Саб в вашей машине.

11.09.2010 Такой не простой авто-звук  Нет комментариев Еще статьи в этом разделе

Есть мнение, что даже если звук не слышен, мы все равно его чувствуем — споры ученых над этим феноменом человека не закончены до сих пор. Звук имеет основные характеристики — амплитуда и частота. Всякое колебание — это нарушение равновесного состояния системы (известно из школьного курса лекций по физике), а так как различные системы имеют различные характеристики, то от этого напрямую зависит скорость распространения звука в данной среде. Например: скорость звука в воздухе составляет 330 м/с — такую скорость принято называть скоростью звука. В более плотных средах, таких как вода, металл — скорость распространения звуковых волн гораздо быстрее. В воде она примерно 1500 м/с, а в стали уже порядка 6000 м/с. Но есть одна важная особенность, звуковые волны бывают двух видов — поперечные и продольные. Акустические волны — всегда продольные, а волны в воде, наоборот — поперечные (круги на воде). Речь и музыка все это звуки, но очень сложные имеющие множество различных характеристик.

Если загрузить в программу «Саунд Форж» (Sony Sound Forge) — звуковую дорожку (track, семпл), то в рабочем окне программы мы увидим примерно такой «рисунок», а точнее гарафическое изображение синусоиды звука (звукового колебания).

Условно можно разделить звук по частотным диапазонам — следующим образом: 0-16 Гц — Инфразвук (кстати, звуковые волны частотой 16 Гц — очень пагубно влияют на организм человека, по этой причине все бытовые звуковые системы просто не могут его генерировать или воспроизводить).

Многие сайты предлагают своим посетителям слушать онлайн (online) инфразвуковые колебания ниже 16 Гц — не верьте в этот рекламный ход… Все дело в том, что такие звуки запрещены международной и национальной службой безопасности многих стран в т.ч. и РФ, даже если такие звуки и будут сгенерированы в домашних условиях, Вы их не услышите по двум причинам: 
динамики домашней акустической системы не воспроизводят этот диапазон частот (нужно специальное устройство);
ухо человека не может слышать инфразвук.
16-70 Гц — Басы (subass);
100-120 Гц — Средний бас;
500 Гц — 1 кГц — Нижнесредние частоты;
4.5-5 кГц — Средние частоты;
5-10 кГц — Средневысокие частоты;
10-20 кГц — Высокие частоты.

Частотный диапазон часто указывается производителем в характеристиках аудио устройств. Он показывает, какой диапазон может воспроизводить данное устройство.
Сейчас практически все производители указывают диапазон 20-20 кГц, что обычно соответствует истине, но не гарантирует качественного звучания, так как частота — не единственный параметр, характеризующий слышимый звук.

Совокупность частоты и громкости создает амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) — важнейший параметр для любого аудио устройства. Данный параметр обычно иллюстрируется кривой (график АЧХ), показывающей, какие значения принимает громкость звука при различных его частотах. Идеальная АЧХ — гладкая кривая, без скачков и провалов. Однако на практике ожидать такого от бытового устройства (например: радиоприёмника) не приходится — как правило, наблюдаются провалы или скачки по амплитуде для тех или иных частот. Это вызвано резонансами различных элементов схемы или механики аудио устройства. Наиболее заметны искажения в диапазоне 500 — 4,5 кГц, менее заметны искажения средневысоких и высоких частей диапазона (4,5 — 20 кГц) и нижнесредней части диапазона 500 — 100 Гц, наименее заметны искажения на нижних частотах — от 100 до 16 Гц.

Любая звуковая волна, которая распространяется в пространстве, оказывает определённое давление на встречающиеся препятствия (в том числе и на наши барабанные перепонки). Люди, которые бывали на больших клубных мероприятиях и стояли около мощных колонок не понаслышке знают, что оно может быть и очень сильным. Но это восприятие является субъективным и измеряется человеческими органами слуха посредством ощущений при изменении давления (силы) звуковых волн (громкости звука).
Для того, чтобы мы смогли услышать тот или иной звук, его сила должна быть больше определенного уровня. Этот уровень называется порогом слышимости.
То есть, если звуковая волна имеет малую интенсивность — ниже этого порога, мы просто не воспринимаем ее, и нам кажется, что вокруг стоит полная тишина, хотя на самом деле воздух пронизан различными звуковыми волнами. Точно также дело обстоит и со звуками большой интенсивности — мы слышим звук только до определенного уровня, который называется болевым порогом. Если сила звука больше этого уровня, то мы испытываем боль в ушах. Разница между уровнями болевого порога и порога слышимости называется динамическим диапазоном слуха.
Мы способны воспринимать изменения силы звука в огромных пределах: сила звука болевого порога превосходит силу звука порога слышимости в тысячу раз!
Наш слуховой аппарат устроен таким образом, что разницу громкости тихих (далёких) звуков мы замечаем меньше, чем разницу громкости громких (близких) звуков. Поэтому изменение уровня (громкости) звука принято измерять в логарифмических единицах — белах (Б) и децибелах (дБ). Минимальный перепад уровня, который способно воспринять наше ухо, как раз равен одному децибелу. 0 дБ — это для нас тишина. А весь динамический диапазон слуха составляет 120 дБ.

Всё что больше 120 дБ оказывается за пределом болевого порога.

К примеру:

20 дБ — шепот на расстоянии = 1 метр;
40 дБ — шум в гримерке;
50 дБ — разговор с диджеем;
60 дБ — бурные овации в ночном клубе;
70 дБ — игра на акустической гитаре на расстоянии 50 см или тихая игра на фортепиано на том же расстоянии;
80 дБ — игра на акустической гитаре при помощи медиатора на расстоянии 50 см;
90 дБ — шум, который слышит пассажир, находясь в вагоне метро при движении;
95 дБ — шум создаваемый устройством Karcher (мойка высокого давления) на расстоянии до 1 м;
100 дБ — громкий голос на расстоянии 10 см (представьте — если вам крикнули в ухо);
110-115 дБ — звук от работающей бензопилы или газонокосилки на расстоянии 1 м;
120 дБ — взлет реактивного самолета на расстоянии 5 метров;
140 дБ — игра на барабанной установке на расстоянии 3 см. Но субъективно наш слуховой орган оценивает звуки по «своей шкале»…

Например: звук высоких частот будет для нас более «громким» и неприятным, чем низкочастотный при одинаковом уровне громкости (дБ). Человек наиболее достоверно воспринимает звук на уровне 80-95 дБ (шум в вагоне метро) — такой уровень звука для слуха наиболее привычный, при уменьшении этого уровня звуковая картина не будет наиболее достоверной (это нужно иметь в виду, при отстройке звуковых инсталляций и настройке любых звуковых систем).
Громкость музыкальных фонограмм — это «громкость записи» (громкость сигнала). Такая громкость не является звуковым давлением. При этом звуковое давление создается в соответствии с громкостью сигнала записи при помощи системы воспроизведения (АС). Каждой определенной громкости сигнала соответствует определенное звуковое давление. Громкость сигнала также может измеряться в децибелах.
Если звуковое давление измеряется относительно порога слышимости (минимального слышимого звукового давления), то громкость цифрового сигнала обычно измеряется относительно максимального цифрового уровня, принятого за 0 дБ. Таким образом, громкость цифрового сигнала выражается отрицательными величинами (-3 дБ, -20 дБ) поскольку громкость записи всегда должна быть ниже максимальной. Чем меньше значение громкости, тем тише сигнал (-20 дБ тише, чем -3 дБ).
Если громкость цифрового сигнала положительна, то это означает переполнение и, как следствие, возникновение цифровых искажений и шумов (это один из наиболее важных правил для любого звукорежиссера, cj, музыканта или dj, при производстве музыкальных фонограмм, треков, композиций и мастеринга записи в частности). Все мы не однократно слышали рекламные ролики: с одной стороны, благодаря более чёткой детализации всех звуков, увеличивается качество восприятия, с другой стороны — появляется раздражающий фактор от более высокой громкости, которая «давит на уши», тогда человек думает о своём дискомфорте — в первую очередь…

Длина звуковой волны

Простая формула: L=U/V; где L — длина волны, U — скорость звука=330 м/с, V — частота (Гц).

Например: узнаем длину волны для 85 Гц L=330/85, получаем 3.88м, т.е. почти 4 метра — из этого следует, что если в супермаркете продавец-консультант АС, на вопрос «А зачем нужно 2 «саба» в этой акустической системе?» — ответит: — «Чтобы слушать стерео бас», скорее всего не знает простую формулу!
Слушать «стерео бас» конечно можно, но расстояние между ушами слушателя должно быть примерно 10 метров… 🙂

О «природе» волн

У медузы на краю «колокола» есть слуховые колбочки — это и есть «уши медузы» , только «слышат» они не просто звуковые колебания, а инфразвук с частотой 8-13 Гц. Сильный ветер перед штормом поднимает волны, которые создают звуковые колебания на частоте 8-13 Гц. Шторм разыгрывается ещё за сотни километров от берега, он придет в эти места примерно через сутки, а медузы уже слышат его и уходят на глубину. Таким образом, длина волны напрямую зависит от ее частоты. Вы не раз слышали, как бас с night party соседей по лестничной площадки просто «живет» у вас в квартире — это объясняется не только тем, что звук у них слишком громкий, а в первую очередь хорошим басом, т.е. воспроизведением акустикой низких частот. А так как длина волны, излучаемая сабвуфером или низкочастотным динамиком — превосходит толщину стен по своей длине, то звуковая синусоида просто огибает все «препятствия» и легко проникает к Вам.
Но не все соседи знают по какой формуле все это считать (Вам необходимо провести ознакомительный курс лекций по физике распространения звука и распечатать им эту статью). Теперь Вы легко им можете помочь и правильно настроить сабвуфер в квартире.

Subwoofer

Сабвуфер — это аккустическая система, предназначенная для воспроизведения низких частот звука от 20-120 Гц.
Купив несколько глянцевых audio журналов, Вы принялись активно выбирать нужные аудио компоненты. Но вот беда — «Что лучше выбрать? Открытый, закрытый? Активный или пассивный? В пластиковом коробе или в деревянном, а может корпус создать самому из фанеры, а как тогда рассчитать соотношение сторон и нужный объем? И это не полный перечень вопросов, на которые нужно знать ответ, чтобы действительно наслаждаться звуком, а не просто слушать «буханье» или что-то там еще… 
Так зачем же он нужен этот sab, сабик, бочка, вуфер, саб, буфер, субвуфер, суб, буфик или даже самбуфир…? 🙂
А просто, для того чтобы слышать качественный звук, для того, чтобы был «кач» и удовольствие от музыки. Тем более что все клубные музыкальные стили невозможно слушать без сабвуфера (subwoofer) — именно так правильно «его» называть.

И первый вопрос, который вас озадачит — «Какой саб лучше купить — активный или пассивный?».
Многие частенько склоняются к мнению, что активный сабвуфер лучше, т.к. дешевле, легче подключать и он наиболее компактный. Из всего перечисленного «преимущества» — можно согласиться с последним. Активный subwoofer представляет собой — зачастую недорогой динамик, (обычно маленького диаметра) помещенный в небольшой корпус (скорее всего из пластика), в котором встроен еще и усилитель. 
Легкое подключение: активный сабвуфер — действительно легче подключать, на 2 проводка меньше, не очень принципиально для человека хотя бы раз державшего в руках отвертку и перочинный ножик.
Физика подразумевает, что для баса требуется динамик с достаточно большой площадью диффузора и немалым объёмом. 
Где это есть? Только в варианте с пассивным сабиком. Для хорошего звука важно, чтобы стенки сабвуфера были как можно более глухими. Постучите по пластиковому корпусу, а потом по деревянному. Где глуше? Правильно…
Корпус из ДСП или МДФ — является альтернативой, но корпус из фанеры, конечно лучше. Маленький совет: если Вы всеже решили купить пассивный сабвуфер, чно называется в сборе, то сразу же его вскрывайте, выкручиваем динамик (головку) и смотрим с удивлением на «лапшу» — 0.3 — 0.5 мм, соединяющую его с «фирменными разъемами» корпуса. Зачастую они не соответствуют требуемым стандартам, по этой причине их придется заменить, на более качественный провод.

Зачем вообще нужен корпус…?

Дело в том, что акустическая головка излучает звуковые волны не только вперед, но и назад, при этом звуковые волны противоположны по фазе, как плюс и минус.
Если сложить противоположные по фазе волны, которые отразятся при воспроизведении НЧ, то по закону физики они будут компенсировать друг друга — этот факт в теории звука принято называть «акустическим замыканием». Т.е. при возникновении аккустического замыкания, мы либо не услышим, каких либо звуков от динамика вообще, либо услышим не то, что хотели…
Таким образом, корпус сабвуфера, или акустический ящик — служит для предотвращения возникновения акустического замыкания и предания звуковой волне нужных параметров (например: мощности или частоты) и является экраном разделяющим фронтальные и тыловые волны. Этого можно достичь различными конструктивными решениями акустического корпуса, либо используя бесконечный экран — free-air (фри эир).

Какие они бывают…?

Сабвуферы (subwoofers) бывают нескольких конструктивных видов:

Акустический экран (free-air):
Оформление типа free air получится, если subwoofer (динамик низких частот) врезать в стенку, отделяющую кабину от грузового отсека, стенка должна быть герметичной — чтобы избежать акустического замыкания. В седанах для этих целей можно использовать заднюю стенку пассажирского сиденья.

Сабвуферы в закрытом корпусе (sealed box): Это наиболее распространенный у автолюбителей и самый простой в изготовлении тип сабвуферов. Акустические волны, в таком корпусе отражаясь от стенок — гасятся, при этом часть звуковой энергии преобразуется в тепловую. При большой мощности и длительном времени воспроизведении звука — это способствует перегреву динамической катушки. Для предотвращения этого эффекта, и улучшения АЧХ акустических систем применяют — демпфирование.
Демпфирование полезно при разработке корпуса для предотвращения отражения звуковых волн обратно на динамик. Корпус, который проектируется, обязательно должен иметь звукоизоляцию. Этому аспекту конструирования зачастую не придают значения, но он может оказать положительный эффект на звучание и выравнивает АЧХ на 10-15%.
Для звукоизоляции корпусов может быть использованы несколько материалов. Одним из них является жидкий шумо-вибро изоляционный материал от фирмы CAE под названием VB-1, поставляемый в аэрозольных баллонах. VB-1 распыляется на внутренние поверхности стенок корпуса слоем толщиной 1-2мм. Другой метод заключается в использовании какого-либо плотного материала на тканевой основе.
Не стоит путать эту процедуру с той, которая применяется для возмещения ущерба от маломерных корпусов. Ее сущность в том, что если какой-либо корпус покрыт изнутри некоторой формой звукоизоляции, такой как стекловолокно или подобный материал, корпус покажется большим для динамика в силу изменения эффективной податливости. Это другая форма демпфирования. Когда на маломерных корпусах используется данная форма демпфирования, коэффициент податливости корпуса теоретически увеличивается до 25%. Следует помнить, что при демпфировании фазоинверсных корпусов фазоинвертор (вентиляционный канал) не должен быть загорожен демпфирующим материалом.Основным расчетным параметром в данном случае является объем корпуса. Еще эта конструкция сабвуфера привлекательна тем, что на всех звуковых диапазонах частот существует «поддержка» диффузора динамика, за счет внутреннего давления (по этой причине «выплюнуть» динамик такого сабика — гораздо сложнее).
Недостатки: существенным недостатком такого корпуса, а точнее сабвуфера с таким корпусом — является очень низкий к.п.д. (т.к. физику никто не отменял).

Корпус с фазоинвертором (vented box):
Довольно часто встречается этот сабвуфер как в среде автомобилистов, так и в системах Dolby Cinema (домашних кинотеатров). В конструкции мы замечаем «странное» отверстие (иногда несколько), определенного диаметра с не менее странным названием — фазоинвертор.
Такая конструкция требует уже три расчетных параметра: 1 — внутренний объем, 2 — диаметр или поперечное сечение фазоинвертора, 3 — длина фазоинвертора. 
Такие АС имеют повышенный к.п.д., а фазоинвертор служит для настройки саба на определенную частоту, вблизи частоты настройки значительно уменьшается амплитуда колебаний диффузора. Это на первый взгляд парадоксально, как фазоинвертор в корпусе громкоговорителя может сдержать движение диффузора, но тем не менее это — еще один закон физики, а точнее — следствие одного закона. На частоте настройки амплитуда колебаний диффузора громкоговорителя — минимальна, а большая часть звука излучается тоннелем. Допустимая подводимая мощность здесь максимальна, а искажения, вносимые динамиком — наоборот, минимальны. 
Но не следует забывать, что при увеличении громкости до критического значения — колебания быстро возрастают, а вместе с ней и риск «выплевывания» диффузора или повреждения звуковой катушки от удара о магнитную систему. Средством от таких неприятностей, помимо осмотрительности в выборе уровня громкости, служит использование фильтров частот инфранизкого баса. Отрезая часть спектра, где все равно никакого полезного сигнала не содержится (частоты ниже 25-30 Гц).

Бандпасс (Band pass):
Bandpass — или полосовой громкоговоритель — состоит из закрытого объема и камеры или камер, соединенных тоннелем — фазоинвертором. Динамик установлен в перегородке между камерами так, что обе стороны диффузора работают на полностью или частично замкнутые объемы — отсюда и термин «симметричная нагрузка». 
Из всех конструкций band pass subwoofer — чемпион по эффективности и к.п.д., которые напрямую связаны с шириной частоты пропускания. Bandpass — сложное устройство, требующее точной настройки и точного соблюдения расчетных параметров. Из-за того, что динамик находится внутри корпуса, требуется создание качественной и герметичной съемной панели… По этому существует несколько вариантов установки динамика — например катушкой наружу, и т.д. Достаточно найти небольшое местечко на стыке багажника и салона, где может разместиться отверстие тоннеля — и путь мощнейшим басам открыт.

http://www.djmix.su/

Поделитесь ссылкой с друзьями

 

А еще Вы можете помочь работе сайта или отблагодарить нас за полезную информацию

Панель отправки комментариев


Авторизоваться через социальные сети - это способ быстро оставить комментарий. Выберите вариант...