ساب ووفر چیست و چگونه کار میکند ؟

وقتی برای اولین بار به سیستم صوتی صوتی علاقه مند شدم ، ساب ووفرهای خانگی به ویژه دستگاههای مخصوصی بودند که فقط دوست داشتنی برای دو گروه از علاقه مندان  واقع شده بودند: کسانی که به ضبط های بزرگ سالن کنسرت گوش می کردند و کسانی که از موسیقی های با کیفیت لذت می بردند! از آن روزهای دور چیزها بسیار زیاد شده اند و امروزه ساب ووفرها مورد توجه قرار گرفته اند.

بنابراین داشتن بلندگوهای کوچکتر ، به علاوه یک یا چند ساب ووفر - فرمی که اغلب به عنوان 2.1 گفته می شود ، به طور فزاینده ای رایج است. این دو به جفت اصلی بلندگوهای استریو (چپ و راست) اشاره دارند ، در حالی که '.1' به ساب ووفر محدود پهنای باند اشاره دارد. به همین روش ، یک سیستم صوتی اغلب به عنوان 5.1 مشخص می شود ، به معنای پنج کانال اصلی به همراه یک ساب ووفر برای اداره کانال جلوه های فرکانس پایین (LFE)

با این حال ، در مورد 5.1 سینمای خانگی و سیستم های صوتی ، یک ساب ووفر اختصاصی به طور خاص برای رسیدگی به جلوه های فرکانس پایین   LEEمورد نیاز است. این واقعیت که این زیر مجموعه معمولاً با استفاده از مدیریت باس برای کنترل محتوای باس در هر پنج کانال اصلی نیز مضاعف است ، فقط راحتی که امکان استفاده از بلندگوهای کوچکتر را نیز فراهم می آورد. باز هم بعداً به این موضوع برمی گردم ، اما ابتدا می خواهم 2.1 نظارت بر استریو را در نظر بگیرم.

مزیت ساب ووفر

در صورت طراحی و استفاده مناسب ، ساب ووفرها می توانند بسیار موثر و بسیار مناسب باشند. با این حال ، به همان اندازه ، از بین بردن هرگونه احتمال نظارت خوب با ساب ووفر نامناسب یا بد تنظیم بسیار آسان است - و شایان ذکر است که من احتمالاً هر دو مورد را دیده ام .

تأسیسات ساب ووفر ضعیف معمولاً از بیش از حد باس تعریف نشده رنج می برند. اغلب در طیف فرکانس در ناحیه متقاطع بین بلندگوهای ماهواره ای و ساب ووفر یک مسئله آشکار وجود دارد. "ادغام" از طریق این منطقه متقاطع است که واقعاً سیستم را به طور کلی ساخته یا می شکند.

بدترین نوع سیستم ساب ووفر تنها بدون در نظر گرفتن سازهای باس ، رونق یا یکنواختی انرژی را فراهم می کند و بدین ترتیب ممکن است باس نسبت به بلندگوهای اصلی کند یا دیر باشد. از طرف دیگر ، یک سیستم با طراحی مناسب و تنظیم شده ، معمولاً تصویربرداری دقیق تری را امکان پذیر می کند ، و از یک میانه شفاف تر  (به لطف تحریف کمتر و سطح تلفیقی) و بازده کلی بالاتر از آنچه می توان با آن بدست آورد استفاده کرد.

از دیدگاه عملی ، ترکیبی از ماهواره و ساب ووفر برای سایت و جابجایی بسیار ساده تر است. کابینت بلندگوهای منفرد نسبت به بلندگوهای تمام عیار فشرده تر و سبک تر است ، و این اغلب مورد مهمی است - به خصوص در استودیوهای خانگی کوچک و سکوهای ضبط مکان.

بنابراین هدف از این مقاله سعی در توضیح چگونگی و نحوه انتخاب و استفاده از ساب ووفر در زمینه کاربردهای استریو و سیستم ماشین است.

مفهوم

اولین چیزی که باید درک کنید ، مفهوم اساسی سیستم ساب ووفر است. چه کاری سعی در انجام آن دارد و چگونه کار می کند؟ بدیهی است ، ایده اصلی تولید مثل فرکانس های پایین است. در بیشتر موارد ، این تقریباً دو اکتاو پایین است ، از 20 هرتز تا 80 هرتز. با این حال ، در اینجا اولین مسئله اصلی است که ما باید آن را بپذیریم: داشتن جعبه ویژه ای که فرکانس های کم ایجاد می کند ، باس خوب را در اتاق تضمین نمیکنند - در واقع ، خیلی دور تر از آن!

از نظر خاصیت صوتی خود اتاق از اهمیت ویژه ای برخوردار است. اگر بهترین ساب ووفر جهان را در یک اتاق آکوستیک ضعیف قرار دهید ، عملکرد باس بسیار ضعیفی خواهید داشت! من غالباً با سیستم های نظارتی روبرو شده ام که مالک به امید بهبود یک پاسخ باس ضعیف یا تند ، ساب ووفر را اضافه کرده است ، فقط برای نصب اوضاع بهتر نمی شود و در واقع بدتر می شود!

اگر اتاق دارای مشکلات ناخوشایند در ایستادن موج است - و تقریباً تمام استودیوهای خانگی ابه اینشیوه هستند - بسیار مهم است که ابتدا این مشکلات آکوستیک مرتب شوند ، قبل از اینکه پول یا وقت خود را در یک ساب ووفر خرج کنید.

به دام انداختن باس برای کنترل و کاهش امواج ایستاده در اتاق موضوعی است که بارها آنرا پوشش داده ایم ، و همچنین یک موضوع محبوب برای بحث و راهنمایی مداوم در انجمن استودیو طراحی و آکوستیک در وب سایت SOS است . شما اغلب می توانید آکوستیک اتاق را با حداقل هزینه با چند DIY اساسی بطور چشمگیری بهبود بخشید. و با یک اتاق تحت درمان ممکن است به خوبی متوجه شوید که بلندگوهای موجود شما در واقع بسیار بیشتر و بهتر از آنچه که فکر می کردید ارائه می دهند!

یکی دیگر از مزایای مفید یک ساب ووفر ، انتقال قدرت اضافی است که به طور کلی به سیستم تعلق می گیرد. انرژی آکوستیک در موسیقی در فرکانس های پایین بالاترین است و با افزایش فرکانس خسته می شود. بنابراین استفاده از جعبه اختصاصی برای کنترل بیشتر قسمتهای باس ، این فشار را از ماهواره ها می برد و مزایای آن در استفاده و شفافیت کلی انرژی است.

یک یا دو ؟ 

بیشتر سیستم های استریو دارای دو بلندگو اصلی هستند ، اما ما فقط یک ساب ووفر داریم. چرا دو ساب ووفر نداریم؟ در بعضی مواقع می توان مزایای داشتن دو (یا بیشتر) ساب ووفر را داشت ، اما به طور کلی یکی از آنها معمولاً کافی است. دلیل این امر این است که برای فرکانس های زیر 700Hz ، حس شنوایی ما اختلاف فاز بین یک صدا را که در هر گوش می رسد ، اندازه گیری می کند ، در حالی که بالاتر از این فرکانس از تفاوت های سطح استفاده می کند. در خارج از درها ، توانایی ما برای تعیین جهت صدا در فرکانسهای بسیار کم کاملاً دقیق باقی مانده است ، اما این توانایی در هنگام گوش دادن در داخل خانه از بین می رود. منابعی که صداهای با فرکانس پایین تولید می کنند (کمتر از حدود 100 هرتز) تمایل دارند این کار را کم و بیش همه جانبه انجام دهند (موج صدا از تمام جهات از منبع عبور می کند) زیرا طول موج صدا معمولاً بزرگتر از خود جسم است. هنگامی که یک صدا با فرکانس پایین در یک فضای محصور ایجاد می شود ، امواج صوتی کروی ایجاد شده که از سطوح مرزی امواج را در اتاق منعکس می کند تا با تعدد واریانس فاز به گوش ها برگردد ، به دلیل اختلاف طول مسیر. این سردرگمی سیگنال ها باعث می شود که گوش و مغز اختلاف فاز قابل اعتماد را از بین نبرند ، بنابراین حد جهت گیری طبیعی از کار می افتد.

بنابراین در این تئوری ، از آنجا که شما نمی توانید بگویید که فرکانس های پایین در یک اتاق از کجا می آیند ، یک ساب ووفر کاملاً کافی خواهد بود. هارمونیک نت های باس توسط بلندگوهای ماهواره ای - که به طور معمول در حدود 90 هرتز شروع می شوند - تکثیر می شود - و اینها به روش معمول ، اطلاعات زیادی را از طریق اختلاف فاز و سطح ارائه می دهند. بنابراین ، اگرچه خود باس به صورت مونو  است ، اما تصور تصویربرداری استریو در واقع کاملاً رضایت بخش حفظ می شود.

این نظریه  خوب است ، اما من اغلب می شنوم که مردم با اظهار نظر اینکه متوجه حضور ساب در اتاق اگوستیگ میشوند مواجه میشوم . این به دلیل توانایی شنوایی آکوستیک خاص از طرف آنها نیست ، هرچند که خیلی ساده تر ، این امر به دلیل عملکرد ضعیف برخی از ساب ووفرها است! طرح هایی که با هزینه کم ساخته شده اند ، و از رانندگان  استفاده می کنند ، و طراحی هایی که بیش از هر چیز دیگری به نفع راندمان هستند ، باعث ایجاد سر و صدای زیاد "خارج از باند" می شوند - تعداد زیادی از امواج هارمونیک و صداهای بندر شنیدنی است . این محدوده فرکانس متوسط ​​را اشغال می کند ، که نه تنها باعث می شود موقعیت آنها به راحتی قابل تشخیص کنئ بلکه فرکانس های میان رده بحرانی را از بلندگوهای ماهواره ای مبهم و نامفهوم می کند. بنابراین افزودن یک ساب ووفر ارزان قیمت به ماهواره های با کیفیت ، در واقع باعث می شود تا سیستم به جای دقیق تر شدن کیفیت را کمتر کند.

یک ساب ووفر خوب نیاز به یک درایور خیلی خطی (که گران است) ، یک تقویت کننده دقیق و قدرتمند (که گران است) و یک کابینت با طراحی و ساخته شده (که… گران است). اما قطع گوشه و کنار در هر یک از این جنبه ها یک اقتصاد کاذب است. من بسیاری از ساب ووفرهای مختلف را گوش داده ام و استفاده کرده ام ، و بهترین ها به هر دلایل واضح ، توسط همان شرکتهایی که با بلندگوهای مانیتوری خوب با آنها ارتباط دارید تولید شده اند. Blue Sky ، ATC ، Genelec و PMC همگی سیستم های ساب ووفر فوق العاده ای تولید می کنند که با طرح های مشارکتی مورد نظر خود کاملاً یکپارچه می شوند. همه آنها به دلیل تطبیق نزدیک ذاتی و امکانات تراز الکتریکی مناسب ، نسبتاً آسان تنظیم می شوند. در سیستم مانیتور خودم از ساب ووفر PMC TLE1 استفاده می کنم (در شکل بالا) ، هر دو به عنوان بخشی از یک دکل 5.1 بزرگ ، و برای گسترش انتهای پایین مانیتورهای کوچک DB1 یا TB2 نزدیک  در حالی که بسیاری از زیر جعبه های بزرگ مجهز به مکعب بزرگ ، TLE1 دارای یک شکل از جعبه برج کامپیوتر است ، که به نظر من هم از نظر زیبایی شناختی و هم از نظر عملی جذاب است.

هنگام خرید زیرمجموعه ، مهم این است که آن را در محیط گوش دادن خود ، با بلندگوهای ماهواره ای خود امتحان کنید - به خصوص اگر ساب ووفر از تولید کننده های مختلف باشد. برخی از ترکیبات به مراتب بهتر از سایرین ادغام خواهند شد و فقط یک جلسه حضوری در خانه موفقیت یا عدم موفقیت یک ترکیب خاص را نشان می دهد.

مدیریت باس

مدیریت باس فرایند از بین بردن عنصر باس سیگنال تغذیه شده برای هر بلندگو ماهواره ای و مسیریابی آن به جای یک یا چند ساب ووفر است. در اصل این هیچ تفاوتی با یک کراس اوور معمولی ندارد - فقط این اتفاق می افتد که راننده باس در یک محفظه جداگانه قرار می گیرد و برای ترکیب سهم های کم فرکانس حداقل از دو کانال ، باید یک نوع اختلاط وجود داشته باشد.

در مورد سیستم ساده استریو 2.1 ، این مدیریت باس یا فیلتر کراس اوور معمولاً درون ساب ووفر ساخته می شود و ممکن است فعال یا غیرفعال باشد (اکثر سیستم ها این روزها فعال هستند). روشهای مختلفی برای سیم کشی وجود دارد ، اما بیشتر سیگنالهای سطح خط از کنترلر یا preamp به ساب ووفر وجود دارد که ابتدا سیگنال ها را فیلتر کرده و آنها را برای ماهواره ها خارج می کند. برخی از سیستم ها با روش دیگر کار می کنند ، ابتدا سیگنال را به ماهواره وصل می کنند و سپس به ساب ووفر می روند. سیستم های در نظر گرفته شده برای مصارف خانگی اغلب با سیگنال های سطح بلندگو کار می کنند.

برای سیستم های فراگیر 5.1 ، مدیریت باس به طور معمول در کنترل کننده صدای فراگیر یا کنترل کننده نظارت انجام می شود ، نه در خود ساب ووفر. نمودار صفحه قبلی چنین سیستمی را نشان می دهد. قبل از انتقال به آمپلی فایر و بلندگو مناسب ، هر یک از پنج کانال اصلی برای عبور دادن از عنصر با فرکانس پایین سیگنال ، از طریق فیلتر عبور بالا عبور می کنند.

هر پنج کانال نیز خلاصه می شوند و از طریق فیلتر کم گذر عبور می کنند تا محتوای فرکانس متوسط ​​و بالا را حذف کنند. سپس این سیگنال با سیگنال اختصاصی (  LFE  که مطابق با مشخصات مناسب با فیلتر کم گذر نیز تقویت می شود) افزایش می یابد و به بلندگو ساب ووفر هدایت می شود. شایان ذکر است  ، از آنجا که هر یک از پنج کانال در یک سیستم 5.1 یک کانال پهنای باند است ، ساب ووفر باید بتواند با سهم باس پنج کانال کامل کنار بیاید ، به علاوه هر آنچه که در LFE قابل انتقال است . بنابراین شما واقعاً نباید انتظار داشته باشید که اگر دوست دار یک باس جدی هستید با آن مقابله کنید .

البته سیستم های مختلف مدیریت باس را به روش های کمی متفاوت پیاده سازی می کنند. بعضی از آنها فیلتر فعال را در همه جا به کار می گیرند ، در حالی که برخی تنها سیگنال تغذیه شده را با استفاده از فیلتر پایین عبور می کنند و با تکیه بر چرخش طبیعی بلندگوهای ماهواره ای برای فیلتر گذر مکانیکی بالا استفاده می کنند. برخی از این امکان را می دهند که فرکانس ها و شیب های گردش فیلتر تنظیم شوند. واحدهای حرفه ای معمولاً این کار را با پارامترهای فنی معنی دار انجام می دهند ، در حالی که کنترل کننده های داخلی تمایل دارند توصیف ساده ای از بلندگوهای 'بزرگ' یا 'کوچک' داشته باشند.

سیستم های بهتر اغلب نوعی محافظت از محدود کننده یا اضافه بار برای ساب ووفر را شامل می شوند ، و برخی نیز امکاناتی را برای تأخیر صدا برای هر بلندگو در نظر می گیرند تا بتوانند کمتر از موقعیت های بدنی ایده آل جبران شوند. اکثر سیستم های داخلی فقط مدیریت ورودی باس را در ورودی های دیجیتال اطراف (آهنگ های صوتی Dolby Digital و DTS )  اعمال می کنند اما از ورودی های آنالوگ چند کانال جدا نمی شوند و این می تواند مشکلاتی را ایجاد کند در صورتی که می خواهید از یک کنترلر ارزان قیمت داخلی برای نظارت بر محیط اطراف خود استفاده کنید. دام دیگر این است که برخی از دستگاه های پخش دی وی دی دارای امکانات مدیریت باس خود هستند که به معنای آن است که شما باید مطمئن شوید که در پردازش کپی نمی کنید!

هم ترازی

تراز بدنی و الکتریکی یک ساب ووفر یک فرایند بسیار نادرست است ، اما اشتباه آن نابود کردن دقت سیستم نظارت به عنوان یک کل است. اولا ، بسیار مهم است که ساب ووفر و بلندگوهای ماهواره ای همه در یك فاز با هم قرار بگیرند - منظور من از این ، قطب برقی و تراز زمانی آنها است. اگر اینگونه نباشد ، منطقه متقاطع دارای برآمدگی آشکار یا افت سطح خواهد بود. به طور بالقوه ، منابع زیادی برای تغییر فاز وجود دارد که می توانند ناحیه متقاطع را خراب کنند. ساب ووفر و بلندگوهای ماهواره ای پاسخ های فاز مکانیکی مخصوص به خود را دارند ، به علاوه ویژگی های فاز الکتریکی فیلترهای متقاطع خود را دارند. همچنین تأخیر زمانی ناشی از قرارگیری بلندگوها در فواصل مختلف از شنونده ایجاد شده است ، و برخی از طرح های کابینت تاخیرهای صوتی بیشتر را می کنند ، که اغلب با فرکانس بسیار متفاوت است (و در بعضی موارد می تواند از 40ms فراتر رود - یک قاب کامل ویدیویی!).

بسیاری از ساب ووفرهای مشخص شده تر شامل یک امکان تنظیم فاز (به صورت تغییر یافته یا به طور مداوم متغیر) می باشد که می تواند به اصلاح اختلاف فاز مکانیکی و برقی بین ماهواره ها و ساب ووفر کمک کند. اما متأسفانه ، همه طرح ها به همان اندازه مؤثر نیستند و مهمتر از آن ، اصلاح فاز همان جبران تأخیر نیست. اگر ساب ووفر در نزدیکی یا دورتر از آن قرار داشته باشد  برای دستیابی به تراز زمانی صحیح به جبران تأخیر نیاز خواهید داشت. اگرچه برخی از سیستم های کنترل باس یا صدای مانیتورینگ این عملکرد را شامل می شوند ، اما همه این کار را نمی کنند.

وقتی صحبت از ساب ووفر می شود ، چندین نکته وجود دارد که باید در نظر بگیرید. اگرچه یک ساب ووفر با کیفیت بالا نباید فرکانس های بالاتری را که اجازه می دهد موقعیت گوش خود را با گوش دادن تعیین کنید ، تولید کند ، اما این بدان معنا نیست که می توان آن را تقریباً در هر نقطه فرو ریخت. در مرحله اول ، موقعیت ساب ووفر در اتاق - خصوصاً مجاورت آن با دیوارها - تأثیر بسزایی در فرکانس و واکنشهای دامنه زمانی آن خواهد داشت. در یک اتاق معمولی ، در میان بسیاری موارد دیگر ، "بهترین" مکان وجود دارد که غیرقابل قبول است. ثانیا ، مگر اینکه جبران تأخیر در دسترس باشد ، در حالت ایده آل باید در همان فاصله از شنونده با بلندگوهای ماهواره قرار داشته باشد.

معقول است که یک ساب ووفر منفرد را به جای پشت سر شنونده قرار دهید ، و مستقیماً با موقعیت شنوایی نیز روبرو شوید. باید به دور از گوشه ها باشد ، اما شما همچنین باید از قرار دادن آن در مرکز عرض اتاق خودداری کنید تا از تحریک امواج ایستاده به حداقل برسید. هرچه ساب ووفر به دیوار نزدیک تر شود ، افزایش باس بیشتر خواهد شد. برخی از مدل ها به گونه ای طراحی شده اند که در نزدیکی یک دیوار قرار می گیرند ، به طور خاص برای بهره مندی از این ، اما برخی از آنها نیستند - این بدان معنی است که شما همیشه باید توصیه های سازنده را بررسی کنید. اغلب اوقات ، تغییرات کوچک فاصله در رابطه با یک دیوار می تواند تفاوت زیادی در تعادل باس یجاد کند ، بنابراین از آزمایش نترسید.

برای اینکه ساب ووفر به درستی کار کند و قابل ردیابی نباشد ، تقاطع بین ماهواره و ساب ووفر باید در زیر حدود 90 هرتز تنظیم شود ، و این بدان معناست که ماهواره به طور ایده آل نیاز به پاسخ مناسب و معقول تا 70Hz یا بیشتر دارد. هر چیزی بالاتر از آن شروع می شود که به وسط و نفوذ به ساب ووفر قابل ردیابی شود. سازمان THX عبور از 85Hz را توصیه می کند ، و من در بیشتر موارد دریافتم که این نقطه شروع خوبی است.

در آخر ، به یاد داشته باشید که فرکانس های پایین بسیار سخت است. اضافه کردن ساب ووفر به ناچار باعث می شود برخی از باس های عمیق جدید شما که از اتاق خارج می شوند ، خارج شوند. این ممکن است همسایگان شما را اذیت کند ، حتی اگر قبلاً سیستم را بدون ساب ووفر تحمل می کردند. ایجاد باس کم نیز ممکن است امواج ایستاده در اتاق را که قبلاً از آنها آگاه نبودید ، برانگیزد و همچنین ممکن است منجر به ایجاد ساختارهای مختلف ساختمان شما به طرز شنیدنی و طنین انداز شدن به طریقی باشد که قبلاً نشنیده اید! آخرین باری که دوباره با استفاده از ساب ووفر در سیستم 5.1 خودم در خانه مجدداً موسیقی قوی را پخش کردم ، خواهرم  با عجله به پایین آمد تا شکایت کند که همه چیز روی میز رختکن وی تکان خورد و افتاد!