Где сабам лучше? Better_sub Full view

Где сабам лучше?

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

 

Наиболее распространенный ответ: «Сабвуферы должны быть расположены на полу, если это возможно». Это один из классических примеров «здравого смысла» в про-аудио, и я слышу это от системных инженеров почти на каждом проекте. Но действительно ли это самое лучшее место с точки зрения общего звучания? Так ли это?

Если мы посмотрим на физику звука, то узнаем, что, как и в большинстве случаев в мире аудио, «все зависит от..» Итак, давайте разберем, действительно ли пол — хорошее место для размещения сабов.

Размещение любого громкоговорителя вплотную к большой поверхности (по отношению к длине волны) обеспечивает условия для производства нагрузки в полупространство, то есть – если вся энергия от громкоговорителя излучается сферически (ровно во все направления), то в данном случае излучение направлено в полусферу, или в половину области. Это приводит к увеличению энергии при излучении на 3 дБ, такое же увеличение происходит при удвоении количества сабвуферов.

Если случается так, что сабвуферы находятся очень близко к вертикальной поверхности, например – к высокой стене, то результатом такого размещения является дополнительная нагрузка от четверти пространства, приводящая к еще одному увеличению давления на 3 дБ (при условии, что поверхность твердая), другими словами — еще одно «виртуальное удвоение» количества сабов.

То есть — четыре сабвуфера на полу, и близко к вертикальной поверхности, могут обеспечить давление, эквивалентное 16 сабвуферам. Это, конечно, является аргументом для установки их на пол (и около вертикальной поверхности), но что, если рассмотреть и другие вопросы? Как насчет закона обратных квадратов? Ну, знаете, это тот, который говорит, что при каждом удвоении или уменьшению вдвое расстояния от источника, происходит изменение уровня на 6 дБ (в открытом пространстве)?

На некоторых концертах одни слушатели могут находиться всего лишь в трех метрах от сабвуферов на полу, в то время как дальние ряды слушателей могут быть удалены на 60 метров. И допустим, что FOH-позиция располагается в 30 метрах от сабвуферов. Если в FOH-позиции сабы обеспечивают 100 дБ SPL, то в первом ряду это около 120 дБ, в то время как на последних рядах SPL составляет около 94 дБ. Разница в уровнях 26 дБ от первого ряда до последнего!

Конечно, в помещении эта разница не так велика, но она все равно очень некомфортна для первых рядов слушателей.

Теперь давайте рассмотрим точки кроссовера. С сабами, лежащими на полу, у нас есть два источника звука (сабы и топы), воспроизводящих одно и то же содержание, но разделенных довольно большим расстоянием. Скажем, топы подвешены на 7,5 метров выше сабов. Что происходит возле точки кроссовера?

Первоочередная задача — синхронизировать прибытие звука

Для первого ряда сабы нужно задержать примерно на 13 миллисекунд (мс), чтобы синхронизировать их с топами. Однако, в FOH-позиции, на расстоянии 30 метров, физическая разница составляет около 1 метра (и требуемая задержка — 2,7 мс), а на заднем ряду смещение только 0,5 метра (или 1,3 мс).

Так кто же получает хороший звук?

Эта разница в физическом смещении производит аномалии в частотной характеристике возле точки кроссовера. Любой массив громкоговорителей, в котором имеется два или более разнесенных источника воспроизведения одного и того же звука, создает провалы в характеристике направленности в одном или нескольких направлениях, в зависимости от частоты и от физического расстояния между источниками. И вот результат: слушатели на каждой из наших позиций получают различную звуковую картину вследствие провалов вокруг точки кроссовера.

Давайте немного смоделируем ситуацию, чтобы увидеть, что происходит.

Sub_place_01
Рисунок 1.

 

На рисунке 1 показана полярная характеристика для топа, подвешенного на высоту 7,5 метров и для сабвуфера, лежащего на полу, в диапазоне 80-125 Гц с точкой кроссовера 100 Гц. Думаю, никто не хочет иметь подобную характеристику! И что это означает для слушателя? Давайте посмотрим на частотную характеристику на каждой из наших позиций.

На рисунке 2: вверху – НЧ и ВЧ фильтры, ниже – результирующие АЧХ на расстоянии 3 метра (зеленая линия), 30 метров (синяя линия), 60 метров (розовая линия), в частотном диапазоне от 20 до 1000 Гц.

Sub_place_02
Рисунок 2.

 

Первое, что мы замечаем — разница в уровнях для каждой из наших позиций слушателя. Во-вторых, разница в уровне между топами и сабами для слушателей на расстоянии 3 метра (зеленая линия). Помните, почему? В-третьих, обратите внимание на аномалию в частотной характеристике вокруг точки кроссовера 100 Гц, и как она отличается в каждом случае. Это — результат неправильного выравнивания сабов и топов.
Чем больше разница в расстоянии между сабом и топом, тем больше аномалия в АЧХ. Так может, мы это исправим при помощи задержки? Давайте посмотрим.

Если добавить задержку в 13 мс на сабвуферы (рисунок 3), то область кроссовера сглаживается для слушателей на расстоянии 3 метра. Но заметьте, что АЧХ на 30 и 60 метров ухудшилась!

Sub_place_03
Рисунок 3.

 

Хорошо, давайте скорректируем задержку, чтобы выровнять АЧХ в FOH-позиции (30 метров).
На рисунке 4 показан результат этого выравнивания.

Рисунок 4.
Рисунок 4.

 

Прекрасно! Синяя линия показывает именно то, чего мы добиваемся в зоне кроссовера, но теперь посмотрите, что происходит в передних рядах. Дело в том, что невозможно исправить аномалии физического смещения для всех слушателей в аудитории. Система может быть оптимизирована для великолепного звучания в одной, сравнительно узкой области помещения, но большинство слушателей получат нечто среднее между розовой и зеленой линиями АЧХ.

Теперь давайте попробуем подвесить сабвуферы вместе с основными громкоговорителями. Мы их смонтируем на той же высоте – 7,5 метров и около 1 метра позади топов.

Рисунок 5 показывает полярную характеристику до начала выравнивания…

Рисунок 5.
Рисунок 5.

 

… а на рисунке 6 показана результирующая АЧХ на трех наших позициях слушателей.

Рисунок 6.
Рисунок 6.

 

Это уже выглядит лучше. Вертикальная полярная характеристика не имеет больших резких провалов, что происходило с сабами на полу, и частотная характеристика в трех позициях более схожа.

Теперь давайте добавим задержку к топам, чтобы выровнять время прибытия.

Рисунки 7 и 8 показывают значительное улучшение в вертикальной полярной характеристике. Кроме того, наблюдается улучшение в балансе между сабом и топом для слушателей на 3 метрах, и очень гладкая АЧХ в зоне кроссовера на позициях 30 и 60 метров.

Так может, сабы лучше подвешивать?

 

 

Рисунок 7.
Рисунок 7.

 

Рисунок 8.
Рисунок 8.

 

И еще одно замечание. Сабы обязательно должны быть разделены на «левый» и «правый»? Ведь это создает «НЧ-аллею», как показано на рисунке 9.

Sub_place_09
Рисунок 9.

 

Как вы можете видеть, горизонтальная полярная характеристика имеет обнуления по всему помещению, в разных местах на разных частотах. Возможно, лучшим решением будет подвешивать сабы вертикально в середине.

На рисунке 10 сабы подвешены вертикально, и производят гораздо более гладкую звуковую картинку в горизонтальной плоскости.

Sub_place_10
Рисунок 10.

 

Итак, вернемся к первоначальному вопросу: является ли пол лучшим местом для размещения сабвуферов?
Когда вся система установлена на пол, то — конечно! Это обеспечивает минимальное физическое смещение, и пока закон обратных квадратов работает, это будет правильным решением во всем частотном диапазоне.
Но если топы подвешиваются, то имеет большой смысл также подвесить и сабвуферы. Это может потребовать большего количества ящиков, но с появлением на рынке высокоэффективных и мощных сабвуферов это перестало быть проблемой.

Я также предлагаю для подвесных сабов применение кардиоидных решений (сабы и пр.), чтобы направить низкочастотную энергию на аудиторию, а не в потолок.

Джерольд Стивенс


  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Обсуждение