Настройка сабвуфера

Начнем с того, что настраивать можно любой сабвуфер, а вот настроить "по нормальному" можно только экземпляры с достаточно ровной АЧХ, по этому не стоит удивляться, что ничего не получилось. Возможно сабвуфер неправильно спроектирован или коряво изготовлен. Сделан вообще без расчетов или по рекомедациям производителя (что тоже самое.)

Несколько пояснений:
ФНЧ (фильтр низкиз частот, Lowpass) - частотный фильтр встроенный в усилитель, срезает частоты выше частоты среза. Частота среза обычно регулируется. Регулятор так и обозначают "Lowpass".

Полоса - это диапазон частот который воспроизводит сабвуфер. Снизу он ограничен конструкцией сабвуфера, а сверху фильтром "Lowpass". 

Уровень (Level, Gain, Volume) так обозначают регулятор уровня (громкости), т.е. эта регулировка изменяет громкость сабвуфера относительно "общей" громкости системы.

Фаза - условно говоря любой динамик в системе может быть включен "в фазе" (если все динамики движутся вперед, то и этот вперед) и в "противофазе" (когда все движутся вперед, то этот назад).
Для наших нужд достаточно того, что изменить фазу можно перекинув провода на динамике (поменять местами + и -). На активных сабвуферах (домашних в том числе) обычно имеется переключатель phase 0/180. Так же такая возможность может присутствовать в ГУ (если имеется группа настроек для сабвуферного выхода).

Для настройки нам необходимы "Level", "lowpass" и фазировка.

В первую очередь надо определиться с фронтами, а именно будет на фронтальные колонки подаваться полно-диапазонный сигнал или с "урезанным басом".

Для авто: если есть возможность разгрузить фронт от басов это стоит сделать в обязательном порядке. Если в ГУ есть ФВЧ (фильтр верхних частот, Hipass) и имеется возможность менять частоту среза стоит выставить порядка 60Гц для фронтов 8", 80Гц для 6,5" и 100Гц для 5,25" соответственно. Впрочем цифры ориентировочные - по факту стоит подобрать частоту среза ФВЧ экспериментально. Если фронт питается усилителем, возможны 2 варианта - у усилителя hipass представлен переключателем на фиксированную частоту 100Гц, либо регулятор 60-150 (или более)Гц.

Для дома: Если фронт играет от ресивера, в ресивере нужно выставить для фронта режим "малой АС", тогда все что ниже 100Гц на колонки не пойдет, а пойдет в канал сабвуфера. Либо если мощность колонок позволяет выставить режим "большой АС" поставить для сабвуфера т.н. режим добавочных басов. Это когда на колонки идет весь диапазон сигнала, а на сабвуфер дополнительно подается сумма басов всех каналов.

Хочу добавить, что если колонки и так хорошо воспроизводят  НЧ и в точке прослушивания их достаточно - сабвуфер не нужен. Назначение сабвуфера - компенсировать потери по басу в помещении или расширить полосу вниз (например, если АС воспроизводят без завала только от 60Гц и выше). 

Если ресивера нет (т.е. нет декодера),  используется стерео-усилитель, а на сабе есть "входы высокого уровня" (hi-level input) от выходов усилителя надо протянуть ЛЮБЫМ проводом сигнал до высоко-уровневых входов.

Предположим, что с фронтом мы определились.
(по умолчанию считаем пока, что тыловых колонок нет т.е. у нас классическое стерео)

Методика настройки базируется на следующих аксиомах,
итак:

1. При правильно настроенном сабвуфере, его НЕ СЛЫШНО, т.е. он не отвлекает на себя внимание. 
2. На малой громкости баса будет не хватать (особенности человеческого слуха, кому интересно ищите поисковиком "кривые равной громкости")
3. Нет никакого запаздывания, вне зависимости от того какой тип оформления используется ЗЯ/ФИ/БП/ЧВР
4. Баса не должно быть много, его есть ровно столько, сколько захотел звукорежиссер. Далеко не все композиции записаны с какими-то супер басами. Все треки должны играть по разному - как будто играют разные системы. Это же относится и к сабвуферу.

Если вы не согласны одним и более пунктов - эта инструкция не для вас. 
Вы скорее всего - хайфарик, аудиофил или концептуалист. С моей точки зрения ни одну из этих групп не интересует верное, правильное звучание.
Дальше читать смысла нет!

Для дома: Сначала надо выбрать расположение сабвуфера. В углу он дает больше нижнего баса, в середине стены сильнее панч (ударный бас). Таким образом расположением регулируем соотношение глубины и ударности баса. При этом желательно, что бы расстояние до сабвуфера было меньше чем до фронтальных колонок (сабвуфер должен быть ближе чем основные АС).

Для авто: Если сабвуфер(ы) ящичные, можно покрутить ящик в багажнике, направляя динамиками в номер, динамиками вверх и т.п. по вкусу (вкус конечно же должен присутствовать ;-) ) Конечно же такой свободы как в квартире нет и быть не может, но и акустическая среда другая.

Для настройки хорошо использовать несколько треков различных жанров (симфонической музыка, рок, хэви-метал, электро-поп,вокал, джаз и т.п.) ну и музыку которая нравится вам.
Я лично использую один очень хороший диск - PrimeFan test CD.
Где взять диск

Выставляем срез и уровень на 80% от максимума т.е. почти в крайне правое положение (обычно).

Сначала надо подобрать фазировку. Перекидывая + и - на динамике, или пользуясь переключателем фазы выбрать вариант при котором четче и сильнее удар бочки, резче атака струн бас-гитары, присутствует так называемый "удар в грудь". Это называется "панч". За его передачу отвечает т.н. средний и верхний бас т.е. частоты 80-320Гц. Разумеется сабвуфер не воспроизводит 300Гц, но выше 80гц - обязательно. По опыту могу сказать, что сабвуфер должен тянуть до 100Гц, а лучше даже до 160... Правда спроектировать сабвуфер с ровной АЧХ хотя бы от 40Гц и аж до 160Гц - задача весьма сложная.

Итак, предположим, что вы подобрали фазировку.
Теперь уменьшаем уровень до тех пор пока бас не перестанет преобладать на остальным диапазоном. Уменьшает что бы саб не мешал и не долбил оттягивая на себя внимание слушателя.

Верным признаком преобладания баса в широкой полосе - запаздывание басовых ударных (бочки).

Признаком преобладания верхнего баса является т.н. "бубнение", т.е. бас-гитара и контрабас звучат одной нотой, несмотря на то что музыкант дергает разные струны. 

Преобладание нижнего баса разрушает артикуляцию баса. Нет четкого удара бочки, струны бас-гитарист или контрабасист как будто двумя пальцами дергает струны и т.п. Нарушается ритмичность танцевальной музыки. Впрочем последнее при общем "выпячивании" НЧ происходит.

Если при уменьшении уровня до приемлемого, т.е. когда бочка перестает отставать, глубина баса становится недостаточной, нужно сузить полосу, т.е. уменьшить частоту среза "lowpass". Снова регулируем уровень. 

Так с каждой итерацией снижаем срез и ищем положение регулятора уровня соответствующее наилучшему звучанию. До тех пор пока не получится слитное звучание фронта и сабвуфера. 

Слитное звучание - это примерно так:
Смотрите на фронтальные колонки и не можете отделаться от ощущения, что басит фронт (т.е. присутствует слухо-визуальная иллюзия того что бас исходит прямо от движущихся диффузором фронтальных колонок).
Не должно определяться местоположение сабвуфера.
Закрываете глаза и слушаете музыку. Если сабвуфер слышно, слышно что он есть - значит что-то не так.

Нет никакой гарантии, что настройка будет успешной. Это зависит не только от опыта, но и от самого сабвуфера.
Возможно что после долгой настройки останется некоторое "бунение".
Возможно возникнет ситуация:
Уменьшаем уровень - баса недостаточно. Увеличиваем - мешает. Снижаем срез, звук сабвуфера отрывается от АС и живет своей жизнью.

Значит (скорее всего) на частоте перехода от фронта к сабвуферу возникает горб, а ниже по частоте провал, и из-за этого сабвуфер как бы не басит на нижнем басе, а только "долбит".

Можно попробовать изменить фазу, т.е. переключить обратно от первоначально выбранной фазировки. Это заменит горб на частоте "стыка", на провал, а провал ниже уйдет. Впрочем не стоит грузиться теоретическими моментами - настройка то все равно на слух делается. Кроме того, само помещение создает множество провалов, "выгрызает" отдельные частотные области. И суть настройки сабвуфера состоит в нахождении такого его местоположения положения ручек, что бы общий уровень НЧ в точке прослушивания нормализовался.

После нескольких неудачных попыток вы уже должны знать какой примерно уровень дает одинаковую громкость между фронтом и сабвуфером. 
И выставив такой "правильный" уровень можно попробовать поиграться со срезом в большую сторону - убрать провал на частоте стыка.

Обычно "правильная фазировка" - это противофаза (реально по движению диффузоров), но например, горбик на верхнем басе, который принадлежит самому сабвуферу (частый случай для магазинных бухтелок) иногда компенсируется противофазным включением с фронтом (а вернее не противофазным, а обратным к "правильному" т.е. фазным). Кто захочет - поймет о чем я. ;-)  

Если ничего не помогает:
Если после смены фазы проблема остается, значит сабвуфер с сильно кривой АЧХ и с этим уже ничего нельзя поделать.
Возможно кривая АЧХ не вина самого сабвуфера - возможно выбрано неверное место установки. Нужно попробовать с другой точке.
В авто виной может быть какой-нибудь сильно выраженный резонанс в салоне, или подыгрывание элементов интерьера (к комнате тоже относится). 

Возможно виноват все таки сам сабвуфер - причиной кривой АЧХ, часто бывает неверно настроенный ФИ. Можно попробовать туго забить трубу синтепоном (или просто старыми носками =) ). Если после этого настройка получается лучше - значит сабвуфер "кривой". Нужно продать/выкинуть/подарить) и купить другой. Или создать на основе динамика другой сабвуфер. Но это уже выходит за рамки данной методички.

Хотелось бы добавить: примерно на 80% качество баса зависит от того насколько адекватны по басам фронтальные колонки. 

Сабвуфер призван нормализовать бас, если его "съедает" комната, либо расширить полосу вниз (для авто), это при том, что качество воспроизведения баса зависит качества воспроизведения частот вплоть до 1кГц(!) т.е. нижней середины и средних частот.

В конечном итоге качество настройки сабвуфера зависит от вашей интуиции, музыкальной чуткости и настойчивости. Задача настройщика не испортить звучание АС, но "добавить баску".
Удачи!

P.S. Мне много раз приходилось настраивать сабвуферы различных конструкций, в довольно различных условиях.
Однажды пришлось настраивать сабик у которого не было регулятора среза(!), а только регулятор уровня.
В принципе, задача была решена. Вместо регулировки среза сабвуфер перемещался по всей комнате, по самым экзотическим местам, а так же вертелся динамиком к стене, от стены и пр.
В конечном итоге он занял место на шкафу под потолком. :-)

Про мощность

Наверное в любой сфере, есть затертые до дыр на обывательском уровне понятия, окруженные “плотным облаком” заблуждений, мифов и стереотипов. В принципе, это справедливо и для аудио в целом, но есть одно понятие конкурировать с которым по затертости не сможет ничто - это МОЩНОСТЬ.

Наверное дело в том, что широта использования этого понятия намного больше сферы аудио, и даже просто электротехники. Ну смотрите - “мощность двигателя”, “мощный компьютер”, “мощная система поиска”, “мощь и сила” и так далее… А уж английский эквивалент “power” встречающийся повсеместно, это даже не мощность, а “сила” или даже “власть”.

В целом понятие “мощный” практически синоним понятие “хороший” и вообще это очень позитивное слово с обывательской точки зрения. Даже домохозяйка далекая от любой техники, кроме бытовой, скажет, что “сверхмощный” это совсем не плохо, а “маломощный”, в свою очередь, ассоциируется с чем то не очень хорошим и качественным..

А уж если вы занимаетесь автозвуком, то это вообще основной и единственный параметр которым можно щегольнуть перед непосвященными… На вопрос “а что за саб у тебя?”, достаточно обронить небрежно -  “киловатник”, и сразу окружающие притихают в благоговейном трепете… Еще бы “тыщават”!...

Все это конечно хорошо, но нас то интересует суть. Нас интересует мощность как пункт ТТХ оборудования, а не крутое словечко для разбрасывания понтов.

***

Что вообще такое мощность? Это показатель того, сколько энергии может за раз передать или преобразовать некоторое устройство, аппарат или установка.

Например двигатель автомобиля - его мощность измеряется в Вт, а точнее в тысячах ватт или кВт, или что более привычно - в лошадиных силах. Вроде как все знают, что чем больше мощность двигателя - тем лучше. Спорить с этим трудно, пока не вспомнишь про экономический аспект.

Мощность электрической лампочки тоже измеряют в Вт, например есть 100Вт лампочки, а есть 10Вт. Тут в плане мощности уже все не так однозначно. Вместе с приходом в нашу жизнь люминесцентных, а тем более светодиодных осветительных приборов, обыватель потихоньку начал осознавать, что есть еще такое понятие как  “эффективность” или КПД (коэффициент полезного действия). Всем известно, что люминесцентные лампы, или как их еще называют “сберегайки” эффективнее вырабатывают свет - при той же мощности светят ярче, или светят так же при меньшей. Светодиоды еще эффективнее, чем “сберегайки” трансформируют электричество в свет. В чем же разница? А разница в том, что большая (около 90%) часть энергии классических ламп накаливания превращается в тепло, и только “остаток” в свет. У люминесцентных ламп 70-80% идет в тепло, а у светодиодов только 40-50%.

Вообще любой механизм созданный человеком всегда производит тепло и немного чего-то еще, ради чего его и создавали.

Так почему большая мощность автомобильного двигателя - это хорошо, а лампочки - не очень? Двигатель внутреннего сгорания (ДВС), как и лампа суть преобразователи энергии разных типов - ДВС преобразует тепловую энергию горения бензина в механическую - вращение коленвала, а лампа преобразует электрическую энергию в световую.

Так вот дело в том, что для ДВС указана ВЫХОДНАЯ мощность, а для лампочки ВХОДНАЯ. То есть ДВС отдает указанную мощность, а лапочка потребляет ее.

Не первая не вторая мощности, ничего не скажут нам об энергетической эффективности, для этого надо узнать расход топлива двигателем и яркость в люменах лампочки. Другое дело, что нам примерно известно сколько “жрет” двигатель мощностью 117,6кВт (160л.с.), так же как известно сколько света дает лампочка накаливания в 100Вт.

Любой преобразователь энергии всегда имеет КПД значительно отличающийся от 100%, то есть мощность на его входе больше, чем на выходе. Разность между ними выделяется в виде тепла.

Динамик (запомните это!) - преобразователь электрической энергии в акустическую (энергию звуковых волн). Для него указывается ВХОДНАЯ мощность, т.е. мощность которую он потребляет, а точнее мощность которую он может выдержать не сгорев. Динамик, как и лампочка, преобразуя энергию электрического тока вырабатывает тепло и немного звука, причем настолько немного, что можно считать, что кроме тепла он не вырабатывает ничего. Вот так. И это не шутка.

Давайте посмотрим: Возьмем какой нибудь среднестатистический динамик - его кпд будет 0,5%, т.е. из 100Вт мощности подведенных к динамику 99,5Вт превратятся в тепло, а 0,5Вт в звуковые волны. И это при нормальной характеристической чувствительности в 89дБ/Вт, да что там “нормальной”, по меркам автозвука такая чувствительность может считаться высокой. Например “широко известный в узких кругах” сабвуферный динамик фирмы Alpine модели SWR-1022D имеет чувствительность около 83дб/Вт т.е. его КПД составляет примерно 0,125%. т.е. из 500Вт на которые как утверждает производитель рассчитан данный “автосаб” в звук превратится только 0,6Вт мощности! А остальные 499,4Вт будут просто греть катушку и воздух в ящике.

Таким образом получается интересная ситуация - сабвуфер мощностью 500Вт может “дуть” тише, чем сабвуфер в 200Вт. Потому что у первого кпд в четверо выше, чем у второго. Это разумеется, если механические характеристики позволят им развить соответствующее давление. Этот вопрос, я рассмотрел - в статье Методика расчета НЧ оформления.

Само собой, это касается не только сабвуферов, но и вообще всех излучателей. У каждого есть свой показатель эффективности - чувствительность или SPL, как обозначают “буржуи”.

Реальный КПД рассчитать легко (зачем только?) - 100% соответствует чувствительности 112дБ/Вт, 10% соответствует чувствительности 102дб/Вт, а 1% - 92дб/Вт. Допустим указано 87дб/Вт: 92-87=4дб т.е. разница составляет 4дб. Каждые 10дб - это десятикратное увеличение или уменьшение, каждые 6дб - это изменение вчетверо, 3дб - вдвое, 1дб - в 1,25 раза. т.е. указанная чувствительность в 2 раза и еще в 1,25 раза меньше, чем у динамика с 92дб/Вт. Считаем: 1% / (2*1,25) = 0,4%. Чувствительность 87дб/Вт соответствует КПД 0,4%. Такие дела.

Еще раз: Мощность динамика, это такая мощность, которую он может выдержать без необратимых изменений и разрушения. Никакого отношения к создаваемому им звуковому давлению эта величина не имеет.

Например взять двигатель автомобиля - надо знать не только мощность, но и хотя бы объем двигателя, что бы оценить соотношение выходной мощности и расхода топлива т.е. оценить его эффективность. С другой стороны, это никак не скажет нам о том, какую максимальную скорость сможет развить автомобиль, какова его грузоподъемность и т.п. По этому, имеет смысл говорить об “энерговооруженности” автомобиля - соотношения его полной массы к мощности двигателя (а точнее крутящему моменту, но не суть).

Так вот мощность вместе с чувствительностью - это и есть “энерговооруженность” акустической системы. Большая мощность и низкая чувствительность, то же самое, что и высокая чувствительность и небольшая мощность.

Только выпускать динамики с низкой чувствительностью и высокой мощностью заметно выгоднее - во-первых, можно написать “тыщават”, во-вторых продать “специальный, подобранный и оптимизированный” усилитель, на котором тоже можно написать “тыщават”.

В тусовке автозвукачей принято насмехаться над бюджетными китайскими компонентами на которых указана PMPO мощность в 1000W и более, в то время как реальная их RMS мощность не превышает и десятой части от указанной величины, мол, только настоящие лохи могут на такое “разводилово” вестись…

Я вас разочарую, киловаттные динамики - “развод” еще больший, ибо вас разводят не только на динамик, но и на усилитель, на силовую проводку, толстые акустический провода для низкоомного включения и т.п. Так что, люди смеющиеся на “лохами которых развели на 100500 китайских ват”, устанавливающие в тоже время себе “настоящие киловатники” лохи еще большие. Просто им невдомек, что их развели - они же купили “правильный автозвук” от настоящего бренда.

Из жизни труб и щелей, или про порты - доступным языком

Рассчитав НЧ-оформление (вероятно пользуясь методикой из моей статьи) самодельщик часто сталкивается с множеством вопросов касающихся порта или портов. И вообще про порты ФИ ходит просто чудесное количество мифов, как в прочем и про все остальное в сфере аудио.

Попробую разобрать эти мифы и ответить на самые частые вопросы.

Миф №1. Порт ФИ - воздуховод для выхода лишнего воздуха, он нужен, что бы динамику было легче “ходить”.

На самом деле: Порт ФИ - это вторичный излучатель звуковых волн. Энергия к нему передается от основного динамика через упругость (пружина) объема воздуха в ящике. На частоте настройки ФИ динамику как раз таки “ходить” намного тяжелее. Собственно говоря, именно на этом и основана вся идея ФИ как НЧ-оформления: на частотах близких к настройке ФИ, диффузор колеблется гораздо меньше, но зато очень эффективно “двигает” воздух в трубе, который в свою очередь и излучает звуковые волны.

Миф №2. Труба проще, а щель эффективнее.

На самом деле: Поскольку звуковые волны создает движущийся в трубе воздух, этому процессу препятствуют различные силы, такие как например, трение. Воздух обладает вязкостью, а как известно при движении тела в неподвижной жидкости (или газе) возникает вязкое трение - тот же эффект имеет место и при движении жидкости/газа внутри неподвижной трубы. Проще говоря, воздух испытывает трение о стенки порта, и это трение тормозит его. Для эффективности важно соотношение площади сечения порта и площади соприкосновения воздуха со стенками. Те кто изучал в школе геометрию, знают, что лучшим соотношением будет обладать именно круглая труба, за ней идет квадратная, ну и прямоугольник - чем более он вытянутый, тем меньше площадь сечения и больше площадь стенок. Таким образом, по акустической отдаче круглая труба эффективнее вытянутой щели.

Миф №3. Если труба получается слишком длинной, ее можно согнуть буквой “Г” или даже буквой “П”.

На самом деле: Поскольку воздух в трубе движется с ускорением (функцией которого и является звуковое давление), то разумеется порт должен быть прямым. Как вы себе представляете ускорение на повороте? Воздух в трубе должен двигаться ламинарно, т.е. без каких либо завихрений (турбулентностей - по научному), а на повороте, особенно если он 90 градусов, как раз одни турбулентности и будут, скорость же потока после поворота будет в 10 раз меньше.

Порт должен быть прямой! За исключением того случая, когда вы сознательно уменьшаете отдачу порта, что бы выравнять АЧХ сабвуфера. Все программы моделирования ящиков оперируют моделью с прямой трубой. Причем именно трубой, а не щелью.

Согнуть трубу можно, но только очень плавно. Потери будут и в этом случае, но не критические. Радиус изгиба должен быть не меньше двух диаметров трубы, больше - лучше! Согнуть можно и щель. Для прямоугольного порта в данном случае “диаметр” - это его размер поперек которого происходит изгиб.

На первый взгляд кажется логичной мысль, что можно сделать узкую щель и согнуть ее по минимальному радиусу поперек толщины и в прямом сравнении между прямой и гнутой щелью разница будет не так уж и велика, но стоит сравнить такую конструкцию с прямой круглой или квадратной трубой и все встанет на свои места.

Гнутым портам не место в агрегатах, назначение которых высокие уровни звукового давления!

Миф №4. Диаметр трубы/размеры щели рассчитываются вместе с литражом каким то хитрым способом.

На самом деле: Площадь поперечного сечения порта выбирается относительно площади диффузора. Отдача порта меняется не катастрофически, если площадь порта находится в пределах от ¼ до ⅙  от площади диффузора. Больше ¼ делать большого смысла нет, ибо ФИ в таком случае плавно превращается в четверть волновой резонатор и работает не совсем так как планировалось. При площади в ½ от диффузора, ФИ все еще работает как ФИ, но уже не соответствует расчетам.

Миф №5. Угол Г-образного порта нужно скруглить.

На самом деле: Это бессмысленно. Почему - написано в правде по мифу №3. Скругляй, не скругляй - без разницы.

Миф №6. Для уменьшения шумов и увеличения КПД, надо делать “раскрыв” т.е. фланец (расширение) на конце трубы.

На самом деле: Это бесполезно. Если диаметр трубы мал, кроме уменьшения отдачи, будут возникать т.н. струйные шумы. Незначительные по диаметру, а главное по длине,  расширения не изменят ситуацию в корне. Для избежания струйных шумов и увеличения отдачи порта, надо просто увеличить его сечение, правда тогда ощутимо увеличится его длина, необходимая для сохранения настройки. Что бы обойти это стоит сделать порт в виде песочных часов т.е. примерно ⅗  порта выполняется сечением ⅛ , и по ⅕ с каждого края с плавным расширением от ⅛  до ¼. Требуемая длина будет примерно 60% от исходной. По количеству струйных шумов такой порт равен полноценному, но эффективность будет несколько меньше.

Миф №7. Порт должен находиться внутри ящика.

На самом деле: Без разницы. Хоть весь внутри, хоть весь снаружи, хоть пополам. Это не имеет значения само по себе, но есть небольшой нюанс.

Если вы изготовите ящик с расчетным литражом и установите в него трубу заподлицо с одной из стенок (как обычно и делают), и попробуете измерить частоту настройки ФИ, вы скорее всего обнаружите, что ФИ настроен чуть ниже, чем по расчету.

Дело в том, что существует так называемый “эффект виртуального удлинения“. Это явление состоит в том, что труба с фланцем (именно с фланцем, а не уширением) настроена немного ниже. Почему - нам не так уж и важно, важнее другое, что труба расположенная полностью снаружи или полностью внутри ящика будет иметь такой эффект, а труба торчащая на половину - нет. Впрочем никто не мешает сделать фланец у торчащего конца. Кстати программы расчетов “относятся” к этому эффекту по разному. Некоторые учитывают “стандартное удлинение”, некоторые и вовсе игнорируют его, а некоторые позволяют просчитать этот эффект.

Ну и не стоит забывать, что объем порта съедает полезный объем ящика.

И напоследок несколько выводов:

1. Если проектируется агрегат для получения высокого уровня давления, то имеет смысл делать прямой порт круглого сечения, в крайнем случае квадратного - его проще выполнить из того же материала, что и корпус.
2. Делая щелевой порт не стоит увлекаться сильным сужением - хороший результат в смысле звуковой отдачи получается, когда размеры щели соотносятся как 1:2 или 1:3, при более узкой щели сильно заметен эффект трения воздуха о стенки.
3. Если задача сабвуфера качественно играть - труба довольно часто получается метровой длины - не стоит “зажимать” сечение, в целях укоротить порт. В этом случае вы скорее всего получите струйные шумы и много другой бяки.
4. Лучшим выбором для качества будет или прямой порт, или плавно изогнутая щель. Такая щель кроме всего прочего имеет низкую добротность т.е. отдача точно на частоте настройки меньше по отношению остальному диапазону действия ФИ, чем для прямого круглого порта. При этом такой порт все равно демпфирует динамик в широком диапазоне и кардинально снижает искажения - собственно ради этого и стоит “заморачиваться” с ФИ в SQ системах.

Почему нельзя сравнивать ламповые и транзисторные усилители?

Лампа против транзистора - тема заезженная до полнейшего безобразия. Какой только ерунды не приходится читать, а иногда и выслушивать.

Очевидно одно - в целом сообщество энтузиастов аудио делятся на две категории первые считают,   что “теплый ламповый звук” - развод и ерунда, вторые категорически убеждены в обратном, что “лампа - наше все”.

Обе точки зрения - ошибочны, ибо строятся на лживых постулатах не имеющих никакого отношения к реальности. В общем “вечная борьба бобра с ослом”.

Чтобы решить для себя вопрос о превосходстве ламповой или транзисторной (а точнее полупроводниковой - ПП) аудиотехники необходимо произвести прямое сравнение. Именно сравнение - сначала послушать один компонент, а затем другой, при сохранении остальной конфигурации системы, и выбрать какой лучше звучит. Казалось бы - какие трудности?

Вот я заменил в своем тракте усилитель на другой - ламповый, и после этого услышал новые детали в знакомых вроде бы треках. Раз изменения появились после замены усилителя, значит именно усилитель и создает эти недостающие детали, вернее тот первый их скрадывает, а второй честно их передает. И раз отличаются усилители типом активных элементов, то в них все дело. Вывод логичный, но совершенно ненаучный.

Научный подход требует постановки чистого эксперимента. Что это значит? А значит это следующее - при изучении влияния какого либо фактора или параметра, необходимо при проведении экспериментов изменять ТОЛЬКО этот фактор или параметр, а остальные должны оставаться в пределах обеспечивающих пренебрежимо малое влияние.

Есть ряд факторов, влияние которых исключить невозможно.

Фактор №1 - схемотехника.

Если мы решили выяснить как именно влияет на звучание тип элементов на которых построен усилитель, необходимо создать два усилителя с одинаковой схемой и обвязкой, но на разных типах элементов. Тем кто хот немного понимает в схемотехнике уже должно быть смешно.

Схемы на ЭЛ (электровакуумных лампах) и на ПП строятся на совершенно различных принципах. Схемотехника разная. ЭЛ и ПП - не взаимозаменяемые элементы.

Фактор №2 - обвязка.

Схема кроме самих активных элементов содержит в себе множество элементов пассивных. Почти все пассивные элементы заметно влияют на звучание, особенно конденсаторы. Кроме того у усилителя есть блок питания влияние которого на звук может оспаривать только дурак. Разумеется блок питания ПП усилителя значительно отличается от БП ламповика. Например, ПП-усилитель требует питания +/-25В, в то время как ламповик, например, +200В и +6,3В. И так далее, что бы перечислить все отличия придется писать книжку по схемотехнике усилителей.

Фактор №3 - коэффициент демпфирования.

Усилитель как любой источник сигнала, напряжения и тока имеет свои ограничения, в частности так называемое выходное сопротивление или как его еще называют внутреннее сопротивление (правда этот термин обычно применяют в источникам питания, впрочем усилитель по сути и есть ИП только он выдает переменное напряжение частота которого управляется сигналом на входе).

Коэффициент демпфирования - это всего отношение сопротивления нагрузки к выходному сопротивлению усилителя, например 4/0,07=57,14, или 8/2=4.

Коэффициент демпфирования часто указываю как характеристику усилителя, выходное сопротивление - гораздо реже, нам нужна именно вторая характеристика т.е. Rвых, а Kдемпф нужен только как способ узнать выходное сопротивление.

Допустим указан Kдемпф=150, а минимальное сопротивление нагрузки 8Ом, это означает, что у данного усилителя Rвых=8/100=0,053Ома.

Полупроводниковый усилитель обычно имеет сопротивление стремящееся к нулю, пусть 0,053ома, как в примере выше, в то время как ламповые усилители имеют выходное сопротивление от 1 до 4Ом, но типовое все же около 2Ом, т.е. их Kдемпф составляет от 1(Rвых=4Ом, Rнагр=4ом) до 16 (Rвых=1Ом, Rнагр=16ом), и типовой Kдемпф от 2 до 4.

Принято считать Kдемпф низким, если он меньше 20, и высоким если он равен 20 или больше. Соответственно высокое Rвых это более 0,2Ома и низкое 0,2ома и менее.

Как это влияет на рассматриваемый нами аспект?

Нагрузкой аудио-усилителя является как правило динамик или многополосная АС, состоящая из нескольких динамиков и пассивных фильтров. Динамик всегда имеет сложную зависимость сопротивления от частоты - свою уникальную кривую импеданса, АС из нескольких разделенных фильтрами динамиков имеет еще более замысловатую зависимость импеданса от частоты.

Должно быть очевидно, что от соотношения Rвых и сопротивления нагрузки будет зависеть поступающая на динамик или АС мощность, а учитывая, что на разных частотах сопротивление разное говорить о поступающей на динамик мощности можно только применительно к конкретной частоте.

Допустим на частоте 150Гц импеданс динамика около 5Ом, а на частоте 3кГц около 10Ом, значит на этой частоте поступающая мощность будет в 2 раза ниже, чем на 150Гц. Это будет именно так, если Rвых близок к нулю, если же увеличить Rвых до 2Ом, то на частоте 150Гц мощность уменьшится в 1,4раза, а на частоте 3кГц уменьшится в 1,2раза, т.е. 150Гц провалится относительно 3кГц!

Говоря в общем - увеличение или уменьшение Rвых изменяет распределение поступающей мощности по частоте.

А что будет если на одних частотах мощность изменится так, а на других эдак? Разумеется уменьшится отдача т.е. звуковое давление. Проще говоря одни частоты станут громче, другие тише - изменится АЧХ! Другая АЧХ - другое звучание!

Как наивно выглядят “откровения” типа “я собрал двухтактник, подключил к своим джамо и о чудо! Совсем другой звук! Средние стали гораздо прозрачнее! Лампа рулит!”. Конечно звучание стало другим - ведь изменилась АЧХ и очень значительно.

У двух-полосок частота раздела между нижней и верхней полосой часто лежит именно в области СЧ, а на частоте раздела часто имеется провал АЧХ обуславливающий плохое звучание АС, а причина этого провала - горб на импедансе.

При подключении лампового усилителя с высоким Rвых  области с высоким импедансом поднимаются, а значит уменьшается провал АЧХ на частоте раздела! Не удивительно, что “СЧ стали прозрачнее” - они стали менее проваленными т.е. громче!

У трех-полосных АС напротив частоты разделов обычно находятся в областях 200-500гц и 3-7кгц соответственно, и соответственно подъем возникает совсем не там где у двух-полосных АС, видимо по этой причине распространен миф о том, что трех-полосные АС тяжелая и не подходящая нагрузка для ламповых усилителей, ведь звучание становится только хуже.

Кстати и звучание обычного ШП динамика в открытом оформлении обогащается при подключении к усилителю с высоким Rвых, т.к. в силу взаимодействия его с импедансом динамика поднимаются ВЧ и басы в области резонансной частоты головки, а именно НЧ и ВЧ обычно и не хватает у ШП.

“Эффекта лампы” можно достичь намного проще - подключить АС к обычному ПП усилителю через резистор 1.8-2.2Ома, а можно и больше - по вкусу. Это создаст те же самые искажения АЧХ, что подключение к усилителю с высоким Rвых.

Правда, надо заметить, не всегда простой резистор даст такой же эффект как и самодельный ламповик. Причина этого в том, что самопальщина почти всегда отличается корявостью и безграмотностью, а автор руководствуется в лучшем случае букварями, а в худшем советами “из интернетов”.

Профессиональные конструкторы усилителей имеют уйму различных приборов для измерения характеристик реализуемых схемных решений. Одна из таких характеристик - постоянство Rвых в рабочем диапазоне. Что это значит? Это значит, что при создании лампового усилителя стремятся сделать так, что бы Rвых было одинаковым во всем рабочем диапазоне частот. Это очень важно!

Под ламповые усилители всегда создавались другие АС нежели под ПП усилители и связано это именно с Rвых. А ведь если Rвых усилителя не постоянно и зависит от частоты, то все АС будут звучать с таким усилителем по разному!

Если у двух усилителей не постоянное Rвых и по разному зависит от частоты, то одни и те же АС будут звучать с этими усилителями совершенно по разному! Непредсказуемо по разному!

В большинстве случаев самодельщик собравший очередной ламповик даже не подозревает о существовании такого фактора как непостоянный Rвых, не говоря уже о том, что бы его измерить и обеспечить стабильность.

Подведем итог: При подключении одних и тех же АС к транзисторному и ламповому усилителям мы получим совершенно разные АЧХ, т.е. фактически получим разные АС! А значит сравнение будет в принципе некорректным.

Получается сравнение не усилителей, а различных форм коррекции АЧХ АС! Если при этом АС настроены хорошо, то с лампой они будут звучать однозначно хуже, если же как у большинство современных колонок настройка сделана отвратительно или не делалась совсем, то вполне может статься, что с лампой звучать такие АС будут лучше, чем с транзистором, но заслуга в этом принадлежит не особым “музыкальным” свойствам лампы, а особенностям схемотехники определяющей высокое выходное сопротивление. К слову нет никаких проблем сделать ламповик с нулевым Rвых, как нет никаких проблем сделать ПП усилитель с высоким Rвых.

Что бы корректно сравнивать полупроводниковый и ламповый усилители необходимо иметь АС настроенные для работы с Rвых=2Ома, и при подключении их к ПП усилителю использовать резистор имитирующий высокое Rвых, разумеется при условии обеспечения стабильного Rвых по частоте у лампового аппарата.

"Я решил сделать колонки!", или праздник воинствующего невежества.

Я не знаю как вы попали сюда: возможно через поисковик, а возможно я дал вам ссылку - это не так важно. Важно другое - постарайтесь прочитать и ПОНЯТЬ то, что написано ниже:

Вы решили “самостоятельно собрать колонки”. Как и многие другие вы ожидаете положительного результата. Вам кажется, что достаточно взять самые лучшие детали и сделать “все по науке” и вы станете обладателем весьма неплохих АС, и уж точно получше всякого ширпотреба, ведь производитель “экономит на всем”.

Это ЗАБЛУЖДЕНИЕ.

Если вы добротно изготовите корпуса, предварительно рассчитав их по книжным номограммам или используя популярные программы, установите в них дорогие и очень качественные динамики, соберете фильтры из дорогих и пафосных деталей у вас получится ничто иное, как ДОБРОТНЫЕ ЯЩИКИ С ДЕТАЛЯМИ.

Эта, с позволения сказать, конструкция не будет звучать хорошо и правильно. Не будет НИКОГДА, какие бы динамики и радиодетали вы не использовали.

Это объективная реальность. Акустическая система хорошего качества - это очень сложное устройство, и сложность ее не в конструкции и количестве компонентов, а в точной подгонке все составных частей для получения верного звучания.

Подгонка динамиков друг к другу осуществляется с помощью фильтров и конструкции корпуса. Точнее тут подойдет другое слово - НАСТРОЙКА.

Настройка может быть точной, а может быть не очень. Звучание зависит от настройки в первую очередь и лишь потом от материалов, динамиков и т.п.

Эталон звучания только один. В звучании всех хороших АС есть что-то общее, сложно с ходу сказать, что именно, но звучат они очень схоже, хотя и по разному. Звучание самых лучших АС очень близко между собой. А вот бездарные АС - до тошноты разнообразны в своих “особенностях звучания”, которые на самом деле просто вариации искажений исходного материала.

Итак, вы собрались “собрать колонки” -  более никчемного и бесполезного занятия придумать невозможно. Чтобы преуспеть тут нужно три вещи - не уважать свой труд, иметь много свободного времени и/или денег и прокачать пассивный навык “самовнушение”.

Предположим вы добились успеха, т.е. УЖЕ собрали колонки и вам очень нравится их звук.  Замечательно, главное, что бы нравилось лично вам, но имейте ввиду - если хотите развиваться вам необходимо осознать, что в звучании вы не разбираетесь совсем. Вашей вины в этом нет, вы просто как и большинство энтузиастов аудио попали под действие маркетинговой пропаганды и просто никогда не слышали хорошего звука, а может просто забыли каков он.

Ищите настоящий звук - в этом я вам с удовольствием помогу.

Разобравшись, что такое хорошо и что такое плохо применительно к звучанию, придется признать, что деньги выброшены на ветер, время спущено в унитаз, а существенное место в квартире теперь занимают два уродца, называть которые можно только “кАлонки” (от слова “кал” разумеется).

Если вы еще не совершили  этот “подвиг неизвестного энтузиаста”, я настойчиво рекомендую не тратить в пустую время и деньги. Лучше потратить их на приобретение действительно высококлассных АС. И если потом вам все равно захочется сделать что-то своими руками - вперед, вам будет с чем сравнить свои поделки, прежде чем хвастаться “в интернетах” о мнимых успехах на поприще создания хорошего звука.

По опыту прослушивания и некоторому опыту настройки звучания могу сказать уверенно: на первом этапе от динамиков звучание почти не зависит, от них зависит количество геморроя, который заработает настройщик АС, чтобы получить удовлетворительный результат. Какие бы “волшебные” динамики вы не применили без понимания что влияет на звучание и как на него влиять их потенциал останется нераскрытым.

Проблема состоит в том, что цельной методики по созданию и настройке АС не опубликовано никем и нигде. Практически все публикации на тему конструирования акустических систем сводятся к примитивным расчетам НЧ оформления, ну и еще номиналов фильтров “по батерворту”, “по бесселю” и т.д. Вот и думают радиолюбители, что суть создания новой АС сводится к примитивным расчетам. А на самом деле после всех расчетов именно и начинается создание звучания.

С аудиосистемой автомобиля ситуация еще хуже - тут рассматривать сами АС отдельно от инсталляции и самого салона не имеет смысла. Ведь, если в комнате мы путем заглушения стараемся максимально “заставить молчать” все, кроме собственно АС, то в автомобиле это попросту невозможно, в противном случае автомобиль перестанет быть средством передвижения. В следствии этого в автомобиле звучание даже самых распрекрасных динамиков будет искажено до неузнаваемости. И если существуют динамики звучащие удовлетворительно сами по себе, то салон авто не даст им ни одного шанса

Таким образом суть же остается той же - без настройки аудиосистема автомобиля - просто груда барахла, красиво инсталлированного, возможно, и дорого, но бесполезного барахла.

Звучание будет зависеть от настройщика. Плохой настройщик - плохое звучание, хороший настройщик - хороший звук. Где то тут потерялось упоминание о “хороших” и “плохих” динамиках. Поверьте это чистая условность. Лучше выдающаяся настройка с самыми ординарными динамиками, чем самые лучшие и дорогие динамики с ординарной настройкой или совсем без нее.

Как это не прискорбно, но большая часть так называемых SQ систем выполнены на весьма неплохих комплектующих, но имеют ужасную настройку и по этой причине звучанием там “и не пахнет”. Оптимистично, 99 из 100 "специалистов по автозвуку" понимают в настройке звучания чуть больше домохозяйки. Реально - людей владеющих экспертизой и способных построить звук в авто вообще не много, даже в масштабах страны. Их могло бы быть намного больше, если бы не одна проблема - не с чем сравнивать. Готовые АС из магазина на 98% шлак, красивая аудиомебель, еще 2% можно слушать, хороших - исчезающе малое количество.

Я не жду понимания от публики, прочитавшей эту статью. Вполне возможно, что звук “из магазина” - полная туфта, зачастую окажется даже хуже, чем несуразная самоделка. А раз нет образца, то нет и опоры для оценки звучания.

Кроме того, за последние годы маркетинг, продвигающий элитное аудио дискредитировал саму идею высококачественного звучания. Большинство отучено слушать музыку, а “замороченных на качественном звуке” считают людьми немного с приветом.

В какой-то степени так оно и есть: то, что сегодня выдают за “настоящий качественный звук” - гнусная подделка, тухлятина, которую слушать нормальный человек не станет, а станет только жертва аудиофильского маркетинга.

Нормальный человек слушает музыку, потому что ему это нравится, потому что она позволяет пережить непривычные ему эмоции, аудиофил - жертва маркетологов, слушает “сцену”, “воздух”, “натуральность” и прочую требуху, не имеющую к качественному звучанию никакого отношения.

А по-настоящему качественное звучание - это нечто другое, это то, когда музыка захватывает и не отпускает слушателя и ему все время “хочется еще”.

К сожалению, сегодня найти такое звучание довольно трудно, но если искать - все-таки возможно.
Создавая “самодельные колонки” вы невольно помогаете тем, кто уничтожил и продолжает добивать хороший звук. Для начала надо разобраться “что такое хорошо, что такое плохо”, а потом создание собственного звука будет уже задачей времени и терпения. Начните с поиска эталона звучания, а “матчасть” потом изучите по необходимости.
Всем хорошего звука.