Възпроизвеждане на Ниски Честоти
Преди да се занимаем с акустиката на възпроизвеждане на ниските честоти, смятам че е необходимо да сме наясно с ограниченията, които природата е решила да създаде при тяхното възпроизвеждане.
Напоследък воден от силното желание да се самопоставя в положение да мога да си оказвам акустическа самопомощ чета и експериментирам доста.
Сега ще ви запозная с нещо, което прочетох в тази книга:
Автора е Инж. Любомир Борисов Симеонов, изданието е на издателство "Техника" - 2008 г. - второ преработено и допълнено издание на излязлата през 1994 г. едноименна книга.
Сега по същество.Възпроизвеждането на звук е свързано с честотно зависим минимален обем на изтласквания въздух за един цикъл на мембраната при дадено еднакво ниво. Разликите в изискванията за изтласкван обем за един цикъл нарастват още повече когато трябва да поддържаме еднаква субективна сила на звука в различните честоти, това е така защото човешкият слух не е еднакво чувствителен във всички честоти.
Това означава, че докато при по-високи честоти необходимият изтласкван обем за един цикъл може да бъде пренебрежим - от порядъка на 5-10 см3 за цикъл, то при честотите от първите две октави за поддържане на тонален баланс в системата е необходимо говорителя да изтласква по няколко литра въздух за цикъл.
Ето две таблици, които са много показателни:
А това са параметрите на някои нискочестотни говорители:
Последната таблица смятам, че е изключително ценна!
Както виждате говорителя с най-големи възможности от показаните в таблицата е 16 инчовият Визатон "TIW-400" той е в състояние да измести цели 1350 см3 въздух за цикъл и надминава дори 18 инчовия JBL.
Преди да продължа ще ви обърна внимание на кривата на чувствителността на човешкия слух и съотношението между отделните честоти в музикалния сигнал.
Кривата на чувствителността на слуха всеки може да намери сам в интернет, пък и е индиректно дадена в таблиците с абсолютното и субективното звуково налягане тук по-горе.
Разпределението на мощността и звуковото налягане също са добре известни величини и най-общо казано в музикалните стилове Блус, Джаз, Рок, Хард Рок и Метъл и Класическа музика, на нискочестотните струнни и ударни инструменти се пада повече от половината от енергията на звука, а самите те създават абсолютни нива между 114 и 122 децибела, при това не на 1 метър от тях а средна стойност в озвучаваното поле.
Субективно нивата на нискочестотните инструменти са винаги над 90 децибела (90phon).
Нивата на останалите инструменти винаги са субективно по-ниски от тези на нискочестотните.
Сега да се върнем на основната тема!Какво ще чуем от ниските честоти ако имаме озвучителна система с чувствителност от 90 децибела за ват на метър и слушаме музика със средно ниво от 90 децибела?
- В честотите между 500 и 4000 херца субективната сила на звука възприеман от слушателя ще бъде същата като абсолютното средно звуково налягане - тоест 90 phon;
- От около 90 херца надолу българските 12 инчови ВКН ще започнат да работят като лимитери и няма да са повече в състояние да възпроизвеждат пикове в ниските честоти които да са поне равни на останалия музикален сигнал;
- От 80 херца надолу TIW-250 Ще започне също да орязва върховете в пиковете на ниските честоти;
- На 60 херца KEF - В300 ще направи същото...;
- На малко над 50 херца TIW-300 на Визатон също ще се предаде...;
- Между 40 и 50 херца 15 инчовият JBL-2235H също ще направи компромис и ще започне завал...;
- Нито един от говорителите няма за достигне 30 херца при ниво субективно съответстващо на останалия музикален сигнал!
Единствено 18 инчовият 2245Н на JBL и 16 инчовия TIW-400 на Визатон ще слязат под 40 херца (35-38) с ниво равно на останалият музикален сигнал!
Този анализ е напълно валиден само за акустично оформление тип Затворен Обем, но дори да прибавим максималните 6 децибела, които добре настроените Бас Рефлекс или Хорна могат да добавят, пак ще се окаже че най-много два говорителя от всички изброени ще успеят да възпроизведат 30 херца на ниво, което е равно на останалия музикален сигнал!
Подчертавам: Равно на останалия музикален сигнал! - Слушателя все още няма да е в състояние да възприеме пика в амплитудата на ниските честоти, който е присъствал в оригиналното изпълнение на музикантите! И дори +6 децибела в следствие на акустичното оформление означават, че нискочестотната секция на системата ще орязва действителните пикове в сигнала и това е ако не отчитаме компресията на мощност, ограниченията в записа и възпроизвеждането, ограниченията в динамиката на усилвателя и пред усилващото устройство!
За сметка на този отчайващ анализ на статистиката и на определени характеристики, надежда може да ни даде слушането на музика със средна стойност на звуковото налягане от 70 до 80 децибела - тогава ще се намерят поне няколко говорителя, които имат достатъчно резерв от капацитет за изтласкване за един цикъл, тоест способни да възпроизвеждат с достатъчно звуково налягане нискочестотните пикове в музиката.
- Тези говорители са с диаметър поне 10 инча за поддържане на същото субективно звуково налягане и задължително поне 12 инча ако искаме да се насладим на динамиката на изпълнението във всички честоти при средно ниво от 70-75 децибела!
Ето две извадки от текста на книгата адресиращ данните дадени в таблиците:
Нататък продължава малко на следващата и се обяснява, че ще са необходими десет говорителя.
(а в случая с ВКН-1233) ще трябват 13 броя за да покрият 2500 см3 изтласкан обем за цикъл! - това за равно субективно ниво!!! Не за възпроизвеждане на реалните пикове!
Карол Шелби го е казал: "There is no replacement for displacement!" - Нищо не може да замени работният обем! (има се предвид ходов обем на ДВГ, но в случая аналогията е директна!)
п.п. честотите под 30 херца изобщо не са разгледани в книгата, както и аз не се наемам да правя прогнози или изчисления в тази посока - там може да настъпи пълно отчаяние - слуха е още по-слабо чувствителен, а изискванията за изтласкан обем за един цикъл не могат да бъдат покрити от нито един самостоятелен говорител... Известни са ми 2-3 говорителя с диаметър над 20 и дори над 30 инча, но те са толкова непрактични, че просто не си заслужава дори да се мечтае в тази насока...
В книгата има страшно много полезна и разбираемо поднесена информация! Струва 13 лева и може да бъде намерена по големите книжарници.
Ето и посочената литература в края на книгата:
- Проф. Вълчев (№ 1) е същият, който ни радва с лентови високочестотни говорители? - неговият сайт:
http://audioresearchlaboratory.eu/Поздрави! Ще се радвам на отзиви и размишления по така изложената фактическа обстановка
Гост