Сабвуфер не только является источником низких частот, но также делает звучание всей акустической системы громче, уменьшает количество искажений за счет того, что с остальных динамиков снимаетсядополнительная нагрузка. Считается, что для адекватной передачи баса в серьезных аудиокомплексах НЧ-динамик просто необходим. С учетом важности суббасового звена системы производители акустики предлагают широчайший спектр продукции, так что выбирать есть из чего: от отдельных головок до активных сабов и всего остального между ними. А что и как ставить уже дело установщика. Можно делать бокс самому, использовать "полуфабрикат", готовую коробку или сразу готовый сабвуфер.
Звучание сабвуфера зависит от множества факторов акустических условий салона, характеристик головки громкоговорителя, типа акустического оформления, формы и материала, из которого он изготовлен. Кроме того, саб, являясь частью автомобильной аудиосистемы, не может жить отдельной от нее жизнью. В связи с чем работу суббасового звена следует рассматривать комплексно. Чем мы и займемся.

Варианты конфигураций

Их много, но основных вариантов включения сабвуфера в систему шесть. Первые два используют пассивные кроссоверы между выходом усилителя и динамиком, остальные с активными кроссоверами, которые в сигнальном тракте располагаются между источником сигнала и входом усилителя. Естественно, что у каждого есть свои преимущества и недостатки, изложенные в сжатом виде в таблице N1.

Вариант с использованием одного усилителя, безусловно, самый экономичный, ведь на один аппарат разом "цепляются" пара динамиков и сабвуфер, а разделение сигнала на частотные полосы производится недорогим пассивным кроссовером. С другой стороны, большинство стандартных кроссоверов включают ВЧ-фильтр с крутизной затухания характеристики 6 дБ/октаву и НЧ-фильтр с крутизной затухания характеристики 12 дБ/октаву. Недостатками такой конфигурации является то, что работающие от того же усилителя динамики будут недостаточно защищены на пиковых мощностях. Кроме того, пассивные кроссоверы, как правило, имеют фиксированные частоты среза, что ограничивает возможности при настройке системы. Вдобавок на всех мощности одного усилителя может попросту не хватить.

Стандартная для пассивных кроссоверов крутизна характеристики НЧ-фильтра (12 дБ/октаву) для воспроизведения басовых частот не вполне адекватна. Как известно, наши слуховые органы не способны локализовать звук частотой ниже 100 Гц. То есть, если в автомобильном аудиокомплексе присутствует НЧ-динамик, воспроизводящий частоты ниже этой отметки, слушатель по идее не должен знать, откуда излучается бас. В то же время при недостаточной крутизне характеристики становятся слышны частоты мид-басового, а и иногда даже среднечастотного диапазона, и как результат можно четко определить, где в салоне находится сабвуфер. Тем самым сводится на нет работа по созданию пространственной картинки.

Исправить ситуацию можно, используя фильтры более высокого порядка 3-го (18 дБ/октаву) или 4-го (24 дБ/октаву). Также можно собственноручно моделировать и создавать кроссоверы стребуемыми под конкретный динамик параметрами. В принципе с небольшой натяжкой фильтры 2-го порядка подходят для работы с полосовыми сабвуферами, поскольку они менее всего подвержены высокочастотным призвукам и у них наиболее узкая полоса пропускания. В целом же стандартные фильтры 2-го порядка не рекомендуются для работы в составе суббасового звена.

Идеальным, но достаточно дорогостоящим вариантом можно назвать конфигурацию в составе активного кроссовера, басового усилителя и сабвуфера. Почему, в общем-то, понятно: компоненты, при наличии достаточных финансовых средств, можно подобрать с адекватными друг другу и запросам клиента характеристиками. Таким образом, открываются большие возможности при настройке системы, что в конечном итоге приводит к положительным результатам в звучании всего аудиокомплекса. Усилитель в такой схеме в принципе уже может быть укомплектован встроенным кроссовером, хотя это не всегда требуется. Если параметры встроенных фильтров соответствуют предъявляемым им требованиям, то можно сэкономить и обойтись без активного кроссовера. В этом случае прежде всего следует обратить внимание на порядок НЧ-фильтра, который, как уже было сказано, должен быть не ниже третьего. Важно также наличие плавных регулировок частоты среза или же возможность их выставления с помощью сменных резисторных модулей функции, которые позволяют интегрировать сабвуфер без слышимых "швов" на стыке басового и мид-басового диапазонов. Однако во многих бюджетных моделях усилителей все как раз наоборот. Стандартная комплектация предполагает наличие фильтров с недостаточной крутизной характеристики (6 и 12 дБ на октаву соответственно для ВЧ- и НЧ-фильтров), а также две фиксированные частоты среза, что, как уже было упомянуто выше, для баса не вполне приемлемо. Тогда остается отключить встроенный кроссовер и предложить клиенту раскошелиться на более подходящее устройство.

Наконец, еще одна схема в составе активного кроссовера и активного корпусного сабвуфера (то есть того, что продается с усилителем). Способ, пожалуй, самый простой. Производитель сам берет на себя заботы по согласованию параметров усилителя и НЧ-головки, сам рассчитывает нужный для нее рабочий объем и комплектует басовый агрегат кроссовером. Правда, противников у использования активных сабвуферов в серьезных аудиокомплексах немало. Основные аргументы: небольшая мощность усилителей и низкоклассный кроссовер. В большинстве случаев с этими утверждениями можно согласиться, хотя вышеуказанного преимущества (простоты в установке) у активных сабов не отнимешь. Пожалуй, единственный способ улучшить их работу это использование более "порядочного" активного кроссовера.

Каким должен быть кроссовер

Здесь есть над чем задуматься и желательно сделать это на начальном этапе построения системы. Возможен вариант устройства, которое имеет исключительно сабвуферные выходы или же использование кроссовера с НЧ- и ВЧ-фильтрами (в том случае, если один усилитель раскачивает сабвуферный динамик вместе с другими драйверами). Если рассматривается вариант включения усилителей по схеме биампинг, то здесь пригодится трехполосный кроссовер с сабвуферными, низко-среднечастотными и высокочастотными выходами.



Крутизна характеристики затухания
18 дБ/октаву (минимальная) 12 дБ/октаву (минимальная для полосовых корпусов)

Частота среза
От 75 до 150 Гц. Желательно наличие плавной настройки частоты среза

Наличие ВЧ-фильтра
Желательно, если кроме сабвуфера усилитель раскачивает динамики более высокого частотного диапазона. В этом случае крутизна характеристики ВЧ-фильтра должна быть не менее 12 дБ/октаву

Инфразвуковой фильтр (сабсоник)
Необходим для фазоинверторных сабвуферов, для остальных желателен

Усиление баса (обычно на частоте 45 Гц)
Полезная функция

Переключатель полярности
Полезная функция

Регулировки выходного сигнала Сабвуфер не только является источником низких частот, но также делает звучание всей акустической системы громче, уменьшает количество искажений за счет того, что с остальных динамиков снимаетсядополнительная нагрузка. Считается, что для адекватной передачи баса в серьезных аудиокомплексах НЧ-динамик просто необходим. С учетом важности суббасового звена системы производители акустики предлагают широчайший спектр продукции, так что выбирать есть из чего: от отдельных головок до активных сабов и всего остального между ними. А что и как ставить уже дело установщика. Можно делать бокс самому, использовать "полуфабрикат", готовую коробку или сразу готовый сабвуфер.

Звучание сабвуфера зависит от множества факторов акустических условий салона, характеристик головки громкоговорителя, типа акустического оформления, формы и материала, из которого он изготовлен. Кроме того, саб, являясь частью автомобильной аудиосистемы, не может жить отдельной от нее жизнью. В связи с чем работу суббасового звена следует рассматривать комплексно. Чем мы и займемся.

Варианты конфигураций

Их много, но основных вариантов включения сабвуфера в систему шесть. Первые два используют пассивные кроссоверы между выходом усилителя и динамиком, остальные с активными кроссоверами, которые в сигнальном тракте располагаются между источником сигнала и входом усилителя. Естественно, что у каждого есть свои преимущества и недостатки, изложенные в сжатом виде в таблице N1.

Вариант с использованием одного усилителя, безусловно, самый экономичный, ведь на один аппарат разом "цепляются" пара динамиков и сабвуфер, а разделение сигнала на частотные полосы производится недорогим пассивным кроссовером. С другой стороны, большинство стандартных кроссоверов включают ВЧ-фильтр с крутизной затухания характеристики 6 дБ/октаву и НЧ-фильтр с крутизной затухания характеристики 12 дБ/октаву. Недостатками такой конфигурации является то, что работающие от того же усилителя динамики будут недостаточно защищены на пиковых мощностях. Кроме того, пассивные кроссоверы, как правило, имеют фиксированные частоты среза, что ограничивает возможности при настройке системы. Вдобавок на всех мощности одного усилителя может попросту не хватить.

Стандартная для пассивных кроссоверов крутизна характеристики НЧ-фильтра (12 дБ/октаву) для воспроизведения басовых частот не вполне адекватна. Как известно, наши слуховые органы не способны локализовать звук частотой ниже 100 Гц. То есть, если в автомобильном аудиокомплексе присутствует НЧ-динамик, воспроизводящий частоты ниже этой отметки, слушатель по идее не должен знать, откуда излучается бас. В то же время при недостаточной крутизне характеристики становятся слышны частоты мид-басового, а и иногда даже среднечастотного диапазона, и как результат можно четко определить, где в салоне находится сабвуфер. Тем самым сводится на нет работа по созданию пространственной картинки.

Исправить ситуацию можно, используя фильтры более высокого порядка 3-го (18 дБ/октаву) или 4-го (24 дБ/октаву). Также можно собственноручно моделировать и создавать кроссоверы стребуемыми под конкретный динамик параметрами. В принципе с небольшой натяжкой фильтры 2-го порядка подходят для работы с полосовыми сабвуферами, поскольку они менее всего подвержены высокочастотным призвукам и у них наиболее узкая полоса пропускания. В целом же стандартные фильтры 2-го порядка не рекомендуются для работы в составе суббасового звена.

Идеальным, но достаточно дорогостоящим вариантом можно назвать конфигурацию в составе активного кроссовера, басового усилителя и сабвуфера. Почему, в общем-то, понятно: компоненты, при наличии достаточных финансовых средств, можно подобрать с адекватными друг другу и запросам клиента характеристиками. Таким образом, открываются большие возможности при настройке системы, что в конечном итоге приводит к положительным результатам в звучании всего аудиокомплекса. Усилитель в такой схеме в принципе уже может быть укомплектован встроенным кроссовером, хотя это не всегда требуется. Если параметры встроенных фильтров соответствуют предъявляемым им требованиям, то можно сэкономить и обойтись без активного кроссовера. В этом случае прежде всего следует обратить внимание на порядок НЧ-фильтра, который, как уже было сказано, должен быть не ниже третьего. Важно также наличие плавных регулировок частоты среза или же возможность их выставления с помощью сменных резисторных модулей функции, которые позволяют интегрировать сабвуфер без слышимых "швов" на стыке басового и мид-басового диапазонов. Однако во многих бюджетных моделях усилителей все как раз наоборот. Стандартная комплектация предполагает наличие фильтров с недостаточной крутизной характеристики (6 и 12 дБ на октаву соответственно для ВЧ- и НЧ-фильтров), а также две фиксированные частоты среза, что, как уже было упомянуто выше, для баса не вполне приемлемо. Тогда остается отключить встроенный кроссовер и предложить клиенту раскошелиться на более подходящее устройство.

Наконец, еще одна схема в составе активного кроссовера и активного корпусного сабвуфера (то есть того, что продается с усилителем). Способ, пожалуй, самый простой. Производитель сам берет на себя заботы по согласованию параметров усилителя и НЧ-головки, сам рассчитывает нужный для нее рабочий объем и комплектует басовый агрегат кроссовером. Правда, противников у использования активных сабвуферов в серьезных аудиокомплексах немало. Основные аргументы: небольшая мощность усилителей и низкоклассный кроссовер. В большинстве случаев с этими утверждениями можно согласиться, хотя вышеуказанного преимущества (простоты в установке) у активных сабов не отнимешь. Пожалуй, единственный способ улучшить их работу это использование более "порядочного" активного кроссовера.


Каким должен быть кроссовер

Здесь есть над чем задуматься и желательно сделать это на начальном этапе построения системы. Возможен вариант устройства, которое имеет исключительно сабвуферные выходы или же использование кроссовера с НЧ- и ВЧ-фильтрами (в том случае, если один усилитель раскачивает сабвуферный динамик вместе с другими драйверами). Если рассматривается вариант включения усилителей по схеме биампинг, то здесь пригодится трехполосный кроссовер с сабвуферными, низко-среднечастотными и высокочастотными выходами.

Оптимальные параметры кроссовера указаны в таблице N2
Таблица N2

Параметр
Комментарий

Крутизна характеристики затухания
18 дБ/октаву (минимальная) 12 дБ/октаву (минимальная для полосовых корпусов)

Частота среза
От 75 до 150 Гц. Желательно наличие плавной настройки частоты среза

Наличие ВЧ-фильтра
Желательно, если кроме сабвуфера усилитель раскачивает динамики более высокого частотного диапазона. В этом случае крутизна характеристики ВЧ-фильтра должна быть не менее 12 дБ/октаву

Инфразвуковой фильтр (сабсоник)
Необходим для фазоинверторных сабвуферов, для остальных желателен

Усиление баса (обычно на частоте 45 Гц)
Полезная функция

Переключатель полярности
Полезная функция

Регулировки выходного сигнала
Обычно не используются при наличии регулировок входного сигнала у усилителя


Как мы уже говорили, крутизна затухания характеристики сигнала является наиболее важным параметром при выборе кроссовера. Недостаточно высокий порядок фильтра (ниже 3-го, то есть ниже 18 дБ на октаву) приведет к тому, что вместе с нужным нам басом сабвуфер будет воспроизводить нежелательные мид-басовые или даже средние частоты. Вследствие чего получается эффект
Обычно не используются при наличии регулировок входного сигнала у усилителя


Как мы уже говорили, крутизна затухания характеристики сигнала является наиболее важным параметром при выборе кроссовера. Недостаточно высокий порядок фильтра (ниже 3-го, то есть ниже 18 дБ на октаву) приведет к тому, что вместе с нужным нам басом сабвуфер будет воспроизводить нежелательные мид-басовые или даже средние частоты. Вследствие чего получается эффект направленности баса, что от него как раз и не требуется.
Сколько сабу нужно мощности

Здесь обычно исходят из суммарной мощности системы и частоты среза сабвуфера. Распределение мощности в процентном отношении в типичной автомобильной аудиосистеме в зависимости от частотного диапазона выглядит согласно таблице N3 следующим образом.
Таблица N3

Частота
Максимальная мощность выше указанной частоты

300 Гц
50%

600 Гц
25%

1200 Гц
10%

2400 Гц
10%


Примечательно, что менее половины мощности приходится на частоты выше 300 Гц. Следовательно, по крайней мере 50% отходит к диапазону ниже этой границы. Отсюда вытекает правило, которое применимо для многих конфигураций: мощность басового усилителя должна быть в полтора раза больше мощности фронтальных динамиков. Так, если на фронт используется 4-канальный аппарат 4 x 25 Вт, то подводимая к сабвуферу мощность рассчитывается по формуле: 1,5 х (25 Вт + 25 Вт). Получаем, что на бас следует отвести порядка 75 ватт.

Может потребоваться и больше. Например, когда частота среза НЧ-фильтра выше 150 Гц, в случае низкой чувствительности сабвуферного динамика или если сабвуфер находится в багажном отсеке и доступ баса в салон затруднен. Ну и когда клиент просто хочет "много баса". Понятно, что при подборе усилителя (или усилителей) прежде всего принимают во внимание количество НЧ-динамиков в системе, значение их импеданса (НЧ-головки обычно делают 4-омными, с обыкновенными или сдвоенными звуковыми катушками) и диаметр диффузора.

Наиболее эффективный и часто используемый установщиками способ повышения мощности басового усилителя соединение его каналов "мостом" (естественно, если такая опция имеется). Включение 2-канальника по мостовой схеме обычно дает больше ватт, чем суммарная мощность его каналов, при работе в стереорежиме. К примеру, аппарат 2 х 50 Вт по идее должен выдать 150 Вт в "мосту", а 4-канальный (4 х 50 Вт) в стереоконфигурации будет развивать до 150 Вт на канал.

Еще один вариант параллельное соединение динамиков (рис. 1). При этом плюсовые клеммы соединяются между собой (минусовые, естественно, тоже) для того, чтобы обеспечить софазное движение головок. Повышение отдачи сабвуфера происходит вследствие двукратного уменьшения общего импеданса параллельно соединенных звуковых катушек. Поскольку стандартное сопротивление автомобильной акустики 4 Ом, суммарный импеданс двух головок, включенных в параллель, будет всего 2 Ом, что дает возможность басовому усилителю полностью раскрыть свой потенциал.

При этом важно помнить, что редко какой усилитель выдерживает в "мосту" нагрузку сопротивлением ниже 4 Ом. Что в принципе исключает и использование двух 4-омных динамиков, соединенных параллельно в этом режиме, поскольку включенный "мостом" усилитель "чувствует" только половину нагрузки, которую ему обеспечивают динамики.

Полезные темы: