В материале «Выбор и установка автоакустики, ч.1 (динамики)» МирСоветов рассказывал о базовых элементах автомобильной акустики. Естественно, одним из важных составляющих качественного звучания является хорошее воспроизведение низких частот. Для этих целей как раз и предназначается такое устройство как сабвуфер. Он представляет собой отдельную акустическую систему для воспроизведения низких частот (20-100Гц). Так как человеческий слух практически не распознает направление низкочастотных волн, то сабвуфер можно будет расположить довольно во многих местах автомобиля.
Корпус сабвуфера
Для воспроизведения низких частот сабвуфер необходимо поместить в акустическое оформление. Рассмотрим что же это такое и для чего это нужно. Возьмем простейшее колебание мембраны динамика. Когда диффузор резко двинется вперед, то на мгновенье он перед собой создает сжатие воздуха. Затем этот воздух резко разожмется и вызовет снова сжатие воздуха, но уже на некотором расстоянии от предыдущего. Эти самые сжатие и разряжения воздуха и являются звуковыми волнами, которые мы слышим. Теперь вернемся к нашему случаю, когда динамик сделал колебание и сжал перед собой некоторый объем воздуха. В это самое мгновение с его тыловой стороны происходит совершенно противоположенное явление – разряжение воздуха. Волны низкой частоты хорошо огибают препятствия, в результате взаимодействия тыловой и фронтальной волны мы получим резкое снижение звукового давления. Это явление называют акустически коротким замыканием.
Чтобы этого не происходило, придется отделить волны фронтальной части от волн тыловой. Это можно сделать либо при помощи большого экрана, либо помещая наш динамик в какой-либо корпус. Вот этот самый экран или корпус и будет акустическим оформлением. На самом деле существует много различных акустических оформлений, но к основным можно отнести бесконечный экран (free-air), закрытый ящик, фазоинвертор. Теперь подробнее о каждом из них.
Бесконечных экран или free-air
В этом виде оформления подразумевается, что волны фронтальной и тыловой части динамика будут разделяться бесконечно большим экраном. На практике под таким экраном подразумевают достаточно большой корпус, в котором упругость заключенного воздуха гораздо меньше упругости подвеса диффузора. Главное преимущество этого оформления – простота установки и натуральность баса. Но МирСоветов хотел бы отметить, что при этом придется расплачиваться различным воспроизведением композиций при изменении свободного объема багажника и не очень высоким уровнем звукового давления.
Закрытый ящик
Относится к самому простому типу акустического оформления. Колебания, излучаемые тыловой частью, находятся в замкнутом пространстве, в результате чего, в конечном счете, они гасятся, переходя в тепло. Для улучшения затухания волн, корпус внутри покрывается звукопоглощающим материалом.
Несмотря на простоту, этот тип акустического оформления имеет много плюсов. Во-первых, это простота в изготовлении и расчете. Во-вторых, колебания динамика сдерживаются упругостью воздушного объема корпуса, что снижает вероятность механического повреждения при экстремальных режимах работы. В-третьих, динамик, находящийся в грамотно спроектированном закрытом корпусе, имеет очень хорошие импульсные характеристики. Если вы поклонник стилей музыки, в которых требуется очень качественная передача низших частот, например, джаз или блюз, то, скорее всего, это ваш выбор.
Минус оформления – низкий коэффициент полезного действия. Поэтому лучше сразу подготовиться к большим энергозатратам.
Фазоинвертор
Фазоинвертор по конструкции напоминает закрытый ящик, однако он не является полностью герметичным. Внутренний объем воздуха связывается с внешним пространством при помощи специального тоннеля, обычно круглой или прямоугольной формы, называемый фазоинвертором. Такая конструкция использует энергию от тыльной стороны диффузора и в результате волны излучаемые диффузором и фазоинвертором находятся в одинаковой фазе. Такой эффект достигается в довольно узком диапазоне частот, но КПД в нем значительно возрастает. На самом деле это может показаться странным, но в диапазоне настройки фазоинвертора большая часть звука излучается тоннелем, а колебания диффузора минимальны, что благоприятно сказывается на жизнеспособности головки. В этом диапазоне частот допустимо подводить максимально возможную мощность без особого риска механического повреждения головки.
К плюсам этого оформления стоит отнести то, что благодаря излучению фазоинвертора звуковое давление всей конструкции повышается в 2 раза, низкий уровень искажения, из-за небольшого хода диффузора и более низкая частота воспроизведения по сравнению с закрытым ящиком.
К минусам стоит отнести сложность расчета данного оформления, значительный объем корпуса и возможность появления аэродинамических шумов на больших уровнях звука, возникающих из-за завихрения воздуха на выходе порта.
При выборе акустического оформления необходимо помнить, что для каждого типа необходимо выбирать динамик, обладающий определенными характеристиками. Зачастую производители указывают рекомендуемые оформления на упаковках динамиков.
Теперь несколько слов о готовых корпусных сабвуферах, которых представлено достаточное количество на нашем рынке. Такие сабвуферы разделяются на активные и пассивные. Активные, в отличие от пассивных, уже содержат встроенный в корпус усилитель и кроссовер и все, что для него необходимо – это подключить источник питания и цепи входного сигнала. Плюс таких сабвуферов, конечно, низкая стоимость и простота в установке, так что, даже не обладая профессиональными навыками, можно установить корпус в самостоятельно. Минусы – низкое качество компонентов несомненно скажется на качестве звука.
Установка сабвуфера
Установка сабвуфера в автомобили с кузовом седан
Самым распространенным местом можно считать заднюю полку автомобиля. Здесь можно использовать все 3 типа акустического оформления.
В случае применения «бесконечного экрана» в задней полке придется вырезать установочное отверстие. Так же необходимо увеличить жесткость самой полки. Это делается при помощи листа MDF, который вырезается по размерам задней полки и прикручивается к ней болтами. При этом нужно заделать все щели соединяющие салон с отсеком багажника.
Плюсы: простота установки, а, следовательно, и низкая стоимость. К минусам такой установки стоит отнести то, что характеристики баса будут в значительной мере зависеть от степени заполнения багажника.
Чтобы этого избежать, можно применить акустическое оформление типа «закрытый ящик». При этом динамик помещается в закрытый ящик, который и крепится к задней полке. Внутренний объем такого ящика обычно находится в пределах 15-30 литров. Минус: потеря полезного объема багажника, а также высокая стоимость установки, так как придется изготовить корпус сабвуфера, подготовить заднюю полку к установке и обтянуть всю конструкцию материалом.
Установка фазоинвертора ничем не отличается от закрытого ящика, правда при этом внутренний объем корпуса будет немного больше, около 20-40 литров. Сам тоннель фазоинвертора монтируется рядом с динамиком.
Еще одним местом установки сабвуфера может стать пространство за подлокотником заднего сиденья, за которым во многих автомобилях существует окно для перевозки длинных предметов. Именно в него можно и вывести динамик сабвуфера. МирСоветов обращает ваше внимание на то, что при этом диаметр диффузора придется выбирать исходя из размеров окна. При установке в это место подойдет акустическое оформление типа фазоинвертор или закрытый корпус. Минус: все тоже полезное пространство багажника, с которым придется расстаться и высокая стоимость установки.
Установка сабвуфера в автомобили с кузовом хэтчбэк и универсал
Если вы обладатель автомобиля с кузовом хэтчбэк или универсал, то тут подойдут любые типы акустического оформления, кроме, конечно, free-air, так как добиться полной звукоизоляции откидывающейся задней полки практически нереально.
Место для установки сабвуфера можно найти в багажнике, за поверхностью в нише крыла. При этом компактно изготовленный сабвуфер не будет мешать в случае необходимости загрузки крупногабаритных предметов, правда, баса при заполненном багажнике уже не будет.
В автомобилях с таким типом кузова сабвуфер, как правило, устанавливают динамиком в сторону багажника. Помимо этого, в автомобилях с кузовом хэтчбэк можно изменять направление излучения, расположив сабвуфер динамиком вверх, воспользовавшись отражением звуковых волн от заднего стекла.
Итак, если вы уже пришли к выводу, что хотите установить полноценную акустическую систему на основе раздельных компонент, также полезно будет узнать больше об усилителях и кроссоверах. Как раз об этом следующая статья «Выбор и установка автоакустики, ч.3 (кроссовер и усилитель)».
