Сабвуфер

1 Мая 2006
Сабвуфер
Сабвуфер — это низкочастотный громкоговоритель, воспроизводящий самые низкие басы, не входящие в диапазон частот работающих совместно с ним широкополосных акустических систем. Термин «сабвуфер» весьма ошибочно используется для описания любой системы с низкочастотной головкой, выполненной в отдельном корпусе.

В действительности, термин «сабвуфер» означает «ниже НЧ-головки» и должен использоваться исключительно для тех изделий, которые уменьшают нижнюю граничную частоту до 20 Гц и ниже. Низкочастотную головку, помещенную в корпус, обеспечивающий воспроизведение частот до 40 Гц, и используемую совместно с небольшими сателлитными громкоговорителями, правильнее будет называть просто НЧ-головкой.

Сабвуферы бывают двух видов: пассивные и активные. Пассивный сабвуфер — это просто одна или несколько помещенных в корпус НЧ-головок, которые подключаются к внешнему усилителю. В одном из вариантов подключения пассивного сабвуфера стереоусилитель подает сигнал и на основные громкоговорители, и на сабвуфер. При таком наименее желательном способе подключения широкополосный выходной сигнал усилителя мощности подается на вход сабвуфера, а его разделительный фильтр удаляет из сигнала низкие частоты и выдает отфильтрованный сигнал на основные громкоговорители. Таким образом, в сигнальном тракте используется дополнительный разделительный фильтр, работающий с сигналом высокого уровня.

Существуют широкополосные акустические системы со встроенным «сабвуфером», снабженным собственным усилителем. Большинство этих изделий в действительности выполняют функции НЧ-головок, подключенных к встроенному усилителю мощности. Такая конструкция освобождает основной усилитель от бремени управления НЧ-головкой, но требует, чтобы громкоговорители были включены в сеть переменного тока.

Более удачный способ подключения сабвуфера — с помощью электронного разделительного фильтра и отдельного усилителя мощности. Такой метод отделяет басы от сигнала, подаваемого на основные громкоговорители в том месте тракта, где сигнал имеет линейный уровень (несколько сот милливольт). Фильтрация такого сигнала вносит гораздо меньше нелинейных искажений, чем фильтрация выходного сигнала усилителя мощности. Более того, добавление отдельного усилителя мощности для сабвуфера существенно увеличивает динамический диапазон системы и освобождает усилитель основного громкоговорителя от дополнительной нагрузки. Использование разделительного фильтра в точке тракта с линейным уровнем и усилителя мощности превращает пассивный сабвуфер в активный, а систему в целом — в систему с двухполосным усилением.

Автономный активный сабвуфер объединяет в одном корпусе сабвуфер с разделительным фильтром и усилитель мощности, устраняя необходимость в отдельных корпусах и усилителях. Такой сабвуфер имеет линейные входы (для подключения к предварительному усилителю), линейные выходы (сигнал с которых подается на усилитель мощности) и регулятор уровня сигнала сабвуфера. Выходной сигнал линейного уровня, подаваемый на основные громкоговорители, фильтруется, чтобы ослабить в нем энергию составляющих низких частот. Обычно непосредственно на сабвуфере регулируется и частота разделения, чтобы можно было выбрать значение, обеспечивающее наилучшее согласование с основными громкоговорителями (подробнее об этом будет рассказано ниже). Добавление к вашей системе активного сабвуфера может существенно увеличить ее динамический диапазон, понизить нижнюю граничную частоту, улучшить чистоту звучания средних частот и обеспечить высокий уровень громкости без искажений. Добавочная мощность усилителя и дополнительная низкочастотная головка позволяют такой системе воспроизводить пики звучания музыки с более высокими уровнями. Более того, удаление низких частот из спектра сигнала, поступающего на основные громкоговорители, позволяет им звучать громче по той причине, что отпадает необходимость воспроизводить через них низкие частоты. Звучание средних частот часто становится чище, так как конус НЧ-головки не колеблется с большой амплитудой, пытаясь воспроизвести нижний бас.

Теперь о плохом. Практика показывает, что сабвуферы, используемые в системах воспроизведения, чаще всего снижают качество звучания. Причиной может послужить или плохое качество разработки сабвуфера, или его неправильная настройка, или, что чаще всего, он предназначен для воспроизведения взрывов в системах домашнего кинотеатра, а не для передачи тонких оттенков звучания музыки.

Сначала рассмотрим теоретические проблемы сабвуферов. Во-первых, большинство из них — пассивных и активных — привносят в такт сигнала дополнительную электронику. Встроенный разделительный фильтр активного сабвуфера может быть не самого высокого качества. Даже хорошо исполненные сабвуферы способны снизить чистоту звучания очень высококачественных источников, предусилителей и усилителей мощности. Этого недостатка можно избежать, задействовав основные громкоговорители в широкополосном режиме (без фильтрации), но при этом есть риск потерять динамические преимущества и дополнительную чистоту звучания средних частот, достигаемую за счет устранения низких частот из сигнала, воспроизводимого основными громкоговорителями.

Во-вторых, качество звучания басов у сабвуфера может быть изначально низким. При его способности приводить в движение большие массы воздуха и обеспечивать низкую граничную частоту, плохой сабвуфер часто делает звучание глубоких басов чрезмерно бубнящим. Вместо того, чтобы усиливать вашу способность слышать происходящее в диапазоне басов, сабвуфер часто затушевывает музыкальную информацию других частотных поддиапазонов.

В-третьих, звучание сабвуфера иногда не согласуется со звучанием основных громкоговорителей. Очень низкие частоты могут отличаться по характеру от воспроизводимых основными громкоговорителями средних частот. В результате возникает чрезвычайно раздражающая неоднородность музыкальной фактуры. Эта неоднородность выражается в изменении звучания акустического баса на разных регистрах. Восходящие и нисходящие басовые ряды должны пересекать частоту отсечки разделительного фильтра без видимого изменения тембра или динамики звучания. Еще одним фактором, который может затруднить интеграцию сабвуфера в систему, является согласование медленного и тяжелого звучания сабвуфера с упругим, собранным и артикулированным звучанием основных громкоговорителей. Другими словами, звучание слабо демпфированного сабвуфера не очень хорошо сочетается со звуком сильно демпфированного основного громкоговорителя.

В-четвертых, сабвуферы часто получают возможность воспроизводить более глубокие басы при повышенном уровне чувствительности за счет управляемости, разрешающей способности по высоте звучания и устойчивости к перегрузкам. Это особенно характерно для сабвуферов, предназначенных для домашнего кинотеатра. В результате, многие из них звучат преувеличенно, медлительно, с потерей деталей.

Наконец, сабвуфер может наполнить комнату прослушивания большим количеством низкочастотной энергии, провоцируя в помещении резонансные явления, не так заметные при его отсутствии. Поэтому размещение сабвуфера приобретает особую важность, — вы не можете просто расположить сабвуфер где угодно и ожидать хороших музыкальных результатов. Проблему возбуждения собственных частот помещения можно смягчить, имея два сабвуфера, — каждый из них возбуждает различные собственные частоты, существенно сглаживая частотную характеристику помещения в области низких частот.

Все эти проблемы усугубляются склонностью большинства людей устанавливать слишком высокий уровень громкости звучания сабвуфера. Они считают, что раз уж заплатили за что-то приличные деньги, то должны это услышать. Но если вы замечаете присутствие сабвуфера, это значит, что либо он работает на слишком высоком уровне громкости, либо неправильно настроен, либо плохо сконструирован. Высочайшим комплиментом сабвуферу может быть то, что его вклад в звучание музыки напрямую не слышен. Он должен органично вписаться в музыкальную фактуру, не привлекая к себе внимания.

Редкий сабвуфер не ухудшает качество сигнала, поступающего на основные громкоговорители, хорошо сочетается с ними по звучанию, обладает упругим и управляемым звучанием басов и может улучшить систему воспроизведения. Поэтому вы должны покупать сабвуфер с большой осторожностью. Мне на ум приходят только несколько реальных сабвуферов, достойных покупки. К тому же очень многие добротно спроектированные широкополосные громкоговорители достаточно хорошо передают глубокие басы. Очень редкие цифровые записи требуют расширения полосы частот до 16 Гц; у большинства аналоговых записей энергия в диапазоне частот ниже примерно 30 Гц очень незначительна.

Роберт Харли