Сабвуфер «поёт» вместе с вокалистом, бас тянется из багажника, а сцена вместо того, чтобы стоять на панели, съезжает назад. Знакомо? Чаще всего виноват один параметр в процессоре или на усилителе, который выставили «на глаз» или не выставили вовсе. Это фильтр низких частот.
Аналогия: шлагбаум с плавным закрытием
Представь шлагбаум на въезде во двор, который пропускает только легковушки. Только он опускается постепенно, без хлопка: чем выше машина, тем сильнее её «придавливает». Частота среза это высота, на которой шлагбаум уже прикрыт наполовину. А крутизна показывает, насколько резко он опускается дальше: мягко, как у дешёвой парковки, или почти мгновенно.
У фильтра так же. На частоте среза сигнал ослаблен на 3 или 6 дБ, в зависимости от типа фильтра, а выше каждая октава срезается на 6, 12, 18 или 24 дБ. Это и есть порядок фильтра, подробнее в статье про кроссовер и наклоны фильтров.
Я посчитал три фильтра с частотой среза 80 Гц. На 160 Гц, это октава выше, фильтр первого порядка ослабляет сигнал всего на 7 дБ, Баттерворт второго порядка на 12,3 дБ, а Линквиц-Райли четвёртого порядка почти на 25 дБ. Разница огромная: при мягком фильтре саб ещё отлично слышно на 200–300 Гц, а это уже зона, где ухо чётко понимает, откуда идёт звук.
Почему это важно именно в машине
Направление на низкие частоты мы определяем плохо, но не совсем. Чем выше частота, тем лучше слух находит источник. Саб в багажнике, который пропускает верх баса и призвуки, тянет сцену назад: ты слышишь, что бас сзади. Хороший LPF как раз и прячет сабвуфер, чтобы низ «приклеился» к фронту.
Вторая причина, это призвуки. Сабвуфер, особенно в фазоинверторе или в стеснённом багажнике, на верхах своего диапазона гудит, дребезжит, выдаёт гармоники и тон порта. Крутой LPF отрезает эту область.
Третья, это стык с мидбасом. На мидбас ставят HPF, на сабвуфер LPF, и в районе раздела их сигналы должны сложиться ровно. Для этого совпадать должны частота, тип и крутизна фильтров, а также фаза и задержка.
Какую частоту среза LPF выбрать для сабвуфера?
Для сабвуфера в машине обычно выбирают 50–90 Гц. Точка зависит от того, как низко умеют играть мидбасы. У меня в машине 8-дюймовые мидбасы Helix работают как стереопара до примерно 35 Гц, а сабы в ЗЯ добавляют энергии снизу. Если мидбас в двери 6,5" в несвежей инсталляции, вероятно, срез саба придётся ставить повыше, около 80 Гц. Но тогда внимательнее с крутизной.
- Начни с 80 Гц и крутизны 24 дБ/окт на сабе.
- Поставь HPF мидбаса на ту же частоту с тем же типом фильтра.
- Послушай мужской вокал и бас-гитару: если саб слышно «сзади», двигай LPF вниз шагами по 5–10 Гц.
- Сделай замер суммы в точке слушателя, чтобы в зоне раздела не было провала.
Крутизна, место включения и LPF на мидбасе
LPF (фильтр низких частот) пропускает всё ниже частоты среза и ослабляет то, что выше, а HPF делает наоборот: пропускает верх и режет низ. В машине LPF ставят на сабвуфер, HPF на мидбас, СЧ и твитер. На стыке саба и мидбаса оба фильтра настраивают на одну частоту, с одинаковым типом и крутизной.
Для сабвуфера в машине чаще лучше 24 дБ на октаву. По расчёту для среза 80 Гц на 160 Гц Баттерворт 12 дБ/окт ослабляет сигнал на 12,3 дБ, а Линквиц-Райли 24 дБ/окт почти на 25 дБ, и саб гораздо лучше прячется за фронтом. Мягкий фильтр меньше крутит фазу, но в багажнике обычно важнее, чтобы верх баса и призвуки не выдавали место сабвуфера.
LPF включают в одном месте, лучше в процессоре. Там можно точно задать частоту, тип и крутизну и сразу свести их с HPF мидбаса, а регулятор на усилителе даёт только примерную частоту по шкале. Если фильтр оставить и в магнитоле, и в усилителе, они сложатся, и срез уйдёт ниже задуманного. Варианты есть в разделе звуковых процессоров.
Нужен, если во фронте есть СЧ динамик. Тогда мидбас ограничивают сверху LPF, а снизу HPF, и вместе они образуют полосовой фильтр. Верхний срез мидбаса выбирают по месту, где СЧ динамик уже уверенно играет, и с оглядкой на то, где у мидбаса кончается поршневой режим. В двухполосном фронте мидбас играет вверх до твитера.
На чём горят новички с LPF
- Ставить LPF повыше «для панчевости». Панч даёт мидбас, а не саб на 150 Гц.
- Путать LPF с сабсоником. Сабсоник срезает инфразвук снизу, LPF убирает верх сверху. Это разные фильтры.
- Выставлять только частоту и забывать про фазу. Разные крутизны сабвуфера и мидбаса дают разный сдвиг фазы, и в стыке появляется яма.
- Считать, что фильтр убирает резонансы корпуса и дребезг. Он снимает возбуждение сверху, но не лечит вибрации в полосе самого саба.
Частоты раздела выбирают дважды: сначала на бумаге, когда подбираешь динамики, потом ушами и микрофоном при настройке. Второе подробно в шаге «Настройка системы», а если только знакомишься с темой качества звучания, начни с «Что такое SQ».
Сабвуфер всё равно слышно сзади? Опиши систему и настройки фильтров в чате EBAEVSQ, подскажем, куда сдвигать срез.
Источники
- S. Linkwitz, «Active Crossover Networks for Noncoincident Drivers», JAES, 1976
- Linkwitz Lab: Active filters
- А. П. Ефимов, А. В. Никонов, М. А. Сапожков, В. И. Шоров, «Акустика. Справочник», 1989
См. также: HPF, сабвуфер, полосовой фильтр, как слух определяет направление.