Сабвуферы
Сьогодні повноцінна звукопередача немислима без низькочастотної складової акустичного сигналу. Тому всі частіше автомобілісти, небайдужі до якості звуку в автомобілі, доповнюють стереомагнитолу й пари стовпчиків динаміками, що розширюють відтворений звуковий діапазон убік нижньої межі. Оскільки сигнал в 20-150 Гц не робить практичного впливу на стереоэффект, прийнято виділяти його в один канал, що оформляють одним акустичним корпусом, спрощуючи тим самим схемне рішення й зберігаючи простір салону автомобіля. А завдяки тому, що звук в області басових частот поширюється, обгинаючи перешкоди, розміщати сабвуферный корпус можна в будь-якій вільній частині автомобіля.
Акустичний короб виготовляють по місцю з різних матеріалів: фанери, ДСП, пластику.
Акустичне оформлення сабвуфера звичайно включає: проектування й розрахунок акустичної системи для конкретного замовлення, виготовлення акустичного корпуса й установку системи в автомобіль. Десятки схем корпусів для сабвуферов можна звести до декількох основних типів, серед яких найбільш відомі закриті, фазоинверторные системи й системи з пасивними динаміками.
При конструюванні сабвуферной системи звичайно прагнуть одержати гарну передатну функцію, тобто гарне співвідношення створюваного нею звукового тиску й комплексного вихідного сигналу. Передатні функції трьох згаданих систем у принципі аналогічні передатної функції фільтра верхніх частот відповідно другого й четвертого порядку, із крутістю спаду амплітудно-частотної характеристики (АЧХ) убік низьких частот 12 дб на октаву й 24 дб на октаву, а підсумкова АЧХ в області робочих частот сабвуфера залежить від характеристик використовуваного динаміка, застосовуваного фільтра-кроссовера, конструкції й матеріалу корпуса, а також можливостей підсилювача потужності.
Для детального пророблення конструктивного виконання сьогодні можна користуватися спеціальними комп’ютерними програмами розрахунку, закладаючи на вході параметри сабвуфера й одержуючи на виході рекомендуються характеристики, що, корпуса акустичної системи. Іноді для розрахунку деяких об’ємних характеристик корпуси доводиться користуватися й “еквівалентами” - якщо виготовлювач сабвуфера дає рекомендації щодо типів акустичних корпусів і їхнього обсягу, розрахувати власний обсяг сабвуфера, тобто обсяг измещаемого їм повітря, у силу складності його геометрії буває непросто.
Акустичний корпус - найважливіший елемент всієї сабвуферной системи. Він повинен не тільки мати оптимальний внутрішній обсяг для розміщення динаміка й необхідних компонентів, але й мати достатню міцність - не тільки механічної, але й акустичної. Справа в тому, що сабвуфер динамічного типу працює як помпа, ущільнюючи повітря перед дифузором і розряджаючи його з тильної сторони в осьовому напрямку. При цьому величини тисків по обидва боки рівні, але звернені по фазі, тому при відсутності або недостатній ізоляції передньої й задньої поверхонь динаміка буде мати місце акустичне коротке замикання. Щоб уникнути його, необхідно забезпечити фазове зрушення акустичного сигналу, випромінюваного з тильної сторони дифузора, наприклад, на половину довжини хвилі. Це досягається за рахунок установки звукової панелі-перегородки, найчастіше замкнутої у вигляді корпуса. Чим більше ця перегородка (або більше обсяг корпуса), тим теоретично нижче тональність сигналу, що не буде замкнутий акустично. Якщо обсяг корпуса (тобто величина укладеної в ньому повітряної маси) впливає на величину його резонансної частоти, то форма корпуса впливає насамперед на утворення стоячих хвиль у результаті власного резонансу корпуса, що виникає на тій або іншій частоті. Щоб боротися з утворенням стоячих хвиль, прибігають до зсуву динаміка від центра акустичного корпуса. Найбільш невдалої вважається при цьому кубічна форма акустичного корпуса з динаміком, розташованим на рівному видаленні від всіх його стінок.
Конструкція корпуса багато в чому визначає акустичні характеристики сабвуферной системи, хоча не менш важливо те, які матеріали використовуються при його виготовленні. Сьогодні ними можуть бути: дерево, пластмаси, органічне скло, кераміка й т.д.
Системи закритого типу мають гарні акустичні характеристики при конструктивній простоті. Обсяг корпуса визначає межі частотного діапазону, у якому встановлений сабвуфер буде мати оптимальні характеристики: якщо обсяг недостатній для даного динаміка, то тиск усередині корпуса буде більше високим, чим зовні, і найбільш низькі тони будуть послаблятися. При подальшому зменшенні його обсягу втрати низькочастотної складової будуть зростати, а більше високі тони, навпаки, підкреслюватися, підсилюючи “ефект бочки”, замість щільних і ясних басів. Тому при недоліку вільного простору краще використовувати сабвуфер меншого розміру, наприклад, 8-дюймовий, замість того, щоб максимально обмежувати корпус 10- або 15-дюймового динаміка.
У пошуках більше ефективних схем акустичного оформлення низькочастотних динаміків уже десятиліття назад стали використовувати корпуси з фазоінвертором і акустичними воздуховодами різного типу. Інтерес до них особливо зріс в останні роки, з розвитком hi-fi апаратури завдяки тому, що вони дозволяють розширити діапазон відтворених частот.
У фазоинверсных корпусах застосовуються циліндричні або прямокутні труби, що набудовуються звичайно на певну частоту. Акустичне оформлення сабвуфера із застосуванням таких корпусів вимагає більших теоретичних знань і досвіду, тому що для одержання гарної передатної функції доводитися погоджувати, наприклад, такі фактори, як взаємний вплив опорів випромінювання дифузора й труби фазоінвертора через взаємно соколеблющуюся масу повітря.
Помилки, наприклад, при розрахунках добротності, а також конструюванні й настроюванні фазоінвертора є причиною того, що акустична система “бубонить” або ж бас “розмазаний”. Навіть якщо труба фазоінвертора настроєна на необхідну частоту, вона може стати джерелом нелінійних перекручувань, якщо, наприклад, об’ємна швидкість повітря в ній перевищує припустиму (вона не повинна перевищувати 5% від швидкості звуку) - у цьому випадку потік повітря стає турбулентним. Чутливість передатної функції (звукового тиску) фазоинверторной системи до расстройке частоти фазоінвертора дуже висока, і після остаточного складання може виникати необхідність точного підстроювання.