Проектирование акустической системы
ВНИМАНИЕ!
Все рекомендации будут справедливы только если вы стоите акустику на длинных FIR(КИХ) фильтрах. Если вы собираетесь делать акустическую систему на традиционных IIR(БИХ) фильтрах, то многие рекомендации из данного практического руководства могут только навредить.
Выбор размера акустики
Итак, первое, что вам надо решить – какого размера вы готовы сделать свою акустику. Готовы ли вы на большие колонки по эстетическим и геометрическим соображениям? По сути вопрос только в этом. Не думайте ни про размер комнаты, ни про стоимость, ни про свои музыкальные предпочтения, ни про что другое. Просто решите, готовы ли выделить объём для больших колонок.
Перед тем, как вы приняли решение, вы должны узнать, что лучшим вариантом будет отделить низкочастотную секцию от средне-высокочастотной и сделать систему из двух «полочников» с двумя низкочастотными секциями. Мы специально не используем слово «сабвуфер», так как в среде любителей звука оно себя дискредитировало. Поэтому чисто из эмоциональных соображений мы будем говорить «низкочастотная секция». Почему так – мы ответим чуть позже. Пока мы просто выбираем размер системы. На этом этапе не надо думать о том нравится ли вам много баса или нет. Забудьте пока про звук. Сейчас думать надо только про то, как ваши колонки будут выглядеть в вашем интерьере и есть ли у вас место для 100 литровых ящиков.
Почему мы заострили внимание на отдельной НЧ секции. Дело в том, что, имея возможность, вынести НЧ динамик в отдельный ящик, мы можем гораздо более свободно планировать объём. То есть вы не обязаны думать про «как ста литровые бочки будут смотреться у меня рядом с телевизором». Теперь можно спрятать НЧ секцию в мебель, или убрать в углы. Так сильно проще думать о размерах. Согласитесь, изящные полочники на стойках и два ящика по 150 литров в углах гораздо более приемлемый вариант, чем эти же 150 литров в виде шкафов, стоящих посередине комнаты.
Или, например, представим себе ситуацию, что вы делаете компьютерную акустику. Какого объёма могут быть колоночки, располагающиеся по краям стола? Они должны быть реально маленькими. Три-пять литров это пределе. Сколько частот снизу смогут играть такие маленькие колоночки? Вам придется выбирать между эстетикой (экономией места) и желанием услышать что-то внизу. Задача играть что-то хоть сколько-нибудь низкое сразу требует длинноходных динамиков, способных играть до твиттера. Придется смотреть какие-то уникальные динамики стоимостью десятки тысяч рублей. Либо же соглашаться на фазо-инвертор. А теперь давайте просто представим, что мы снимаем с этих колонок задачу играть что-то ниже 150Гц. Любой объём становится достаточным, а динамики можно смотреть уже за несколько тысяч рублей. При этом нижнюю часть диапазона с легкостью отыграет ящик объёмом 30-40 литров с копеечным динамиком 8дюймов или даже 10дюймов, который можно прекрасно разместить под столом. Система сразу становится кратно дешевле и кратно эффективнее. Если с маленьких полочников вы могли рассчитывать на 70-60Гц снизу, то сейчас у вас есть и 40Гц и даже чуть ниже. Эстетика только выиграла: сателлиты для 150Гц+ можно сделать реально малюсенькими, а ящик под столом визуально не существует.
Ещё раз. На этом этапе не надо думать про звук. Просто думайте про интерьер. Чем больше объёма вы готовы потратить на НЧ, тем лучше.
Тут всё же надо пояснить. Даже если вам кажется, что низких частот вам много не надо, не спешите. Низкие частоты, которые мы сейчас обсуждаем, будут качественно иными, нежели вы могли слышать до этого. Когда мы говорим про низкие частоты фазоинвертора и низкие частоты закрытого ящика с "ровной фазой", мы имеем две «большие разницы». Поэтому скорее всего вам захочется ещё добавить низких частот, и будет здорово, если акустика сможет вам такую возможность предоставить. Ещё один повод иметь избыток звукового давления на низких частотах - возможность корректировать комнату. Чем больше запас, тем больше коррекции вы можете сделать. Поэтому делайте НЧ секцию настолько большой, насколько получится. Даже если вы не собираетесь всю эту мощность использовать. Она не будет лишней.
Не привязывайте выбор к размеру помещения. Размер в геометрическом смысле – совсем не то же самое, что и в акустическом. Влияние акустики помещения на ваш звук – тема очень сложная. Поэтому на данном этапе не думайте: «для моей комнаты достаточно ….». Лучше рассуждайте так: «Сейчас достаточно, но потом я поработаю с комнатой и уже воспользуюсь своим басом на полную».
Если вы готовы на 100 литров для НЧ секции, берите 100. Если вам не жалко выделить 200 литров, делайте 200 литров. Да… Это будет дороже, но не настолько, насколько вам кажется.
Итак. С объёмом мы определились. Давайте для простоты объяснения будем считать, что вы не пугаетесь больших объёмов и решили, что 100-120 литровые низкочастотные секции вас не пугают. Если же всё же вас пугают большие объёмы то… то подумайте ещё раз. Стоит ли из-за 40-ка литров объёма комнаты загонять себя в какие-то рамки.
Ещё раз поговорим про отдельную низкочастотную секцию. Такая компоновка акустической системы не только полезна для звука, но и полезна для интерьера. Представьте, что такое ящик объёмом 100 литров. Возьмите рулетку (или так называемый «сантиметр» - лента с делениями, которая наверняка у вас есть в коробке с нитками) и отмерьте пол метра. И теперь представьте себе куб с гранями по 50 сантиметров. Не так уж и много, а это 125 литров ... С учетом объёма стенок и переборок будет чуть меньше. Но это очень хороший объём, которого будет достаточно для подавляющего большинства случаев.
Есть ещё очень важная причина делать НЧ секцию отдельной. Эстетический и столярный аспекты мы уже рассмотрели. Перейдем к акустике. Имея отдельную НЧ секцию, вы получаете дополнительные возможности для регулировки звука. Вы можете подвигать эти ящики отдельно от СЧ-ВЧ секции, положение которой завязано на месте прослушивания. НЧ секции на стерео не влияют, поэтому мы сможем поставить их там, где лучше. В большинстве случаев это будут углы помещения, но могут быть варианты.
Итак. Вы определились с «пространством» на НЧ секцию. Ок. Переходим дальше.
Выбор динамиков и количества полос
Теперь, зная какой объём ящиков для НЧ секции, вы готовы, выбираем НЧ динамики.
Какие динамики для НЧ секции лучше взять? В системе с длинными FIR(КИХ) фильтрами, которую мы строим, НЧ динамик будет довольно простым устройством (собственно как и все остальные динамики). От него требуется способность смещать как можно больше воздуха при меньшем уровне нелинейных искажений и при меньшей подводимой мощности.
К сожалению, найти информацию про уровень искажений динамиков не так просто. А найти информацию по НЧ динамикам – вообще нереально. Но попробовать можно. Тут придётся довериться каким-то обзорщикам, либо же измерять самим. Мы не будем давать конкретные рекомендации по выбору динамиков. Можем лишь сказать, что цена – это последнее на что стоит смотреть. Так же мы можем точно сказать, что небезызвестный отечественный производитель делает шикарные низкочастотные громкоговорители основных калибров. Если у вас нет какого-либо предубеждения против отечественных производителей, то больше ничего искать не надо.
Для НЧ динамика нас интересует так называемый "акустический размер". Можно сформулировать это так: акустический размер это объём воздуха, который динамик способен смещать до предела хода и термического разрушения катушки. И для этого нам понадобятся параметры Тиля Смолла.
При сравнении надо обязательно привести параметры сравниваемых динамиков к одному виду: если у одного динамика квадратные сантиметры, а у другого квадратные миллиметры, то надо это учесть. Так же надо учесть, как производитель решил указать Xmax. Дело в том, что Xmax можно обозначить как +-, а можно p-p - плюс минус и от края до края. Если производитель одного динамика пишет +-12, а производитель другого динамика пишет 20 p-p, то надо либо первый умножить на два, либо второй разделить на два… Не важно какие единицы вы выберете, главное, чтобы эти единицы были одинаковые у обоих сравниваемых динамиков. Если производитель не указывает нужные нам параметры, то такой динамик лучше вообще не рассматривать. Все приличные динамики снабжаются подробным полным техническим описанием.
То есть в первую очередь нас интересует SD, Xmax и RMS Power (названия этого параметра могут быть разные, но нам нужна именно долговременная, а не максимальная). Нам нужно понимать, сколько мощности мы можем (не обязаны, а можем) подать на динамик.
Параметры Тиля Смолла нас интересуют, но не так, как раньше.
Допустим мы выбрали динамики с более-менее равными акустическими (и геометрическими) размерами и надо всё же определиться, какой из них брать.
Для этого нам понадобится любой адекватный калькулятор акустики. Мы рекомендуем использовать заслуженный BassBox, так как его расчеты проверены годами практики. Давайте возьмем три реальных динамика калибром 12 дюймов и попробуем выбрать из них наиболее подходящий для ящика объёмом 100 литров.
Пусть это будет
Ноэма 300ГДН-39-4, ScanSpeak 32W/4878T00 и SBAcoustics SB34SWNRX-S75-6.
Теперь нам надо создать три дизайна для каждого из динамиков. Заполняем все необходимые параметры как на иллюстрации: