Размещаем звук правильно

Автомобильные громкоговорители обычно не отличаются высокой чувствительностью, но обладают хорошими частотными характеристиками, широкой диаграммой направленности и сбалансированным звучанием. Учитывая, что возможности широкополосных и коаксиальных головок все же ограничены, наилучших результатов можно достичь только в случае применения многополосной рассредоточенной фронтальной АС. Важно также правильно определить, в каких местах салона автомобиля нужно разместить полосовые излучатели, чтобы они работали с максимальной эффективностью. Наибольшее распространение сегодня получили двухполосные фронтальные АС, но в высококачественных аудиосистемах они постепенно вытесняются трехполосными.

Принципы размещения головок были кратко изложены автором в [1], однако накопленный с тех пор опыт и обмен мнениями в [2, 3] требуют внести в них некоторые коррективы.

Для получения высокой звуковой сцены проще всего разместить излучатели как можно выше. Приборная доска позволяет это осуществить, но штатные посадочные места для установки головок обычно ограничены размером 10…13 см. Малогабаритны ми головками без соответствующего акустического оформления здесь трудно добиться эффективного воспроизведения низших частот. Но установка в этом месте среднечастотных головок тоже имеет серьезные недостатки. Основной из них – привязка звучания к одной стороне салона из-за недопустимо большой разности хода звуковой волны от левого и правого излучателей. Дело в том, что из всех автомобилей отечественного производства только в “Москвиче-2141” можно по назначению использовать штатные места, отведенные для громкоговорителей. Нужно заметить, что и это решение нельзя признать самым удачным. Не случайно конструкторы вынуждены искать другие места для установки громкоговорителей.

Традиционно низкочастотные, широкополосные или коаксиальные громкоговорители размещают в передних дверях автомобиля. Их относительно большая внутренняя полость способствует эффективному воспроизведению низких частот практически готовым акустическим оформлением. Обычно в фонограммах звуковые сигналы левого и правого каналов в этом диапазоне частот синфазны и имеют практически одинаковую интенсивность. Поэтому от головок, установленных на плоскость облицовки двери, фронт волны на частотах 100… 150 Гц достигает противоположной головки с частичной компенсацией отражения. Чтобы это явление проявлялось в меньшей степени, головки должны быть развернуты вверх в середину потолка над передними сиденьями. Наиболее рационален такой вариант при использовании двухполосной фронтальной АС с относительно высокой частотой раздела (5…7 кГц).

Эффект такой компенсации в значительной степени зависит от места установки низкочастотных излучателей в дверях и конструктивных особенностей салона. К примеру, высокий тоннель и протяженная консоль приборной панели (“борода”) несколько ослабляют этот эффект, и тогда установка головок “на плоскость” вполне допустима. Наиболее рационален такой вариант в двухполосной системе при области раздела полос 1…1,5 кГц. Диаграмма направленности излучения головок в этой полосе частот достаточно широка, однако в двухполосных системах с низкой частотой раздела необходимо использовать ВЧ головки повышенной мощности с пониженной частотой собственного резонанса. Кроме того, для эффективного снижения излучения частот, близких к резонансной, необходимо использовать ФВЧ высокого порядка либо специальные корректирующие цепи.

Для установки головок в двери нередко требуется изготовить специальные панели (подиумы) или кольцевые накладки, увеличивающие фактическую глубину отсека. Кроме того, необходимо принять меры по демпфированию вибраций панелей и механизмов двери.

Установка НЧ головок в корпусах под передними сиденьями с излучением вперед-вверх исключает эффект компенсации и уменьшает временную задержку, снижая эффект “привязки” кажущегося источника звучания к одной стороне салона. За счет некоторой концентрации низких частот в передней части салона возрастает звуковое давление в области 200…400 Гц. Вместе с тем полоса излучения в этом случае ограничивается сверху частотой около 2…3 кГц. Поэтому такое размещение излучателей требует или применения низкой частоты раздела полос, или перехода к трехполосной АС.

Хорошо заметен резонанс салона на частоте 125 Гц, провал АЧХ на 800 Гц и спад выше 1,5 кГц, хотя по паспортным данным спад АЧХ у данной головки начинается на частотах выше 3 кГц. Такое отклонение АЧХ от паспортной можно объяснить наличием в ближней зоне излучения препятствия (подушки сиденья). Для аналогичной АС под передним сиденьем ВАЗ-2107, но с близким к горизонтальному направлением излучения, провал АЧХ смещен в область 500…600 Гц и имеет меньшую величину. Этим частотам соответствует длина волны порядка 0,5…0,6 м, что хорошо согласуется с размерами полости, ограниченной приборной панелью и консолью.

Установка головок в кикпанелях с ориентацией их оси излучения вверх – к центру салона сводит к минимуму разность хода сигнала от левого и правого излучателей, что практически исключает эффект привязки. Вопреки ожиданию, звуковая сцена не опускается, а наоборот, поднимается на уровень лобового стекла. К сожалению, в большинстве случаев достойное акустическое оформление организовать непросто: максимально возможный объем корпусов не превышает, как правило, двух-трех литров. Поэтому такой вариант применим главным образом к среднечастотным головкам трехполосных АС. Поскольку на частотах выше 1 кГц диаграмма направленности излучателей достаточно индивидуальна, однозначных рекомендаций по ориентации головок на кикпанелях нет – все зависит от конкретных условий. Здесь необходим эксперимент.

Другой, не менее интересный вариант размещения СЧ-излучателей. использовал в своей установке С. Клевцов. Купольные головки Масrom установлены у него на поперечной балке под передними сиденьями “Святогора” и ориентированы в сторону лобового стекла. Такое решение уменьшает относительную разность хода звуковой волны от левого и правого излучателей, что позволяет практически исключить эффект привязки звучания к одной стороне салона.

Для предварительной оценки выбранного места установки и выбора ориентации НЧ и СЧ излучателей удобно использовать широкополосные головки мощностью 3…5 Вт, смонтированные на небольших отражательных панелях. Их подключают к магнитоле через простейший ФВЧ (неполярный оксидный конденсатор емкостью 100 мкФ или два полярных по 220 мкФ. включенных встречно-параллельно) и подбирают расположение и ориентацию, добиваясь необходимой ширины и высоты сцены. При изготовлении корпусов для СЧ излучателей ориентацию полезно уточнить применительно к конкретным головкам с учетом особенностей их звучания.

Высокочастотные головки при любом варианте построения фронтальной АС устанавливают на передние стойки, на верхний передний угол двери или панель приборов. В первом и втором случаях используется как прямой, так и отраженный от стекла сигнал, в случаях установки на стойки используется исключительно отраженное и рассеянное от лобового стекла излучение. Известен также вариант установки ВЧ излучателей вблизи зеркала заднего вида (используется отраженный от стекла сигнал). При выборе места для ВЧ головок необходимо иметь в виду, что при низкой частоте раздела их излучение оказывает непосредственное воздействие на формирование звуковой сцены и ориентация требует тщательной настройки, при частоте раздела выше 5…6 кГц влияние ориентации будет снижено. В любом случае при их установке необходимо предусмотреть возможность подстройки ориентации при окончательной настройке системы. В комплекте большинства автомобильных “пищалок” есть необходимые для этого установочные детали.

Решать вопросы, связанные с применением сабвуфера и тыловых излучателей, следует только после настройки фронтальной АС. Формирование звукового образа без тылового канала будет неполным, поэтому пренебрегать ей не стоит. Основное ее назначение – создание “эффекта зала” за счет имитации отраженного звука. Спектр сигнала тылового канала для этого должен быть ограничен полосой частот примерно 500…2500 Гц, в соответствии со спектром диффузного звука, а уровень сигнала должен быть невелик.

Использование тылового канала позволяет замаскировать некоторые недостатки в звучании фронтальной АС. Наиболее впечатляющие результаты получаются при использовании в тыловом канале разностного сигнала. Для реализации этого метода в простейшем случае можно использовать встречно-последовательное включение двух тыловых головок между выходами усилителей левого и правого каналов через полосоеой LС-фильтр (схема Хаффлера). Однако лучшие результаты достигаются при использовании дополнительной обработки сигнала тылового канала, устройство которого описано в [4]. Там же изложены основные предпосылки для дальнейшего совершенствования метода.

Полноценное воспроизведение низших частот требует акустического оформления значительного размера,поэтому практически во всех мобильных установках частотный диапазон основных каналов ограничен снизу частотой 70… 120 Гц. Для излучения более низких частот приходится применять сабвуфер. Поскольку на самых низких частотах излучение ненаправленное, выбор места установки сабвуфера – вопрос компоновки системы. Чаще всего его устанавливают в багажнике, хотя неоправданное расширение полосы частот вверх это может сопровождаться эффектом “задержки” баса.

Добавить комментарий