Który subwoofer jest właśnie dla Ciebie?

Kiedy po raz pierwszy zaczynamy zastanawiać się nad subwooferem, niewtajemniczeni odbijają się od wielu terminów opisujących fizyczne cechy tego typu konstrukcji lub ważnych terminów matematycznych – wszystko to może się wydawać onieśmielające.

Pomiary

Zacznijmy od terminów muzycznych i pomiarowych (oraz matematyki, która je definiuje) i cofnijmy się nieco w historii. Korzystałem z tych zagadnień przez ostatnie 45 lat. Tak, jest tam trochę matematyki, ale szczerze mówiąc, większość z tego potrafiłeś przeliczyć, zanim skończyłeś trzecią klasę.

W naszym artykule „Pomiar na tle konkurencji” wyjaśniamy, dlaczego konserwatywnie mierzymy specyfikacje naszych produktów i koncentrujemy się na długoterminowej niezawodności.

Oktawa i herc (Hz):

Oktawa (zdefiniowana w hercach lub Hz):

Ten imponująco brzmiący termin jest w swoim założeniu bardzo prosty. Oktawa (jeśli idziemy w górę na wykresie częstotliwości) opisuje liczbowe podwojenie. Ogólnie rzecz biorąc, najniższa oktawa w muzyce obejmuje zakres od 20 Hz do 40 Hz. Widzisz, obiecałem, że to będzie łatwe. Druga oktawa rozciągałaby się wówczas od 40 Hz do 80 Hz i tak dalej. Dziesiąta oktawa jest ogólnie definiowana jako zakres ok. 10 000-20 000 Hz (ci, którzy wykonali dokładne obliczenia w głowie wiedzą, że u góry zaokrągla się ona o około 480 Hz).

Jeśli mówimy o odwrotnym ruchu na osi częstotliwości, to te same liczby zmniejszamy o połowę. Tak więc, jeśli ktoś posiada subwoofer, którego producent twierdzi, że przenosi do 30 Hz, oktawa poniżej tego kończy się na 15 Hz (30 x ½ = 15 Hz).

Decybel (dB):

Mówi o różnicy w odbieranej głośności. Różnica 3 dB to niewielka zmiana w odbieranej mocy (1 dB to najmniejszy dostrzegalny poziom zmiany, który większość ludzi może niezawodnie wykryć). 6 dB reprezentuje znaczną różnicę, a 10 dB odbieramy jako podwojenie (lub zmniejszenie o połowę) mocy wyjściowej, przez co rozumiem postrzeganą głośność.

W tym miejscu zaczynają się więc pomiary, a sprawa – po raz kolejny – jest niezwykle prosta. Aby określić, jak szybko spada moc wyjściowa subwoofera, wyrażamy to w decybelach (redukcja głośności) po określonej częstotliwości. Na przykład subwoofer może mieć stałą moc do 30 Hz, a następnie spadać o 6 dB poniżej tej wartości. Z tego stwierdzenia wynika, że ​​mówimy o spadku mocy wyjściowej w następnej oktawie. Ci, którzy byli wystarczająco cierpliwi, aby dotrzeć tak daleko wiedzą, że to wyjątkowo dobry wynik, ponieważ oznaczałoby to, że taki subwoofer schodzi naprawdę nisko (32 Hz jest jedną z najniższych piszczałek w organach piszczałkowych) i gra zauważalnie nawet przy 15 Hz.

Rozciągnięcie

Termin ten odnosi się do tego, jak nisko subwoofer schodzi na basie (w hercach). Kiedy recenzent mówi, że subwoofer ma „niezwykłe rozciągnięcie”, komunikuje, że subwoofer ma zdolność dostarczania wyjątkowo niskiego basu. Zdolność ta koreluje z umiejętnością do przenoszenia mocy (głęboki bas wymaga ogromnej mocy), co przekłada się w danym systemie audio na niezwykłe właściwości przestrzenne.

Budowa subwoofera

Przejdźmy teraz do definicji różnych części składowych subwoofera. Zarówno one, jak i ich opisy obejmują również te same podzespoły, które są używane w normalnych głośnikach niskotonowych (wooferach), różnice mają związek z solidnością konstrukcji i wynikającą z tego mocą oferowaną przez wysokiej jakości subwoofer.
Główny projektant REL Acoustics, John Hunter, wyjaśnia, dlaczego każdy projektowany przez niego subwoofer zaczyna się od przetwornika.

Przetwornik:

Termin ten definiuje każdy element głośnika używany do wytworzenia dźwięku w głośniku, niezależnie od tego, czy jest to subbas, bas (woofer), średnica, czy też wysokie częstotliwości (tweeter).

Rama (znana również jako „kosz”):

Rama to trójwymiarowy okrągły metalowy element, na którym wspierają wszystkie ruchome części przetwornika. Ogólnie rzecz biorąc, w droższych przetwornikach używa się cięższych koszy ze stopów odlewanych, podczas gdy w mniej kosztownych znajdziemy kosze ze stali tłoczonej, które nadal mogą zapewniać bardzo dobre parametry, ale robią to za cenę około jednej trzeciej kosztu jej odpowiednika z koszem odlewanym ciśnieniowo.

Magnes:

Wszystkie dynamiczne przetworniki zdolność do wprawiania stożka w ruch biorą z siły magnetycznej ich magnesu, zazwyczaj przymocowanego z tyłu kosza. Zgodnie z ogólną zasadą, im większą siłę magnetyczną (definiowaną jako Gauss) oferuje magnes, tym przetwornik jest wydajniejszy. Inne czynniki sprawiają jednak, że większy magnes nie zawsze jest lepszy od mniejszego.

Membrana:

Jest to stożek, który pokrywa większość widocznej części przetwornika. Jego zadaniem jest wytworzenie fali, która zapewnia niski bas i dużą siłę ataku. Wybór materiału na membranę obejmuje różne opcje, w tym zmniejszenie masy, wobec czego należy rozważyć wymóg dużej sztywności – odporności na zginanie pod naciskiem. Jak duży nacisk, pytasz? Jeśli dany subwoofer ma obudowę zamkniętą, siły działające na tył membrany mogą wynosić nawet 60 psi, podczas gdy na jej przedniej (widocznej) części ciśnienie powietrza jest znacznie niższe.

Dowiedz się, co sprawia, że ​​membrany subwooferów REL Acoustics są wyjątkowe – w artykule „Materially Superior: nie wszystkie membrany są takie same”.

Zawieszenie:

Membrana wymaga zawieszenia, aby mogła poruszać się tam i z powrotem w ruchu liniowym przez miliony cykli pracy w całym okresie eksploatacji. Zawieszenie to duży pierścień na zewnętrznym obwodzie membrany, służący zarówno do utrzymywania jej przedniej części w osi magnesu, jak i do tego, aby mogła się ona mocno wychylić do tyłu i do przodu. Ogólnie rzecz biorąc, zawieszenia są często wyższe i grubsze, ponieważ większe i droższe konstrukcje wymagają większej mocy. Ostatnio REL eksperymentował z użyciem bardziej złożonych kształtów, w tym plisowanych otoczek w kształcie litery S, które pozwalają na mocniejszy ruch stożka bez konieczności stosowania coraz wyższych fałd zawieszenia

Zawieszenie dolne („spider”):

Ten element wydaje się jednym z prostszych elementów w przetworniku, ale w rzeczywistości jest bardzo złożony – zarówno pod względem wpływu na dźwięk, jak i ograniczeń projektowych, które można nałożyć na dany przetwornik. Ten element, który prawie zawsze wygląda jak plisowana spódnica i wykonany jest z różnych tkanin, impregnuje się roztworami wzmacniającymi, a następnie gotuje, aby zachować jego podatność. Jego wygląd może być różny – od brązowawo-czerwonego do żółtego do czarnego, w zależności od ostatecznej temperatury potrzebnej do wypieku w końcowej części obróbki.

Zawieszenie dolne odpowiada również za jeszcze jeden aspekt. Mówiąc najprościej, jeśli przetwornik zostanie poproszony o ruch do przodu, musi istnieć siła, która będzie się starała przesunąć membranę z powrotem do jej wyśrodkowanej, spoczynkowej pozycji. Ten pojedynczy element musi też utrzymać idealnie centrycznie cewkę drgającą przez cały okres użytkowania produktu. W konstrukcjach REL-a zakładamy bardzo niskie tolerancje (zazwyczaj 0,5 mm szczeliny powietrznej między miedzianymi uzwojeniami cewki drgającej a magnesem i jego nabiegunnikami), a zatem precyzja i koszt zawieszeń jest istotnym elementem naszych projektów.

Cewka:

W rzeczywistości nazwa ta odnosi się do całego zespołu. Sama cewka nawijana jest na tzw. „formerze”; to cylinder wykonany z różnych materiałów. Generalnie preferujemy stop aluminium, aby utrzymać ciężar na minimalnym poziomie i ponieważ metal ten doskonale odprowadza ciepło z cewki drgającej, jak również specjalistycznych klejów (kleje muszą wytrzymać temperaturę 600 stopni, a takie są drogie) używanych do trwałego zamocowania cewki drgającej. Ten cylinder z cewką z typu Litz (drut w niezwykle twardej, nieprzewodzącej powłoce, która zapobiega zwarciom kolejnych zwojów) z powlekanej miedzi, owiniętą wokół formera, porusza się tam i z powrotem w ciasnej szczelinie powietrznej zamkniętej na obu końcach przez przedni (północny) lub tylny (południowy) nabiegunnik. Wszystko to jest zasilane przez magnes stały, a całość napędzana jest przez potężne wzmacniacze, których używamy do dostarczania sygnału elektrycznego.

Mamy nadzieję, że te opisy i definicje pomogą czytelnikom i słuchaczom lepiej zrozumieć procesy mechaniczne zachodzące w subwooferach. To, co wyróżnia nasze podejście do sztuki tworzenia subwooferów, to fakt, że tam, gdzie większość producentów traktuje je tak, jak się traktuje amerykański samochód typu „pickup” (co nie jest całkowicie nierozsądne, biorąc pod uwagę, że siły i wymagania ultraniskiego basu wymagają znacznie lepszych technik konstrukcyjnych), nasze podejście przypomina bardziej Porsche Cayenne Turbo Coupe. To wciąż brutalnie silne urządzenie – zarówno Porsche, jak i REL znacznie przewyższają inne najnowocześniejsze formy sztuki; oddanie subtelności i fantastycznej dynamiki poprzez dbałość o redukcję niepotrzebnej ruchomej masy i staranne dostrojenie przez doświadczone zespoły docierające do rdzenia jakości wymaganej przez wymagającą publiczność, która chce sięgnąć jeszcze dalej w głąb wykonania.