Басовий діапазон завжди приваблював музикантів і меломанів своєю особливістю: він не стільки чується, скільки відчувається всім тілом. Побутова полична акустика не в змозі відтворити всю низькочастотну пишність, для цих цілей винайшли сабвуфери. Сьогодні їх можна зустріти всюди: у домашніх аудіосистемах і кінотеатрах, автомобілях і концертних майданчиках. Ця стаття розповість усе, що потрібно знати про сабвуфери.
Навіщо потрібен сабвуфер?
Якщо характеристик акустичної системи недостатньо для отримання глибокого насиченого баса, на допомогу приходить сабвуфер. Він дає змогу перетворити звичайну поличну і підлогову акустику з невеликими динаміками на повноцінну акустичну систему. Саб особливо критичний для тих, хто любить музику, насичену басом — танцювальну електроніку і рок-н-рол. Зі схожих причин сабвуфери люблять встановлювати в авто, отримуючи дискотеку на колесах. Але й любителі класики та джазу не залишаються осторонь: для них натуральний динамічний бас також має велике значення.
У домашніх кінотеатрах без сабвуфера взагалі нікуди. Левова частка вау-ефекту від кіно припадає на різні вибухи, бас-дропи та музику з вираженою низькочастотною складовою. Композитор Ганс Циммер («Початок», «Інтерстеллар», «Пірати Карибського Моря» тощо) якось вислав продюсерам кілька хвилин музики для однієї зі сцен і отримав від них відповідь: мовляв, у вас там, крім тиші, нічого немає. На це композитор усміхнувся і порадив слухати на кіношній акустиці, а не на побутових колоночках.
Дізнатися, чи справляється наявна акустична система з низькими частотами, дуже просто. Досить послухати на ній запис синусоїди, що йде по всьому чутному спектру. Найчастіше на побутових колонках без саба щось чутно, починаючи з 50-80 Гц. Сабвуфер розширить це значення до 20-30 Гц.
У підсумку сабвуфер дає змогу:
- Повноцінно розкрити музичний твір. Деякі напрямки музики будуть просто незрозумілі без сабвуфера. Наприклад, трек з недвозначною назвою Bass I Love You з самого моменту своєї появи використовується для тесту сабвуферів. На звичайній акустиці буде складно зрозуміти, навколо чого шум, але досить запустити його на системі з сабами, щоб суть стала зрозумілою.
- Play bass without distortion at high volume. Bass frequencies make the speaker do somersaults like in a disco. In such conditions, it will be difficult for the speaker to adequately reproduce anything other than the bass itself. If you entrust these duties to a separate device, then the speakers can safely reproduce the middle and high frequencies with a minimum of distortion.
- Do not overload the amplifier. It is low frequencies with the greatest appetite devour the power of the amplifier. Active subwoofers are equipped with their own amplifier, which takes on this difficult burden.
- Get better sound quality. Getting good sound from a system with a subwoofer is easier than from an acoustic system that integrates bass drivers — simply because these speakers significantly affect the sound of the entire system and require clever design solutions to limit this impact. A bass driver in a separate enclosure solves many of these problems and allows you to get fast, resilient bass with little blood.
How does a subwoofer work?
So why can’t conventional speakers handle ultra-low frequencies, but a subwoofer can?
Технічно неможливо зробити динамік, який відтворював би всі частоти одночасно. Щоб колонки могли відтворити якомога більше частот, їх роблять багатосмуговими: маленький динамік (твітер) відповідає за високі, а великий динамік (вуфер) — за середні та низькі. Іноді твітер розміщується прямо посеред вуфера, такий тип конструкції називають коаксіальним динаміком. Однак для відтворення саб-баса цього недостатньо, тому аудіосистему доповнюють сабвуфером — етимологія цього терміна тепер очевидна. Причому сабвуфер зазвичай потрібен лише один, оскільки бас майже не локалізується людським вухом.
Також для сабвуфера потрібен індивідуальний корпус, і ось чому. Частота 50 Гц відповідає хвилі завдовжки 7 метрів, 20 Гц — 17 метрів. Зробити хвилю такої довжини може лише досить великий об’єкт. Наприклад, струна контрабаса завдовжки 42 дюйми (106 см), струна сучасної бас-гітари — 34 дюйми (86 см). Для достовірного відтворення звуку цих струн діаметр динаміка має бути ідентичний за розміром. Зрозуміло, в побутових колонках таке складно собі уявити. Хоча в дослідницьких цілях подібні агрегати створювалися. Наприклад, Mitsubishi Diatone D-160 — один з найбільших динаміків, коли-небудь виготовлених людиною. Він мав 63 дюйми (близько 160 см) у діаметрі і вмів відтворювати частоти від 8 Гц! Цікаво також, що один із найбільших сабвуферів для автомобілів, Cadence DCX34W, оснащений дифузором діаметром рівно 34 дюйми, тобто якраз розміром із мензуру бас-гітари.
Слухачі відзначають, що зі збільшенням розміру дифузора дещо втрачається детальність і динаміка на швидких партіях, оскільки великій мембрані потрібен час для коливання, але водночас сам бас звучить більш натурально. З цього можна зробити висновок: любителям танцювальної електроніки немає сенсу гнатися за гігантськими динаміками, а ось шанувальникам класики і джазу вони якраз сподобаються за можливість найточніше відтворити відтінки звучання акустичних інструментів.
Перші сабвуфери з’явилися в 70-ті роки. До цього була мода робити величезні колонки з великими басовими динаміками, в результаті аудіосистема займала половину кімнати. Завдяки сабвуферу з’явилася можливість робити невеликі колонки, супроводжуючи їх лише одним басовим динаміком в окремому корпусі. Така система стала називатися трифонік, її позначають як 2.1.
Проте довгий час сабвуфер не був популярним через головний недолік — частотний провал у діапазоні, де закінчують грати колонки і починає ввалювати саб. У кошлаті роки гідний результат можна було знайти лише в дорогих аудіосистемах. Зате з появою домашніх кінотеатрів і комп’ютерного аудіо ідея знайшла друге життя. У всіх системах вигляду 5.1, 7.1, 9.1 тощо та сама цифра «1» після крапки — і є сабвуфер.
Існує кілька типів конструкції саба:
- Закритий ящик. Такі сабвуфери вважаються «наймузичнішими», у них досить делікатний і стриманий бас, який акуратно розширює діапазон домашньої аудіосистеми. Підійде любителям класичної музики, джазу, спокійного року, вдумливої електроніки та ембієнту. Приклад: AUDIO PRO Addon C-SUB.
- Ящик з фазоінвертором. Фазоінвертор являє собою отвір з трубою, розміри яких розраховані так, щоб входити в резонанс з динаміком на певній частоті. Це підвищує ККД приладу і ще більше розширює його частотний діапазон. Такі саби вирізняються найагресивнішим звучанням, чудово підійдуть для любителів танцювальної електроніки, року, перегляду кінофільмів. Крім того, така конструкція дає змогу отримати щільний низький бас за невеликого розміру динаміка, тож це ще й найпоширеніший вид сабів. Приклад: Sony SA-CS9.
- Пасивний випромінювач. Якщо спростити, це фазоінвертор з дифузором замість дірки. Являє собою щось середнє між закритим ящиком і фазоінвертором — музичний і водночас швидкий бас, дає чудові результати з невеликим динаміком і в невеликому об’ємі корпусу, часто зустрічається в хай-енд акустиці.
- Бандпасс. У цьому разі ящик ділиться на дві камери, а в перегородку монтується динамік. Головна його властивість — природний фільтр низьких частот, що визначило його популярність у минулому, проте перевага втратила актуальність з появою активних фільтрів. Володіє високим ККД і захищає динамік від зовнішніх впливів, у зв’язку з чим здобув деяку популярність в автомобільній акустиці.
- Рупорний сабвуфер. Такі потрібні для концертних майданчиків і великих залів: рупор дає змогу немовби направлено вистрілити басовою хвилею на відстань до кількох десятків метрів. Дуже потужні, громіздкі й дорогі пристрої.
Звучання сабвуфера також залежить від матеріалу його дифузора. Багато хто визнає, що паперовий дифузор звучить м’якше і музичніше, металевий або синтетичний — різкіше і пружніше. Композитний, наприклад, кевларовий, часто застосовується в автомобілях завдяки надійності та стійкості до зовнішніх впливів.
Як вибрати сабвуфер?
Для будинку
Головне правило — що більша кімната, то більший сабвуфер:
- Для невеликої спальні достатньо динаміка розміром 8 дюймів і потужності 100-125 ват. Наприклад, Yamaha NS-SW050.
- Для вітальні 4 на 6 метрів: близько 10 дюймів і 175-200 Вт посилення, наприклад, Jamo Sub 210.
- Для великої кімнати близько 12 дюймів і від 200 Вт, наприклад, Magnat Tempus SW 300A.
Деякі меломани вважають за краще встановлювати відразу два сабвуфери. Це дає такі переваги:
- У кімнаті з одним сабом можуть з’явитися мертві точки, де баса майже не буде. Це відбувається через взаємодію кімнати з низькими частотами — виникають ділянки, де хвилі стикаються в протифазі. З двома сабами такого не буде.
- У великій кімнаті два невеликих саба можуть дати чіткіший і детальніший бас, ніж один великий, особливо, якщо потрібно отримати максимально швидкі та чуйні низькі частоти.
- Сабвуфер, встановлений десь збоку від основних колонок, по-різному взаємодіятиме з кожною з них, у результаті вийде зміщене стереополе. Особливе значення це має в студійних умовах, там два сабвуфери — стандартна історія.
Для авто
Автомобільний сабвуфер — справжній мастхев для меломана-автомобіліста. Без нього якісного звуку в машині не отримаєш. Саби для авто, головним чином, діляться на активні — з вмонтованим підсилювачем, такі як Pioneer TS-WX300A, і пасивні, наприклад, JBL Stage 1200B. Пасивні коштують дешевше, але потрібно уважно дивитися на його потужність і потужність підсилювача. Деякі кулібіни виготовляють сабвуфер самостійно, купуючи лише сабвуферний динамік і товсту фанеру.
Для студії
Сьогодні більшість музики робиться в домашніх студіях і зводиться на моніторах ближнього поля. Ці монітори де факто не відтворюють низькі басові частоти, тому для повноцінного моніторингу до них потрібен сабвуфер. Добре тут те, що можна абсолютно спокійно використовувати студійні монітори і саб від різних виробників. Для студій випускають спеціальні студійні саби, які відтворюють дуже точний і швидкий бас із максимально лінійною АЧХ.
Критично важливою для студії є акустична обробка приміщення, оскільки саме з низькими частотами виникають основні проблеми. Також критичним є розташування сабвуфера — бажано, щоб він був рівновіддалений від моніторів. Якщо таке розташування неможливе, використовується два саби.
Для DIY
Для тих, хто вміє тримати в руках пилку і молоток, у продажу є сабвуферні динаміки. Їхня вартість нижча за готові саби, а змайструвати ящик можна за допомогою калькулятора з Інтернету. Зрозуміло, не можна забути про підсилювач — максимальна потужність динаміка при цьому має вдвічі перевищувати максимальну потужність підсилювача. В іншому тут відкривається простір для творчості — можна зробити хоч суперсаб з рупорною конструкцією і кількома динаміками.
Куди поставити сабвуфер?
Є простий лайфхак, що дає змогу швидко знайти оптимальне місце для саба. Потрібно поставити його на крісло або диван, у якому сидітиме слухач, і походити кімнатою, визначивши на слух позицію, де бас звучить найгучніше, найдетальніше і найглибше. Це і буде шуканою точкою.
Варто також запам’ятати:
- Краще ставити саб поруч із несучою стіною — вона має більшу масу, відбиття від неї дадуть більше баса. Якщо потрібно, навпаки, отримати більш делікатний бас, тоді саб краще розмістити в глибині кімнати.
- Якщо сабвуфер оснащений фазоінвертором, тоді його бажано розмістити не ближче ніж за 20-30 сантиметрів від стіни.
- Не варто ставити саб поруч із шафою, сервантом, вікном, тонкою стіною — ці поверхні перетворяться на резонуючу мембрану, яка буде додавати до звучання бруд і бубнеж.
- Не потрібно ставити на нього предмети (хоч часом і дуже хочеться) — вони стрибатимуть на сабі та створюватимуть зайві призвуки.
Як подружити саб і сусідів?
З погляду сусідів, сабвуфер — це суміш відбійного молотка і військового оркестру, що закликає до мобілізації та військових дій. Річ у тім, що басові хвилі дуже довгі, тому зупинити їх може тільки щось товсте і масивне. Тонкі стіни російських квартир для цих хвиль — все одно що аркуш паперу для кулі. Ба більше, якщо стіна не несуча, вона виступає ще й у ролі мембрани, яка чудово вловлює низькочастотні вібрації і передає їх усьому каркасу будинку, особливо у квартири вище і нижче. Часто це є головною причиною, через яку меломани відмовляються від сабвуфера.
На щастя, є кілька ефективних способів подружити сабвуфер із квартирою:
- Підставка. Саб, встановлений на підставку, не передаватиме вібрації свого корпусу приміщенню. Це не тільки зменшить агресивність сусідів, а й зробить сам звук сабвуфера кращим — буде менше гудіти і бубоніти.
- Звукоізоляція. Тут важливо розуміти, що звук — він як вода, якщо є щілина — буде текти. Кожну таку течу потрібно усунути. У більшості випадків буде достатньо залити розетки і будь-які дірки в кімнаті акустичною піною і зробити дверний поріг, щоб двері в кімнату закривалися щільно. Навіть такі прості й очевидні заходи допоможуть серйозно знизити гучність звуку, що доноситься з кімнати з акустичною системою.
- Басові пастки. Це вже більш серйозний і дорогий крок, але навіть його нескладно зробити підручними засобами. Принцип роботи басових пасток дуже простий: що важче — то краще. Басові частоти можна задавити тільки великою масою, тому басові пастки роблять зі щільної мінеральної вати (від 50 кг на кубометр), і розставляють по кутах кімнати, бо саме там накопичується бас. Детальніше про звукоізоляцію та акустичну обробку можна почитати тут.
- Низькочастотні резонатори. Прогресивна техніка для тих, хто вміє користуватися калькулятором і напилком. Сюди відносяться резонатори Гельмгольца — по суті коробки або посудини з отвором, заточені для поглинання певної частоти, а також діафрагмальні поглиначі, які працюють з більш широким діапазоном частот.
Як налаштувати саб?
Як правило, у сабвуфера є кілька основних налаштувань:
- Частоти зрізу (кросовер). Вона дає змогу виставити верхню межу звучання саба. Для цього потрібно подивитися в характеристики своєї аудіосистеми і дізнатися її нижню частоту. Якщо до того ж в підсилювачі самої аудіосистеми є регулювання зрізу нижніх частот, тоді можна дуже точно подружити сабвуфер і колонки. На комп’ютері можна програмно зрізати баси у колонок.
- Регулювання фазового зсуву. Застосовується, коли саб стоїть далеко від колонок, і його звучання дещо запізнюється — у цьому разі звук починає ніби просідати через те, що хвилі входять не в резонанс, а в протифазу, послаблюючи одна одну. Налаштування фазового зсуву вирішить цю проблему. Іноді є тумблер «поворот фази» — потрібен, якщо саб «дме» у бік колонок.
- Рівень гучності, щоб регулювати кількість баса. Повинен приблизно відповідати рівню гучності основної акустичної системи. Налаштувати можна на слух, поступово додаючи гучність саба доти, доки його звучання не почне переважати, після чого зменшити її на одну поділку.
Висновок
Сабвуфер відкриває цілий вимір у музиці. Виявляється, треки можуть відрізнятися між собою фактурою баса, а в деяких напрямках можна навіть відчути саму форму хвилі, з якої були сформовані низькі частоти.
Правильно налаштований сабвуфер додає музиці глибини і розширює її частотний діапазон, але при цьому не відволікає всю увагу на себе і не виділяється із загальної картини.