Задовільна кількість та якість басів у домашньому кінотеатрі є принаймні настільки ж важливим, як і картина. Щоб досягти цього, потрібно знати поведінку низькочастотних звуків. У цій статті я намагаюся узагальнити все, що вам слід знати про це.
Глибокі тони схожі на сіль. У музиці чи звуці фільму без глибоких звуків не вистачає важливих, емоційно визначальних переживань, подібно до того, як несолона їжа має аромати, які виводить сіль. Так само, як занадто багато солі може зіпсувати смачну їжу, так занадто глибокий звук може зіпсувати звуковий досвід. Багато людей вважають, що в кімнаті домашнього кінотеатру достатньо одного-двох хороших сабвуферів, і вони забезпечать хороший "ударний" бас. Ну, це помилка. Занадто багато і у багатьох випадках спотворених басів може бути ефективним на першому слуханні, але така гучність і якість глибокого звуку швидко втомлює, а крім того, фальсифікує звук оригінального звуку фільму.
Важливість акустичних умов
У домашньому кінотеатрі форма, пропорції та розміри кімнати та відповідне послаблення низьких звукових частот, тобто акустичні умови, є визначальними для відповідної кількості та якості басового звуку.
На частотах звуку, як правило, нижче 200 Гц, довжина звукових хвиль порівнянна з розмірами кімнати для домашнього кінотеатру. (Деякі типові звукові частоти та довжини хвиль: 200 Гц/1,72 м, 100 Гц/3,44 м, 50 Гц/6,88 м, 20 Гц/17,2 м) При цих низьких частотах звуку (тобто високих довжинах хвиль) в приміщенні генеруються закриті резонанси, як у корпусі інструменту. Це відбувається на резонансних частотах або іншим чином в режимах вібрації приміщення з небажаним ефектом стоячих хвиль та підбором оптимальних пропорцій кімнати домашнього кінотеатру Я вже розглядав це в окремій статті.
Небажаний ефект стоячих хвиль можна зменшити, послаблюючи басові звуки, а в вишукано спроектованому та побудованому домашньому кінотеатрі у всіх випадках використовується принаймні звукопоглинання, що впливає на найбільш критичні резонанси. Через величезну потребу в просторі стандартного “басоуловлювача на 1/4 довжини хвилі”, він здебільшого непридатний для використання. Така структура, яка перетворює кінетичну енергію повітря в тепло в мінеральній або кам'яній ваті, що використовується в ній, з хорошим 95% звукопоглинанням і займає більше 66% відбиває поверхні (як правило, задня стінка), є ефективною наприклад, для звуків вище 50 Гц товщина повинна бути 1,72 метра для ослаблення. У менших приміщеннях ця кількість простору не може бути витрачена даремно, і тому низькоенергетичну енергію можна послабити за допомогою правильно розроблених панельних резонаторів або басових кутових пасток. Однак їх проектування та будівництво вимагає досвіду.
Якщо неможливо усунути стоячі хвилі, як описано вище, то, з одного боку, слід уникати надмірного використання басових звуків, а з іншого боку, найбільш підходящих місць для прослуховування найменш постраждалих від негативних наслідків слід знаходити стоячі хвилі.
Виробництво басових звуків
Сабвуфери найефективніше виробляються із сабвуфером, призначеним для цієї мети. Для багатьох можуть бути привабливими 3- або навіть 4-смугові «звукові вежі», можливо, з великими динаміками, але вони, як ми побачимо, зазвичай менш придатні для заміни (активних) сабвуферів, які зараз в основному мають вбудований підсилювач. Варто зазначити, що сабвуфери також використовуються в студіях звукопродукції, що імітують середовище прослуховування, подібне до типових домашніх кінотеатрів, при створенні багатоканального звуку для програм, призначених для домашнього прослуховування.
Основна функція сабвуфера полягає в тому, щоб видавати найнижчий діапазон звукових звуків, рухаючи багато повітря. В ідеалі він може робити це на дуже низьких частотах (вище 20 Гц для фільмів, вище 35 Гц для музики), з високим звуковим тиском і низькими спотвореннями. Для високого звукового тиску в принципі потрібен високопродуктивний підсилювач, а для справді низьких звукових частот потрібен динамік великої діафрагми або відхилення з високою діафрагмою, вбудований у великий корпус. З іншого боку, це вже не так просто, що сабвуфер видає гучний та низько спотворений звук на дійсно низьких частотах. Незважаючи на те, що високопродуктивний підсилювач вбудований в акустично погіршену конструкцію сабвуфера, він може бути навіть тихішим, ніж добре сконструйований сабвуфер, що працює на меншій потужності.
На жаль, більшість виробників не вказують, який звуковий тиск може створювати ваш сабвуфер. За відсутності цього параметра гучності в децибелах (дБ) ми змушені робити висновок про його гучність з максимально рекомендованої або вбудованої потужності підсилювача сабвуфера та діаметра діафрагми використовуваного в ньому динаміка.
Початковою точкою для вибору сабвуфера з належною гучністю є розмір кімнати для домашнього кінотеатру (точніше його кубічний вміст), також слід враховувати відстань прослуховування. У таблиці нижче вказано, скільки сабвуфера потрібно для створення звукового тиску в приміщенні із заданим кубічним вмістом, і принаймні які параметри він повинен мати з акустичною структурою, що забезпечує належну ефективність.
Виробники акустичних систем для домашнього кінотеатру усвідомлюють, що в більшості звукових систем домашнього кінотеатру використовуються сабвуфери, тому, хоча багато хто пропонує 3-х або навіть 4-смугові "звукові вежі", вони в основному не розроблені та побудовані для вироблення справді високоінтенсивних басів. Хоча більшість з цих колонок, як правило, здатні відтворювати 35-40 Гц, через їх відносно невеликий діаметр мембрани, вони вже виробляють значні спотворення при великих гучностях.
Найнижчі дві октави звукових звуків не відіграють ролі у напрямку сприйняття звуків, ми не можемо визначити місце і напрямок звукових частот нижче 80 Гц. Тож ці звуки можна почути з будь-якої точки кімнати домашнього кінотеатру. Вищезазначене дозволяє здійснити так зване перенаправлення басових звуків.
Здебільшого функцією AV-підсилювачів та процесорів попереднього підсилювача є "Bass Management", що означає перенаправлення басових звуків. У процесі аудіосигнали з повною пропускною здатністю п'яти (або шести, можливо, семи) основних аудіоканалів джерела звуку розділяються на так званих частотах кросовера (далі кросовер). Верхні діапазони виробляються окремо динаміками для кожного каналу, тоді як нижні діапазони відтворюються сабвуфером разом із звуками так званого звукового каналу ефектів низьких частот (LFE).
Як правило, у кімнаті домашнього кінотеатру менше 125 кубічних метрів сабвуфер можна використовувати для створення низьких частот. Рекомендується, щоб усі п’ять основних динаміків видавали лише звуки без низьких частот, а нижчі дві октави (20-80 Гц) відтворювались на сабвуфері. Таким чином, для забезпечення рівномірної передачі низьких частот можна оптимізувати збудження стоячих хвиль, які обов’язково виникають у меншій кімнаті, правильно розмістивши джерело басів.
Вибір частоти перехресного перемикання для перенаправлення басу на голос - це компроміс. Якщо кросовер вибрано вище 80 Гц, звук сабвуфера стане локалізованим, і в цьому випадку він більше не буде занадто далеко від передніх (лівих/центральних/правих) динаміків. При використанні невеликих супутникових динаміків, як правило, кросовер 120 Гц, сабвуфер повинен розташовуватися на відстані не більше 2 метрів від передніх динаміків. Нижче 80 Гц, до 60 Гц, вибирайте кросовер, лише якщо сабвуфер можна розмістити лише дуже далеко від передніх динаміків, на одній з бічних стін кімнати або в задній половині кімнати. Якщо розмір кімнати перевищує 175 кубічних метрів, і ми використовуємо досить високий звуковий тиск і передні колонки, здатні виробляти щонайменше 30 Гц, ми можемо вибрати кросовер до 60 Гц, незалежно від місця розташування сабвуфера.
Звичайно, вищезазначене можна зробити лише в тому випадку, якщо для цього підходить підсилювач AV або процесор попереднього підсилювача, що реалізує перенаправлення басу на звук. Однак у більш дешевих AV-підсилювачах на всіх каналах динаміків може використовуватися лише фіксований кросовер, як правило, лише 80 Гц, і його зазвичай можна вибрати за допомогою параметра “Великий” або “Великий” (Великий/Малий). У налаштуваннях “Large” фільтри високих частот вимикаються з каналів динаміків (це рекомендується лише у тому випадку, якщо в звуковій системі немає сабвуфера), тоді як у налаштуваннях “Small” ці фільтри вмикаються і низькочастотні аудіосигнали направляються на сабвуфер.
У деяких старих AV-підсилювачах або процесорах попереднього підсилювача звукова інформація каналу LFE над кросовером втрачається, якщо вона не змішується з передніми лівими/правими шляхами динаміків (як показано). Ось чому ви повинні бути обережними з перехресним перемиканням нижче 80 Гц. THE Dolby та DTS тому рекомендує звукорежисерам обмежити змішаний звук у каналі LFE пропускною здатністю від 20 до 80 Гц.
Розміщення сабвуфера (-ів)
На акустичну поведінку низькочастотних, тобто високохвильових звуків, що видаються сабвуфером, суттєво впливає те, де ми розміщуємо його відносно стін даного приміщення. Тому знайти правильне місце розташування вашого сабвуфера непросто. Можливо, ви захочете спробувати кілька позицій і врахувати наступне.
Сабвуфер виробляє подвійний звуковий тиск (+6 дБ), який розміщується на поверхні - як правило, на підлозі - на частотах, які він виробляє, порівняно з тим, який він випромінював би в просторі, не обмеженому поверхнями, наприклад, в ідеальній глухій кімнаті. Крім того, якщо сабвуфер на підлозі розміщений біля стіни, рівень звукового тиску ще більше подвоюється (+12 дБ), а амплітуда звуку збільшується у вісім разів (+18 дБ) у куті. Все це пов’язано з тим, що басові звуки поширюються сферично у всіх напрямках, а звукова енергія зберігається в радіаційних просторах, обмежених кожною стінкою. Подвоєння звукового тиску кожною граничною поверхнею є вигідним, оскільки воно може використовуватися для створення низьких частот з меншою потужністю та меншими спотвореннями. Звичайно, цим користуються дизайнери сабвуферів.
Тому доцільно розміщувати сабвуфер на підлозі та біля стіни. Таким чином ви можете уникнути вимирання вимирання також у виробленому діапазоні частот. Не розміщуйте сабвуфер на відстані більше 60 дюймів від стіни за ним.
Багато людей думають, що це перед найкращим місцем сабвуфера, на однаковій відстані від бічних стін, посередині кімнати. Це місце не є найбільш ідеальним, оскільки тут знаходиться так звана точка мінімального тиску поперечної стоячої хвилі першого порядку, і тому збуджувати басові звуки звідси нецільно. Від центральної лінії в будь-якому напрямку прибл. Змістіть сабвуфер на 30 см, щоб уникнути утворення заданої стоячої хвилі.
Незважаючи на те, що сабвуфер, розміщений у куті, обмеженому двома стінами та підлогою, максимізує ефективність передачі басового звуку, він також є точкою збудження стоячих хвиль, тому рекомендується використовувати його лише у приміщенні з належним послабленням басів. Також загально вірно, що не рекомендується повністю симетричне розташування сабвуфера, дещо асиметричне розташування може зменшити збудження стоячих хвиль.
Якщо в приміщенні використовується кілька сабвуферів через їх розмір чи інші причини, доцільно розмістити їх уздовж стін таким чином, щоб вони гасили найбільш проблемні стоячі хвилі завдяки геометрії приміщення, забезпечуючи їх більш рівномірний розподіл . Наприклад, сабвуфери, розміщені в кутах кімнати, збуджують той самий режим вібрації в кімнаті лише в протилежних точках з відхиленням рівно 180 градусів один від одного, тим самим гасячи його. Сабвуфери, розташовані на півдорозі до передньої/задньої або бічних стінок, не збуджують перші осьові стоячі хвилі, а сабвуфери, розміщені від кута до чверті кімнати, не генерують стоячих хвиль другого порядку. Усі ці варіанти розміщення варто вивчити, щоб побачити, що забезпечує найкраще загальне відтворення басів, гасячи найбільш проблемні стоячі хвилі.
Регулювання сабвуфера
Регулювання фази звуку сабвуфера - одна з найважливіших речей багатоканальної звукової системи домашнього кінотеатру. Це пояснюється тим, що звук навколо частоти кросовера виробляється разом сабвуфером та іншими динаміками, і якщо вони не досягають положення прослуховування в одній і тій же фазі, вони можуть послабити один одного, спотворюючи частотну передачу всієї звукової системи. Будь-яке відхилення фази залежить від розміщення сабвуфера.
Більшість сабвуферів зазвичай мають лише один перемикач зміни фази (0-180 градусів), але на більш вимогливих моделях затримку фази можна регулювати з мінімальною точністю 90 градусів. Є AV-приймачі, які також можуть регулювати фазу сигналу до сабвуфера, а деякі мають автоматичну систему вимірювання мікрофона, що контролює правильну фазу.
Далі ми побачимо, як можна регулювати фазу з хорошими результатами для сабвуфера, якщо він не підтримується підсилювачем AV-ресивера з функцією вирівнювання фази з вимірювальним мікрофоном. Якщо використовуються додаткові сабвуфери, їх потрібно встановлювати так само, як і перший, знаючи результат.
Також можна оцінити відповідне налаштування фази. Якщо ми знаємо, що сабвуфер і центральний динамік знаходяться на одній відстані від положення прослуховування, фазу слід встановити на 0 градусів. Якщо сабвуфер має регульовану фазову затримку 90 градусів, а значення затримки становлять 120 Гц (це типово), очікується фазовий зсув +90 градусів на кожні додаткові 72 сантиметри, оскільки сабвуфер знаходиться далі від центральної колонки ніж позиція прослуховування. Тобто, наприклад, якщо сабвуфер знаходиться від 2 до 2,2 метра від положення прослуховування, ніж від центральної колонки, приблизно 3 х 90 градусів, тобто необхідний фазовий зсув +270 градусів, що є тим же самим, що і затримка фази -90 градусів.
Налаштування фази також можна зробити, прослуховуючи, для чого нам може знадобитися допомога когось найбільше. Ви можете слухати синусоїдальний сигнал, що дорівнює частоті кросовера, або аудіоматеріал із глибоким, повторюваним басом. Грубо відрегулюйте сабвуфер так, щоб прибл. говорити правильно. Ми просимо нашого помічника впоратися з налаштуванням фази сабвуфера, і ми будемо контролювати ефект у положенні прослуховування. За допомогою простого перемикача фази (0-180 градусів) легко визначити, коли ви чуєте менше або більше басів, і вибрати останнє налаштування. Якщо ви можете більш точно керувати фазою, знайдіть налаштування, що створюють найменший бас у положенні прослуховування. Це може бути дивно, але це буде відносно легко знайти, і це буде найгірший параметр (зсув фази на 180 градусів). Тоді вам залишається лише повернути фазу на 180 градусів.
Є сабвуфери, які також можна використовувати для регулювання частоти передачі. Це здебільшого впливає на рівень найглибших частот (Bass Tilt та Bass Roll-Off). Їх установка використовується для компенсації ефекту інтерфейсів та інших факторів, що викликають нерівномірне випромінювання низьких частот.
Після налаштування фазової та частотної передачі сабвуфера залишається лише збалансувати систему, щоб усі канали звучали з правильним рівнем гучності. Отже, важливо, щоб цей параметр не вирівнював гучність сабвуфера та інших динаміків, що частково є акустичною проблемою і вважається виконаним, а LFE та інші канали (що є електронною проблемою). Це налаштування досить складно зробити за допомогою вкладки, але, на щастя, більшість підсилювачів AV вже мають автоматичну систему калібрування з вимірювальним мікрофоном.