subwoofer.pdf

A udio

Subwoofer

Dobre przetwarzanie najniższych częstotliwości – jest dla wielu użytkowników sprzętu Hi−Fi jednym z najważniejszych

aspektów jakości odtwarzanego dźwięku. Pozbawienie muzyki odpowiedniej wagi niskich częstotliwości prowadzi do oczy−

wistego zubożenia wrażeń odsłuchowych. Nie można w pełni, wiernie odtworzyć brzmienia instrumentów, które pracują

w tym zakresie (bębny, kontrabas, gitara basowa, „stopa” perkusji, niższe rejestry fortepianu, organów, itp); okazuje się, że

także instrumenty „środka pasma” (np. saksofon) i głosy wokalistów tracą swoją naturalną moc i barwę, gdy pozbawimy je

właściwego fundamentu. W przypadku ścieżek dźwiękowych filmów – biorąc pod uwagę coraz większą popularność syste−

mów „kina domowego” – możliwość wypromieniowania dużych mocy w zakresie najniższych częstotliwości jest niezbęd−

na; bez niej nie zostałoby odtworzonych wiele „ekfektów specjalnych”, takich jak wybuchy, start odrzutowca, galopada, kro−

ki dinozaura. Nic więc dziwnego, że na zakres ten zwraca się baczną uwagę; jednocześnie – niestety – zapewnienie jego po−

prawnego odtworzenia jest jednym z największych elektroakustycznych problemów. Przy czym wąskim gardłem po raz ko−

lejny okazują się być zespoły głośnikowe. Zapewnienie transmisji pełnego pasma akustycznego – umownie od 20Hz do

20000Hz – poprzez nośnik cyfrowy lub analogowy, układy elektroniczne odtwarzacza CD, magnetofonu i wzmacniacza – nie

jest specjalnym problemem. Ale przetworzenie najniższych częstotliwości zakodowanych w sygnale elektrycznym, na odpo−

wiednie ciśnienie akustyczne – to zadanie nie lada, z którym od dawna borykają się konstruktorzy zespołów głośnikowych.

Fizyka

Aby wytworzyć odpowiednie natęże−

nie w zakresie niskich częstotliwości, na−

leży – opisując to w największym skrócie

– przepompować bardzo dużą objętość

powietrza w jednym cyklu (iloraz po−

wierzchni membrany i jej amplitudy

określany jest jako wychylenie objętoś−

ciowe). Wraz z obniżaniem się częstotli−

wości, zapotrzebowanie to gwałtownie

rośnie – do kwadratu (np. dla wypromie−

niowania przy 20Hz tej samej mocy, co

przy 100Hz, należy przepompować 25 ra−

zy więcej powietrza w jednym cyklu,

1600 razy więcej niż przy 1kHz, 640000

razy więcej niż przy 20kHz! Tłumaczy to,

dlaczego konstrukcje głośników wysoko−

tonowych, średniotonowych i niskotono−

wych tak bardzo różnią się między sobą –

co widoczne na pierwszy rzut oka – prze−

de wszystkim wielkością. Aby przepom−

pować określoną objętość powietrza,

musimy albo zastosować membranę

o dużej powierzchni, albo pozwolić na jej

dużą amplitudę; w praktyce obydwie ce−

chy idą ze sobą w parze – duże głośniki

niskotonowe mają jednocześnie dużą

amplitudę membran. Największe, 18−ca−

lowe (46−cm) głośniki niskotonowe, ma−

jąc membranę o powierzchniu ok. 1300

cm 2 i amplitudzie maks. ok. 1,5cm mogą

przepompować w jednym cyklu ok. 2 lit−

rów powietrza! Natomiast typowy, 17−

cm głośnik nisko−średniotonowy dwu−

drożnej, kilkunastolitrowej kolumienki

przepompować może tylko ok. 20 razy

mniejszą objętość.

Klasyczny, trzyczęściowy system „sub−sat”

firmy Dantax, z miniaturowymi satelitami i sub−

wooferem z obudpwą pasmowo−przepus−

tową. Głośnik średniotonowy w satelitach ma

średnicę 10cm, głośniki niskotonowe w sub−

wooferze (konfiguracja Push−Pull) średnicę

20cm. Częśtotliwość podziału wynosi 200Hz.

System solid Solutions – średniej wielkości

subwoofer, cztery satelity (dwa przednie i dwa

tylne) plus głośnik centralny – tani komplet

głośnikowy do kina domowego, nagrodzony

przez EISA

Duże głośniki, duże obudowy

Duże głośniki niskotonowe wymagają

zwykle zastosowania odpowiedno du−

żych obudów, również głośniki niewiel−

kiej średnicy, aby mogły pracować opty−

malnie w zakresie niskich częstotliwości,

nieraz wymagają stosunkowo dużej obję−

tości (dokładna analiza parametrów głoś−

nika i wynikających z nich parametrów

obudowy jest bardzo obszernym działem

wiedzy o głośnikach, nie będzie więc tu

przedstawiana). Wniosek jest jednak

prosty – zapewnienie efektywnego prze−

twarzania najniższych częstotliwości jest

zwykle zarówno kosztowne, jak i kłopotli−

we z powodu wielkości kolumny głośni−

kowej dobrze przetwarzającej basy.

Drugi z tych problemów znajduje przy−

najmniej częściowe rozwiązanie dzięki po−

mysłowi zastosowania urządzenia głośni−

kowego nazywanego SUBWOOFER

(ang. sub – pod, poniżej, woofer – głośnik

niskotonowy), a więc głośnika supernis−

kotonowego, który działa w obudowie

niezależnej od podstawowego zespołu

głośnikowego. Jeden subwoofer może

obsługiwać obydwa kanały systemu ste−

reofonicznego lub systemu dźwięku do−

okólnego, a ponadto może być ustawiony

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/98

AUDIO • AUDIO • AUDIO • AUDIO • AUDIO • AUDIO • AUDIO • AUDIO • AUDIO

dość dowolnie. Są to niewątpliwe zalety

– podstawowe zespoły głośnikowe zo−

stają „zwolnione z obowiązku” przetwa−

rzania najniższych częstotliwości, więc

nie muszą być bardzo duże, a przez to

można je wygodniej ustawić w miejscach

akustycznie najodpowiedniejszych, nato−

miast duży subwoofer może zostać usta−

wiony np. pod ścianą, gdzie nie będzie

przeszkadzał domownikom. Czy rozwią−

zanie takie nie przynosi uszczerbku jakoś−

ci dźwięku? Czy nie zostaje zubożona

i zafałszowana stereofonia lub panorama

dźwięku dookólnego, jeśli określony za−

kres częstotliwości, zamiast być przetwa−

rzanym przez prawidłowo ustawione ko−

lumny, jest odtwarzany tylko przez jedno

źródło, w dodatku ustawione w przypad−

kowym miejscu? Okazuje się jednak, że

przy spełnieniu kilku warunków, powy−

ższe problemy jakościowe zostają zredu−

kowane do minimum. Najniższe częstot−

liwości sprawiają nam wymienione na

początku problemy, ale równocześnie

mają właściwości, które pozwalają na tak

wygodne rozwiązania.

wo zlokalizować w źródle, które je pro−

mieniuje, a w ślad za nimi nasze ucho (a

w zasadzie cały układ psychoakustyczny)

lokalizuje cały kontrabas; aby uzyskać ta−

ki efekt, najniższe częstotliwości mogą

być jednak przetwarzane przez inny głoś−

nik – nasz zmysł słuchu może zostać

„oszukany” przez wyższe składowe, po−

nieważ nie może dokładnie zlokalizować

źródła najniższych częstotliwości.

Opierając się na powyższych spostrze−

żeniach, wielu producentów sprzętu

elektroakustycznego proponuje subwoo−

fer jako rozwiązanie poprawiające prze−

twarzanie najniższych częstotliwości, nie

będące poważnym kompromisem wzglę−

dem zastosowania dwóch dużych, pełno−

zakresowych kolumn, jednocześnie funk−

cjonalne i umożliwiające wykorzystanie

już posiadanych zespołów głośnikowych.

Wydawałoby się, że subwoofer ma same

zalety; jednak jak to zwykle bywa, można

wskazać kilka słabych punktów takiego

rozwiązania. Znając je, można minimalizo−

wać ich wpływ.

cią podziału w tym zakresie jest słabe,

akustyczna integracja poszczególnych za−

kresów nie jest właściwa.

Problem ten wynika z zależności fazo−

wych między poszczególnymi głośnika−

mi, współpracującymi w przetwarzaniu

całego pasma akustycznego. W zespole

głośnikowym głośniki działają w określo−

nej konfiguracji elektryczno−mechanicz−

nej, tak aby w zakresach częstotliwości

podziału promieniowały w fazach zgod−

nych. Długość fali 300Hz wynosi ok.

115cm; to znacznie więcej, niż średnica

membrany nawet bardzo dużego głosni−

ka niskotonowego (stąd spełniony jest

warunek promieniowania fali kulistej), ale

1/2 tej fali to już tylko ok. 58cm – na ta−

kim dystansie następuje więc przesunię−

cie fazy o 180°. Oznacza to, że przy częs−

totliwości podziału 300Hz, przesunięcie

subwoofera do przodu lub do tyłu, wzglę−

dem głośników satelitarnych i słuchacza,

wywołuje przesunięcie fazy o 180° w za−

kresie, w którym obydwie części syste−

mu powinny zgodnie współpracować.

Choć możemy znaleźć wiele miejsc,

w których będzie pracował prawidłowo

(współdziałanie z głośnikami satelitarny−

mi odbywać się będzie w zgodnej fazie

z punktu widzenia słyszenia – słuchacza),

to ustawienie subwoofera nie jest zupeł−

nie dowolne. Niedogodność tę możemy

zmniejszać, a swobodę ustawienia sub−

woofera zwiększać, gdy obniżymy częs−

totliwość podziału (współdziałające fale

będą znacznie dłuższe, i trudniej będzie

o szkodliwe przesunięcia fazowe; np 1/2

fali 100Hz ma już długość ok.1,7m).

Można też zawsze odwrócić fazę sub−

woofera – nawet jeżeli nie ma specjalne−

go przełącznika – po prostu zamieniając

miejscami przewody podłączające. Nie

jest to więc problem nierozwiązywalny,

ale wskazane są eksperymenty z usta−

wieniem i sposobem podłączenia –

„dowolne miejsce” nie oznacza miejsca

najlepszego.

Uwaga: Faza!

Wszechkierunkowość promieniowa−

nia fal niskich częstotliwości nie jest wy−

starczającym warunkiem prawidłowego

współdziałania subwoofera z głośnikami

głównymi. Założenie wszechkierunkowe−

go promieniowania jest bowiem spełnio−

ne już w zakresie ok. 300Hz, ale działanie

systemu subwoofer−satelity

z częstotliwoś−

Na falach długich

Gdy promieniowana przez głośnik fala

akustyczna jest znacznie dłuższa niż śred−

nica membrany (co ma miejsce w przy−

padku niskich częstotliwości), wówczas

rozchodzi się wszechkierunkowo. Odbi−

cia od ścian pomieszczenia powodują, że

do słuchacza dociera ciśnienie akustycz−

ne z wielu stron, utrudniając, bądź wręcz

uniemożliwiając (dla najniższych

częstotliwości) lokalizację źródła

promieniowania (głośnika). W prak−

tyce panorama stereofoniczna, lub

dźwięku dookólnego, tworzona

jest więc w przeważającej mierze

przez dźwięki z zakresu częstotli−

wości średnich i wysokich. Należy

jednak być ostrożnym przy wycią−

ganiu wniosków z tego faktu, bo−

wiem jeśli gitara kontrabas został

nagrany w lewym kanale, to czyż

nie lokalizujemy go w le−

wym kanale? Jednak

tak, mimo wspomnia−

nych właściwości roz−

przestrzeniania się

częstotliwości najniż−

szych. Dlaczego?

Spektrum częstotli−

wościowe kontrabasu

nie leży tylko w zakre−

sie częstotliwości

niskich, są w nim wy−

ższe składowe, po−

chodzące n.p. od

szarpnięć strun. Te

składowe dają się łat−

JBL – miniaturowy subwoofer TLX (obudowa pasmowo−przepus−

towa, dwa głośniki 13−cm) dedykowany jest małym zespołom

głośnikowym TLX 110, które jednak mogą pracować również

samodzielnie. Zastosowanie mianaturowego subwoofera nie

przynosi tu wielkich korzyści – dolna częstotliwość graniczna

zostaje obniżona z 45Hz do 40Hz. Częstotliwość podziału – 150Hz.

Uwaga: Ściany!

Kolejnym ciekawym zjawiskiem

związanym z promieniowaniem fal nis−

kich częstotliwości jest zmiana ich natę−

żenia powodowana bliskością powierz−

chni odbijających. Gdybyśmy zawiesili

subwoofer na środku pokoju, pomiędzy

sufitem a podłogą, efektywność jego

pracy byłaby najniższa. Jeśli postawimy

go na podłodze – nadal na środku poko−

ju – natężenie niskich częstotliwości

wzrośnie dwukrotnie. Jeśli jednocześ−

nie przysuniemy do ściany – już cztero−

krotnie; jeżeli do naroża – aż ośmiokro−

tnie (każda powierzchnia daje wzrost

dwukrotmy). Wynika stąd, że można

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/98

AUDIO • AUDIO • AUDIO • AUDIO • AUDIO • AUDIO • AUDIO • AUDIO • AUDIO

w dużym zakresie regulować poziom nis−

kich częstotliwości za pomocą ustawie−

nia; znaczenie mieć będzie nawet to,

w którą stronę zwrócony będzie głośnik

lub otwór obudowy – i jak można się do−

myślać, jeśli zwrócony będzie w stronę

otwartej przestrzeni pokoju, w stronę słu−

chacza, wówczas natężenie niskich to−

nów będzie niższe, niż gdy zwrócowny

będzie w stronę ściany.

wiednie podzakresy. Działanie takiego

systemu zakłada więc, że satelity będą

odciążone od przetwarzania niskich częs−

totliwości, co może wydatnie zwiększyć

wytrzymałość całego systemu (mały, 12−

cm głośnik nisko−średniotonowy, forso−

wany mocą elektryczną całego pasma

akustycznego, wytrzyma 20−30W; odcią−

żony od częstotliwości poniżej 200Hz,

może pracować jako średniotonowy na−

wet w systemach o mocy znamionowej

powyżej 100W). Zawsze taki system

można podłączyć inaczej, zasilając sateli−

ty bezpośrednio ze wzmacniacza, ale gro−

zić może to ich przeciążeniem, i ewentu−

anie nawet przeciążeniem wzmacniacza

(zbyt niska wartość impedancji obciążają−

cej wzmacniacz). Systemy takie nie roz−

powszechniły się, ponieważ w konfronta−

cji z parą klasycznych zespołów głośniko−

wych – w tej samej cenie – zwykle wypa−

dały dość blado. Dla mało wymagających

użytkowników, którzy przede wszystkim

chcą „schować” sprzęt, aby zabierał jak

najmniej miejsca, jest to jednak rozwiąza−

nie dość kuszące.

Mini – mini – max – minimalne

wymiary, minimalna jakość,

maksymalna wygoda

Spotykamy się z bardzo różnymi reali−

zacjami i sposobami wykorzystania sub−

woofera. Kilkanaście lat temu zaczęły

zyskiwać dużą popularność systemy

„sub−sat” – zestawy składające się z pa−

ry bardzo małych zespołów „sateli−

tarnych” – przetwarzających zakres śred−

nich i wysokich częstotliwości, i jednego

subwoofera, raczej średniej niż dużej

wielkości – przeważnie z obudową pas−

mowo−przepustową (głośniki ukryte we−

wnątrz). Z faktu, że w układach takich sa−

telity są bardzo małe, a więc mają małe

głośniki średniotonowe (10−12 cm), które

nie mogą być obciążane dużą mocą w za−

kresie niskich częstotliwości, wynika, że

częstotliwość podziału między satelitami

a subwooferem jest relatywnie wysoka –

ok. 200Hz. Wiążą się z tym wymienione

powyżej problemy z właściwą integracją

akustyczną systemu. Subwoofery takich

układów – również dość skromne – także

nie są zwykle mistrzami w przetwarzaniu

najniższych częstotliwości – nie działają

w tym zakresie wcale lepiej, niż przecięt−

nej wielkości, kilkunastostolit−

rowe zespoły głośnikowe.

Układy takie nie mają jednak

najczęściej wielkich ambicji

audiofilskich, są adresowane

do tych, dla których kłopotem

jest ustawienie pary nawet

średniej wielkości zespołów

głośnikowych. Sposób podłą−

czenia takich prostych ukła−

dów polega zwykle na dopro−

wadzeniu sygnału (pełnopas−

mowego) ze wzmacniacza do

gniazd wejściowowych sub−

woofera, za którymi ulega on

rozdzieleniu – poprzez filtry

dolnoprzepustwe biegnie dalej

do głosników subwoofera,

a poprzez filtry górnoprzepus−

towe do gniazd wyjściowych,

które łączy się z gniazdami we−

jściowymi satelitów. Subwoo−

fer pełni więc w tym przypad−

ku również rolę „centrali” roz−

dzielającej sygnał na odpo−

Gigantyczny subwoofer Wilson Audio X−S

(500kg sztuka), przeznaczony do współpracy

z niewiele mniejszymi X−1 „Grand Slamm”.

Subwoofer ten, zbudowany w oparciu o dwa

18−calowe głośniki w komorach bass−reflex,

przetwarza tylko najniższe częstotliwości – od

20 do 50Hz, mogąc wytwarzać w tym zakre−

sie ponad 120dB.

Max – max – max – maksymalne

wymiary, maksymalna jakość,

maksymalna cena

Na drugim biegunie – jakościowym,

cenowym i funkcjonalnym – znajdują się

bardzo duże i drogie subwoofery, które

mają za zadanie wspomagać główne ze−

społy głośnikowe w zakresie ekstremal−

nie niskich częstotliwości. W układach

takich główne kolumny wcale nie są

ułomne w przetwarzaniu niskich częs−

totliwości – dodatkowy subwoofer lub

subwoofery mają za zadanie

uzupełnić pasmo akustyczne

o skrajnie niskie częstotliwości,

umożliwiając wytwarzanie w tym

zakresie dużych natężeń. Mimo

bardzo niskich częstotliwości po−

działu, w układach takich wystę−

pują najczęściej dwa subwoofe−

ry, niezależne dla każdego kana−

łu stereofonicznego. Jak widać,

walory funkcjonalne nie mają tu−

taj wielkiego znaczenia – wszys−

tko zmierza do osiągnięcia abso−

lutnie doskonałego przetwarza−

nia najniższych częstotliwości.

Przykładem takiej gigantomanii

jest głośnikowy „komplecik”

amerykańskiej firmy Wilson Au−

dio. Podstawowe kolumny to

konstrukcje gigantyczne – X−1

„Grand Slamm”, przez wielu

ekspertów uznawane za najlep−

sze na świecie (mają wysokość

prawie 2m, masę 360 kg [jedna],

doskonałe przetwarzanie basu

Duży, aktywny (200W) subwoofer firmy KEF (obudowa pasmowo−

przepustowa, dwa głośniki 25−cm), przeznaczony do zastosowań

zarówno w układach stereofonicznych, jak i w systemach kina

domowego (certyfikat THX)

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/98

AUDIO • AUDIO • AUDIO • AUDIO • AUDIO • AUDIO • AUDIO • AUDIO • AUDIO

zapewniają dwa głośniki firmy Focal – je−

den o średnicy 38cm, drugi 30cm, cena –

ok. 2,5 miliarda starych złotych za parę).

Jeżeli ktokolwiek nie zostanie zabity

przez bas z tych monstrów, załatwić to

powinna para subwooferów X−S. Każdy

X−S ma wysokość ponad 2m, kubaturę

ok. 1m 3 , masę 500 kg i jest uzbrojony

w dwa głośniki o średnicy 46cm (po−

wierzchnia drgająca wynosi ok. 2500

cm 2 ). Cena pary – ok. 2 miliardy starych

złotych. Żeby nie było nieporozumień –

są to kolumny stworzone do użytku do−

mowego (“Hi−Fi”), a nie profesjonalnego

– estradowego czy studyjnego!

Opisany wypadek jest rzadki, ale nie

zupełnie odosobniony. Oto na zeszłorocz−

nej wystawie Funkaustellug w Berlinie,

niemiecka firma Burmester zaprezento−

wała coś na wskroś podobnego – potężne

zespoły głośnikowe B97 (w każdym dwa

30−cm głosniki niskotonowe), wspomaga−

ne subwooferowymi modułami (ilość do−

wolna) z głośnikami 46−centymetrowymi.

alnymi systemami o masie przekraczają−

cej tonę, rozciąga się ogromna prze−

strzeń małych, średniej wielkości i du−

żych zespołów głośnikowych, którym

można pomóc w przetwarzaniu basu za

pomocą dodoatkowego subwoofera lub

subwooferów. Zanim jednak zaczniemy

pomagać, musimy pamiętać o znanej le−

karskiej maksymie – przede wszystkim

nie szkodzić. W tym przypadku oznacza

to, że subwoofer powinien mieć wyraź−

nie większe możliwości w zakresie nis−

kich częstotliwości, niżej sięgające pas−

mo przetwarzania, niż zespoły głośniko−

we, z którymi ma współpracować. Po−

winno się unikać bowiem współdziałania

subwoofera i zespołu głosnikowego

w szerokim zakresie częstotliwości,

gdyż wiązać się to będzie z możlwiością

pojawiania się niezgodności fazy, a wów−

czas ciśnienie z obydwu źródeł, zamiast

się dodawać, będzie się odejmować,

i wypadkowe natężenie, przy pewnych

częstotliwościach, może być niższe, niż

z samych kolumn głównych, bez udziału

subwoofera, a wypadkowa charakterys−

tyka częstotliwościowa w zakresie basu

będzie nierówna. O ile więc miniaturo−

wym satelitom pomóc może choćby ma−

ły subwofer, to dla średniej wielkości,

wolnostojących kolumn powinien być on

odpowiednio większy. Bardzo nieprecy−

zyjną regułą (ale lepszą niż żadna), która

pozwolić może na racjonalne dopasowa−

nie subwoofera do kolumn podstawo−

wych, jest spełnienie warunku: głośnik

subwoofera powinien być przynajmniej

o „kaliber” większy od głośnika niskoto−

nowego lub nisko−średniotonowego

podstawowego zespołu głośnikowego –

wówczas prawdopodobnie ma większe

możliwości w przetwarzaniu najniższych

częstotliwości (nie można jednak prze−

milczeć, że wśród najlepszych konstruk−

cji renomowanych firm są np. 17−cm

głośniki nisko−średniotonowe, które

„potrafią więcej” niż przeciętne głośniki

20, a nawet 25cm). Jeżeli uzupełniamy

posiadane już zespoły głośnikowe o do−

datkowe subwoofery, należy rozważyć,

czy i ewentualnie jak odciążyć głośniki

główne od przetwarzania tego zakresu

częstotliwości, którym teraz zajmą się

subwoofery. Im niżej ustalimy częstotli−

wość podziału – tym łatwiej będzie zin−

tegrować system, a brzmienie będzie

Znajdź właściwe proporcje

Pomiędzy tymi skrajnościami – minia−

turowymi systemami sub−sat, i monstru−

Pełny zakres regulacji aktywnego subwoofera B&W 800ASW – możliwość sterowania sygnałem niskonapięciowy (wejścia RCA „line”)

i wyjścia na satelity z sygnałem przefiltrowanym (aktywnie, 18dB/okt,), wejścia z sygnałem już wzmocnionym („speaker level”) i wyjś−

cia na satelity z sygnałem przefiltrowanym biernie, 6db/okt. Górna częstotliwość graniczna pracy subwoofera regulowana w zakresie

40−135Hz, dolna częstotliwość graniczna (−6db) – 15Hz (!). Przełączana faza, regulowane wzmocnienie (moc znamionowa wzmacnia−

cza: 200W). Głośnik 30−cm, w obudowie bass−reflex.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/98

AUDIO • AUDIO • AUDIO • AUDIO • AUDIO • AUDIO • AUDIO • AUDIO • AUDIO

spójne i zrównoważone; im wyżej – tym

bardziej odciążymy głosnik nisko−śred−

niotonowy głównych kolumn, tym bę−

dzie on bezpieczniejszy przy dużych do−

starczonych mocach. Określenie właści−

wej częstotliwości podziału zależy od

wielkości i właściwości subwoofera,

a przede wszystkim głośnika nisko−śred−

niotonowego; generalnie – im jest mniej−

szy, tym częstotliwość podziału wyższa.

nieść 100 dm 3 , a dla konfiguracji push−

pull... – tylko 25 dm 3 . Wyjaśnienie tego

fenomenu ponownie wymagałoby dłu−

giej analizy pararametrów głośnika. Ceną

tego wygodnego rozwiązania jest niska

efektywność. Zamiast dwóch głośników,

dla odbioru sygnałów z obydwu kanałów

można użyć pojedyńczego głosnika z po−

dwójnym uzwojeniem cewki.

ścieżki dźwiękowej wymaga nieraz wy−

tworzenia silnych wibracji, użycia przy

tym odpowiedniej mocy elektrycznej,

która nie powinna zostać zabrana z pod−

stawowego wzmacniacza, który i tak nie−

źle się już poci nad zasilaniem pozosta−

łych głośników systemu.

Z subwooferem czy bez?

Subwoofer jest urządzeniem poży−

tecznym, ale nie niezbędnym. Jeżeli po−

siadamy parę dobrych zespołów głośni−

kowych, nie wpadajmy w kompleksy –

posiadacze tanich systemów sub−sat sły−

szą z nich znaczie mniej niż my, choć mo−

gą się cieszyć z fukcjonalnej miniaturyza−

cji systemu. Jeżeli myślimy jednak

o wzbogaceniu naszego systemu o sub−

woofer, myślmy o tym poważnie. Musi−

my być pewni, że interesujący nas sub−

woofer lepiej przetwarza niskie częstotli−

wości, niż posiadane już kolumny; tylko

wówczas jego podłączenie ma sens. Sa−

ma nazwa „subwoofer” wcale tego nie

gwarantuje. Przyjrzyjmy się zarówno pa−

rametrom podawanym przez producenta,

jak i cechom konstrukcyjnym. Praw fizyki

oszukać się nie da – aby wytworzyć duże

ciśnienie w zakresie niskich częstotliwoś−

ci, trzeba przepompować dużo powiet−

rza. Z dugiej strony nie ma takich zespo−

łów głośnikowych, których przetwarzania

basu nie można „poprawić” – za pomocą

odpowiednio dużego, właściwie dobra−

nego subwoofera. Przeprowadźmy do−

świadczenia, poszukując najlepszego

ustawienia subwoofera z akustycznego

punktu widzenia – wskazówka, że sub−

woofer można ustawić „gdziekolwiek”,

jest bardzo ogólna. Skupmy uwagę na

subwooferach aktywnych, które pozwa−

lają na większą swobodę w ustawieniu,

gdyż pozwalają na dokonanie ważnych

regulacji ułatwiających akustyczną integ−

rację z pozostalymi głośnikami. Zwróćmy

uwagę nie tylko na ilość basu i jego roz−

ciągnięcie, ale i na jego jakość – czy jest

odpowiednio rytmiczny, sprężysty, szyb−

ki, czy nie gra „na jedną nutę”. Słabe

głośniki niskotonowe i słabe subwoofery

mogą mieć zdolność wytwarzania dużych

natężeń niskich tonów, ale będą one jed−

nobarwne, dudniące, nieczytelne. Zrób−

my test – czy po włączeniu subwofera

brzmienie kontrabasu jest tak samo wy−

raźne (to nie to samo, co potężne), jakie

było bez jego pomocy? Jeśli nie, szukaj−

my dalej. Dobry bas to nie tylko efektow−

ne wibracje i „masowanie”, ale również

klarowność i dobra kontrola.

Subwoofer aktywny

i kino domowe

W ciągu ostatnich lat bardzo zwięk−

szył się udział subwooferów aktywnych,

i wydaje się, że to do nich należy przy−

szłość w tej branży. Wiąże się to z upo−

wszechnianiem systemów kina domo−

wego – procesory dźwięku dookólnego

mają specjalne, dodatkowe wyjścia syg−

nałowe (sygnał przed wzmocnieniem) do

sterowania subwoofera, który jest prze−

widziany w koncepcji systemów wielo−

głośnikowych. Subwoofer aktywny ma

wiele przewag nad klasycznym subwoo−

ferem biernym. Subwoofer aktywny to

urządzenie wzmacniająco−głośnikowe –

jest sterowane sygnałem niskonapięcio−

wym (tego rodzaju, jakie jest w gniaz−

dach RCA (cinch), np. na wyjściu magne−

tofonowym, na wyjściu odtwarzacza CD

lub na wyjściu przedwzmacniacza), nie

czerpie więc cennej mocy ze wzmacnia−

cza – jest „samowystarczalne”, bowiem

ma własny, wbudowany wzmacniacz.

Ponadto pozwala to na dokonywanie

pewnych operacji na sygnale jeszcze

przed jego wzmocnieniem. Można np.

dowolnie ustalić charakterystykę częs−

totliwościową wraz z górną częstotli−

wością graniczną (a więc założoną częs−

totliwością podziału między subwoofe−

rem a głośnikami głównymi), ustawić fa−

zę, i oczywiście wzmocnienie. Daje to

ogromne pole manewru i pozwala na

znacznie łatwiejsze zintegrowanie sub−

woofera z pozostałymi głośnikami, niż

w przypadku subwoofera biernego

o „sztywnych” parametrach, gdzie

wszystko, co możemy zrobić, to odwró−

cić polaryzację (przekładając końcówki

kabla) i poszukiwać najlepszego ustawie−

nia. Subwoofery aktywne są urządzenia−

mi znacznie droższymi od klasycznych

subwooferów biernych, a mimo to sys−

tematycznie wypierają je z rynku – ich za−

lety są bardzo przekonujące, eliminują

wiele problemów, które zniechęcały do

zakupu subwooferów biernych. Ponad−

to, o ile w systemach stereofonicznych,

przeznaczonych tylko do odsłuchu muzy−

ki, duże ciśnienia w zakresie najniższych

częstotliwości są pożądane tylko spora−

dycznie, i ostatecznie możemy się bez

nich obejść, to właściwe odtworzenie

Subwooferowe specjalności

W subwooferach spotyka się kilka

ciekawych rozwiązań, rzadko stosowa−

nych w konwencjonalnych zespołach

głosnikowych. Subwoofery mają często

nietypową konstrukcję obudowy – pas−

mowo−przepustową (ang. band−pass).

Głośnik znajduje się w środku skrzynki,

a ciśnienie przezeń wytwarzane wypro−

mieniowywane jest przez otwór. Pomysł

ten wykorzystuje dolnoprzepustowe

właściwości akustycznego układu rezo−

nansowego, utworzonego przez podat−

ność powietrza w komorze, z której wy−

prowadzono otwór, i masy powietrza

w tunelu otworu. Dzięki temu, poza dol−

noprzepustowym filtrowaniem elektrycz−

nym (biernym lub aktywnym), można

zwiększyć selektywność pracy subwoo−

fera dodatkowym filtrowaniem akustycz−

nym. Ponadto, obudowa pasmowo−prze−

pustowa pozwala na dość swobodne

kształtowanie charakterystyki częstotli−

wościowej – np. rozszerzenie pasma

przenoszenia (wyznaczonego przez pun−

kty o założonym spadku ciśnienia akus−

tycznego – np. −6dB, względem poziomu

średniej efektywności), właśnie kosztem

efektywności – w rzeczywistości nie na−

stępuje więc zwiększenie możliwości

wytwarzania dużych natężeń dźwięku

w zakresie niskich częstotliwości, ale

uzyskujemy możliwość lepszego wyeks−

ponowania najniższych tonów względem

„średniego basu”. Są to jednak już prob−

lemy ściśle konstrukcyjne. Obudowa

pasmowo przepustowa pozwala na swo−

bodne zainstalowanie dwóch głośników

w konfiguracji push−pull. Zainstalowanie

dwóch głosników w jednym subwoofe−

rze jest często spotykane wówczas, gdy

jeden subwoofer obsługiwać ma dwa ka−

nały stereofoniczne – jeden głośnik od−

biera i przetwarza wówczas sygnał jed−

nego kanału, drugi – drugiego. Natomiast

konfiguracja push−pull pozwala na wydat−

ne zmniejszenie objętości obudowy. Je−

żeli dla uzyskania założonego pasma

przenoszenia z wykorzystaniem określo−

nego głośnika potrzebna jest objętość

obudowy np. 50 dm3, to przy klasycz−

nym użyciu dwóch głośników (jeden

obok drugiego) objętość musiałaby wy−

Andrzejj Kiisiiell

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/98

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: