Сабвуфер на свипе ведёт себя странно: на одной частоте бас «встаёт колом» и гудит, чуть выше проваливается, а с заднего сиденья вообще другая картина. Эквалайзер крутишь, горб уходит и возвращается. Скорее всего, ты воюешь не с сабвуфером, а с модами салона.
Как прикинуть моды своего салона: пошагово
Нужны три внутренних размера: длина от лобового стекла до заднего, ширина между дверями, высота от пола до потолка. Для примера возьмём условный седан: 2,5 × 1,45 × 1,15 м.
Самые сильные моды осевые, они живут между двумя параллельными стенками. Формула простая: f = n · c / (2L), где c = 343 м/с (скорость звука), L размер салона, n = 1, 2, 3…
- по длине: 343 / (2 · 2,5) = 68,6 Гц, затем 137,2 и 205,8 Гц;
- по ширине: 343 / (2 · 1,45) = 118,3 Гц, затем 236,6 Гц;
- по высоте: 343 / (2 · 1,15) = 149,1 Гц, затем 298,3 Гц.
Первая мода по длине получается, когда длина салона равна половине длины волны. На 68,6 Гц волна длиной 5 м, её половина как раз 2,5 м.
Общая формула учитывает все три размера: f = c/2 · √((nx/L)² + (ny/W)² + (nz/H)²). Касательные моды (две пары стенок) и косые (все три) слабее осевых, но их больше. В нашей коробке до 300 Гц набирается 23 моды, и уже после ~200 Гц они идут почти вплотную.
У первой продольной моды пучности у торпеды и у заднего стекла, а узел ровно посередине салона. Голова водителя примерно в 0,9 м от лобового стекла, там амплитуда первой моды около 43% от максимума, а второй около 64%. Пассажир сзади сидит в другом месте картины и слышит другой бас.
Расчёт даёт только порядок цифр. Салон не коробка: кресла, торпеда, стёкла под углом, мягкий потолок. Поэтому снимаешь АЧХ микрофоном в точке прослушивания и смотришь, совпадают ли горбы и провалы с оценкой. Совпали примерно, значит, ты нашёл причину.
Почему в машине всё иначе, чем в комнате?
В комнате 5 × 4 м первая мода лежит около 34 Гц, и весь бас работает в зоне мод. В машине салон маленький, и ниже первой моды (у нас ~69 Гц) волна длиннее салона. Там стоячих волн нет, салон работает как сжимаемый объём воздуха, давление растёт к низу. Это усиление салона, та самая «бесплатная» прибавка на инфранизе.
Самые проблемные моды машины лежат как раз в зоне мидбаса и верхнего баса, 60–200 Гц. Выше примерно 200–300 Гц мод так много, что они сливаются, и дальше салон ведёт себя уже статистически (граница описана в статье про частоту Шрёдера).
У меня в Mark X неприятная зона 65–90 Гц: в большинстве салонов там фазовый переворот от торпеды и тоннеля. Эквалайзер тут бессилен, лечится это разворотом мидбасов или фронтальными басовиками. Похожая логика с модами: если горб от геометрии, двигать надо источник или точку прослушивания, ползунок мало поможет.
Что делать с модами при настройке?
- Режь горбы, не тяни провалы. Провал в узле моды эквалайзером почти не лечится: в этой точке добавленная мощность гасится.
- Меряй в нескольких точках вокруг головы и усредняй. Узкая «дырка» на одном микрофоне может быть случайностью.
- Пробуй разные положения сабвуфера и мидбаса, полярность и задержки. Два источника в разных местах возбуждают моды по-разному.
- Проверяй кроссовер между сабом и мидбасом: если он попадает на сильную моду, стык будет гудеть.
Живой пример. Василий Бондаренко в эксперименте на своём Prado посчитал главную продольную моду: при длине салона около 4 м выходит 343 / (2 × 4) ≈ 43 Гц. Она видна и пиком на АЧХ саба в багажнике, и затянутым «хвостом» в его импульсе. Пик эквалайзером срезать можно, тональность выровняется. А вот хвост затухания никуда не денется: это энергия, которая живёт в самом салоне, в сигнале её нет.
На чём горят с модами
- Поднимать эквалайзером глубокий узкий провал на 10–15 дБ. Усилитель греется, динамик ходит, а в точке прослушивания почти ничего не меняется.
- Настраивать бас по одному замеру, а потом удивляться, что сдвинул кресло и всё поменялось.
- Путать моду с резонансом корпуса или дребезгом панели. Дребезг лечится виброизоляцией, а мода остаётся.
Когда люди впервые видят на замере горб, который гуляет от точки к точке, вопросы обычно такие.
Первую продольную моду салона считают по формуле f = c/(2L), где c = 343 м/с, а L внутренняя длина салона от лобового до заднего стекла. Для седана с длиной 2,5 м выходит 68,6 Гц, для большого внедорожника с салоном около 4 м примерно 43 Гц. Ширина и высота дают свои моды выше по частоте, у того же седана около 118 и 149 Гц. Это прикидка, реальную картину показывает только замер.
Убрать стоячую волну эквалайзером нельзя, можно только частично выровнять тональность. Горб от моды срезать полосой эквалайзера получается, а провал в узле моды почти не лечится, потому что добавленная мощность в этой точке гасится. Затянутый «хвост» затухания на частоте моды тоже остаётся, потому что эта энергия накапливается в самом салоне.
Бас на разных местах разный, потому что узлы и пучности стоячей волны стоят на месте. У первой продольной моды пучности у торпеды и у заднего стекла, а узел посередине салона. В седане длиной 2,5 м голова водителя примерно в 0,9 м от лобового, там первая мода звучит на 43% от максимума, вторая на 64%. Пассажир сзади попадает в другую точку картины.
Мода салона это резонанс воздуха между стенками, её частота задаётся размерами машины. Дребезг это механическая вибрация пластика или металла, которая добавляет призвуки. Дребезг лечится виброизоляцией и затяжкой креплений, а мода после шумки останется на той же частоте. Отличить просто: дребезг слышно рукой на панели, мода видна на АЧХ горбом или провалом, который зависит от точки замера.
Перенос сабвуфера часто помогает лучше эквалайзера. Источник, стоящий в пучности моды, раскачивает её сильнее всего, а стоящий в узле почти не возбуждает. Поэтому разные места установки сабвуфера и мидбаса, полярность и задержки дают разную картину горбов в точке прослушивания. Пробовать имеет смысл до того, как начинаешь крутить эквалайзер.
Моды не исправить окончательно, но их можно обойти: правильным местом установки, кроссовером и аккуратным срезом горбов. Как это делается на практике, по шагам разобрано в «Настройке системы».
Посчитал моды своего салона и хочешь сверить с замером? Кинь размеры и график из REW в наш Telegram-чат, посмотрим, где совпало, а где нет.
Источники
- 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
- Василий Бондаренко, «Front Sub Part 2 (различные положения и направления)», drive2.ru, 14 января 2025
См. также: Резонанс, Передаточная функция салона, Сабвуфер, Локализация баса.