Основные термины в автозвуке

[2func]

Основные понятия:
"А" - "ампер", единица измерения тока. Обычно имеется в виду положительный ток, т.е. ток,
идущий от положительно заряженного потенциала к отрицательно заряженному
потенциалу. Электроны в контуре движутся в направлении, противоположном
направлению тока.

"В" - "Вольт", единица измерения напряжения. Напряжение не "движется", оно
просто существует или не существует как единица измерения (так же как
километры, например).

"DC" - постоянный ток. Это тип контура, в котором ток течет в одном
направлении и, следовательно, важно знать, где находятся положительный и
отрицательный потенциалы. Например, машины оборудованы 12В DC системами и
важно следить, какие провода подключены к +12В аккумулятора и какие
"заземлены", т.е. подключены к - клемме. На практике аккумуляторы обычно
имеют напряжение несколько выше 12В, а также система зарядки может выдавать
напряжение до 14,5В при работающем двигателе.

"АС" - переменный ток. Это тип контура, в котором вольтовый потенциал
меняется и, следовательно, ток идет в обоих направлениях. В таком контуре
обычно не обязательно отслеживать "положительные" и "отрицательные" провода
и, следовательно, вы можете воткнуть вилку в розетку "наоборот" и прибор
будет работать. Динамики в аудиосистеме потребляют АС. В некоторых
ситуациях важно понимать, какой провод "положителен" и какой "отрицателен"
(хотя здесь эти термины не являются технически правильными). Примеры будут
приведены ниже. Напряжение АС контура обычно дается в RMS (root mean square)
вольтах, что для синусоидальных волн является пиковым напряжением, разделенным
на квадратный корень из двух.

"W" - ватт, единица измерения электрической мощности. Один ватт равняется
одному вольту, умноженному на один ампер, или одному джоулю энергии в
секунду. В DC контуре мощность вычисляется путем умножения вольт на
ток (P=V x I). В АС контуре RMS мощность вычисляется путем умножения
RMS вольтажа на RMS ток (Prms=Vrms x Irms).

"Гц" - Герц, единица измерения частоты. Один герц равен одному циклу в
секунду, где цикл - расстояние между одинаковыми позициями волны (например,
между двумя пиками). Частота может описывать как електрические контуры,
так и звуковые волны, а иногда и то, и другое одновременно. Например, если
электрический сигнал в контуре динамика совершает тысячу циклов в
секунду (1000Гц или 1кГц), то динамик будет резонировать с частотой 1кГц,
создавая звуковую волну в 1кГц. Человеческое ухо воспринимает частоты
"от двадцати до двадцати", или от 20Гц до 20 кГц, немногим меньше 10 октав.

"дБ" - децибел, единица измерения акустической мощности. Дб всегда
измеряются по отношению к чему-либо. Формула вычисления Дб Р=10^(Дб/10),
что можно переписать как Дб=10log(Р). Например, для увеличения громкости
системы на 3Дб по сравнению с имеющейся, электрическая мощность должна
быть увеличена в 10^(3/10)=10^0.3=2 раза. И наоборот, если вы утроите
вашу мощность (скажем, с 20 до 60 Вт) и хотите знать изменение в Дб, то
оно будет равно Дб=10log(60/20)=4.77 (увеличение громкости на 4.77 Дб).
Если вы знаете логарифмы, то вы знаете, что отрицательные числа просто
изменят полученный результат на такой же, но со знаком "-", т.е. 3Дб
при удвоенной мощности соотносятся с -3Дб при уменьшении мощности вдвое.
Есть и другие формулы Дб; так, напряжение можно измерить по формуле
Дб=20log(В). К примеру, удвоение напряжения даст 20log2=6Дб прибавление в
громкости, что соотносится с формулой вычисления мощности,
пропорциональной квадрату напряжения, следовательно, удвоение напряжения
произведет учетверение мощности.

"SPL" - звуковое давление, единица измерения, похожая на Дб. SPL
также относительно, но всегда относительно постоянной величины 0 Дб,
которая считается нижним уровнем звукового давления, воспринимаегого
человеческим ухом. 0Дб равняется 10^-12 (10 в двенадцатой отрицательной
степени)Вт/м^2 (ватт на кв.м.). Так, когда в характеристике динамика
указано, что он производит 92Дб на расстоянии 1м при подводимой мощности
в 1Вт, вы знаете, что это значит, что он на 92Дб громче, чем 10^-12Вт/кв.м.
Вы также знаете, что удвоив мощность с 1 до 2Вт, вы прибавите 3Дб и
динамик будет производить 95Дб на расстоянии 1м. при 2Вт, 98Дб при 4Вт,
101Дб при 8Вт и т.д.

"THD" - "total harmonic distortion" - коэффициэнт гармонических искажений,
являющийся мерой того, насколько определенный компонент может искажать
сигнал. Эти величины обычно указываются в процентах. Считается, что значения
THD ниже 0.1% нельзя расслышать. Тем не менее, следует учитывать, что эти
значения складываются и если источник, эквалайзер, кроссовер,
усилитель и динамик все характеризуются, как имеющие THD "не выше 0.1%",
то вместе они могут произвести 0.6%THD, что можно услышать в звучании.

"ОМ" - единица измерения сопротивления, показывающая, насколько прибор
будет сопротивляться току в контуре. Например, если одинаковый сигнал
при одинаковом напряжении подан на 2 динамика - один из которых имеет
сопротивление 4Ом, а второй 8 Ом - вдвое больший ток будет идти через
динамик с сопротивлением 4 Ом по сравнению с динамиком 8 Ом, который
потребует вдвое большей мощности, так как мощность пропорциональна силе тока.

Частотный диапазон устройства - это диапазон частот, в котором данное
устройство может так или иначе действовать. Действие
является характерным для устройства, о котором идет речь. Так,
частотный диапазон человеческого уха составляет приблизительно
20Гц-20кГц, что соответствует диапазону частот, воспринимаемых барабанной
перепонкой. Частотный диапазон усилителя может быть 50Гц-40кГц, а
динамика - 120Гц-17кГц. В мире автомобильного аудио
частотные диапазоны должны обычно даваться с указанием мощности, как
например (для динамика) 120Гц-17кГц +/- 3Дб. Это значит,
что при сигнале, подаваемом с частотой от 120Гц до 17кГц
выходной сигнал может варьироваться не больше, чем на 6Дб. Обычно
конечные частоты в диапазоне наиболее трудно воспроизводимы и
в этом примере частоты 120Гц и 17кГц могут характеризоваться как
"-3Дб отметки" усилителя. Когда показатель Дб не указан с
частотным диапазоном, это обычно может равняться +/-3Дб.


"Звуковая сцена" - позиция (право-лево и верх-низ), из которой, как
кажется, исходит музыка. Это в равной степени относится и к
глубине сцены. Машина, в которой динамики расположены только впереди,
скорее всего будет иметь звуковую сцену спереди, но заднего
звукового заполнения не будет хватать для воссоздания естественного
звучания. Машина с передними и задними динамиками может
иметь любую звуковую сцену от передней до задней, с сопровождающим
подзвучиванием от более "мягко" звучащих динамиков в зависимости
от уровней мощности и воспроизводимых частот. Верхнее/нижнее положение
звуковой сцены отчетливо в машинах с передним расположением
сцены. Музыка может казаться исходящей из пола, панели приборов или с
потолка, в зависимости от того, как водитель взаимодействует
с окружающим пространством.

Стереопанорама - ширина и очерченность звуковой сцены. Инструменты
должны звучать со своих правильных позиций, с которых они
были записаны. Расположение инструментов должно быть постоянно и легко
определяемо, неизменно с изменением частот. Машина может
иметь отличное изображение лишь с одним, расположенным в центре, динамиком,
но стереоизображение будет отсутствовать.



"Безэховое звучание" - "Безэховый" значит не производящий эха. Это обычно
относится к способу измерения производительности динамика и старается исключить
эхо (или "отражения") волн, воспроизводимых динамиком, обратно в зону
измерения, что может повлиять на измерение как положительно,
так и отрицательно.

Характеристики динамиков:
"Входная чувствительность" - это стандартное звуковое давление (SPL),
которое развивает громкоговоритель. Оно измеряется на расстоянии 1
метр при подводимой мощности 1 Ватт на фиксированной частоте (обычно
1 кГц, если в документации на динамик не указано особо). Типичная
чувствительность автомобильных динамиков около 90 dB/Вт*м. Некоторые
сабвуферы и рупорные пьезоизлучатели имеют чувствительность свыше 100
dB/Вт*м. Однако некоторые производители не пользуются этой методикой,
особенно для низкоомных сабвуферов, а используют измерение с
постоянным подводимым напряжением, дающее более впечатляющие цифры.

[2func]

"Диапазон воспроизводимых частот" ("Frequency response") указывает
частотные границы, в пределах которых отклонение звукового давления
не превосходит некоторых пределов, обычно +/-3dB.

"Импеданс" - полное электрическое сопротивление динамика,
обычно 4 Ом. Некоторые сабвуферы имеют импеданс 8 Ом, ряд динамиков -
10 Ом или 6 Ом (характерно для японских).

"Номинальная электрическая мощность" ("Nominal power handling") -
постоянная долговременная подводимая мощность. Обозначает ту
мощность, которую громкоговоритель может выдержать в течении
продолжительного периода времени без повреждения подвеса диффузора,
перегрева звуковой катушки и других неприятностей.

"Пиковая электрическая мощность" ("Peak power handling") -
максимальная подводимая мощность. Обозначает ту мощность, которую
громкоговоритель может выдержать в течении короткого времени без
риска повреждения.



Характеристики усилителей:
"Диапазон воспроизводимых частот" ("Frequency response") - диапазон
частот, в пределах которых отклонение выходной мощности от номинала
не превышает определенной величины, обычно +/-3dB.

"Непрерывная выходная мощность" ("Continuous power output") -
выходная мощность усилителя (на один канал) при работе на номинальную
нагрузку (обычно 4 Ом) с определенным коэффициентом нелинейных
искажений (обычно 1%) на некоторой частоте (обычно 1kHz, если не
указано особо). Полная спецификация усилителя должна включать все
указанные величины, например "20W/ch into 4ohms at <0.03%THD at 1kHz
(20 Вт\канал*4 Ом при К.Н.И.<0.03% на частоте 1kHz)" или
эквивалентный вариант - "20W/ch at <0.03%THD (20 Вт\канал при
К.Н.И.<0.03%)". Кроме того, усилитель должен без проблем выдерживать
указанныую мощность в течение длительного периода (в частоности, не
перегреваться).

"Максимальная (пиковая) выходная мощность" ("Peak power output") -
выходная мощность усилителя (на один канал) при работе на номинальную
нагрузку (обычно 4 Ом) с повышенным коэффициентом нелинейных
искажений (значительно большим, чем при номинальной мощности) на
некоторой частоте (обычно 1kHz, если не указано особо). Полная
спецификация усилителя должна включать все указанные величины,
например "35W/ch into 4 ohms at <10.0%THD at 1kHz (35 Вт\канал*4 Ом
при К.Н.И.<10.0% на частоте 1kHz)" или эквивалентный вариант -"35Wch
at <10.0%THD (35 Вт\канал при К.Н.И.<10.0%)". Предостережение :
некоторые производители указывают "пиковую мощность", которую можно
получить только при использовании батареи конденсаторов в источнике
питания. Обычно об этом не говорится в паспорте, однако на видном
месте будет надпись большими буквами типа "MAXIMUM 200W PER
CHANNEL!!!", хотя номинальная мощность не превышает 15 Вт на канал и
в усилителе используется предохранитель на 5 А.

"Фактор демпфирования" ("Damping factor") - отношение сопротивления
нагрузки (динамика - обычно 4 Ом) к выходному сопротивлению усилителя
(выходному сопротивлению транзисторов). Чем меньше выходное
сопротивление, тем больше фактор демпфирования. Больший фактор
демпфирования означает лучшую способность управлять движением
диффузора динамика. При этом улучшается переходная характеристика
системы, что большинством слушателей характеризуется как "плотный"
или "живой" звук. Фактор демпфирования более 100 считается отличным.

"Отношение сигнал/шум" ("Signal to Noise","S/N") - отношение (обычно
в dB) полезного сигнала на выходе усилителя к уровню шумов в этом
сигнале. Отношение сигнал/шум от 90 до 95 dB считается отличным.

"мостовое включение" ("bridging") при мостовом включении два канала
усилителя объединяются в один новый канал. При традиционном включении
один из проводов, идущих к динамику от усилителя - нейтральный (его потенциал
по отношению к "массе" не изменяется). Другой провод ("горячий") - передает
НЧ сигнал на динамик. При таком включении размах напряжения на динамике не
превышает напряжения питания за вычетом напряжения насыщения
выходного каскада.
При мостовом включении оба провода "горячие" ("масса" отсутствует),
но сигнал на одном из них должен быть инвертирован, в противном
случае динамик никогда не "увидит" разность потенциалов, поскольку
оба провода получат синфазный сигнал. При инвертировании одного из
сигналов итоговый сигнал возрастет вдвое по сравнению с одиночным
сигналом.
Таким образом, если в Вашем усилителе не предусмотрен переключатель
для инвертирования одного канала, Вы не можете получить мостовое
включение без внешнего инвертора.
При мостовом включении обычно все параметры исходных усилителей
складываются. Например, при мостовом включении усилителя 50Вт/канал
на 4 Ом при К.Н.И.<0.05% Вы получите 100Вт на 8 Ом при К.Н.И. <0.10%.
Следовательно, усилитель, рассчитанный на нагрузку 2(4) Ом в
стереорежиме способен вынести только 4(8) Ом в мостовом монорежиме.

"смешанное моно". некоторые усилители, в которых предусмотрено мостовое
включение и работа на низкоомную нагрузку, позволяют также реализовать режим
"смешанное моно". В этом случае пара стереодинамиков работает
одновременно с одним динамиком в мостовом включении от одной пары
стереоканалов усилителя.
Для этого необходимо подключить один динамик (обычно сабвуфер) к
усилителю так, как это делается при мостовом включении, а левый и
правый стереодинамики к левому и правому стереоканалам
соответственно.
Однако оба канала усилителя при этом должны быть включены по мостовой
схеме. Многие усилители при мостовом включении просто инвертируюут
сигнал левого или правого канала. Такой вариант несомненно обеспечит
хорошую отдачу моно-динамика, но не позволит получить "смешанное
моно" из-за потери одного канала.
При использовании "смешанного моно" с пассивнвыми кроссоверами крайне
важно предотвратить перегрузку усилителя. Практически все современные
усилители (и особенно "стабильные 2 Ом") способны работать в таком
режиме без только в том случае, если импеданс пассивного кроссовера,
подключенной между выходами усилителя, остается постоянным во всей
полосе частот. Поясним на примере: возьмем типичный двухканальный
усилитель, стабильный до 2 Ом в стереорежиме и до 4 Ом в монорежиме.
Если сабвуфер подключен через пассивный кроссовер, пропускающий
частоты ниже, например, 100 Hz, то усилитель "видит" нагрузку 2 Ом на
канал на частотах 100 Hz и ниже. При этом широкополосные
громкоговорители подключены через кроссовер, пропускающий частоты
выше, например, 125 Hz и усилитель "видит" нагрузку 4 Ом на канал на
частотах 125 Hz и выше. Пассивные кроссоверы "не позволяют" усилителю
"видеть" больше, чем один динамик на канал в любой точке частотного
диапазона. Конечно, между двумя частотами среза усилитель может
"видеть" больше одного динамика ( в данном примере нагрузка снижается
до 1,33 Ом).

[2func]

Кроссовер - это устройство, осуществляющее частотное разделение
сигналов. Высокочастотный ("high pass") кроссовер пропускает сигналы
с частотой выше определенной без изменения, сигналы более низких
частот проходят через него с ослаблением, величина которого зависит
от крутизны амплитудно-частотной характеристики кроссовера.
Низкочастотный ("low pass") кроссовер наоборот, пропускает низкие
частоты и подавляет высокие. Полосовой ("band pass") кроссовер - это
фильтр, пропускающий сигналы в определенном диапазоне частот и
ослабляющий сигнал за его пределами. Существуют пассивные и активные
кроссоверы. В пассивных используются исключительно пассивные (не
требующие источника питания) компоненты - в основном конденсаторы и
катушки индуктивности, иногда резисторы. Активным кроссоверам
требуется источник питания. Пассивные кроссоверы обычно включаются
между усилителем и динамиками, в то время как активные - между
головным устройством и усилителем. Иметтся также несколько пассивных
кроссоверов, предназначенных для включения между головным устройством
и усилителем, но частота среза таких устройств (известная также как
точка перегиба, "crossover point" - определение см.ниже) зависит от
входного сопротивления усилителя, которое меняется от одной модели к
другой.
Для применения кроссоверов много причин. Одна из них - отфильтровать
самые низкие частоты в случае использования относительно небольших
динамиков. Другая - разделить сигнал в многополосных
громкоговорителях так, чтобы "бухальник" получил басы,
среднечастотник - средние частоты, а "пищалка" - верхние.
Кроссоверы характеризуются порядком и частотой среза. Порядок
кроссовера показывает крутизну спадающего участка характеристики.
Кроссовер первого порядка "заваливает" сигнал на 6dB/октава (т.е. при
изменении частоты вдвое мощность изменяется в четыре раза). Кроссовер
второго порядка имеет крутизну 12dB/октава, третьего порядка -
18dB/октава и так далее. Точка перегиба (частота среза АЧХ) - это
частота, на которой ослабление сигнала достигает -3dB. Таким образом,
для кроссовера первого порядка с частотой среза 200Hz ослабление
сигнала будет -3dB на 200Hz, -9dB на 100Hz, -15dB на 50Hz, и т.д.
Следует отметить, что крутизна скатов АЧХ, приведенная выше -
приближенная.
Очень важно сопротивление нагрузки пассивного кроссовера. Кроссовер,
рассчитанный для динамика сопротивлением 4 Ом при работе с динамиком
другого сопротивления будет иметь другую частоту среза. В кроссоверах
второго и более высоких порядков использование нерасчетной нагрузки
увеличит неравномерность АЧХ. Не делайте этого.

Активный или пассивный кроссовер.Активные кроссоверы значительно
эффективнее пассивных. Типичная потеря мощности - 0,5dB. Потери при
использовании активных кроссоверов намного меньше (если они есть вообще),
но их можно легко компенсировать регуляторами чувствительности усилителя.
Некоторые активные кроссоверы позволяют также плавно подстраивать не только
частоту среза, но и крутизну спада АЧХ. Например, можно настроить ВЧ
кроссовер на частоту 112.3Hz при крутизне 18dB/октава.
Однако у активных кроссоверов есть и недостатки. Активный кроссовер
существенно дороже аналогичного по параметрам пассивного кроссовера.
В том случае, если активный кроссовер имеет раздельные выходы для
каждой полосы частот, необходимо использовать отдельные усилители для
каждой полосы. В конце концов, поскольку активный кроссовер по
определению использует активные компоненты, он вносит в систему
дополнительный шум, тогда как при использовании пассивного кроссовера
этого не происходжит.
Многие находят удобным совместное использование активных и пассивных
кроссоверов. Часто отдельный усилитель выделяется для сабвуфера,
чтобы подвести к нему максимально возможную мощность. Другой
усилитель используется для среднечастотников и пищалок. В такой схеме
активный кроссовер используется только для разделения частот между
уилителем сабвуфера и усилителем широкополосного сигнала. Пассивный
кроссовер на выходе последнего используется для разделения частот
между динамиками (в данном случае - между среднечастотником и
пищалкой). Итак, если Вы можете потратить деньги на активный кроссовер и
отдельные усилители, возиться с установкой (а, возможно, и с шумом) -
ставьте активный. Если же средства ограничены и можно найти пассивный
кроссовер с требуемыми характеристиками - ставьте пассивный.

Высокочастотный фильтр первого порядка - это конденсатор, включаемый
последовательно с динамиком. Низкочастотный фильтр первого порядка - это
индуктивность, включенная последовательно с динамиком. При изменении
включения они меняются ролями: конденсатор, включенный параллельно динамику -
низкочастотный фильтр, индуктивность, включенная параллельно динамику -
высокочастотный фильтр. Однако в фильтрах первого порядка такое включение
не применяется, поскольку в таком случае произойдет короткое замыкание по
переменному току на частотах выше или ниже частоты среза соответственно.

Комбинация из последовательной индуктивности и параллельного конденсатора
образует низкочастотный фильтр второго порядка, соответственно,
последовательная емкость и параллельная индуктивность - высокочастотный
фильтр второго порядка.

Для вычисления номиналов конденсаторов и индуктивностей фильтра первого
порядка необходимо знать номинальное полное электрическое сопротивление
(импеданс) динамика (R, Ом) и частоту раздела (F, Гц). Необходимая емкость
C=1/(2*PI*F*Z) (Ф), индуктивность L=Z/(2*PI*F) (Гн). Вычисленные значения
округляются до ближайших стандартных номиналов. Например, для динамика
сопротивлением 4 Ом и частоты раздела 200 Гц емкость равна 200 мкФ,
индуктивность 3,2 мГн.



Высокочастотный фильтр второго порядка - Для фильтра
второго порядка необходимо прежде всего выбрать тип фильтра.
Для фильтра Линквитца-Рили (Linkwitz-Riley) частоты раздела НЧ и ВЧ фильтров,
на которых затухание составляет 3dB, совпадают и результирующая АЧХ
сопряженных НЧ и ВЧ звеньев акустической системы будет гладкой. Для фильтров
Баттерворта и Бесселя на частоте раздела имеется пик, несколько меньший в
случае использования фильтра Бесселя.
Для фильтра второго порядка емкости и индуктивности вычисляются по тем же
формулам, что и для фильтра первого порядка и затем корректируются :
для фильтра Линквитца-Рили C'=C/2, L'=L*2 ; для фильтра
Баттерворта C'=C/sqr(2), L'=L*sqr(2); для фильтра Бесселя C'=C/sqr(3),
L'=L*sqr(3) (sqr - квадратный корень)


Учтите, что вносимый фильтром фазовый сдвиг увеличивается на 90 градусов
с каждым порядком. Фильтр второго порядка поворачивает фазу сигнала на
180 градусов и это можно учесть простой переменой полярности подключения
динамика. Для фильтров других порядков необходимо поэкспериментировать с
полярностью подключения динамиков для достижения наибольшей выразительности
звучания.

Обратим внимание также на тот факт, что при проектировании пассивных
разделительных фильтров в расчетах используется импеданс головок, величина
которого не постоянна и зависит от частоты. Таким образом, работа фильтра
будет отличаться от расчетной. Чтобы обойти эту проблему, используется
стабилизирующая цепь, известная также как схема Цобеля (Zobel). Она
представляет собой последовательную RC-цепочку, подключенную параллельно
динамику. Номиналы элементов R1=Re*1.25 ; C1=Lces/Re^2. (См. 4.1 -
Параметры Тейла-Смолла)

  
                  ________                __ 
         +  o----|        |----o-----o + |  | / 
   вход          | фильтр |    R1        |  |/ 
                 |        |    C1        |  |\ 
         -  o----|________|----o-----o - |__| \

Конечно, можно обойтись и без этой цепи, если знать импеданс динамика в
зоне работы фильтра и соответствующим образом учесть его в расчетах.
Но она совершенно необходима при использовании готовых кроссоверов.

5.14 Как самостоятельно изготовить пассивные разделительные фильтры ? [AS]

Конденсаторы должны быть биполярными с рабочим напряжением не ниже, чем
пиковое напряжение сигнала при максимальной выходной мощности. К примеру,
пиковое напряжение усилителя мощностью 100 Вт на нагрузке 4 Ом составляет 20 В.
Простоты ради можно использовать конденсаторы с рабочим напряжением 50 вольт.
Биполярный конденсатор можно в крайнем случае заменить двумя полярными вдвое
большей емкости, включенными встречно-последовательно (+ к +), однако такая
замена может привести к ухудшению звучания.

Для уменьшения потерь катушки индуктивности должны иметь низкое активное
сопротивление - не более 0,1-0,2 Ом. С той же целью их наматывают без
магнитопровода на пластмассовых каркасах или применяют бескаркасную намотку.
В этом случае витки катушки фиксируют клеем или компаундом.

Оптимальная конструкция получается, если внутренний диаметр обмотки вдвое
больше высоты катушки, а наружный диаметр вдвое больше внутреннего.

При расчете задаемся индуктивностью катушки L(мкГн) и активным сопротивлением
R (Ом).

высота катушки (мм)

H= sqr(8,66*L/R)

число витков

N=19,88*sqr(L/H)

диаметр провода без изоляции (мм)

d=0,84*H/sqr(N)

длина провода (м)

l=187,3*sqr(L*H)

(sqr - квадратный корень)

Диаметр провода округляем до ближайшего стандартного. Окончательно
индуктивность следует подогнать путем отматывания витков.

[2func]

Центральный канал в автомобиле - Если приемлемый звуковой образ
в центре не достижим через двухканальную систему, установка центрального
канала может значительно помочь. Так как большинство записей выполнено
на двух каналах, грамотно спроектированная двухканальная система должна
обеспечивать воспроизведение звукового образа в центре,
хотя бы потому что он там присутствует . Центральный канал это не
просто суммирование левого и правого каналов на одном усилителе; это -
извлечение общих сигналов из разных каналов - обычно солирующий вокал и,
возможно, один или два инструмента. Эти сигналы будут локализоваться в центре
звуковой сцены, вместо возможных перемещений между слева от центра и справа от
центра звуковой сцены. Чтобы должным образом создать звуковой образ централього
канала необходим процессор звуковых сигналов (DSP). Полученный после обработки
центральный канал посылается на динамик в физическом центре фронта автомобиля,
с уровнем усиления несколько ниже чем на остальных громкоговорителях.
Правильный частотный диапазон и уровни мощностей будет зависеть от специфики
установки, хотя хорошая отправная точка - это, возможно, полоса пропускания в
250-3000Hz с уровнем усиления в половину мощности основных громкоговорителей
(3dB вниз).


Параметры Тейла-Смолла (Thiele/Small) Это группа параметров, введенных
A.N. Thiele и позднее R.H. Small, при помощи которых можно полностью описать
электрические и механические характеристики средне- и низкочастотных головок
громкоговорителей, работающих в компрессионной области, т.е. тогда, когда в
диффузоре не возникают продольные колебания и его можно уподобить поршню.
Эти параметры совершенно необходимы при проектировании высококачественных сабвуферов.

Fs (Hz) - частота собственного резонанса головки громкоговорителя в
открытом пространстве. В этой точке ее импеданс максимален.
Fc (Гц) - частота резонанса акустической системы для закрытого корпуса.
Fb (Гц) - частота резонанса фазоинвертора.
F3 (Гц) - частота среза, на которой отдача головки снижается на 3 dB.

Vas (куб.м) - эквивалентный объем. Это возбуждаемый головкой закрытый
объем воздуха, имеющий гибкость, равную гибкости Cms подвижной
системы головки.
D (м) - эффективный диаметр диффузора.
Sd (кв.м) - эффективная площадь диффузора (примерно 50-60% конструктивной
площади).
Xmax (м) - максимальное смещение диффузора.
Vd (куб.м) - возбуждаемый объем (произведение Sd на Xmax)

Re (Ом) - сопротивление обмотки головки постоянному току.
Rg (Ом) - выходное сопротивление усилителя с учетом влияния соединительных
проводов и фильтров.

Qms (безразмерная величина) - механическая добротность головки
громкоговорителя на резонансной частоте (Fs), учитывает механические потери.
Qes (безразмерная величина) - электрическая добротность головки
громкоговорителя на резонансной частоте (Fs), учитывает электрические
потери.
Qts (безразмерная величина) - полная добротность головки громкоговорителя на
резонансной частоте (Fs), учитывает все потери.
Qmc (безразмерная величина) - механическая добротность акустической системы
на резонансной частоте (Fs), учитывает механические потери.
Qec (безразмерная величина) - электрическая добротность акустической системы
на резонансной частоте (Fs), учитывает электрические потери.
Qtc (безразмерная величина) - полная добротность акустической системы на
резонансной частоте (Fs), учитывает все потери.
Ql (безразмерная величина) - добротность акустической системы на частоте (Fb),
учитывающая потери перетекания.
Qa (безразмерная величина) - добротность акустической системы на частоте (Fb),
учитывающая потери поглощения.
Qp (безразмерная величина) - добротность акустической системы на частоте (Fb),
учитывающая прочие потери.

n0 ( безразмерная величина, иногда %) - относительная эффективность (К.П.Д.)
системы.

Cms (м/Н) - гибкость подвижной системы головки громкоговорителя (смещение
под воздействием механической нагрузки).
Mms (кГ) - эффективная масса подвижной системы (включает массу диффузора и
колеблющегося вместе с ним воздуха).
Rms (кГ/с) - активное механическое сопротивление головки.

Cas - акустический эквивалент Cms
Mas - акустический эквивалент Mms
Ras - акустический эквивалент Rms

Cmes (Ф) - эквивалентная емкость Mms
Lces (Г) - эквивалентная индуктивность Cms
Res (Ом) - эквивалентное сопротивление Rms

B (Тл) - индукция в зазоре.
l (м) - длина проводника звуковой катушки.
Bl (м/Н) - коэффициент магнитной индукции.

Pa - акустическая мощность
Pe - электрическая мощность

c=342 м/с - скорость звука в воздухе в нормальных условиях.
p=1.18 кГ/м^3 - плотность воздуха в нормальных условиях.

типы звукового оформления - При работе с кроссовером
(разделительным фильтром) порядок системы увеличивается на порядок кроссовера.

Пример : если кроссовер первого порядка 6dB/октава (катушка индуктивности
последовательно с динамиком) используется с акустическим оформлением
четвертого порядка, система в целом будет пятого порядка.

Бесконечный объем (открытое пространство)

Достоинства :

- Корпус не нужен. Значит - проще смонтировать и подключить.

Недостатки:

- Требует хорошей акустической изоляции между передней и задней поверхностью
диффузора. При установке может привести к определенным проблемам и
потребовать дополнительной изоляции отверстий в панелях, чтобы исключить
"акустическое короткое замыкание".
- Демпфирование диффузора в этом случае определяется только гибкостью
подвижной системы и может оказаться недостаточным.
- Менее эффективна в области самых низких частот по сравнению с другими
конструкциями.
- В принципе дороже, чем хороший корпусной сабвуфер. Для лучшей слышимости
подвижная система должна иметь максимальную гибкость и ход, чтобы
выдерживать большую подводимую мощность.

Закрытый корпус

Преимущества :

- Малый занимаемый объем.
- Неглубокий (12 dB/октава) спад АЧХ на низких частотах.
- Прекрасно выдерживают мощность на самых низких частотах.
- Прекрасная переходная характеристика и групповое время задержки.
- Легкость монтажа и простота конструкции.
- Снисходительность к конструктивным просчетам.

Недостатки :

- Недостаточная эффективность.
- Незначительная отдача в области "верхнего баса".
- При использовании мощного агрегата в маленьком корпусе охлаждение
магнитной системы недостаточно.

[2func]

Фазоинвертор

Преимущества :

- На 3-4 dB эффективнее, чем закрытый корпус.
- Отдача в области "верхнего баса" лучше, а искажения меньше.
- Магнитная система хорошо охлаждается.
- АЧХ правильно сконструированного агрегата расширена в область низких
частот по сравнению с закрытым корпусом.

Недостатки :

- Размеры (не так критичные для неавтомобильной акустики).
- Недостаточная нагрузка ниже Fb.
- Сложнее проектирование, в результате просчетов можно получить гулкий,
неприятный звук.

Фазоинвертор с резонатором

Достоинства :

- Надлежащим образом сконструированный и смонтированный сабвуфер
обеспечивает прекрасное воспроизведение самых низких частот.
- Лучше демпфируются колебания диффузора и снижаются механические нагрузки.
- Диффузор надежно защищен от болтающихся по багажнику предметов.
- Выход хорошо вписывается в интерьер седанов.

Недостатки :

- Трудно изготовить (не рекомендуется для новичков) и очень критично к
ошибкам проектирования.
- Фильтрующие свойства часто маскируют искажения, возникающие при
ограничении сигнала в момент перегрузки усилителя. В результате слушатель
и не догадывается, что динамик на грани выхода из строя.
- Требуется мощное звено "среднего баса" вследствие узкой полосы
воспроизводимых частот.
- Переходная характеристика зависит от характера настройки. При широкой
полосе звук вялый, узкая полоса (и большая отдача) улучшает переходную
характеристику.

Акустическое сопротивление ("aperiodic membrane")
Апериодическая мембрана (в отечественной терминологии - панель
акустического сопротивления, ПАС) - составная часть акустического
оформления некоторых сабвуферов. Это решетка, акустическое сопротивление
которой зависит от частоты. Первоначально Naim применил ее в домашних
акустических системах, но некоторые производители применяют ее в
автомобильной акустике.

У системы с ПАС головка громкоговорителя передемпфирована и имеет
добротность не более 0,7. Напротив, распространенные закрытые корпуса
имеют полную добротность Qtc 0,8-1,1 и по определению недостаточно
демпфированы. При неправильном проектировании высокодобротные системы
могут иметь плохую переходную характеристику, значительный пик на АЧХ
и значительный спад за ним. ПАС ведут себя по другому - у них лучше
переходная характеристика и плоская АЧХ с протяженным низкочастотным участком.

Другое преимущество системы состоит в том, что открывается широкий выбор.
Параметры Тейла-Смолла (которые предопределяют выбор типа корпуса)
учитываются при проектировании ПАС так, чтобы ее характеристики
соответствовали характеристикам головки громкоговорителя.

Реально ПАС не для каждого автомобиля. Для достижения хороших результатов
необходима хорошая акустическая изоляция (с уплотнением) как багажника
от пассажирского салона, так и самого багажника. Головки громкоговорителей
монтируются на перегородке между салоном и багажником так же, как в
системе с бесконечным объемом/открытым оформлением. ПАС помещается либо
впереди динамика, либо позади него (в зависимости от типа), в этом случае
ПАС является задней стенкой небольшого корпуса, в котором установлена
головка громкоговорителя (как в Buick Grand National у Richard Clark).
Это не годится для грузовиков, джипов, роверов и хэтчбэков.

Вы можете попробовать ПАС, если есть намерение потратить деньги,
имеется запас мощности усилителя, несколько больших басовиков, седан,
большой багажник и нет желания громыхать на всю округу. Если же Ваши
вкусы требуют запредельных низов вопреки звучанию акустических
инструментов, результат вряд ли удовлетворит Вас.

"подзвучка" ("rear fill")
Подзвучка сзади вносит глубину и объем в звучание музыки. В правильно
спроектированной двухканальной (стереофонической) системе подзвучку можно
получить из исходного сигнала, исключив высокочастотные
излучатели ("пищалки") в задних динамиках. Все, что уловил в процессе
записи стереофонический микрофон, создает панораму или объем. Поскольку
записи стереофонические, остается только воспроизвести их. У многих
привлекательных тачек IASCA нет "пищалок" в задних динамиках. Правда,
большинство из них подверглись доработке. Однако при добавлении
высокочастотных излучателей сзади необходимо, чтобы к задним динамикам
подводилась меньшая мощность, чем к передним. В противном случае произойдет
потеря приоритета фронтальной перспективы, а это совсем не то, что
хотелось (на концерте Вы не садитесь спиной к сцене ?) Подходящий уровень
громкости подзвучки - когда вы только начинаете ее уверенно различать,
сидя на переднем сидении. Акустика из раздельных компонентов не годится
для этих целей и может свести на нет все усилия, поэтому лучше использовать
пару коаксиальных динамиков.