To frustrujące. Chcesz tylko dobrego dźwięku z subwoofera, a trafiasz w sam środek ideologicznej wojny między zwolennikami obudowy zamkniętej i otwartej. Argumenty merytoryczne dawno ustąpiły tu miejsca fanatyzmowi.
Ostatnio odebraliśmy telefon. Zadzwonił do nas Pan Dawid. Ma 35-metrowy salon i budżet. Po rajdzie przez fora internetowe i dwóch rozmowach jego entuzjazm przygasł. Nieufność dało się wyczuć.
Jego intuicja słusznie podpowiadała mu, że ten sztywny, czarno-biały podział na sub „zamknięty tylko do muzyki, otwarty tylko do kina”, jest sztuczny. Zdziwił się też, gdy wyjaśniliśmy mu, że obudowa otwarta i bass-reflex to technicznie dwie zupełnie różne konstrukcje. Powszechnie i błędnie wrzuca się je do jednego worka. Brzmi znajomo?
Zapomnij o tym, co przeczytałeś w poradnikach, które sugerują, że wybór zależy od gatunku muzyki, jakiej słuchasz. Fala akustyczna o częstotliwości 40 Hz nie wie, czy została wygenerowana przez gitarę basową w utworze jazzowym czy przez wybuch w filmie. Fizyka jest jedna.
Czym jest subwoofer?
Głośnik niskotonowy w Twoim pokoju nie działa w próżni. Musi przepompować duże ilości powietrza, żeby wytworzyć falę akustyczną o długości kilku lub kilkunastu metrów.
To, co potocznie nazywasz subem, to w rzeczywistości system składający się z trzech elementów: przetwornika, obudowy i – co kluczowe – Twojego pokoju odsłuchowego. Te trzy elementy tworzą nierozerwalny układ. Twoim celem jest uzyskanie liniowej odpowiedzi częstotliwościowej w miejscu odsłuchu. I tu fizyka kłóci się często z marketingiem.
Ale zanim do tego przejdziemy, rozprawmy się raz na zawsze z nieporozumieniem terminologicznym.
Obudowa otwarta i bass-reflex to nie to samoswój tekst nagłówka
Obudowa otwarta to konstrukcja bez skrzyni. Głośnik jest osadzony w desce. Promieniuje dźwięk do przodu i do tyłu w przeciwfazie. Tworzy to tzw. charakterystykę ósemkową, gdzie ciśnienie akustyczne po bokach znosi się (występuje zwarcie akustyczne. Fala tylna o przeciwnej fazie znosi falę przednią. A to obniża efektywność basu). Choć minimalizuje to wzbudzanie modów pomieszczenia w pewnych osiach, wymaga dużych membran i zapasu skuteczności do kompensacji strat.
Obudowa wentylowana (bass-reflex) to nie jest „otwarta” obudowa w sensie braku ścianek. To układ rezonansowy. Wykorzystuje energię tylnej strony membrany, by wzbudzić masę powietrza w tunelu. Jest to rezonator Helmholtza, który odwraca fazę promieniowania tylnej strony membrany tak, by sumowała się z przednią w okolicach częstotliwości strojenia portu.
Gdy więc pytasz o dylemat „otwarty czy zamknięty”, to najczęściej pytasz o dylemat bass-reflex czy zamknięty.
Obudowa zamknięta
Tutaj sprawa jest prosta. Zamykasz głośnik w szczelnej obudowie. Powietrze wewnątrz działa jak sprężyna. To tzw. zawieszenie pneumatyczne. Chroni głośnik przed uszkodzeniem mechanicznym przy bardzo niskich częstotliwościach.
Co zyskujesz? Przede wszystkim łagodniejszy spadek charakterystyki na samym dole pasma. Kiedy subwoofer w zamkniętej obudowie schodzi poniżej swojej częstotliwości rezonansowej (oznaczanej w parametrach jako Fc), zaczyna tracić efektywność. W teorii ten spadek wynosi 12 decybeli na oktawę. W rzeczywistości bywa z tym różnie w zależności od konkretnego modelu. Ważne jest jednak to, że bas nie urywa się nagle, tylko opada łagodnie.
Dlaczego to dla Ciebie ważne? Granice Twojego pokoju działają jak naturalny wzmacniacz.
Poniżej pewnej częstotliwości (zwykle 30-40 Hz), ściśle uwarunkowanej fizycznymi wymiarami pomieszczenia, dochodzi do wzmocnienia niskich częstotliwości. W teorii ciśnienie akustyczne w tym zakresie rośnie o 12 dB na oktawę. A to pozwala skompensować spadek efektywności subwoofera zamkniętego. Teoretyczne wzmocnienie +12 dB zakłada komorę bezechową albo np. ściany z betonu. W typowych domach z płytami gipsowo-kartonowymi i oknami ściany pochłaniają energię i uginają się. W rzeczywistości zjawisko to podbija dół raczej o 5-9 dB na oktawę. Z tego względu zejście z liniowym basem do samych infradźwięków przy obudowie zamkniętej prawie zawsze wymaga aktywnej korekcji EQ.
Ważne: stopień tego zjawiska zależy od interakcji źródła z płaszczyznami odbijającymi: największe wzmocnienie występuje zawsze w narożnikach, a im dalej odsuniesz subwoofer od ścian, tym sprzężenie to będzie mniejsze.
Wyjątkiem od tej reguły są bardzo małe pomieszczenia o powierzchni ok. 10-12 m². W tak niewielkich przestrzeniach fale basowe dosłownie nie mają się gdzie zmieścić. Przez to ciśnienie rośnie w całym pokoju. Bas siłą rzeczy ulega wzmocnieniu, niezależnie od tego, w którym dokładnie miejscu postawisz subwoofer/-y.
Przy takich warunkach brzegowych w małym lub średnim pomieszczeniu subwoofer/-y zamknięty(e) może zejść z pasmem znacznie niżej, niż sugerują to dane techniczne z laboratorium.
Obudowa wentylowana (bass-reflex). Obalamy mit mulenia
Wiele osób twierdzi, że subwoofer z bass-reflexem muli, jest wolny i nadaje się tylko do wybuchów w filmach. To nieprawda. To cecha niedopracowanych projektów, a nie samej technologii.
Prawdą jest, że w okolicach strojenia portu bass-reflex, opóźnienie sygnału rośnie (chodzi o opóźnienie grupowe, czyli czas, o jaki różne częstotliwości są opóźnione względem siebie). Jeśli to opóźnienie występuje wysoko i ma bardzo dużą wartość, bas się rozmywa. Jednak dobrze zaprojektowany subwoofer wentylowany ma port zestrojony tak nisko (np. 30 Hz lub niżej), że wzrost opóźnienia grupowego znajduje się poza obszarem, w którym Twój słuch jest na nie wrażliwy. Stopa perkusji uderza wyżej, gdzie bass-reflex działa niemal tak samo szybko jak obudowa zamknięta.
Wadą jest jednak stromy spadek charakterystyki poniżej strojenia portu – aż 24 dB na oktawę. To oznacza, że poniżej pewnej częstotliwości spadek następuje nagle i żadne „wzmocnienie pomieszczenia” go nie uratuje.
Co więcej, poniżej tego progu głośnik traci kontrolę mechaniczną (nie ma poduszki powietrznej, która hamowałaby wychylenia membran) i może ulec uszkodzeniu. Taką ochroną może być zastosowanie filtra subsonic, który ogranicza poziom najniższych częstotliwości, a tym samym wychylenia membrany.
Subwoofer w obudowie zamkniętej czy bass-reflex. Co lepiej wybrać?
Nie daj sobie wmówić, że jeden typ jest „muzyczny”, a drugi „kinowy”.
Wybierz obudowę zamkniętą jeśli:
- masz małe lub średnie pomieszczenie (poniżej 20-25 m²). Bliskość ścian nie spowoduje dudnienia przy niektórych częstotliwościach.
- zależy Ci na możliwie liniowym przetwarzaniu niskich częstotliwości, bez udziału zjawisk rezonansowych występujących w bass-reflexie.
- szukasz najniższego możliwego opóźnienia grupowego w całym paśmie (choć pamiętaj, to słychać tylko w bezpośrednim porównaniu konstrukcji).
Wybierz obudowę wentylowaną (bass-reflex), jeśli:
- masz duży, otwarty salon, gdzie „wspomaganie” ze strony ścian jest znikome. Fizyki nie oszukasz. Potrzebujesz efektywności, którą daje port.
- chcesz uzyskać możliwie maksymalne ciśnienie akustyczne (SPL) w najniższych częstotliwościach.
- upewnisz się, że jest to konstrukcja wysokiej klasy, w której wyeliminowano szumy turbulencyjne (świsty powietrza wydobywające się z portu przy dużych głośnościach, wynikające ze zbyt małej średnicy tunelu lub złego wyprofilowania wylotów).
Z tą metodą wyłapiesz błędy w ustawieniu subwoofera/ów względem kolumn i usuniesz je w 30 minut
Test zgodności fazowej
Odwróć polaryzację kolumn przednich (zamień + z -).
Skorzystaj z generatora sinusoidalnego i ustaw częstotliwość równą częstotliwości podziału między subwooferem a zestawami głośnikowymi.
W tym miejscu podziału zestawy głośnikowe i subwoofer/-y emitują dokładnie ten sam dźwięk. Kiedy fale dźwiękowe docierają do miejsca, w którym siedzisz, nakładają się na siebie. Jeśli uderzają w siebie w przeciwnych fazach, robią zwarcie akustyczne. Fale znoszą się wzajemnie, a Ty masz wrażenie, że bas znika.
Odtwarzaj nagranie o nazwie SINUS w pętli. Usiądź w miejscu odsłuchu. Poproś kogoś, aby powoli obracał pokrętłem fazy na subwooferze od zera do 180 stopni. Nasłuchuj, kiedy dźwięk brzmi najciszej. Wtedy fale dźwiękowe nakładają się na siebie prawidłowo i masz optymalne ustawienie.
Nie każdy subwoofer ma płynną regulację fazy. Jeśli masz do dyspozycji tylko przełącznik, sprawdź obie pozycje i wybierz cichszą. Jeśli w obu pozycjach czujesz brak wzmocnienia, musisz zaprząc do pracy prawa fizyki i zmienić odległość.
Przesunięcie subwoofera bliżej lub dalej od miejsca odsłuchu zmienia czas, w jakim fala dźwiękowa dociera do Twoich uszu. Zmieniając fizyczny dystans, przesuwasz fazę fali. Przestawiaj sub w przód lub w tył względem zestawów głośnikowych, aż ton testowy będzie miał najniższą głośność. Po wykonaniu testu, pamiętaj, by odwrócić polaryzację głośników przednich do prawidłowej pozycji (+ do +, – do -).
NAGRANIE SINUS (do wygenerowania pliku)
Test fal stojących i rezonansów
Czy fizyczne ustawienie suba/ów nie aktywuje rezonansów samego pomieszczenia? Tego dowiesz się dzięki drugiemu nagraniu testowemu o nazwie Od 20 Hz do 120 Hz.
To płynnie narastający dźwięk. Ściany odbijają fale dźwiękowe. Te odbite fale nakładają się na siebie i tworzą fale stojące. W efekcie w niektórych punktach pokoju bas dudni, a w innych ucieka.
Skup się wyłącznie na głośności. Oceń, czy głośność narasta równomiernie. Jeśli słyszysz nagłe wzmocnienia dźwięku, a tuż po nich spadki ciśnienia, Twój subwoofer wzbudza rezonanse pomieszczenia. Warto zmienić jego (ich) położenie.
Ważne: test ograniczony jest właściwościami słuchu. Nie zastąpi pomiarów akustycznych, ale może pomóc wskazać największe problemy ze wzbudzaniem modów pomieszczania o największej amplitudzie.
W przypadku jednego subwoofera zacznij od ustawienia go w połowie szerokości ściany za głośnikami. Jeśli nie jest to możliwe lub nadal występuje pobudzanie rezonansów, warto sprawdzić położenie w odległości ¼ szerokości tej ściany.
Ważne: bywa, że przesuwanie jednego subwoofera jest grą o sumie zerowej. Uciekając z jednego rezonansu, wpadasz w drugi.
Optymalnym rozwiązaniem rezonansów pokoju jest zastosowanie kilku urządzeń.
wną
Subwoofer. Najczęściej zadawane pytania
- Czy subwoofer wentylowany (bass-reflex) będzie mulił przy szybkiej muzyce rockowej? Niedopracowany (z podbiciem w okolicach 50 Hz dla efektu „wow” w sklepie) – tak. Dobry, nie. Subwoofery, w których bass-reflex w sposób wyraźny podbija pewne wąskie pasmo, generują niskie częstotliwości w sposób mało zróżnicowany. Tak najczęściej maskuje się dobór głośnika, który nie jest w istocie jednostką subniskotonową, a bardziej niskotonową.
- Czy obudowa zamknięta da radę wytworzyć trzęsienie ziemi w filmach akcji? Tak, ale pod jednym warunkiem: potrzebujesz dużej mocy wbudowanego wzmacniacza i dużej powierzchni membrany. Obudowa zamknięta ma mniejszą efektywność w najniższym basie. Aby wytworzyć to samo ciśnienie co bass-reflex, membrana musi wychylać się znacznie mocniej. Wiąże się to z objętością wychyleniową Vd = Sd x Xmax. Aby nadrobić brak portu, głośnik zamknięty musi przepompować więcej powietrza samym ruchem membrany.
- Czy da się kupić subwoofer uniwersalny?
W teorii obudowa zamknięta jest układem drugiego rzędu (wygasza impuls szybciej). Obudowa wentylowana to układ czwartego rzędu (potrzebuje więcej czasu na zatrzymanie). W praktyce, przy bardzo niskich częstotliwościach, nasz słuch słabo rozróżnia te niuanse. To, co odbierasz jako „punktowość”, dzieje się w wyższym basie, obsługiwanym przez kolumny główne. Uniwersalny subwoofer to taki, który ma płaską charakterystykę i niskie zniekształcenia – niezależnie od typu obudowy. - Co to oznacza, że bas jest „rozlany” lub „buczący” i czy to wina obudowy otwartej? Buczenie to zazwyczaj dźwięk rezonansu. W 90% przypadków za „rozlany” bas odpowiada Twój pokój – fale stojące. Obudowa otwarta, będąc bardziej efektywną, potrafi te mody wzbudzić mocniej. Jeśli jest źle ustawiona, ale to wina interakcji z pokojem, a nie wada konstrukcyjna.
- Która konstrukcja schodzi niżej (osiąga niższe częstotliwości)?
Jest to zależne od wielu czynników. Np. od parametrów i możliwości wychyleniowych głośnika, strojenia obudowy, zastosowaniu filtra subsonicznego. Niskie częstotliwości wymagają dużych wychyleń, dlatego zwracaj uwagę na średnicę głośnika. Wielkość głośnika i jego możliwości wychyleniowe są kluczowe. - Czy obudowa zamknięta ma mniejsze zniekształcenia dźwięku?
Nie zawsze. W okolicy strojenia portu (np. 25 Hz), subwoofer wentylowany ma mniejsze zniekształcenia niż zamknięty. Dlaczego? Bo większość roboty wykonuje port, a membrana głośnika prawie się nie rusza. Subwoofer zamknięty musi w tym samym miejscu „machać” membraną jak szalony. A to generuje zniekształcenia. - Dlaczego obudowy bass-reflex są zazwyczaj większe od zamkniętych?
Fizyka. Prawo Hoffmana mówi: masz do wyboru trzy cechy: 1. wysoka efektywność, 2. niskie zejście basu, 3. mała obudowa. Możesz wybrać tylko dwie. Port bass-reflex potrzebuje dużej skrzyni, aby strojenie wypadło nisko. Obudowa zamknięta korzysta z ciśnienia wewnątrz obudowy jako sprężyny, więc może być znacznie mniejsza, ale płaci za to niższą efektywnością (potrzebuje watów). - Czym są świsty powietrza?
To turbulencje. Gdy głośnik pracuje mocno, powietrze w rurze porusza się z dużą prędkością. Jeśli rura jest za mała w stosunku do objętości wychyleniowej głośnika lub źle wyprofilowana, powietrze „nie wyrabia” na zakrętach i słyszysz zawirowania powietrza. Występuje to tylko w konstrukcjach wentylowanych. - Mam mały pokój (np. 12 m²). Co wybrać?
Duży subwoofer bass-reflex może w takim pokoju przytłoczyć dźwiękiem. Subwoofer zamknięty, dzięki swojemu łagodnemu spadkowi, często „zszywa się” z charakterystyką małego pokoju, dając naturalne, głębokie brzmienie bez dudnienia.
