Компонуем систему

[biker]

Инсталляция качественной аудиосистемы в автомобиль процесс сложный, долгий, но чрезвычайно интересный. Данная статья призвана помочь начинающему аудиофилу сориентироваться в этом нелегком деле. И отталкиваться мы будем не от каких-то абстракций, а от совершенно конкретных вещей, а именно поговорим об особенностях инсталляций в различные автомобили.

А для начала разберем некоторые базовые понятия, одинаковые для всех автомобилей.
Первым делом мы должны определиться сколько динамиков будет в системе. Существует 2 основных компоновки:
1. Фронт + сабвуфер.
Здесь у нас имеется пара фронтальных (передних) акустических систем (коаксиальных или компонентных) и сабвуфер (ну или 2, кому как нравится). Это классическая соревновательная схема.
2. Фронт + Тыл + Сабвуфер.
Существует в двух вариантах
а) Когда тыловая акустика работает с теми же параметрами что и фронтальная
б) По схеме Хаффлера. В данном случае тыловая акустика подключена через специальный фильтр и создает эффект зала, т.е. спереди мы слышим прямой сигнал, а сзади отраженный. Эта схема наиболее точно передает эффект «объемного» звучания.
Обе схемы имеют право на жизнь, как говорится кому что нравится.
Далее следует сказать несколько слов о правильной установке компонентов.

Краеугольный камень это жесткость. Ведь динамик это по сути поршень, который при подаче на него электрического сигнала уплотняет воздух перед собой и создает звуковые колебания. Но в тоже время это реактивная система. Если динамик установлен без надлежащей жесткости, то вместо того чтобы создавать колебания, он отталкивается от опоры и приходит в движение. Следовательно воздух уплотняется значительно меньше и как следствие – динамик «не звучит» Звук получается нечетким и «рыхлым», что особенно хорошо слышно в области низких частот. Если же динамик установлен жестко, желательно на толстое металлическое основание, то и звук от него совершенно другой.

Другой важный момент – создание для динамика нужного акустического оформления. Большинство имеющихся в продаже динамиков предназначены для работы в оформлении типа Free Air или бесконечный акустический экран. О типах акустического оформления мы поговорим ниже, а пока скажем лишь, что динамики рассчитаны на работу в объеме порядка 30 литров, что соответствует объему среднестатистической двери. Но дверь не является идеальным местом для установке динамика в силу того, что не обладает достаточной жесткостью, не герметична и содержит массу различных механизмов, каждый из которых является источником посторонних призвуков и резонансов. Поэтому дверь необходимо подвергать полной шумо-виброизоляции и постараться придать ей максимальную герметичность. Делается это с помощью различных вибродемпфирующих материалов, таких как вибропласт, нойзбастер, герлен и др. При этом заклеиваются все поверхности двери (естественно кроме внешней, той что на улице) и закрываются все технологические отверстия, кроме отверстий для слива воды. Таким образом дверь приводится к виду, максимально приближенному к домашней колонке. Без проведения этих работ вы никогда не достигнете желаемого результата.

Помимо динамиков с нужной жесткостью необходимо устанавливать все остальные компоненты, от различных источников звука (CD-ресиверы, DVD-плееры, чейнджеры и др.) до различных потребителей (усилителей, процессоров и т.д.)

Особое внимание следует уделить силовой и сигнальной проводке. Правильно организованное питание компонентов способно добавить системе качества и мощности. Не поленитесь протянуть питание головного устройства от аккумулятора проводом не менее 4 кв. мм. И защитить его предохранителем. Потратьте некую сумму денег на качественные межблочные и акустические провода, и результат превзойдет ваши ожидания. Одним словом, не экономьте на «мелочах», они не менее важны чем те вещи, которые очевидны.

Теперь несколько слов о самом главном – о басе. Сразу отвечу на вопрос: нужен ли сабвуфер? Однозначно ДА! Ни один другой динамик не способен отыграть суббасовый диапазон. Все. Точка. А теперь поговорим об акустическом оформлении.

Существует несколько типов акустического оформления:
1. Free Air или бесконечный акустический экран. Другими словами это когда басовый динамик (сабвуфер) вставлен в полку. Из преимуществ: наиболее щадящий вариант для объема багажника, легкая стыковка с фронтом. Минусы: невозможность создать идеальный экран (в среднем площадь экрана должна быть порядка 5 кв. м.) и как следствие эффект акустического короткого замыкания, т.е. взаимное уничтожение волн в фазе и противофазе в области частот ниже примерно 40-50 Гц. Вариант применим в автомобилях с кузовом типа «седан» и рекомендован тем, кто не желает сверхмощного баса.
2. Закрытый ящик, или ЗЯ. Представляет собой герметичный ящик, размеры которого рассчитываются исходя из параметров каждого конкретного динамика, автомобиля и музыкальных предпочтений слушателя. Из плюсов: наилучшая импульсная характеристика (хороший панч, удар), минимальная задержка и изменение акустической фазы. Минус – очень маленький КПД
3. Ящик с фазоинвертором, или ФИ. Представляет собой ящик с отверстием или портом фазоинвертора. Порты бывают различной геометрии, но наиболее распространены круглые и щелевые фазоинверторы. Сразу отвечу на вопрос, на который отвечать уже устал: у меня есть ящик, можно вырезать в нем дырку? Нет, нет, и еще раз нет. Не всякий динамик подходит для ФИ, расчет и настройка фазоинвертора значительно сложнее нежели ЗЯ. Тем не менее нельзя не отметить несомненные плюсы ФИ: хорошая отдача (КПД), неплохая импульсная характеристика. Минусы: довольно большая временная задержка, поворот фазы, значительная неравномерность импеданса, неспособность полноценно отыграть самый нижний бас с высоким уровнем громкости без риска повредить динамик. Поэтому для сабвуфера в корпусе с ФИ желательно применение фильтра инфранизких частот или сабсоника.
4. Ящик полосового типа, бандпасс или БП. Самый сложный и капризный для изготовления и настройки тип акустического оформления. Выглядит как глухой ящик с одним или несколькими фазоинверторами. Динамик установлен внутри. Обладает наилучшим КПД и наихудшей импульсной характеристикой. В профессиональных установках данный тип акустического оформления распространен слабо в силу сложности расчета и настройки. Даже у опытного мастера вероятность успеха порядка 50%. Как ни странно, распространен в виде готовых изделий, так называемых инбоксов. Хотелось бы вкратце ответить еще на один вопрос, который слышу очень часто: что лучше – купить готовый инбокс или сделать сабвуфер на заказ? На мой взгляд лучше сделать. Ведь при проектировании сабвуфера инсталлятор учитывает целый ряд факторов, которые не учтены в инбоксах. Они сделаны с расчетом на усредненного слушателя, усредненную музыку и усредненный автомобиль.
Итак, хватит пока теории, перейдем к практике. И начнем мы с самого простого, а именно с автомобилей с кузовом «хэтчбек»
Кузова этого типа наверное самые простые для озвучивания, а точнее для того, что является наиболее востребованным – получения мощного баса. Собственно в основном все отличия по типам кузовов и сводятся к отличиям в построении низкочастотного звена.
Итак, создавая бас в хэтчбеке (как собственно и в других авто) мы должны ответить на несколько вопросов:
1. Какую музыку мы предпочитаем
2. Готовы ли мы жертвовать объемом багажника.
Отвечая на первый вопрос мы сразу очерчиваем некие рамки, в которых и будет строиться дальнейшая работа. Давайте постараемся определиться с этим:
1. «Живые» жанры (классика, джаз, блюз, рок) Наиболее предпочтительным является сабвуфер в оформлении ЗЯ.
2. Электронная музыка (типа Enigma, YeLLO и т.д.) Здесь также возможно применение ЗЯ, но возможно и использование ФИ, в силу того, что данная музыка содержит значительно меньше самых низких и инфранизких частот и требует несколько более выраженного баса.
3. Клубная и танцевальная музыка. Ну тут все понятно: много, очень много баса. Чем больше, тем круче, и чтобы было слышно на три квартала. Тут мы однозначно выбираем ФИ или БП! Максимальная отдача и соответствующая громкость, практически отсутствуют инфранизкие частоты.

Теперь вопрос номер 2. По поводу багажника. Этот касается того, каким образом будет оформлен сабвуфер. Сразу предупреждаю: сабвуфер в полке для кузовов типа «хэтчбек» и «универсал» вещь совершенно нереальная, поэтому этот вариант мы отметаем сразу. Знаю что многие начнут возмущаться, мол, как же так, мне просто необходим багажник! Пожалуйста, выход есть. Сабвуфер типа Stealth. Ставится в любую свободную нишу, например в нишу крыла или запаски и практически не занимает места при тех же акустических характеристиках. К минусам сабвуферов данного типа относится абсолютная невозможность заранее точно определить какой получится объем. Можно только приблизительно его оценить, аппроксимируя изделие серией элементарных объемов.

Если же наличие багажника нас не интересует, то все несколько проще – в багажник ставится ящик и все дела. Тут же возникает вопрос: как сориентировать этот ящик? Для живых жанров и соответственно более правильного баса ориентируем динамиков в спинку сиденья либо перпендикулярно длинной оси автомобиля, для «колбасных» жанров – в задний номер.

Где расположить сабвуфер, справа или слева, значения не имеет. Человеческое ухо устроено так, что не способно четко локализовать источник низкочастотного сигнала. Кроме того, механизм распространения басовых волн в салоне автомобиля несколько отличается от волнового. В силу того, что длина волны сопоставима с размерами салона, возникает относительно равномерное звуковое поле. Поэтому мы не можем различить, с какой стороны стоит сабвуфер, мы можем только услышать что он сзади. А вот это не есть хорошо. Представьте себе, что весь оркестр сидит на сцене, а барабанщик и бас-гитарист на последнем ряду у вас за спиной. Курьезно? Безусловно, но тем не менее почему-то это считается нормой. А ведь с локализацией баса сзади нужно и можно бороться. Существует целый ряд методов, например фазовращатель и тайм-корректор. Еще один важный момент, касающийся стыковки фронта и сабвуфера – частота их раздела и крутизна среза фильтров. К сожалению, большинство мидбасовых динамиков не способны полноценно отыграть частоты ниже 80 Гц. В тоже время, примерно с этой частоты человеческое ухо улавливает локализацию. Поэтому идеальным вариантом было бы разделить бас и мидбас на частоте порядка 40-50 Гц фильтрами с крутизной среза 24 дБ/окт (4 порядка). Но к сожалению это не всегда возможно. Частично решить эту проблему позволяют мидбасовые динамики, рассчитанные на работу в сверхмалых (1,5-12л.) объемах. Их параметры таковы, что они способны отыграть вплоть до 30-40Гц, что способствует стыковке фронта и саба даже при отсутствии тайм-корректора. Единственный минус ящичной акустики – сложность установки.

Перейдем теперь к автомобилям с кузовом типа «седан». Существует мнение, что создать качественный бас в седане невозможно. Якобы бас «не попадает» в салон. Да, это не просто, но реально. Постараемся обосновать свое мнение. Для этого вспомним школьный курс физики.

Каждое физическое тело в каждый момент времени совершает колебательное движение на определенных частотах. Кузов автомобиля это тоже физическое тело. Причем в данный момент нас не интересует его наполнение (сиденья, пассажиры, обшивки и т.д.), а только остов. У него есть 2 основных резонанса: поперечный и продольный. Первый находится в области 100-200 Гц и является непримиримым врагом. На слух он воспринимается как монотонное бубнение на одной ноте. Второй же резонанс, лежащий в инфранизком диапазоне (ниже 40Гц) нам друг и помошник. Именно наличие продольного резонанса и «вытягивае» низкие частоты на нужный уровень. И мы можем быть уверены, что бас проникнет в салон.

Конечно, потери в громкости есть, но они не столь значительны как может показаться. Кроме того есть несколько методов борьбы с этими потерями:
1. Использование акустических просветлений, т.е. грубо говоря мы прорезаем в задней полке или сиденьях отверстия, через которые «бас попадает в салон». Но этот метод может принести самые неожиданные результаты. Дело в том, сто таким образом меняется тип акустического оформления. Объем багажника начинает выполнять функцию внешней камеры БП неизвестно какого порядка, а просветления – портов ФИ. А мы помним, что БП очень хитрая штука. И мы можем только ухудшить результат.
2. Использование сабвуфера в корпусе типа БП с выводом портов ФИ непосредственно в салон. Если БП получится, то результат будет выше всяких похвал, дерзайте!
3. Ну и самый простой вариант – просто добавьте мощности

Ну а теперь поговорим о самом сложном и редком кузове – кабриолет. В силу того, что он редкий мы просто бегло пробежимся по основным отличиям в озвучивании этих авто от других типов кузовов.

Первое о чем стоит сказать - так как крыши нет, то нет и замкнутого объема. Следовательно, чтобы получить нужную громкость надо подать несколько большую мощность, особенно если планируешь озвучить дискотеку под открытым небом. Но самое большое отличие как обычно в низкочастотном звене. И виной всему гораздо меньшее влияние продольного резонанса. Поэтому сабвуфер настраивается на более низкую частоту. По этому параметру сабвуферы для кабриолетов напоминают домашние сабы. В общем случае с этой задачей неплохо справляются фриэйрные динамики в оформлении ФИ.

И в заключении хотелось бы сказать несколько слов о модном сейчас сдвоенном мидбасе. Наверное многие видели подобные инсталляции и задавались вопросом: для чего? Ну во-первых, два динамика дадут почти вдвое большую неискаженную громкость. Во-вторых 2 динамика имеют несколько иную диаграмму направленности, они не лучше и не хуже, просто она иная и обсуждение этого вопроса несколько выходит за рамки данной статьи. Но поверьте, сдвоенный мидбас это хорошо!

Ну вот собственно и все о чем я вкратце хотел рассказать. Надеюсь вы почерпнули для себя что-то полезное.


Автор: Сергей "Smoke" Туманов ©
источник: http://www.space-studio.ru/art2.php