Большая распродажа оборудования Samson по абсолютно доступной цене! Большая распродажа оборудования Samson по абсолютно доступной цене! Специальное ценовое предложение на световые пульты английской компании AVOLITES со склада Специальное ценовое предложение на световые пульты английской компании AVOLITES со склада
ООО "КОРТМИ" / CORTMI Ltd. / ТОВ "КОРТМІ"
Несколько факторов «скорости» баса
ПечатьСкажите другу
ПечатьСкажите другу

Источник  журнал «Звукорежиссер», 2007

Несколько факторов «скорости» баса

В профессиональной среде часто обсуждается феномен субъективной «медлительности», отставания баса от основного сигнала. Особенно остро возникает проблема на стадии согласования субвуферов и основных акустических систем. Я вижу три основные причины этого явления:

  • неестественная форма АЧХ;
  • несогласование по такому параметру как acceleration factor;
  • особенности типа акустического оформления.

1. Неестественная форма АЧХ большинства систем с субвуфером

Этот пункт хочется отметить особо, так как здесь — первопричина того, почему независимо от типа конструктивного оформления субвуфер нарушает сцену (фокусировку, локализацию), и тем сильнее, чем выше уровень его громкости по сравнению с громкостью основных акустических систем.

Спектр натуральных звуков по своей природе не имеет того подъема к низким частотам, которого принято добиваться субвуферами. Стоит внимательнее прислушаться к грому, прибою, звучанию симфонического оркестра и даже органа, в конце концов к взрыву, чтобы понять это.

Что происходит при ударе в барабан (или по струне рояля)? К слову, именно атака рояля считается самой сложной для воспроизведения аппаратурой. Палочка (колотушка, молоточек) с начальной скоростью соударяется с поверхностью мембраны (струны). Начинаются местные мелкие прогибы и волны около точки касания, и только потом вся мембрана (струна) смещается на максимальную амплитуду и появляется основная низкочастотная гармоника. То есть атака не начинается с самой низкой гармоники — у большинства инструментов атака начинается c кратных частот. То, что мы слышим вживую, это отчетливая атака, сопровождаемая низким послезвучием с естественно ослабленным давлением.

Теперь представим АЧХ с подъемом к низким частотам. Начало атаки будет присутствовать, но низкочастотная составляющая, и так появляющаяся с задержкой по другим физическим причинам, будет акцентирована. Иными словами, если, к примеру, барабанщик играл синхронно с другими музыкантами, то есть синхронным было начало удара, — мы воспримем не столько начало атаки, сколько акцентированный «горб» на нижней части АЧХ, воспроизводимой субвуфером. Еще более заметно это явление у бас-гитары, особенно если музыкант играет не медиатором, а пальцами, ведь при этом четкость атаки снижается.

Есть основания полагать, что этот эффект усугубляется еще и маскировкой. Ведь если источники сигнала совмещены в пространстве (в данном случае источник — большой барабан), то более низкий по частоте сигнал маскирует более высокий. В результате как бы исчезает звучание гармоник поверхности мембраны. Тот же эффект будет с любым другим музыкальным инструментом. При спадающей же АЧХ маскировка ослабнет, при возрастающей — усугубится.

Вспомните «ударное» и «быстрое» звучание дискотечных систем. Кажущаяся скорость баса исходит из особенности АЧХ: общий упор на верхнюю часть басового диапазона с сильным «горбом» на 80…120 Гц и с ослабленным «нижним» басом. Можно посмотреть параметры Тиле-Смолла для концертных басовых 15″ динамиков: параметр F3 у большинства из них в оформлении редко опускается ниже 50 Гц, причем с легким спадом уже от 80…100Гц.

А теперь вспомните звучание субвуфера в автомобилях, пусть даже верхнего ценового ряда в оформлении «кабинет» или «фриэйр»!

Потому считаю категорически неприемлемой АЧХ с подъемом книзу при воспроизведении живой музыки, когда акцент делается на достоверную натуральную передачу материала.

Напрашивается мысль о принципиальной невозможности создания универсальной акустики, способной передавать достоверно звучание живых инструментов и одновременно добиваться сочной подачи баса в рок-музыке, для чего делают подъем на 40…50 Гц.

И еще важный момент — при конструировании акустических систем и настройке комплекса звукоусиления необходимо учитывать влияние помещения прослушивания, так как небольшая комната может создать значительный подъем АЧХ в области ниже 100 Гц, и даже при теоретически правильной АЧХ системы звучание басов будет ненатуральным из-за резонансов и стоячих волн.

2. Фактор ускорения

Следует рассмотреть такую величину, как acceleration factor = (BL/sqrtRdc)/Mmc. Если провести расчеты, то для большинства басовых громкоговорителей эта величина лежит в пределах 0,07…0,05; для «средних» же басов (особенно с диффузором 5″ и с легкой подвижной системой) она составляет 0,2…0,6. И пусть это абстрактная величина, но разница в 3-12 раз!

Эта величина характеризует ускорение при разгоне диффузора (BLI = F, F/M = a). Было бы неплохо проанализировать это явление и привести к какой-то универсальной единице, учитывающей ход диффузора и прочие параметры, для непосредственного согласования показателя скорости на частоте стыковки.

(Следует учесть, что звуковое давление пропорционально не только скорости движения диффузора, но и его площади. Именно площадь диффузора надо учесть в числе «прочих параметров», ведь у НЧ-головок она заметно больше, чем у СЧ — прим. ред.)

3. Особенности акустического оформления

Фазоинвертор

Фазоинвертор является резонатором высокой добротности. А любая резонансная система не выходит на максимальную установившуюся амплитуду с первых полупериодов раскачки! Причем чем выше добротность, тем выше время раскачки и успокоения. Отсюда и «отставание» при разгоне, и «размазывание» атаки, и инерционность при остановке.

Расчетная АЧХ фазоинвертора соответствует как раз установившемуся резонансу порта, а при быстром и коротком сигнале он может просто не успеть разогнаться и не «отработать» какой-то момент.

Онкен

Возможно, онкен (улучшенная разновидность фазоинвертора) звучит натуральнее стандартного фазоинвертора, потому что:

  • не создает подъема самых нижних частот (выше опорной чувствительности);
  • его частота настройки ниже, то есть меньшая доля сигнала подвергается воздействию порта;
  • результирующая добротность резонансной системы «громкоговоритель-порт» тоже ниже (имеется в виду, что ящик намного просторнее стандартного «оптимального» фазоинвертора);
  • групповая задержка в области вплоть до самых нижних частот меньше и более пологая.

TL, TQWP

Все то же самое касается и трансмиссионных линий (TL), поскольку они являются резонаторами, только основанными на другом физическом принципе.

По TQWP (труба Войта) трудно сказать что-то определенное, так как это тип «резонансного рупора». По форме АЧХ у TQWP может быть местный подъем на средних басах, но книзу он начнет спадать, что натурально и естественно.

Рупор

Рупорный бас считается наиболее быстрым и точным. Что касается «отставания» рупоров — теоретически оно очень малое, но надо принять во внимание транспортное запаздывание по длине хода волны вдоль канала (внутри свернутого рупора при тыловом рупоре). Если на низких частотах задержка в 7…10 мс считается незаметной, то при длине рупора до 3 м отставание будет незаметным. Плюс у рупоров естественная АЧХ без подъема к самому низу. Транспортное запаздывание можно скомпенсировать физическим расположением излучателей относительно друг друга.

Но применение рупоров ограничено их габаритами. Здесь еще следует учесть, что, как правило, басовые рупоры рассчитывают для излучения в одну восьмую пространства (угол помещения), что ограничивает область применения. Для «настоящего баса» размеры рупора очень внушительны, для открытого большого пространства практически нереализуемы.

Закрытый ящик

Традиционно считается, что с точки зрения динамики закрытый ящик является одним из лучших видов оформления, к тому же прост в расчете и некритичен к отклонениям от оптимальных расчетных значений. Но и здесь есть некоторые «подводные камни». К примеру, динамики, способные играть самый низ в закрытом ящике разумного размера, как правило, имеют очень большую массу подвижной системы и соответственно низкое значение acceleration factor.

Кроме того, в них есть некоторые «сюрпризы», на которых обычно не заостряют внимание. Математическая модель динамика в ящике — масса, подвешенная на пружине. Однако почему-то не учитывается конечная масса этой «пружины». Возьмем, к примеру, Scan Speak 10″. Масса подвижки 47 г, ящик 50-60 л. Вспомним физику с химией: воздух 28 г/моль, любой газ 22,4 л/моль. Получаем массу воздуха в ящике 70 г! Это даже больше, чем масса подвижки.

(В движущуюся массу включено все: диффузор, подвес, соколеблющийся воздух не только внутри ящика, но и снаружи — прим. ред.).

Трудно сказать что-то определенное по поводу расчета такой уточненной модели, но необходимо задуматься: если динамик демпфируется усилителем, то что происходит с колеблющейся воздушной массой после прекращения сигнала? Она ведь воздействует на диффузор, пусть и в небольшой мере, но, как показывает практика слухового восприятия, ничего незначительного не бывает. Какова реальная частота и добротность резонанса с учетом массы воздуха в ящике?

У профессиональных систем с высокой чувствительностью и легким диффузором соотношение массы подвижной системы и массы воздуха в ящике будет еще больше.

Еще момент. Ход динамика 5 мм, объем ящика 50 л, площадь диффузора 330 см2. Можно рассчитать силу, приложенную к задней части диффузора при максимальных амплитудах смещения по разности давлений на заднюю и переднюю поверхности. Получилось около 1,1…1,3 кгс. Много это или мало? Можем рассчитать силы инерции и движущую силу катушки, для примера на 50 Гц с ходом в 5 мм. Получается около 1,8 кгс. Как видите, величины вполне сопоставимы.

(По катушке F=BLI, сила инерции F=Ma, a=2S/t2, с учетом, что за 1/4 периода динамик сместится на 5мм.)

Это не имеет отношения к теме задержки баса, но влияет на модальные режимы излучения динамика.

Выводы

Если форму АЧХ можно скорректировать графическим эквалайзером, то причины, указанные в пунктах 2 и 3, являются некорректируемыми. Остается искать быстрый динамик для закрытого ящика либо, еще лучше, для «бесконечного экрана» или строить бескомпромиссный рупор с выходным сечением в несколько квадратных метров.

Интересно было бы набрать портал из излучателей в экранах, плотно состыкованных в общий щит размером в несколько метров на каждую сторону. Получив такой диполь, можно добиться звучания баса, близкого к идеалу. Все секции будут компактны и транспортабельны, а общий размер портала позволит избежать акустического короткого замыкания на рабочих (музыкальных) частотах.

Не претендуя на научность и абсолютную достоверность изложенных фактов, надеюсь, что кого-то эта статья подтолкнет к размышлению на данную тему и, возможно, поиску новых путей решения проблемы.




ООО "КОРТМИ" ул. Собинова 2П, 83004, г. Донецк тел. +38 094 910 25 29, +38-095-064-17-14 (Viber, WhatsApp), e-mail: info@cortmi.com.ua
   Copyright© 2018 CORTMI Ltd. All rights reserved Использование материалов cortmi.ua разрешается при условии ссылки (для интернет-изданий - гиперссылки) на cortmi.com.ua
Находится в каталоге Апорт
-->
Free Content Management System Software with ViArt CMS