения Донеса, способного воспроизводить низкие частоты без искажений до 15 циклов в секунду (15 Гц), заключалась в создании портативных звуковых кожухов, способных воспроизводить с высокой точностью низкочастотные звуковые волны без звуковой индикации направления от которые они излучали. Громкоговоритель Dones продавался в США под торговым названием «Octavium» ^[10] с начала 1960-х до середины 1970-х годов. Octavium использовался несколькими артистами той эпохи, в первую очередь басистом Grateful Dead.Монах Монтгомери , басист Натан Ист и сестры Пойнтер . Громкоговоритель Octavium и технология сабвуфера Dones также использовались в нескольких избранных кинотеатрах для воспроизведения низких частот в блокбастере 1974 года « Землетрясение» . В конце 1960-х Octavium Дона получил положительные отзывы аудиофильских изданий, включая Hi-Fi News и Audio Magazine .

Еще одним ранним корпусом для сабвуфера, предназначенным для домашнего и студийного использования, был отдельный басовый динамик для Servo Statik 1 от New Technology Enterprises. ^[11] Разработанный в 1966 году физиком Арнольдом Нуделлом и пилотом авиакомпании Кэри Кристи в гараже Нуделла в качестве прототипа, он использовал вторую обмотку вокруг 18-дюймового (45 см) драйвера Cerwin Vega для передачи информации сервоуправления усилителю и он был выставлен на продажу по цене 1795 долларов, что примерно на 40% дороже, чем любой другой комплектный громкоговоритель, представленный на Stereo Review . ^[11] В 1968 году они нашли внешних инвесторов и реорганизовались в Infinity . ^[11] Сабвуфер получил положительные отзывы в журнале Stereophile.Зимний номер журнала 1968 года как SS-1 от Infinity. В 1970 году SS-1 получил очень хорошие отзывы от журнала High Fidelity . ^[11]

Еще один из первых сабвуферов был разработан в конце 1960-х Кеном Крайзелем, бывшим президентом Miller & Kreisel Sound Corporation в Лос-Анджелесе. Когда деловой партнер Крайзеля, Джонас Миллер, владелец магазина высококачественной аудиотехники в Лос-Анджелесе, сказал Крайзелю, что некоторые покупатели электростатических динамиков высокого класса в магазине жаловались на отсутствие низких частот в электростатическом поле, Крайзель разработал активный низкочастотный динамик. это будет воспроизводить только те частоты, которые были слишком низкими для передачи электростатических динамиков. ^[12] Полнодиапазонная электростатическая акустическая система Infinity, разработанная в 1960-х годах, также использовала низкочастотный динамик для покрытия нижнего частотного диапазона, с которым ее электростатические массивы не справлялись должным образом.

1970-е по 1980-е годы [ править ]

Впервые сабвуфер во время записи был использован в 1973 году для сведения альбома Steely Dan Pretzel Logic , когда звукоинженер Роджер Николс договорился с Крайзелем о том, чтобы он привез прототип своего сабвуфера в Village Recorders . ^[13] Дальнейшие модификации конструкции были сделаны Kreisel в течение следующих десяти лет, а в 1970-х и 1980-х годах инженером Джоном П. Д'Арси ; продюсер Даниил Левитин выступил консультантом и « золотыми ушами » при оформлении кроссовера сети.(используется для разделения частотного спектра, чтобы сабвуфер не пытался воспроизводить частоты, слишком высокие для его эффективного диапазона, и чтобы основным динамикам не приходилось обрабатывать частоты, слишком низкие для их эффективного диапазона). В 1976 году Kreisel создал первые сателлитные колонки и систему сабвуфера, названную «Давид и Голиаф». ^[14]

Сабвуферы получили широкую огласку в 1974 году благодаря фильму « Землетрясение» , который вышел в Sensurround . Первоначально установленная в 17 кинотеатрах США, система Cerwin Vega "Sensurround" использовала большие сабвуферы, которые приводились в действие стойками с усилителями мощностью 500 Вт, запускаемыми управляющими тонами, напечатанными на одной из аудиодорожек на пленке. Четыре из сабвуферов были расположены перед аудиторией под (или позади) киноэкрана, а еще два были размещены вместе в задней части аудитории на платформе. Мощная энергия шума и громкое урчание в диапазоне от 17 Гц до 120 Гц генерировались на уровне 110–120 децибел уровня звукового давления., сокращенно дБ (SPL). Новый метод низкочастотных развлечений помог фильму стать успешным в прокате. Были собраны и установлены другие системы Sensurround. К 1976 году в избранных кинотеатрах было почти 300 систем Sensurround. Другие фильмы, в которых используется этот эффект, включают эпопею о морских сражениях Второй мировой войны « Мидуэй» в 1976 году и « Американские горки» в 1977 году ^[15].

Для владельцев LP 33 об / мин и синглов 45 об / мин громкие и глубокие басы были ограничены способностью стилуса для граммофонной пластинки отслеживать грув. ^[5] Хотя некоторые поклонники Hi-Fi решили эту проблему, используя другие источники воспроизведения, такие как катушечные магнитофоны, которые были способны передавать точные, естественно глубокие басы из акустических источников, или синтетические басы, не встречающиеся в природе, С появлением в конце 1960-х годов компактных кассет стало возможным добавлять в записи более низкочастотный контент. ^[16]К середине 1970-х годов для записи диско, регги, даба и хип-хопа использовалось 12 виниловых синглов, которые позволяли «увеличить громкость басов»; диджеи танцевальных клубов играли эти записи в клубах с сабвуферами для достижения «физических и физических качеств». эмоциональные "реакции танцоров. ^[17]

В начале 1970-х Дэвид Манкузо нанял звукорежиссера Алекса Рознера ^[18], чтобы спроектировать дополнительные сабвуферы для своих танцевальных дискотек, а также «массивы твитеров», чтобы «усилить высокие и низкие частоты в подходящие моменты» на его частных подпольных вечеринках в The Лофт . ^[19] Спрос на усиление суб-баса в 1970-х годах был обусловлен важной ролью «мощного басового барабана» в диско по сравнению с роком и поп-музыкой; чтобы обеспечить этот более глубокий диапазон, была добавлена ​​третья точка кроссовера от 40 Гц до 120 Гц (с центром на 80 Гц). ^[8] Рай Гараж дискотекав Нью-Йорке, который работал с 1977 по 1987 год, имел «специально разработанные« суб-басовые »динамики», разработанные учеником Алекса Рознера, звукорежиссером Ричардом («Диком») Лонгом ^[18] , которые назывались «Леван Хорнс» (в честь постоянного ди-джея Ларри Левана ). ^[17]

К концу 1970-х сабвуферы использовались в звуковых системах танцевальных залов, чтобы можно было играть «тяжелую танцевальную музыку», которую мы «слышим не ушами, а всем телом». ^[19] В клубе Лонг использовал четыре басовых рожка Levan, по одному в каждом углу танцпола, чтобы создать «тактильное и тактильное качество» суб-баса, которое вы могли бы почувствовать своим телом. ^[20] Чтобы преодолеть нехватку суббасовых частот на диско-записях 1970-х (суббасовые частоты ниже 60 Гц были удалены во время мастеринга), Лонг добавил в свою систему генератор субгармонических звуков DBX 100 "Boom Box", чтобы синтезировать 25 Гц для Суббас 50 Гц от баса 50 до 100 Гц на пластинках. ^[20]

К концу 1970-х звукорежиссеры диско-клубов использовали те же самые большие рупорные сабвуферы Cerwin Vega в стиле Sensurround, которые использовались в фильмах « Землетрясение» и подобных фильмах в инсталляциях танцевальных клубов. ^[8] В начале 1980-х Лонг разработал звуковую систему для танцевального клуба Warehouse с «огромными стеками сабвуферов», которые создавали «глубокие и интенсивные» басовые частоты, которые «проникают в вашу систему» ​​и «все тело». , позволяя посетителям клуба «интуитивно испытать» миксы домашней музыки ди-джеев . ^[21]

На Ямайке в 1970-х и 1980-х годах звукорежиссеры для звуковых систем в стиле регги начали создавать корпуса для сабвуферов «под заказ», добавляя пену и настраивая корпуса для достижения «богатого и четкого звучания динамика ниже 100 Гц». ^[22] Звукорежиссеры, разработавшие «фирменный звук с тяжелыми басами» систем звукоусиления, были названы «заслуживающими такого же признания за звучание ямайской музыки, как и их более известные кузены-продюсеры». ^[23] Звукорежиссеры Stone Love Movement (команда звуковой системы), например, модифицировали сабвуферы со сложенным рупором, которые они импортировали из США, чтобы получить звук с фазоинвертором, соответствующий местным предпочтениям дэнсхолла.аудитории, поскольку неизмененный сложенный рог оказался «слишком агрессивным» по звучанию и «недостаточно глубоким для ямайских слушателей». ^[22]

В культуре звуковых систем есть и «низкие, и высокие басы» в «возвышающихся кучах», которые «доставляются на больших грузовиках» и устанавливаются командой «боксеров», а затем размещаются и настраиваются звукорежиссером в процесс, известный как «натягивание», предназначенный для создания «звука музыки регги, которую вы можете буквально почувствовать, когда она исходит из этих больших динамиков». ^[24] Бригады звуковых систем проводят соревнования « звуковое столкновение », где каждая звуковая система настраивается, а затем две команды пытаются превзойти друг друга ^[25] как по громкости, так и по «производимым басам». ^[26]

В 1980-х годах Bose Acoustimass AM-5 стал популярным сабвуфером и небольшой высокочастотной спутниковой акустической системой для домашнего прослушивания. ^[28] Стив Файнштейн заявил, что с AM-5 «внешний вид системы имел такое же значение, как, если не больше, отличный звук» для потребителей этой эпохи, поскольку это считалось «крутым». ^[28] Успех AM-5 привел к тому, что другие производители запустили сабвуфер-сателлитные акустические системы, в том числе Boston Acoustics Sub Sat 6 и 7, а также системы Cambridge SoundWorks Ensemble (от Kloss). ^[28]Утверждения, что эти субспутниковые системы показали производителям и дизайнерам, что системы домашнего кинотеатра со скрытым сабвуфером могут быть «осуществимы и работоспособны в обычной гостиной» для обычных потребителей. Несмотря на критику AM-5 со стороны аудиоэкспертов, касающуюся отсутствия диапазона низких частот ниже 60 Гц, «акустической дыры» в диапазоне от 120 до 200 Гц и отсутствия верхнего диапазона выше 13 кГц для спутников, AM-5 Система составляла 30% рынка акустических систем США в начале 1990-х годов. ^[28]

В 1980-х годах компания Origin Acoustics разработала первый встраиваемый в стену сабвуфер для дома под названием Composer. В нем использовались алюминиевый 10-дюймовый динамик и облицованный пеной корпус, предназначенный для установки непосредственно в стенные стойки во время строительства нового дома. ^[29] Частотная характеристика композитора составляет от 30 Гц до 250 Гц. ^[30]

С 1990-х по 2010-е годы [ править ]

В то время как в 1960-х и 1970-х годах динамики с глубокими басами когда-то были экзотическим товаром, принадлежавшим аудиофилам, к середине 1990-х они стали гораздо более популярными и широко использовались, с различными размерами и возможностями вывода звука. ^[31] Примером использования сабвуфера для усиления звука в 1990-х годах является танцевальный клуб Ministry of Sound, открывшийся в 1991 году в Лондоне. Звуковая система танцпола была основана на дизайне Ричарда Лонга в Paradise Garage. Клуб потратил около 500 000 фунтов стерлингов на звуковую систему, в которой использовались компоненты Martin Audio в специально изготовленных корпусах, включая двенадцать 21-дюймовых активных сабвуферов мощностью 9500 Вт, двенадцать 18-дюймовых сабвуферов и двенадцать средне-высоких динамиков Martin Audio W8C. ^[32]

Популярность компакт-дисков позволила добавить в записи больше низкочастотного контента и удовлетворить большее количество потребителей. ^[16] Популярность домашних сабвуферов росла, поскольку их было легко добавить к существующим мультимедийным акустическим системам, и их было легко разместить или спрятать. ^[33] В 2018 году некоторые звуковые системы электронной танцевальной музыки (EDM) для заведений, в которых играют хардкорные басы, имеют несколько массивов сабвуферов для работы с средними басами (80–150 Гц), низкими частотами (40–80 Гц) и « инфракрасными». бас »(20–40 Гц). ^[34]

В 2015 году Дэймон Круковски написал для журнала Pitchfork статью под названием «Drop the Bass: A Case Against Subwoofers» , основанную на своем опыте выступления с Galaxie 500 ; он утверждает, что «для определенных стилей музыки», особенно для жанров акустической музыки, «эти низы-гиганты на самом деле портят наше впечатление от прослушивания», уменьшая четкость низких частот. ^[35] В 2015 году Джон Хантер из REL Acoustics заявил, что аудиофилы склонны «иметь отношения любви / ненависти к сабвуферам», потому что большинство сабвуферов имеют «ужасное» качество звука «начального уровня» и используются «несоответствующим образом». ", без плавной интеграции басов. ^[36]

Конструкция и особенности [ править ]

Дизайн громкоговорителя и корпуса [ править ]

Сабвуферы использовать акустических драйверов ( вуферов ) , как правило , между 8 дюймов (20 см) и 21 дюйма (53 см) в диаметре. Некоторые необычные сабвуферы используют драйверы большего размера, и были изготовлены отдельные прототипы сабвуферов размером до 60 дюймов (152 см). ^[37] В меньшей части спектра можно использовать драйверы сабвуфера размером от 4 дюймов (10 см). Маленькие драйверы сабвуфера в 4-дюймовом диапазоне обычно используются в небольших компьютерных акустических системах и компактных сабвуферах для домашних кинотеатров. Размер драйвера и количество драйверов в шкафу зависит от конструкции корпуса громкоговорителя., размер шкафа, желаемый уровень звукового давления, заданная самая низкая частота и уровень допустимых искажений. Наиболее распространенные размеры динамиков сабвуфера, используемые для усиления звука в ночных клубах, рейвах и поп / рок-концертах, - это 10-, 12-, 15- и 18-дюймовые модели (25 см, 30 см, 38 см и 45 см соответственно). Реже встречаются самые большие доступные сабвуферы с усилением звука, 21-дюймовые (53 см) динамики.

Эффективность динамика определяется:

${\ displaystyle \ eta _ {0} = \ left ({\ frac {4 \ pi ^ {2} F_ {s} ^ {3} V_ {as}} {c ^ {3} Q_ {es}}} \ вправо) \ раз 100 \%}$

где переменные - параметры Тиле / Смолла . Глубокое низкочастотное расширение является общей целью сабвуфера, и небольшие объемы ящиков также считаются желательными, чтобы сэкономить место и уменьшить размер для облегчения транспортировки (в случае звукоусиления и сабвуферов DJ). Таким образом, «железный закон» Хофмана требует низкой эффективности при этих ограничениях, и действительно, большинству сабвуферов требуется значительная мощность, намного больше, чем другим отдельным динамикам.

Так, например, для герметичного корпуса динамика, объем корпуса, необходимый для достижения заданного значения , пропорционален :${\ displaystyle Q_ {t} s}$${\ displaystyle V_ {as}}$

${\ displaystyle V_ {b} = {\ frac {V_ {as}} {\ alpha}}}$

куда

${\displaystyle \alpha ={\frac {Q_{tc}^{2}}{Q_{ts}^{2}}}-1}$

Следовательно, уменьшение объема корпуса (т.е. меньший корпус динамика) и то же самое снизят эффективность сабвуфера. Точно так же динамик пропорционален :${\displaystyle F_{3}}$${\displaystyle F_{3}}$${\displaystyle F_{s}}$

${\displaystyle F_{c}={\frac {Q_{tc}F_{s}}{Q_{ts}}}}$

Поскольку эффективность пропорциональна , небольшие улучшения в расширении низких частот с тем же динамиком и объемом коробки приведут к очень значительному снижению эффективности. По этим причинам сабвуферы обычно очень неэффективны при преобразовании электрической энергии в энергию звука. Эта комбинация факторов объясняет более высокую мощность усилителя, требуемую для управления сабвуферами, и требование большей управляемости мощности для драйверов сабвуфера. Варианты корпуса (например, фазоинверторные конструкции с портом в корпусе) часто используются для сабвуферов для повышения эффективности системы драйвер / корпус, что помогает снизить требования к мощности усилителя.${\displaystyle F_{s}^{3}}$

Сабвуферы обычно конструируются путем установки одного или нескольких вуферов в шкаф из древесноволокнистых плит средней плотности (МДФ), ориентированно-стружечных плит (OSB), фанеры, стекловолокна, алюминия или других жестких материалов. Из-за высокого давления воздуха, которое они создают в корпусе, корпуса сабвуфера часто требуют внутренних распорок для распределения возникающих сил.

Сабвуферы были разработаны с использованием нескольких подходов к корпусу: фазоинвертор (с портом или вентиляционным отверстием), использование сабвуфера и одного или нескольких динамиков с пассивным радиатором в корпусе, акустическая подвеска (герметичный корпус), бесконечная перегородка , рупорная нагрузка , отводы клаксон , линия передачи и полосовой пропуск . Каждый тип корпуса имеет преимущества и недостатки с точки зрения повышения эффективности, расширения низких частот, размера корпуса, искажений и стоимости.

Несколько типов корпусов могут даже быть объединены в единую конструкцию, например, в компьютерной аудиосистеме с дизайном сабвуфера Labtec LCS-2424 (позже приобретенного Logitech и использованного для их Z340 / Z540 / Z640 / Z3 / Z4), который представляет собой Бандпропускной (примитивный) пассивный излучатель с разделительной камерой фазоинвертора.

Хотя это не обязательно тип корпуса, изобарическая (например, двухтактная) сопряженная загрузка двух драйверов иногда использовалась в сабвуферах для компьютеров, ^[38] домашних кинотеатров ^[39] и класса звукоусиления ^[40] , а также в версиях «сделай сам». в автомобилях, чтобы обеспечить относительно глубокие басы для своих размеров. Автономные «изобарические» сборки драйверов производятся с 2010-х годов. ^{[41] [42] [43]}

Самые маленькие сабвуферы обычно предназначены для настольных мультимедийных систем. Самыми большими распространенными корпусами сабвуферов являются те, которые используются для концертных систем звукоусиления или звуковых систем танцевальных клубов. Примером большого концертного корпуса сабвуфера является система Electro-Voice MT-4 "Bass Cube" 1980-х годов, в которой использовались четыре 18-дюймовых (45 см) динамика. Примером сабвуфера, в котором используется басовый рупор, является Bassmaxx B-Two, который загружает 18-дюймовый (45 см) динамик на сложенный рупор длиной 11 футов (3,4 м). Сложенные сабвуфер рогового типа могут, как правило, дают более глубокий диапазон с большей эффективностью, чем тот же драйвер в корпусе, который испытывает недостаток в рог. Однако складные рупорные шкафы обычно больше и тяжелее, чем корпуса с передним обжигом, поэтому сложенные рупоры используются реже.Некоторые экспериментальные рупоры сабвуфера с фиксированной установкой были построены из кирпича и бетона, чтобы получить очень длинный рупор, который позволяет очень глубокое расширение сабвуфера.^[44]

Уровень выходного сигнала сабвуфера можно увеличить, увеличив площадь поверхности диффузора или увеличив ход диффузора. Поскольку для больших динамиков требуются нежелательно большие корпуса, для большинства динамиков сабвуфера характерны большие отклонения. К сожалению, большой ход при высоких уровнях мощности имеет тенденцию вызывать больше искажений из-за внутренних механических и магнитных эффектов в электродинамических драйверах (наиболее распространенный вид). Конфликт между поставленными целями никогда не может быть разрешен полностью; конструкция сабвуфера обязательно предполагает компромиссы и компромиссы. Железный закон Гофмана (эффективность низкочастотной системы прямо пропорциональна объему ее корпуса (как и размеру) и кубу ее частоты среза, то есть тому, насколько низко она будет по высоте) применяется к сабвуферам точно так же, как и ко всем остальным. музыкальные колонки. ^[45]Таким образом, разработчику корпуса сабвуфера, стремящемуся к максимально глубоким басам, вероятно, придется подумать об использовании корпуса большого размера; проектировщик корпуса сабвуфера, которому поручено создать корпус как можно меньшего размера (чтобы упростить транспортировку), должен будет решить, насколько низким будет его корпус.

Частотный диапазон и частотная характеристика [ править ]

Спецификация частотной характеристики динамика описывает диапазон частот или музыкальных тонов, который динамик может воспроизводить, измеренный в герцах (Гц). ^[46] Типичный частотный диапазон сабвуфера составляет 20–200 Гц. ^[1] Сабвуферы профессиональных концертных звуковых систем обычно работают ниже 100 Гц, ^[2] а сертифицированные THX системы работают ниже 80 Гц. ^[3] Сабвуферы различаются по диапазону воспроизводимых звуков в зависимости от ряда факторов, таких как размер корпуса, а также конструкция корпуса и динамика (ов). Характеристики частотной характеристики полностью зависят от сопутствующего значения амплитуды - измерения, выполненные с более широким допуском по амплитуде, дадут любому громкоговорителю более широкую частотную характеристику. Например, система сабвуфера JBL 4688 TCB, которая сейчас не выпускается и которая была разработана для кинотеатров, имела частотную характеристику 23–350 Гц при измерении в пределах 10-децибел (от 0 дБ до -10 дБ) и более узкого диапазона. частотная характеристика 28–120 Гц при измерении в пределах 6 децибел (± 3 дБ). ^[47]

Сабвуферы также различаются по достижимым уровням звукового давления и уровням искажений, которые они производят в своем диапазоне. Некоторые сабвуферы, такие как "The Abyss" от MartinLogan, например, могут воспроизводить высоту около 18 Гц (что примерно соответствует высоте самых низких рокочущих нот на огромном органе с 32-футовыми (9,8 м) басовыми трубами 16 Гц). ) до 120 Гц (± 3 дБ). Тем не менее, даже несмотря на то, что сабвуфер Abyss может понижать частоту до 18 Гц, его самая низкая частота и максимальный уровень звукового давления с ограничением искажений 10% составляют 35,5 Гц и 79,8 дБ на расстоянии 2 метров. ^[48] Это означает, что человек, выбирающий сабвуфер, должен учитывать не только самую низкую высоту звука, которую сабвуфер может воспроизвести.

Усиление [ править ]

«Активные сабвуферы» включают в себя собственные усилители внутри корпуса. Некоторые также включают настраиваемую пользователем эквализацию, которая позволяет увеличивать или уменьшать выходной сигнал на определенных частотах; они варьируются от простого переключателя «Boost» до полностью параметрических эквалайзеров, предназначенных для детальной коррекции динамика и помещения. Некоторые такие системы даже поставляются с откалиброванным микрофоном для измерения отклика сабвуфера в комнате, поэтому автоматический эквалайзер может корректировать комбинацию сабвуфера, расположения сабвуфера и характеристики комнаты, чтобы минимизировать влияние режимов комнаты и улучшить низкочастотные характеристики.

«Пассивные сабвуферы» имеют драйвер сабвуфера и корпус, но не включают в себя усилитель. Иногда они включают в себя внутренние пассивные кроссоверы, при этом частота фильтра определяется на заводе. Они обычно используются с усилителями мощности сторонних производителей, получая свои входы от активных кроссоверов ранее в сигнальной цепи. Недорогой домашний кинотеатр в коробке часто поставляется с пассивным сабвуфером, который усиливается многоканальным усилителем. Несмотря на то, что в некоторых системах домашнего кинотеатра высокого класса используются пассивные сабвуферы, этот формат по-прежнему популярен в профессиональной звуковой индустрии. ^[49]

Выравнивание [ править ]

Эквалайзер можно использовать для регулировки отклика системы сабвуфера в комнате. ^[50] Разработчики активных сабвуферов иногда включают определенную степень корректирующей эквализации, чтобы компенсировать известные проблемы с производительностью (например, более крутой, чем желаемый уровень спада нижних частот ). Кроме того, многие усилители включают регулируемый фильтр нижних частот, который предотвращает попадание нежелательных высоких частот на драйвер сабвуфера. Например, если основные динамики слушателя можно использовать до 80 Гц, тогда фильтр сабвуфера можно настроить так, чтобы сабвуфер работал только ниже 80 Гц. ^[3]Типичные фильтры включают некоторое перекрытие частотных диапазонов; Для сабвуферов обычно требуется крутой фильтр нижних частот 4-го порядка 24 дБ / октава, чтобы минимизировать область перекрытия. Секция фильтра может также включать в себя « инфразвуковой » или «дозвуковой» фильтр верхних частот, который предотвращает попытку драйвера сабвуфера воспроизводить частоты ниже его безопасных возможностей. Установка инфразвукового фильтра важна для кабинетов сабвуфера с фазоинвертором, так как конструкция фазоинвертора имеет тенденцию создавать риск передергивания диффузора на частотах ниже, чем настройки порта, что может вызвать искажения и повредить драйвер сабвуфера. Например, в корпусе сабвуфера с портами, настроенного на 30 Гц, можно отфильтровать высоту звука ниже частоты настройки; то есть частоты ниже 30 Гц.

Некоторые системы используют параметрическую коррекцию в попытке исправить неравномерность частотной характеристики помещения. ^{[51] При} эквализации часто не удается добиться ровной частотной характеристики во всех местах прослушивания, отчасти из-за резонанса (т. Е. Стоячей волны ) на низких частотах почти во всех комнатах. Тщательное размещение сабвуфера в комнате также может помочь сгладить частотную характеристику. ^[52] Несколько сабвуферов могут обеспечить более ровную общую характеристику, поскольку их часто можно расположить так, чтобы возбуждать комнатные режимы более равномерно, чем с одним сабвуфером, что позволяет повысить эффективность эквализации. ^[53]

Фазовый контроль [ править ]

Изменение относительной фазы сабвуфера относительно низкочастотных динамиков в других динамиках может помочь, а может и не помочь минимизировать нежелательные деструктивные акустические помехи в частотной области, охватываемой как сабвуфером, так и основными динамиками. Это может не помочь на всех частотах и ​​может создать дополнительные проблемы с частотной характеристикой, но даже в этом случае обычно предоставляется как регулировка для усилителей сабвуфера. ^[54] Цепи управления фазой могут быть простым переключателем с изменением полярности или более сложной схемой с плавным регулированием.

Цепи бесступенчатой ​​регулировки фазы распространены в усилителях сабвуфера, их можно найти в кроссоверах и в электронных проектах, сделанных своими руками. ^{[55] [56] [57] [58] [59]} Регуляторы фазы позволяют слушателю изменять время прихода звуковых волн сабвуфера относительно тех же частот от основных динамиков (т. Е. В точке и вокруг точки кроссовера до сабвуфер). Аналогичного эффекта можно добиться с помощью регулятора задержки на многих ресиверах домашнего кинотеатра. Регулятор фазы сабвуфера, используемый во многих усилителях сабвуфера, на самом деле является переключателем с инверсией полярности. ^[60]Это позволяет пользователям изменять полярность сабвуфера относительно подаваемого аудиосигнала. Этот тип управления позволяет сабвуферу быть либо в фазе с сигналом источника, либо не в фазе на 180 градусов.

Фазу сабвуфера можно изменить, переместив сабвуфер ближе или дальше от места слушателя, однако это не всегда практично.

Сабвуферы с сервоприводом [ править ]

Некоторые активные сабвуферы используют механизм обратной связи сервопривода, основанный на движении диффузора, который изменяет сигнал, отправляемый на звуковую катушку. Сигнал обратной связи сервопривода получается из сравнения входного сигнала усилителя с фактическим движением конуса. Обычный источник сигнала обратной связи - это несколько витков звуковой катушки, прикрепленной к конусу, или акселерометр на основе микрочипа, размещенный на самом конусе. ^{[61] [62]} Преимущество хорошо реализованной конструкции сервосабвуфера заключается в уменьшении искажений, что делает возможными меньшие размеры корпуса. ^[63] Основные недостатки - стоимость и сложность. ^[64]

Сабвуферы с сервоуправлением отличаются от сабвуферов Tom Danley ServoDrive, чей основной механизм воспроизведения звука позволяет избежать использования обычной звуковой катушки и магнита в пользу высокоскоростного серводвигателя с ременным приводом . Конструкция ServoDrive увеличивает выходную мощность, снижает гармонические искажения и практически исключает сжатие мощности - потерю выхода громкоговорителя, которая возникает в результате увеличения импеданса звуковой катушки из-за перегрева звуковой катушки. Эта функция позволяет работать с высокой мощностью в течение продолжительных периодов времени. ^{[65] [66] [67]} Intersonics была номинирована на премию TEC за дизайн своей акустической системы ServoDrive (SDL) в 1986 году и за модель Bass Tech 7 в 1990 году.^{[68] [69]}

Приложения [ править ]

Домашнее аудио [ править ]

Использование сабвуфера увеличивает басовые характеристики основных динамиков и позволяет уменьшить их размер без ущерба для низкочастотных характеристик. Сабвуфер не обязательно обеспечивает лучшие басы по сравнению с большими обычными громкоговорителями на обычных музыкальных записях из-за типичного отсутствия очень низкочастотного содержимого на таких источниках. Однако есть записи со значительным содержанием низких частот, с которыми большинство обычных громкоговорителей плохо приспособлены для обработки без помощи сабвуфера, особенно на высоких уровнях воспроизведения, например, музыка для органа с трубой 32 '(9,75 метра) для баса ( 16 Гц), очень большие басовые барабаны в записях симфонического оркестра и электронная музыка с очень низкими партиями синтезатора баса , например, басовые тесты или басовые песни.

Достаточно низкие частоты нелегко локализоватьчеловека, поэтому многие стереофонические и многоканальные аудиосистемы имеют только один канал сабвуфера, и один сабвуфер можно разместить не по центру, не влияя на воспринимаемую звуковую сцену, поскольку звук, который он производит, будет трудно локализовать. Намерение в системе с сабвуфером часто заключается в использовании небольших основных динамиков (из которых два для стерео и пять или более для объемного звука или дорожек фильмов) и скрытие сабвуфера в другом месте (например, за мебелью или под столом), или дополнить существующий динамик, чтобы избавить его от необходимости обрабатывать низкие частоты на высоких уровнях, разрушающие низкочастотный динамик. Этот эффект возможен только в том случае, если сабвуфер ограничен довольно низкими частотами, обычно принимаемыми, скажем, 100 Гц и ниже - еще меньшая локализация возможна, если ограничиваться еще более низкими максимальными частотами.Более высокие верхние пределы для сабвуфера (например, 125 Гц) гораздо легче локализовать, что делает использование одного сабвуфера непрактичным.В системах домашнего кинотеатра обычно используется один корпус сабвуфера («1» в системе объемного звука 5.1 ). Однако для «улучшения распределения низких частот в комнате с несколькими местами для сидения и предотвращения« узловых »или« нулевых точек »с ослаблением низких частот некоторые энтузиасты домашнего кинотеатра используют системы объемного звучания« 5.2 »или« 7.2 »с двумя кабинетами сабвуфера. в той же комнате. ^[70]

Некоторые пользователи добавляют сабвуфер, потому что желательны высокие уровни низкочастотных басов, даже сверх того, что есть в исходной записи, как в случае с энтузиастами хаус-музыки . Таким образом, сабвуферы могут быть частью пакета, который включает в себя сателлитные динамики, могут быть приобретены отдельно или могут быть встроены в тот же корпус, что и обычная акустическая система. Например, некоторые напольные колонки в корпусе Tower включают драйвер сабвуфера в нижней части того же корпуса. Физическое разделение сабвуфер и «Спутник» динамики позволяет не только размещение в неприметном месте, но так как суб-басчастоты особенно чувствительны к расположению в комнате (из-за резонансов в комнате и «режимов» реверберации), лучшее место для сабвуфера вряд ли будет там, где расположены «сателлитные» динамики.

Для максимальной эффективности и наилучшего согласования с объемом воздуха в комнате сабвуферы можно разместить в углу комнаты, вдали от больших отверстий в комнате и ближе к слушателю. Это возможно, поскольку низкие басовые частоты имеют большую длину волны ; следовательно, существует небольшая разница между информацией, доходящей до левого и правого уха слушателя, и поэтому они не могут быть легко локализованы. Вся низкочастотная информация отправляется на сабвуфер. Однако, если звуковые дорожки не были тщательно микшированы для одного канала сабвуфера, возможно некоторое подавление низких частот, если информация о низких частотах в динамике одного канала не совпадает по фазе с другим.

Физически разделенное расположение сабвуфера / сателлита, с небольшими сателлитными динамиками и большим корпусом сабвуфера, который можно спрятать за мебелью, было популяризировано мультимедийными акустическими системами, такими как Bose Acoustimass Home Entertainment Systems , Polk Audio RM2008 Series и Klipsch Audio Technologies ProMedia, среди которых многие другие. ^{[71] [72]} Недорогие системы « домашний кинотеатр в коробке » рекламируют свою интеграцию и простоту.

Однако, особенно среди более дешевых систем « Домашний кинотеатр в коробке » и с «бумбоксами», включение сабвуфера может быть не более чем маркетинговым приемом. Маловероятно, что небольшой низкочастотный динамик в недорогом компактном пластиковом корпусе будет иметь лучшие басы, чем хорошо спроектированные обычные (и обычно более крупные) динамики в корпусе из фанеры или МДФ. Простое использование термина «сабвуфер» не гарантирует хороших или расширенных басов. Многие мультимедийные «сабвуферы» лучше назвать «средне-низкочастотными кабинетами» (от 60 Гц до 160 Гц), поскольку они слишком малы для воспроизведения глубоких басов в диапазоне от 30 Гц до 59 Гц. ^[73]

Кроме того, плохо спроектированные системы часто оставляют все, что ниже примерно 120 Гц (или даже выше), на сабвуфер, а это означает, что сабвуфер обрабатывает частоты, которые ухо может использовать для локализации источника звука, тем самым создавая нежелательный «эффект локализации» сабвуфера. Обычно это происходит из-за плохой конструкции или выбора кроссовера (слишком высокая точка кроссовера или недостаточная крутизна кроссовера), используемых во многих системах компьютеров и домашних кинотеатров; локализация также происходит из-за шума порта ^[74] и, как правило, из-за большого количества гармонических искажений в конструкции сабвуфера. ^[75] Домашние сабвуферы, продаваемые отдельно, обычно включают схему кроссовера, которая помогает интегрировать сабвуфер в существующую систему.

Автомобильная аудиосистема [ править ]

Автомобили не подходят для «скрытого» сабвуфера из-за нехватки места в салонах. В большинстве случаев невозможно установить такие большие динамики и корпуса в двери или приборную панель, поэтому сабвуферы устанавливаются в багажнике или на заднем сиденье. Некоторые энтузиасты автомобильного звука соревнуются в создании очень высокого звукового давления.уровни в пределах кабины их транспортного средства; иногда опасно высокий уровень звукового давления. «Войны SPL» привлекли большое внимание к сабвуферам в целом, но субъективные соревнования по качеству звука («SQ») не получили такой же популярности. Автомобили Top SPL не могут воспроизводить нормальную музыку или, возможно, даже нормально ездить, поскольку они созданы исключительно для соревнований. Многие сабвуферы, не предназначенные для соревнований, также способны генерировать высокие уровни в автомобилях из-за небольшого объема типичного салона автомобиля. Высокий уровень звука может вызвать потерю слуха и шум в ушах, если подвергаться их длительному воздействию. ^[76]

В 2000-х годах несколько производителей автомобильной аудиосистемы производили сабвуферы некруглой формы, в том числе Boston Acoustic, Kicker, Sony, Bazooka и X-Tant. Другие крупные производители автомобильной аудиосистемы, такие как Rockford Fosgate, не последовали их примеру, поскольку некруглые сабвуферы обычно несут в себе какие-то искажения. ^{[77] [78] [79]} В условиях ограниченного монтажного пространства они обеспечивают большую площадь конуса, а при условии, что все другие переменные постоянны, увеличивается максимальная мощность. Важным фактором в аргументе «квадратный переходник против круглого» является влияние используемого корпуса. В герметичном корпусе максимальное смещение определяется

${\displaystyle V_{\mathrm {d} }=x_{\mathrm {max} }\times S_{\mathrm {d} }}$

куда

• V _d - объем вытеснения (в м ³ )
• x _max - величина линейного отклонения, на которую динамик механически способен (в м)
• S _d - площадь конуса сабвуфера (в м ² ).

Это некоторые из параметров Тиле / Смолла, которые можно измерить или найти с помощью спецификаций драйвера.

Звук кино [ править ]

После внедрения Sensurround владельцы кинотеатров начали устанавливать постоянные сабвуферные системы. Dolby Stereo 70 мм Six Track - это шестиканальный звуковой формат фильмов, представленный в 1976 году, в котором использовались два канала сабвуфера для стереофонического воспроизведения низких частот. В 1981 году компания Altec представила специальную модель сабвуфера для кинотеатров, настроенную примерно на 20 Гц: 8182. Начиная с 1983 года сертификация THX для кинематографического звука количественно определяла параметры хорошего звука для просмотра фильмов, включая требования к уровням производительности сабвуфера и достаточной изоляции от звука. внешние звуки, чтобы шум не мешал прослушиванию. ^[80]Это помогло предоставить рекомендации для владельцев мультиплексных кинотеатров, которые хотели изолировать каждый отдельный кинотеатр от его соседей, даже несмотря на то, что более громкие сабвуферы затрудняли изоляцию. Конкретные модели сабвуферов для кинотеатров появились от JBL , Electro-Voice , Eastern Acoustic Works , Kintek, Meyer Sound Laboratories и BGW Systems в начале 1990-х годов. В 1992 году шестиканальный звуковой формат фильмов Dolby Digital включал один канал LFE, «точечный» в системах объемного звучания 5.1.

Том Хоррал, акустик из Бостона, обвиняет сабвуферы в том, что современные фильмы слишком громкие. Он говорит, что до того, как сабвуферы сделали возможным получение громких, относительно неискаженных басов, уровни звука в кино были ограничены искажениями в менее производительных системах на низких и высоких частотах. ^[81]

Звукоусиление [ править ]

Профессиональные звуковые сабвуферы, используемые на рок-концертах на стадионах, выступлениях ди-джеев на площадках для танцевальной музыки (например, электронная танцевальная музыка ) и подобных мероприятиях, должны быть способны воспроизводить очень высокие уровни низких частот на очень низких частотах с низким уровнем искажений. Это отражено в дизайне, которое в 2010-х годах уделялось применению сабвуферов для усиления звука и систем громкого оповещения., танцевальные клубные системы и концертные системы. Cerwin Vega заявляет, что когда к существующей полнодиапазонной акустической системе добавляется кабинет сабвуфера, это выгодно, так как он перемещает «... самые низкие частоты из ваших основных [полнодиапазонных] акустических систем PA», таким образом «… устраняя [ing] большой объем избыточной работы, которую ваш главный верхний [полнофункциональный] блок пытался воспроизвести. В результате ваши основные [полнодиапазонные] кабинеты будут работать более эффективно и с большими объемами ». ^[82] Другой аргумент в пользу добавления кабинетов сабвуфера заключается в том, что они могут увеличить «уровень четкости» и «воспринимаемую громкость» всей системы PA, даже если уровень звукового давления на самом деле не увеличивается. ^[83] Звук на звукзаявляет, что добавление корпуса сабвуфера к полнодиапазонной системе уменьшит "отклонение диффузора", таким образом уменьшив искажения, что приведет к общему более чистому звучанию. ^[84]

Потребительские приложения (например, для домашнего использования) значительно менее требовательны из-за гораздо меньшего пространства для прослушивания и более низких уровней воспроизведения. Сабвуферы теперь почти универсальны в профессиональных звуковых приложениях, таких как живые концерты, церкви, ночные клубы и тематические парки. Кинотеатры, сертифицированные по стандарту THX для воспроизведения, всегда включают высокопроизводительные сабвуферы. Для некоторых профессиональных приложений требуются сабвуферы, рассчитанные на очень высокий уровень звука с использованием нескольких 12-, 15-, 18- или 21-дюймовых динамиков (30 см, 40 см, 45 см, 53 см соответственно). Иногда используются драйверы размером до 10 дюймов (25 см), обычно в рупорных корпусах.

Количество корпусов сабвуфера, используемых на концерте, зависит от ряда факторов, включая размер помещения, находится ли оно в помещении или на улице, количество низкочастотного содержимого в звуке группы, желаемая громкость концерта и проектирование и строительство корпусов (например, прямые излучающий против рога загруженного). Крошечной кофейне может понадобиться всего лишь один 10-дюймовый корпус сабвуфера, чтобы усилить басы, обеспечиваемые полнодиапазонными динамиками. В небольшом баре можно использовать один или два 15-дюймовых (40 см) сабвуфера с прямым излучением. Большой танцевальный клуб может иметь ряд из четырех или пяти сдвоенных 18-дюймовых (45 см) сабвуферных кабинетов или больше. На самых крупных стадионах может быть очень много корпусов для сабвуферов. Например, в 2009–2010 годах U2 360 ° Tour использовали 24 Clair Brothers.Сабвуферы BT-218 (двойная 18-дюймовая (45 см) коробка) по периметру центральной круглой сцены и 72 проприетарных кардиоидных сабвуфера Clair Brothers S4, размещенных под кольцевой сценой «B», которая окружает центральную главную сцену. ^{[85] [86]}

Основные громкоговорители могут «лететь» с потолка помещения на цепных подъемниках, а «точки полета» (т. Е. Точки крепления) встроены во многие корпуса профессиональных громкоговорителей. Сабвуферы можно ставить на лету или штабелировать на земле рядом со сценой. Одна из причин, по которой сабвуферы могут быть установлены на земле, заключается в том, что установка на земле может повысить качество низких частот, особенно если сабвуфер расположен в углу комнаты (и наоборот, если корпус сабвуфера воспринимается как слишком громкий, могут быть рассмотрены альтернативы установке на земле или в углу). В типичной рок-концертной системе может быть более 50 двойных 18-дюймовых (45 см) кабинетов. Так же, как корпуса бытовых сабвуферов могут быть изготовлены из древесноволокнистых плит средней плотности (МДФ), ориентированно-стружечных плит (OSB),из таких же материалов могут быть изготовлены корпуса профессиональных сабвуферов из фанеры , пластика или другого плотного материала. ^{[87] [88]} МДФ обычно используется для изготовления сабвуферов для стационарной установки, поскольку его плотность относительно высока, а защита от атмосферных воздействий не является проблемой. В других сабвуферах для стационарной установки использовалась очень толстая фанера: в Altec 8182 (1981) использовалась 7-слойная 28-миллиметровая фанера из березового дуба. ^[89] Сабвуферы Touring обычно изготавливаются из фанеры балтийской березы ( Betula pendula или Betula pubescens ) толщиной 18–20 мм из Финляндии, Эстонии или России; такая фанера обеспечивает большую прочность для часто перевозимых ограждений. ^[90]Балтийская береза ​​не обладает естественной атмосферостойкостью, ее покрывают ковром, густой краской или напыляемой обшивкой грузовика, чтобы придать корпусу сабвуфера большую долговечность. ^{[91] [92]}

Шкафы для сабвуферов Touring обычно имеют функции, облегчающие перемещение корпуса (например, колеса, ручка для полотенец и утопленные ручки), защитную решетку для динамика (в шкафах с прямым излучением), металлическую или пластиковую защиту для шкафы для защиты отделки, когда шкафы сдвигаются друг над другом, и оборудование для облегчения штабелирования шкафов (например, блокировка углов) и для «снятия» шкафов с сценического такелажа. В 2000-х годах многие сабвуферы малого и среднего размера, разработанные для концертного звучания групп и ди-джеев, были «активными сабвуферами»; то есть у них есть встроенный усилитель мощности. Эти модели обычно имеют встроенный кроссовер. В некоторых моделях есть армированное металлом отверстие, в которое можно установить стойку динамика для подъема шкафов полного диапазона частот.

Использование в полнофункциональной системе [ править ]

При проектировании профессиональной концертной звуковой системы сабвуферы могут быть легко объединены с основными динамиками в стерео- или монофоническую полнодиапазонную систему с помощью активного кроссовера . Звукорежиссер обычно регулирует точку частоты, в которой звуки более низкой частоты направляются на громкоговорители сабвуфера, а звуки средней и высокой частоты отправляются на громкоговорители полного диапазона. Такая система получает свой сигнал от основного моно или стерео микшерного пульта.микширует шину и усиливает все частоты вместе с желаемым балансом. Если основная звуковая система стереофоническая, сабвуферы также могут быть стереофоническими. В противном случае, монофонический канал сабвуфера может быть получен в кроссовере из стереомикса, в зависимости от марки и модели кроссовера. В то время как производители корпусов для сабвуферов 2010 года предлагают размещать сабвуферы по обе стороны от сцены (что подразумевается включением чашек для полюсов для полнофункциональных кабинетов PA), Дэйв Пёртон утверждает, что для клубных выступлений наличие двух кабинетов с сабвуферами по обе стороны от сцены. сцена приведет к перебоям в воспроизведении басов в помещении; он заявляет, что соединение двух кабинетов сабвуфера вместе создаст более ровный, всенаправленный суббасовый тон. ^[84]

Системы громкой связи по размеру и подходу к сабвуферу

^[93]

Сабвуферы с дополнительным питанием [ править ]

Вместо того, чтобы быть включенными в систему полного диапазона, концертные сабвуферы могут получать собственный сигнал от отдельной шины микширования на микшерном пульте; часто используется один из вспомогательных посылов («aux» или «auxes»). Эта конфигурация называется «сабвуферы с дополнительным питанием», и было замечено, что она значительно снижает низкочастотную «мутность», которая может накапливаться в концертной звуковой системе, имеющей на сцене несколько микрофонов, каждый из которых улавливает низкие частоты и каждый имеет разные фазовые отношения этих низких частот. ^[2] Метод сабвуферов с дополнительным питанием значительно сокращает количество источников, питающих сабвуферы, и включает только те инструменты, которые имеют желаемую низкочастотную информацию; такие источники, как бочка , бас-гитара ,пробоотборникии клавишные инструменты . Это упрощает сигнал, отправляемый на сабвуферы, и делает его более четким и низким. ^[94] Сабвуферы с дополнительным питанием при желании могут быть даже стерео, используя две вспомогательные шины микширования.

Направленный бас [ править ]

Чтобы низкочастотный звук фокусировался на аудитории, а не на сцене, и чтобы низкие частоты не беспокоили людей за пределами места проведения мероприятия, были разработаны различные методы концертного звука, позволяющие превратить естественное всенаправленное излучение сабвуферов в более направленный образец. Вот несколько примеров приложений системы звукоусиления, в которых звукорежиссеры стремятся обеспечить более направленный басовый звук: музыкальные фестивали , на которых часто несколько групп выступают одновременно на разных сценах; большие рейвы или EDM- мероприятия, когда несколько ди-джеев одновременно выступают в разных залах или на разных сценах; и мультиплексные кинотеатры, в котором сразу несколько фильмов показывают в общих залах. Эти методы включают: установку сабвуферов в вертикальный массив; использование комбинаций задержки и инверсии полярности; и установка системы с отложенным затенением. При кардиоидной диаграмме рассеивания два торцевых сабвуфера можно разместить один перед другим. Вложение, ближайшее к слушателю, задерживается на несколько миллисекунд. Второй сабвуфер задерживается на точную величину, соответствующую времени, которое требуется звуку, чтобы преодолеть расстояние между решетками динамиков.

Вертикальный массив [ править ]

Укладка или такелаж сабвуферы в вертикальном массиве фокусируется на низких частотах вперед в большей или меньшей степени в зависимости от физической длины массива. Более длинные массивы имеют более направленный эффект на более низких частотах. Направленность более выражена в вертикальном измерении, что дает широкую, но невысокую диаграмму направленности. Это помогает уменьшить количество низкочастотного звука, отражающегося от потолка в помещении, и помогает снизить жалобы на внешний шум на улице.

Задняя задержка [ править ]

Другой шаблон массива кардиоидных сабвуферов может использоваться горизонтально, он требует небольшого количества каналов обработки и не требует изменения необходимого физического пространства. Этот метод часто называют «кардиоидным массивом сабвуферов» или «CSA» ^[96], хотя всенаправленный сабвуфер - кардиоидный. Метод CSA меняет ориентацию корпуса и меняет полярность каждого из трех сабвуферов на передней части сцены и задерживает эти корпуса для максимального подавления целевой частоты на сцене. Инверсия полярности может быть реализована электронным способом, изменением полярности проводки или физическим расположением корпуса лицевой стороной назад. Этот метод уменьшает прямой выход по сравнению с плотно упакованным массивом сабвуферов с плоским фронтом, но может решить проблемы нежелательной низкочастотной энергии, поступающей в микрофоны на сцене. По сравнению с массивом торцевого огня, этот метод имеет меньшую осевую энергию, но более равномерное управление узором по всей аудитории и более предсказуемую отмену в обратном направлении. Эффект охватывает диапазон чуть более одной октавы.^[96]

Второй метод массива задней задержки сочетает в себе топологию торцевого пламени с изменением полярности, используя два сабвуфера, расположенных спереди назад, драйверы разнесены на четверть длины волны друг от друга, задний корпус инвертирован по полярности и задерживается на несколько миллисекунд для максимального гашения звука на сцене. целевой частоты. ^[97] Этот метод имеет наименьшую выходную мощность, направленную на аудиторию, по сравнению с другими направленными методами.

End-fire array [ править ]

Метод сабвуфера с торцевым расположением каналов, также называемый «массивами с прямым управлением», ^[98]размещает драйверы сабвуфера коаксиально в один или несколько рядов, используя деструктивные помехи для уменьшения выбросов по бокам и сзади. Это можно сделать с помощью отдельных корпусов сабвуфера, расположенных спереди назад, с расстоянием между ними в четверть длины волны целевой частоты, частоты, которая меньше всего нужна на сцене или наиболее желательна для аудитории. Каждая строка задерживается по сравнению с первой строкой на величину, зависящую от скорости звука в воздухе; задержка обычно составляет несколько миллисекунд. Время прихода звуковой энергии от всех сабвуферов почти одновременное с точки зрения аудитории, но в значительной степени компенсируется за сабвуферами из-за смещения времени прихода звуковой волны. Направленность целевой частоты может достигать затухания тыла до 25 дБ,и прямой звук когерентно суммируется вместе с сабвуферами.^[99] Позиционная техника торцевых сабвуферов получила широкое распространение в европейском концертном звуке в 2006 году. ^[100]

Массив торцевого пламени использует несколько децибел выходной мощности для обеспечения направленности, поэтому для получения такой же выходной мощности требуется больше корпусов, чем для плотно упакованного массива корпусов с плоским фасадом. В 2007 году на одной из сцен Ultra Music Festival было использовано шестнадцать корпусов в четыре ряда , чтобы уменьшить низкочастотные помехи соседним сценам. ^[101] Из-за физического размера массива торцевого огня немногие концертные площадки могут его реализовать. Выходной паттерн страдает от внеосевой гребенчатой ​​фильтрации, но может быть дополнительно сформирован путем регулировки частотной характеристики каждого ряда сабвуферов. ^[98]

Заштрихованный массив [ править ]

Длинный ряд сабвуферов, расположенных горизонтально вдоль переднего края сцены, может быть задержан таким образом, что центральные сабвуферы срабатывают на несколько миллисекунд раньше тех, что расположены по бокам от них, которые срабатывают на несколько миллисекунд раньше своих соседей, продолжая таким образом до тех пор, пока не сработают последние сабвуферы. достигаются на внешних концах ряда сабвуфера ( формирование луча ). Этот метод помогает противодействовать чрезмерному сужению диаграммы горизонтальной дисперсии, наблюдаемому с горизонтальной решеткой сабвуферов. Такое затенение задержки можно использовать для виртуального изменения формы массива громкоговорителей. ^[102]

Направленный корпус [ править ]

В некоторых конструкциях корпуса сабвуфера для достижения определенной степени направленности драйверы обращены в стороны или назад. ^{[103] [104]} Генераторы торцевого зажигания могут быть размещены в одном корпусе, в котором размещается более одного водителя. ^[105]

Варианты [ править ]

Некоторые реже используемые низкочастотные динамики являются вариантами нормального диапазона корпуса сабвуфера, например, среднечастотный кабинет (60–160 Гц) и инфразвуковой (сверхнизкий) сабвуфер (ниже 30 Гц).

Конструкции корпуса [ править ]

Сабвуферы с фронтальной загрузкой имеют один или несколько сабвуферных громкоговорителей в корпусе, обычно с решеткой для защиты громкоговорителей. На практике многие кабинеты сабвуфера с фронтальной загрузкой имеют вентиляционное отверстие или порт в корпусе динамика, таким образом создавая корпус с фазоинвертором . Несмотря на то, что порт фазоинвертора или вентиль создает некоторую дополнительную фазовую задержку, он добавляет SPL, который часто является ключевым фактором в приложениях PA и систем звукоусиления. Таким образом, не вентилируемые шкафы для сабвуфера с передним запуском редко используются в профессиональных аудиоприложениях.

Рупорные сабвуферы имеют сабвуферный динамик, проходящий через динамик. Для экономии места дорожку часто складывают, чтобы сложенная дорожка уместилась в шкафчике коробчатого типа. Cerwin-Vega заявляет, что ее шкафы для сабвуферов со сложенным рупором «... в среднем дают на 6 дБ больше выходной мощности на 1 Вт, чем двойной 18-дюймовый вентилируемый корпус», что дает «в четыре раза больше мощности при половинном количестве драйверов». ^[106] Cerwin-Vega JE-36C имеет длинные пять футов длины сложенный рог камеры в деревянном шкафу. ^[106]

Коллекторные сабвуферы имеют два или более сабвуферных громкоговорителя, которые передают звук через один рупор. Это увеличивает SPL для сабвуфера за счет увеличения искажений. EV имеет распределительный шкаф громкоговорителей, в котором четыре динамика установлены как можно ближе друг к другу. Этот подход отличается от подхода «несколько драйверов в одном канале». Необычным примером многогранной конструкции сабвуфера является подход Томаса Мундорфа (TM), когда четыре сабвуфера обращены друг к другу и сидят близко друг к другу, который используется в театральных представлениях на круглых шоу, где публика окружает исполнителей большим кругом (например, Metallica использовала это на некоторых концертах). Подход TM производит всенаправленный басовый звук. ^[107]Cerwin-Vega определяет корпус коллектора как такой, в котором «... драйвер обращен к настроенной полости с портами. Вы слышите звук прямо из задней части драйвера в дополнение к звуку, который исходит из порта. Этот тип корпуса конструкция расширяет частотные возможности драйвера ниже, чем он мог бы воспроизвести сам по себе ». ^[106]

Полосовые сабвуферы имеют герметичный корпус внутри другого корпуса, причем «внешний» корпус обычно имеет вентиляционное отверстие или порт.

Усиление басовых инструментов [ править ]

В редких случаях, корпус сабвуфер звукоусиления также используются для басового инструмента усиления с помощью электрических басовых игроков и синтезированного басаигроков. Для большинства групп и самых маленьких и средних площадок (например, ночных клубов и баров) стандартные корпуса динамиков бас-гитары или клавишные усилители обеспечат достаточный уровень звукового давления для мониторинга на сцене. Поскольку обычный электрический бас имеет низкую «E» (41 Гц) в качестве самой нижней ноты, большинство стандартных кабинетов для бас-гитары спроектированы только с диапазоном, который опускается примерно до 40 Гц. Однако в некоторых случаях исполнители хотят иметь расширенный суб-басовый отклик, который недоступен в стандартных корпусах инструментальных динамиков, поэтому они используют шкафы с сабвуферами. Подобно тому, как некоторые электрогитаристы добавляют огромные стеки гитарных кабинетов в основном для шоу, некоторые басисты добавляют огромные шкафы для сабвуферов с 18-дюймовыми низкочастотными динамиками в основном для шоу, а дополнительные шкафы для сабвуферов будут работать с меньшей громкостью, чем основные низкочастотные кабинеты.

Бас-гитаристы, которые могут использовать кабинеты с сабвуферами, включают исполнителей, которые играют с басами с расширенным диапазоном, включая низкую струну «B» (около 31 Гц), басистов, которые играют в стилях, в которых очень мощный суббасовый отклик является важной частью звука. (например, фанк, латино, госпел, R&B и т. д.) и / или басисты, выступающие на площадках размером со стадион или на больших площадках под открытым небом. Клавишники, использующие сабвуферы для мониторинга на сцене, включают исполнителей на электрооргане , которые используют басовые педали клавиатуры.(которые опускаются до низкого уровня «C», который составляет около 33 Гц) и синтезаторов, играющих грохочущие суб-басовые партии, которые достигают 18 Гц. Из всех клавишных инструментов, которые усиливаются на сцене, синтезаторы могут воспроизводить одни из самых низких частот, потому что в отличие от традиционного электрического пианино или электрического органа, у которых в качестве самых низких нот используются низкие «A» и низкие «C», соответственно, синтезатор не имеет фиксированной самой низкой октавы. Синтезатор может добавить более низкие октавы к патчу, нажав кнопку «на октаву вниз», которая может воспроизводить высоту звука, недоступную человеческому слуху.

Некоторые производители концертных сабвуферов предлагают использовать их для усиления басовых инструментов. Meyer Sound предполагает, что ее сабвуфер серии 650-R2 Concert, корпус площадью 14 квадратных футов (1,3 м ² ) с двумя 18-дюймовыми динамиками (45 см), можно использовать для усиления басовых инструментов. ^[108] В то время как исполнителям, которые используют сабвуферы для концертного звука на сцене, может понравиться мощный суббасовый звук, который они получают на сцене, звукорежиссеры могут найти использование больших сабвуферов (например, два 18-дюймовых динамика (45 см)) для выступления на сцене. Мониторинг инструмента может быть проблематичным, потому что он может создавать помехи для суббасового звука "Front of House".

Бас-шейкеры [ править ]

Поскольку ощущаются инфразвуковые басы, суб-басы можно усилить с помощью тактильных датчиков . В отличие от обычного динамика сабвуфера, который производит слышимые вибрации, тактильные преобразователи создают низкочастотные вибрации, которые должны ощущаться людьми, которые касаются преобразователя или косвенно через мебель или деревянный пол. Тактильные преобразователи недавно возникли как класс устройств, называемых по-разному «бас-шейкеры», «встряхиватели ягодиц» и «тронные шейкеры». Они прикреплены к сиденью, например к табурету барабанщика («трону») или стулу геймера, автомобильному сиденью или сиденью домашнего кинотеатра, и вибрации водителя передаются телу, а затем уху аналогично костной проводимости. . ^{[109] [110]}Они подключаются к усилителю как обычный сабвуфер. Их можно прикрепить к большой плоской поверхности (например, полу или платформе), чтобы создать большую зону проводимости низких частот, хотя передача низких частот через ступни не так эффективна, как через сиденье. ^[111]

Преимущество тактильных преобразователей, используемых для низких частот, заключается в том, что они создают среду для прослушивания, которая не заполнена громкими низкочастотными звуковыми волнами. Это помогает барабанщику рок- группы контролировать свою игру на бас-барабане, не заполняя сцену мощным, громким низкочастотным звуком от монитора сабвуфера 15 дюймов (40 см) и усилителя, который может «просачиваться» в другие барабанные микрофоны и снизят качество звукового микса. Не имея большого и мощного монитора сабвуфера, басовый шейкер также позволяет барабанщику снизить уровни звукового давления, которому они подвергаются во время выступления, снижая риск повреждения слуха. Для домашнего кинотеатра или видеоигрИспользование бас-шейкеров помогает пользователю не беспокоить других в соседних квартирах или комнатах, потому что даже мощные звуковые эффекты, такие как звуки взрыва в военной видеоигре или имитируемый грохот землетрясения в приключенческом фильме, не будут услышаны другими. Однако некоторые критики утверждают, что ощущаемые вибрации не связаны со слуховым опытом, и утверждают, что эта музыка менее удовлетворяет «встряхиватель ягодиц», чем звуковые эффекты. Кроме того, критики утверждали, что сам басовый шейкер может дребезжать во время громких звуковых эффектов, что может отвлекать слушателя. ^[112]

Претензии к мировым рекордам [ править ]

С учетом различных критериев, на которых основываются претензии, некоторые сабвуферы были названы самыми большими, самыми громкими или самыми низкими в мире.

Маттерхорн [ править ]

Matterhorn - это модель сабвуфера, построенная в марте 2007 года компанией Danley Sound Labs в Гейнсвилле, штат Джорджия, после запроса американских военных на громкоговоритель, который мог бы излучать инфразвуковые волны на расстояние. Маттерхорн был разработан для воспроизведения непрерывной синусоидальной волны от 15 до 20 Гц и генерирования 94 дБ на расстоянии 250 метров (820 футов) и более 140 дБ для воспроизведения музыки, измеренных у устья рупора. ^[113] Он может генерировать постоянный синусоидальный тон 15 Гц и 140 дБ в течение 24 часов в сутки, семь дней в неделю с чрезвычайно низким уровнем гармонических искажений. Сабвуфер имеет плоскую частотную характеристику от 15 до 80 Гц и понижается на 3 дБ при 12 Гц. ^[114] Он был построен в интермодальном контейнере.20 футов (6,1 м) в длину и 8 на 8 футов (2,4 м × 2,4 м) в квадрате. ^[115] Двери контейнера распахиваются, открывая доступ к звуковому сигналу, который приводится в действие 40 длинноходными 15-дюймовыми (40 см) динамиками MTX, каждый из которых работает от собственного 1000-ваттного усилителя. ^{[116] [117]} Изготовитель утверждает, что при его строительстве были использованы 53 13-слойных 18-миллиметровых листа фанеры 4 на 8 футов (1,2 м × 2,4 м), ^[116] хотя один из изготовителей написал, что двойной -толщина 26-слойные листы были использованы для удобства. ^[118]

Дизель - генератор расположен внутри корпуса , чтобы поставлять электроэнергию , когда внешний источник питания недоступен. ^[115] Что касается возможности вывода постоянного тона, дизайнер Том Дэнли написал, что «цель 94 дБ на 250 метрах - это не просто выдуманная ерунда« всплеска »или« пикового звукового давления »в профессиональном звуке, или как используемый сигнал« смертельная отрыжка ». в конкурсах автозвука ". ^[119] На ежегодном съезде Национальной ассоциации системных подрядчиков (NSCA) в марте 2007 г. Маттерхорну запретили громко демонстрировать свою мощь из-за опасений по поводу повреждения здания Конгресс-центра округа Ориндж . ^[113] Вместо этого, используя только одну электрическую цепь на 20 ампер в целях безопасности, посетителям разрешалось ступать внутрь рожка сабвуфера для «акустического массажа», поскольку Маттерхорн с частичным питанием воспроизводил волны низкого уровня 10–15 Гц.

Выборочная установка Royal Device [ править ]

Еще один сабвуфер, который, как утверждается, является самым большим в мире, - это заказная установка в Италии, изготовленная Royal Device в основном из кирпича, бетона и звукоизоляционного материала ^[44], состоящая из двух сабвуферов, встроенных в фундамент комнаты для прослушивания. ^[120] В роговых загружены сабвуфер каждые имеют рот пола , что составляет 2,2 квадратных метров (24 кв футов), и длину рупора , который составляет 9,5 м (31 футов), в метре полость 1 (3 фута 3 дюйма) в соответствии с этаж комнаты для прослушивания. Каждый сабвуфер приводится в действие восемью 18-дюймовыми драйверами сабвуфера со звуковыми катушками диаметром 100 мм (3,9 дюйма). Дизайнеры утверждают, что нижние устья рупоров имеют дополнительную акустическую нагрузку за счет вертикального расширения деревянного рупора и потолка комнаты, чтобы создать волну «полной мощности» 10 Гц в месте прослушивания.

Концептуальный дизайн 60 дюймов [ править ]

Одиночный сабвуфер диаметром 60 дюймов (1500 мм) был разработан Ричардом Кларком и Дэвидом Навоне с помощью доктора Юджина Патрониса из Технологического института Джорджии . Водитель должен был побить рекорды уровня звукового давления при установке на дорожное транспортное средство, рассчитанное на достижение более 180 дБ SPL. Он был построен в 1997 году и приводился в движение двигателями постоянного тока, соединенными с вращающимся коленчатым валом, чем-то вроде поршневого двигателя . Диаметр конуса составлял 54 дюйма (1400 мм) и удерживался на месте 3-дюймовым (76 мм) подвесом. Благодаря размаху хода 6 дюймов (150 мм) от пика до пика он создавал одностороннее смещение воздуха в 6 871 кубический дюйм (112 600 см ³ ). ^[121]Он был способен генерировать синусоидальные волны 5–20 Гц при различных скоростях двигателя постоянного тока - не в ответ на звуковой сигнал - он не мог воспроизводить музыку. Водитель сидел в фургоне, принадлежавшем Тиму Мэйнору , но был слишком мощным для такого количества усилений и повредил автомобиль. ^[121] Лойд Айви из MTX помог подписать проект, и тогда драйвер назывался MTX «Thunder 1000000» (один миллион). ^[122]

Еще не законченный, автомобиль участвовал в конкурсе SPL в 1997 году, на котором была подана жалоба на компьютерное управление двигателем постоянного тока. Вместо того, чтобы использовать контроллер, два провода были соединены вместе в надежде, что скорость двигателя была установлена ​​правильно. Приводной вал сломался после одного положительного хода, что создало внутреннюю волну давления 162 дБ. Концептуальный 60-дюймовый дизайн не демонстрировался публично после 1998 года. ^[123]

MTX Jackhammer [ править ]

Самый тяжелый сабвуфер, предназначенный для использования в автомобилях, - это MTX Jackhammer от MTX Audio с диффузором диаметром 22 дюйма (560 мм). Известно, что отбойный молоток потребляет более 6000 Вт, передаваемых на двойную звуковую катушку, движущуюся внутри ферритового магнита на 900 унций (26 кг). Отбойный молоток весит 167 кг и имеет алюминиевый радиатор . ^[124] Отбойный молоток был показан в реалити- шоу Pimp My Ride . ^[125]

См. Также [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме сабвуфера .

Ссылки [ править ]