Тут ми розглянемо три основні типи ящиків, що використовуються в сабвуферах (як втім і в інших АС). Але для початку трохи про призначення і функції будь-якого ящика. Акустична головка випромінює звук не тільки “вперед” але і назад, при цьому фронтальна та тилова звукові хвилі протилежні фазі. У зв’язку з цим, існує термін “акустичне замикання” при якому хвилі з обох сторін дифузора складаються і (якщо вони протилежні фазі) гасять один одного. В цьому випадку в ідеалі ви взагалі нічого не почуєте, на практиці звук буде, але дуже далеким від оригіналу. Скринька акустичної системи, дозволяє це замикання ліквідувати та надати звуку необхідні характеристики за потужністю та частотою.
Існує три типи акустичного оформлення: А саме – це Закритий ящик, Фазоінвертор і Бандпас.
Закрита скринька (ЗЯ) – sealed box*
Це найпростіший у виготовленні тип акустичного оформлення АС. Коливання в такому ящику знаходяться у закритому обсязі і зрештою гасяться. Але оскільки звукова хвиля це енергія, то затухаючи вона перетворюються на тепло. І хоча кількість цього тепла невелика вона все ж таки впливає на характеристики акустичної системи (тепліє повітря розширюється і підвищує жорсткість системи). Для запобігання цьому ефекту ЗЯ заповнюють зсередини звукопоглинаючим матеріалом, який, поглинаючи звук, поглинає і тепло. Підвищення температури повітря стає набагато менше і динаміку “здається” що позаду нього значно більший обсяг ніж насправді. На практиці в такий спосіб вдається досягти збільшення “акустичного” обсягу ящика порівняно з геометричним на 15-20%.
При всій простоті цієї конструкції вона має багато переваг. По-перше, простота розрахунку показників. Тут є лише один параметр – обсяг. По-друге, у всьому діапазоні частот коливання дифузора стримуються пружною реакцією повітряного об’єму. Це суттєво знижує ймовірність навантаження динаміка та його механічних пошкоджень. Не знаю, наскільки втішно це звучить, але у затятих любителів басу динаміки в закритих ящиках, буває, горять, але практично ніколи не “випльовуються”. По-третє, при грамотному виборі параметрів головки та об’єму для неї закритий ящик не має собі рівних в області імпульсних характеристик, що значною мірою визначають суб’єктивне сприйняття басових нот.
Природне питання тепер – так у чому ж каверза? Якщо все так добре, навіщо потрібні інші типи акустичного оформлення? Підступ один-єдиний. К.П.П. У закритого ящика він найменший в порівнянні з будь-яким іншим типом акустичного оформлення. При цьому чим менше нам вдасться зробити обсяг ящика, при збереженні того ж робочого частотного діапазону, тим меншою буде його ефективність. Немає більш ненаситної тварюки в сенсі потужності, що підводиться, ніж закритий ящик малого обсягу, тому динаміки в них, як і було сказано, хоч і не випльовуються, але горять нерідко.
Фазоінвертор (ФІ) – vented box*
Наступний за поширеністю тип акустичного оформлення Фазоінветорний. ФІ більш гуманний по відношенню до випромінювання тилової сторони дифузора. У фазоінвертор частина енергії, яка в закритому ящику “ставиться до стінки” використовується в мирних цілях. Для цього внутрішній обсяг ящика повідомляється з навколишнім простором тунелем, що містить деяку масу повітря. Величина цієї маси вибирається таким чином, щоб, у поєднанні в пружністю повітря всередині ящика створити другу коливальну систему, що отримує енергію від тильного боку дифузора і випромінює її куди потрібно і у фазі випромінюванням дифузора. Такий ефект досягається в дуже широкому діапазоні частот, від однієї до двох октав, але в його межах к.п.д. суттєво зростає.
Крім вищого к.п.д. фазоінвертор має ще одну найважливішу перевагу – поблизу частоти налаштування значно зменшується амплітуда коливань дифузора. Це може на перший погляд здатися парадоксом – як наявність здоровенної дірки в корпусі гучномовця може стримати рух дифузора, але це факт життя. У своєму робочому діапазоні фазоінвертор створює для динаміка абсолютно тепличні умови, причому точно на частоті налаштування амплітуда коливань мінімальна, а більшість звуку випромінюється тунелем. Допустима потужність, що підводиться, тут максимальна, а спотворення, що вносяться динаміком – навпаки, мінімальні.
Вище частоти налаштування тунель стає все менш і менш “прозорим” для звукових коливань, за рахунок інерції повітряної маси, що міститься всередині нього, і гучномовець працює як закритий. Нижче частоти налаштування відбувається зворотне: інерція тунелю поступово зникає і на найнижчих частотах динамік працює практично без навантаження, тобто ніби його вийняли з корпусу. Амплітуда коливаньань швидко зростає, а разом з нею і ризик випльовування дифузора або пошкодження звукової котушки від удару об магнітну систему. Загалом, якщо не оберігатись, похід за новим динаміком стає реальною перспективою.
Засобом запобігання таким неприємностей, окрім обачності у виборі рівня гучності, служить використання фільтрів інфранізких частот. Відрізаючи частину спектра, де все одно ніякого корисного сигналу не міститься (нижче 25 – 30 Гц), такі фільтри не дають дифузору йти в рознесення з ризиком для власного життя та Вашого гаманця.
Фазоінвертор істотно більш примхливий до вибору параметрів та налаштування, оскільки вибору під конкретний динамік підлягають вже три параметри: обсяг ящика, поперечний переріз і довжина тунелю. Тунель дуже часто роблять так, щоб у готового сабвуфера можна було регулювати довжину тунелю, змінюючи частоту налаштування.
Смужний гучномовець – bandpass*
Третій тип сабвуфера, що досить часто використовується в автоустановках (хоча і рідше, ніж два попередні) – смуговий гучномовець. Якщо закритий ящик і фазоінвертор – акустичні фільтри верхніх частот, то смуговий, як і витікає з назви – поєднує фільтри верхніх і нижніх частот. Найпростіший смуговий гучномовець – одинарний 4-го порядку (single vented). Він складається із закритого обсягу, т.зв. задньої камери і другого, з тунелем, як у звичайного фазоінвертора (передня камера). Динамік встановлений у перегородці між камерами так, що обидві сторони дифузора працюють на повністю або частково замкнуті об’єми – звідси термін “симетричне навантаження”.
З традиційних конструкцій смуговий гучномовець, у будь-якому варіанті – чемпіон з ефективності. При цьому ефективність прямо пов’язана із шириною смуги пропускання. Частотна характеристика смугового гучномовця має вигляд дзвону. Шляхом вибору відповідних обсягів та частоти налаштування передньої камери, можна побудувати сабвуфер з широкою смугою пропускання, але обмеженою віддачею, тобто дзвін буде низьким та широким, а можна – з вузькою смугою та дуже високим к.п.д. у цій смузі. Дзвон при цьому витягнеться у висоту.
Бандпас – примхлива штука в розрахунку і найважча у виготовленні. Оскільки динамік закопаний усередині корпусу, доводиться йти на хитрощі по збиранню ящика так, щоб наявність знімної панелі не порушувала жорсткості та герметичності конструкції. Імпульсні властивості теж не з найкращих, особливо при широкій смузі.
Чим це компенсується? Насамперед, як говорилося – найвищим к.п.д. По-друге, тим, що весь звук випромінюється через тунель, а динамік повністю закритий. При компонуванні такого сабвуфера відкриваються неабиякі можливості для встановлення його в автомобіль. Досить знайти невелике містечко на стику багажника та салону, де може розміститися жерло тунелю – і шлях наймогутнішим басам відкритий.
І найголовніший момент-завжди аналізуйте і обмірковуйте те, що Ви хочете досягти. Сходіть і послухайте як звучить у різних варіаціях виконання і тільки потім приступайте до вимовлення.
