Включил трек с «глубоким» басом, а сабвуфер ходит так, что видно глазами, зеркала дрожат, а звука почти нет. Куда уходит энергия? Скорее всего, в инфразвук: частоты, которые слух почти не слышит, но динамик и кузов отрабатывают по полной.
Инфразвук в машине: слух, салон и диффузор
Насколько мы слышим инфразвук
Слышим мы его плохо. Чувствительность слуха на низах резко падает. По кривым равной громкости ISO 226 порог слышимости на 20 Гц около 78,5 дБ, а на 1 кГц всего несколько дБ. Ниже 20 Гц стандарт уже не нормирует, но тенденция та же: нужны очень большие уровни. Поэтому инфразвук в машине чаще ощущается телом, чем ушами.
Играет ли сабвуфер в машине ниже 20 Гц
Может, и во многом благодаря самому салону. Посчитаем на НОЭМА 300ГДН30-4 в закрытом ящике на 32 л, как у меня в Mark X. По параметрам (Fs 20 Гц, Qts 0,24, Vas 181 л) получается Fc ≈ 52 Гц и Qtc ≈ 0,62. В открытом пространстве такой ящик на 20 Гц проседает почти на 17 дБ.
Но салон маленький, и ниже определённой частоты он работает как камера давления: усиление салона растёт примерно на 12 дБ на октаву. ЗЯ спадает ниже Fc с той же крутизной. В упрощённой модели с началом усиления на 50 Гц они почти компенсируют друг друга, и на 20 Гц спад всего около 1 дБ. В реальной машине цифры свои, салон не герметичен, но принцип тот же. Это одна из причин, почему мой любимый формат две «десятки» в ЗЯ: ящик мягко спадает и хорошо дружит с салоном.
Почему неслышный инфразвук вреден для динамика
Для динамика инфразвук как раз опасен. Смещение диффузора при том же уровне растёт в 4 раза при снижении частоты вдвое. Ниже Fc ящик перестаёт «держать» диффузор, и на 10–15 Гц он легко добирается до Xmax. У НОЭМА это 12 мм, а при 20 мм (Xdamage) начинаются механические повреждения. В фазоинверторе ещё хуже: ниже частоты настройки порта диффузор почти ничем не нагружен.
Отсюда главный вывод: инфразвук тратит ход диффузора и мощность усилителя, почти ничего не давая слуху.
Зачем нужен сабсоник
Сабсоник это фильтр высоких частот на очень низкой частоте, который срезает инфразвук до усилителя. Для фазоинвертора он обязателен: частоту ставят немного ниже настройки порта. Для ЗЯ его ставят мягче, часто в районе 15–20 Гц, чтобы не трогать слышимый бас. Точное значение зависит от ящика и музыки, так что смотри на замер и на ход диффузора.
Откуда инфразвук в музыке
- Электронная музыка и саундтреки: синтезаторы спокойно уходят ниже 20 Гц.
- Орган: самые длинные трубы дают около 16 Гц.
- Постоянная составляющая и шум записи: иногда это просто мусор с низкочастотным дрейфом.
- Дорога: неровности и ветер создают инфразвуковую вибрацию кузова. Это часть шумов в салоне.
Про самый низ в чате спрашивают много, вот то, что всплывает чаще остального.
Инфразвук лежит ниже 20 Гц, а саббас - это слышимый самый низ, примерно 20–60 Гц. Саббас ты слышишь как глубокий бас и ощущаешь телом, инфразвук почти только ощущаешь давлением и вибрацией. Для сабвуфера оба куска требуют большого хода диффузора, но полезную работу для слуха делает только саббас, поэтому инфразвук обычно срезают сабсоником.
Проще всего открыть трек в анализаторе спектра и посмотреть уровень ниже 20 Гц. Подойдёт любой спектроанализатор в аудиоредакторе или RTA с файлом на входе. Если на 10–18 Гц уровень сравним с основным басом, сабвуфер на этом треке будет тратить ход впустую. В машине это видно и без приборов: диффузор ходит заметно, а баса на слух почти не прибавляется.
Сабсоник обычно ставят крутизной 12–24 дБ на октаву, это ориентир. Чем круче фильтр, тем лучше он защищает диффузор ниже частоты среза, особенно в фазоинверторе, где ниже настройки порта нагрузки почти нет. Обратная сторона: крутой фильтр сильнее поворачивает фазу и добавляет групповую задержку на самом низу. Для закрытого ящика часто хватает пологого среза, для ФИ ставят круче.
Дребезг на низком басе появляется, когда большое звуковое давление раскачивает плохо закреплённые панели кузова и обивки. Пластик, тяги и зеркала имеют свои резонансы, и мощный саббас или инфразвук легко до них добирается. Лечится это сабсоником, который убирает бесполезный низ, и виброизоляцией с фиксацией панелей. Для SQ это важно: дребезг судьи слышат сразу.
При уровнях, которые выдаёт автомобильный сабвуфер в SQ, серьёзных доказанных эффектов нет, но долгое воздействие больших уровней на низах утомляет, и кузов начинает резонировать. Ощущение «давит на уши» часто связано именно с этим. Держи громкость разумной, а ради рекордов есть отдельные SPL-дисциплины.
Отдельно инфразвук на соревнованиях SQ не оценивают: судьи слушают бас на слух, его глубину, чёткость, отсутствие гула и дребезга. Сам инфразвук они почти не слышат, зато отлично слышат его последствия: дребезг панелей, стук подвеса, «размазанный» бас из-за перегруженного динамика. Так что польза от срезанного инфразвука на соревнованиях прямая.
Нижняя граница баса закладывается ещё на этапе выбора ящика: ЗЯ и ФИ по-разному ведут себя ниже 30 Гц и по-разному дружат с салоном. Как выбирать, разобрано в шаге «Выбор оформления для динамиков». Как поведёт себя твой сабвуфер в ЗЯ или ФИ ниже 30 Гц, видно в калькуляторе оформления E.BAEV.Air.
Сабвуфер «ходит» сильнее, чем играет? Напиши в Telegram-чат свой ящик и настройки сабсоника, подскажем, где теряется ход.
Источники
- ISO 226:2003: Acoustics. Normal equal-loudness-level contours
- R. H. Small, статьи в JAES, 1972–1973
- Л. Беранек, «Акустика» (русский перевод, 1965)
- В. К. Иофе, В. Г. Корольков, М. А. Сапожков, «Справочник по акустике», 1979
- А. П. Ефимов, А. В. Никонов, М. А. Сапожков, В. И. Шоров, «Акустика. Справочник», 1989
См. также: Сабвуфер, Ультразвук, Порог слышимости.