Сабвуфер

Subwoofer

subСабвуфер – пассивная или активная акустическая система, предназначенная для воспроизведения самых низких аудио частот (бас). Типичный диапазон частот для сабвуфера составляет около 20-200 Гц для потребительских товаров и не превышающий 100 Гц для профессионального оборудования.

Обычные динамики воспроизводят широкий частотный диапазон, но глубоких низких частот часто не хватает. Большинство сабвуферов используют динамик большого диаметра (вуфер) и встроенный усилитель, чтобы обеспечить более глубокое, чистое звучание басов. Такая конструкция называется активным сабвуфером. Для их работы необходим индивидуальный источник питания от электросети, они имеют широкий диапазон настроек.

Пассивные сабвуферы не оборудованы индивидуальным усилителем мощности и не нуждается в собственном источнике питания. Он подключается параллельно с основными колонками и использует питание общего усилителя. Недостатком пассивного сабвуфера является дополнительная нагрузка на выходные каналы усилителя, что иногда снижает общую громкость и динамичность звучания, и отсутствие индивидуальных настроек.

Первый в мире прототип сабвуфера был сделан в 1966 году тремя аудиолюбителями Арнольдом Нуделем, Кэри Кристи и Джоном Ульрихом. Это был гибридный электростатический громкоговоритель, который позиционировался как Servo Statik 1. В конструкции использовалась дополнительная вторичная обмотка на стандартном 18-дюймовом динамике Cerwin-Vega. Система была выставлена на продажу по цене 1795 долл., что было на 40% дороже самых популярных в то время аудиосистем.

Один из первых сабвуферов был разработан в конце 1960-х годов инженером Кеном Крейзелом. Деловой партнер Крейзела Джонас Миллер на тот момент владел одним из самых известных аудио салонов в Лос-Анжелесе, где многие покупатели электростатических громкоговорителей премиум класса жаловались на низкий уровень басов. Крейзел разработал активный низкочастотный динамик, который воспроизводил только те частоты, которые были слишком низкими для электростатической колонки. Следующим шагом была разработана электростатическая акустическая система с использованием низкочастотного динамика, которая могла воспроизводить полный спектр частот. В 1973 году сабвуфер впервые был использован в студии звукозаписи. В 1974 году Крейзел и Миллер основали компанию M&K (Miller and Kreisel) которая очень быстро получила всемирную известность.

Широкое применение сабвуферы получили в 1974 году на премьере фильма «Землетрясение», который был выпущен в Sensurround. Изначально, система Sensurround была установлена в 17 кинотеатрах США. Эта система предусматривала использование больших сабвуферов с 500 Вт усилителями, которые предназначались для управления тонами, нанесенных на пленку одной из звуковых дорожек. Четыре сабвуфера размещались в передней части зала и еще два в задней части за аудиторией. Мощная звуковая энергия в диапазоне от 17 до 120 Гц генерировала звуковое давление на уровне 110-120 дБ. Новая акустическая система способствовала кассовому успеху фильма. К 1976 году насчитывалось около 300 Sensurround систем в 300 различных кинотеатрах. Когда-то экзотические глубокие НЧ динамики в настоящее время достаточно популярны с различными размерами и возможностями вывода звука.

В сабвуферах используются низкочастотные динамики, как правило, в диапазоне диметра от 8 до 21 дюйма (20 – 53 см). В некоторых, лимитированных моделях, применяются динамики большего размера, например 60 дюймов (152 см).sub1

sub2

Различают сабвуферы нескольких видов конструкций: фазоинвертор, рупорный сабвуфер, закрытый ящик, пассивный излучатель и бандпасс. Каждый вил конструкции имеет свои преимущества и недостатки в повышении эффективности, расширении басов, размере шкафа, искажении и стоимости. Конструкция сабвуфера, как правило, состоит из одного или более низкочастотных динамиков расположенных в корпусе из МДФ плиты средней плотности, плиты OSB, фанеры, стекловолокна, алюминия или других жестких материалов. Из-за высокого давления воздуха, создаваемого в корпусе сабвуфера, устраиваются специальные каналы и крепления для распределения результирующих сил. Звук из сабвуфера выдается непосредственно из динамика, горна или системы труб.

Самые маленькие сабвуферы предназначены для настольных мультимедийных систем, крупнейшие используются для концертного оборудования. Примером большого сабвуфера является система 1980-х годов ElectroVoice MT-4, в которой использовались четыре 18 дюймовых (45 см) динамика. Пример сабвуфера, в котором использован бас горн – Bassmaxx B-Two длина горна, которого достигала 3,4 метра. Сложные сабвуферы с использованием систем горнов, как правило, дают более глубокий и мощный звук.

В некоторых активных сабвуферах используется механизм обратной связи сервопривода на основе движения конуса, который изменяет сигнал, поступающий на звуковые катушки.

Speaker-cross-section.svg Сигнал обратной связи сервопривода выводится из соотношения входного сигнала на усилитель к действительному движению конуса. Источником сигнала обратной связи является микрочип на основе акселерометра, размещенного непосредственно на конусе. Преимуществами сервосабвуфера является уменьшение искажения, уменьшение размера корпуса, реализация лучших дизайнерских решений. Основным недостатком является высокая стоимость и сложность конструкции.