От Стив Декърт
Март 2000

Истинските причини защо повечето озвучителни тела звучат като озвучителни тела? Защото повечето от конструкторите използват един и същ път, водещ до посредствени резултати в звученето.

Нека да си признаем, ако се готвите да проектирате направи-си-сам озвучително тяло, първият и очевиден проблем е да намерите басов говорител(и) и кутия, настроена за постигане на равномерна и максимално широка честотна характеристика.

Някои ще изберат кутия и след това ще вградят различни високоговорители в нея, някои ще изберат басов говорител и след това ще проектират различни кутии за него. Всички след това ще проектират филтрите, опирайки се на публикуваните технически характеристики на говорителите, избирайки най-добре изглеждащите места за срязващи честоти и след това ще сглобят цялата схема в съотвествие с предопределените представи.

След това ще поръчат компонентите и ще ги сглобят. Някои ще бъдат изумени от най-добре звучащите колони, които някога са чували, някои ще бъдат леко разочаровани и ще започнат да бъзикат конструкцията.

Тази процедура за конструиране на озвучително тяло е рецепта за посредственост. Всеки може да го направи, почти всеки попада в капана. За да направите многобройни опити в търсене на истинското звучене, не можете да се опирате на публикуваните технически характеристики. Някои от тях са винаги неточни, а други са толкова комплексни, че не означават нищо за вас в специфичния случай.

Например, да вземете предвид графиките на поярно излъчване на пищялки и средночестотни говорители и на тази база да проектирате срязващи филтри и т.н. е напълно безсмислено.

Всички високоговорители имат специфична звукова сигнатура, която не се подчинява на техническите характеристики, но всъщност е комплексна сума от тези характеристики. Може да разполагате с всички необходими данни и измервания, свалени с апаратура, с каквато работят в NASA за конкретен говорител, но няма точен начин да компилирате тези данни в мозъка си, за да си представите как ще звучи. В действителност трябва да го слушате.

Слушането е единствения точен начин за създаване на субективно описание на звуковата сигнатура на високоговорителя.

Разбира се размера на предния панел на озвучителното тяло, формата, материала и ъгъла на излъчване ще променят звуковата сигнатура на говорителите, особено на средите и пищялките. Дори и да държите в ръцете си говорителя и да сте го прослушали в няколко честотни интервала, сигнатурата която сте определили за конкретния говорител е фалшива, защото той още не е поставен в кутията.

След като веднъж го монтирате в кутията, новата сигнатура с която определяте говорителя е също фалшива, защото защото не сте поставили никакви срязващи филтри. Да предположим, че монтирате кондензатор на пищялката и определите новата му сигнатура, все още няма да имате никаква представа каква ще е окончателната сигнатура, защото не сте прибавили средата или баса. Всеки говорител и елемент от филтъра, който прибавяте в конструкцията ще повлияе на всички останали компоненти заради влиянието върху параметрите на електрическата схема. И накрая цялата математика на този свят няма да ви е достатъчна да предрече прецизно как високоговорителя би звучал, и дали ще “рисува” звукови картини или не. Ако се съобразявате с тези препоръки можете да се приближите до истината, но ограничаващ фактор е колко далече ще посмеете да отидете.

В добавка към всички тези променливи, когато се опитате да определите сигнатурата на говорителя, е и акустиката на стаята, която ще повлияе на възприемането най-малко 40%. Почти забравих да изясня , че верният начин да конструирате озвучително тяло е да определите специфичните особености (сигнатура) на всеки компонент и да ги комбинирате по такъв начин, че да се допълват.

Това може да бъде направено от човешките уши. Пищялка, имаща сигнатура която сте определили като “малко остро звучащ в най-високите честоти” може би не е идеален, сравнявайки го сам със себе си, обаче ако предположим че средата е с малко матов призвук и с топло звучене? В зависимост от припокриването и стръмността на срязващия филтър, двата говорителя могат да допълнят сигнатурите си и всъщност да звучат страхотно.

Гаранция за конструиране на посредствено озвучително тяло е да използвате цялата математика, която можете и да моделирате всичко от кросоувъра до кутията в стремежа си към съвършения резултат.

Ако искате страхотно звучащи колони, не можете да ги проектирате по този начин по няколко причини.

Първата е, че публикуваните технически характеристики за говорителите винаги са неточни. Ще трябва да изберете говорители и да ги купите имайки предвид , че донякъде характеристиките им са случайни. Веднъж закупени, ще трябва да ги измерите за себе си и да видите какви всъщност са характеристиките им. Бъдете готови да повторите този процес. Това означава, че може да се наложи да оставите някой от току що закупените говорители настрана и да купите нови от същите или различни, надявайки се на по-голям късмет.

Разполагайки с говорителите, след като сте измерили Thiel & Small - параметрите поне на басовите говорители, сте готови да започнете с конструирането на срязващия филтър. Сега можете да видите очевидните несъответствия между публикуваните и истинските характеристики (за басите най-често F₃e по-висока-бел. пр.) и да бъдете доволни, че не сте проектирали още срязващия филтър.

Първа стъпка в проектирането на срязващия филтър, е да се запознаете с характеристиките и сигнатурата на всеки говорител. За да направите това, просто дръжте с лявата си ръка говорителя и използвайки честотен генератор, започнeтe да движите честотите до границите на честотния обхват на всеки говорител и СЛУШАЙТЕ! Трябва да търсите равномерността на честотния обхват. Използвайте ушите си, не измервателна апаратура, защото сигнатурата на всеки говорител ще припокрие честотния му обхват, давайки уникални резултати в звученето, които не могат да се видят с компютърно моделирани или измерени графики.

Например за басовият говорител, ще откриете резонансната му честота FS просто слушайки и гледайки говорителя, докато променяте честотата на генератора. Докато въртите честотата обръщайте внимание на звука. Променяйте много бавно и дебнете за върхове и шумове. Този процес трябва да бъде документиран на хартия, като си записвате резултатите.

Това означава, че около 300 Hz има промяна, пукане или някакъв шум. И още веднъж при 600 Hz и забележимо заглъхване след 2300 Hz. Направете същото с другите говорители (среди и пищялки). Отбележете си Зоната, в която те имат най-приятен звук. Когато откриете връх в честотната характеристика или шум, поиграйте си с говорителя извивайки го, огъвайки го, разтърсвайки го, натискайте върху него и изобщо всичко което можете да направите, без да го повредите. Стремежът е просто да видите, дали това което правите, променя характеристиката на върха или шума. Това обикновено налага бъзикане на говорителите преди изобщо да са монтирани в кутията.

Повечето говорители с щамповано шаси резонират или звънят на определени честоти, зависещи от размера и окачената маса, между 200Hz и 1200Hz. Прибавяйки звукопоглъщащ материал върху шасито им, може да подтисне или елиминира тези проблеми в амплитудно-честотната характеристика. Ако използвате куполни пищялки и или среди, трябва да ги монтирате в кутията и да развъртите отново генератора. Очаквайте големи промени в честотния обхват заради влиянието на пречупването на звуковите вълни от ръбовете на кутията. Материалът на повърхността на кутията, като дърво или филц може значително да промени сигнатурата на куполните говорители също. Запомнете, че сигнатурата не може да се намери в спецификациите, диаграмите на излъчване или да се определи чрез измерване на преходните процеси на говорителя. Няма начин да се предскаже от спецификациите промените в звученето, които биха се получили между текстилни, полимерни, титанови или фенолови куполи на говорителите.

От бележките, които си водите можете да определите чувствителността на всеки говорител в сравнение с другия просто като изберете честоти в които се припокриват и разменяте говорителите на звуковия генератор.

Например средата може спокойно да достигне до 10К а пищялката може добре да се спусне до 2К, така че настройвайки генератора на около 5К и правейки А/Б на генератора със средата и пищялката, ще ви ориентира кой е по-силен. Добре тренираното ухо може да чуе промени от 3dB, така че ако прецените, че единият е по-силно звучащ, разликата е най-малко 3 dB.

Начертайте си груба графика на обхватите на всеки говорител и както казах, оградете си зоните с най-добро звучене. Това ще ви помогне да определите къде е най добре да бъдат срязващите честоти на филтрите.

След като веднъж имате план, базиран на реални данни, които току що сте измерили с ушите си и взимайки предвид едновременно ефективността и сигнатурата, можете да се нахвърлите върху филтрите. Запомнете, че средите и пищялките се припокриват много и могат и двете да свирят едни и същи честоти, така че в зоната на припокриване коя има най-удовлетворителна сигнатура? Въпрос на който само ушите ви могат да отговорят, и на който трябва да отговорите преди да започнете с филтъра.

Конструирането на срязващи филтри може да бъде успешно начинание ако се стремите да го направите по-прост, поне за начало. Използвайки калкулатор или компютър изберете компоненти за 6 или 12 dB филтър, приблизително даващи точките (честотите) на срез, които искате. Ако проектирате озвучително тяло за големи мощности, използвайте 12 dB филтър, но ако използвате по-маломощни усилватели и високоефективни говорители имате и двата избора (6 или 12 dB). Когато се сдобиете с кондензатори и индуктивности, започнете с басовия говорител, монтирайки го в кутията и прослушвайки го няколко пъти с генератора в неговия честотен обхват. Отговорете си на въпроса, колко плавна е станалa сега характеристиката му, какво се е променило? Ако обичате да правите измервания, ще се изумите колко се е променила импедансната му крива, след като сте го сложили в кутията. Играейки си, като временно запушвате отворите на кутията, ще установите коренните промени в импедансната крива, като трябва да го имате предвид при окончателните настройки. Приемайки, че срязващият филтър на говорителя е 6 или 12 dB, ще имате индуктор за басовия говорител. Ако сте удовлетворен преди това от настройката на баса в кутията, трябва да го разходите няколко пъти с помощта на генератота, използвайки индуктор, а също и без него. Забелязвате ли чувствителните промените в звученето (сигнатурата) на баса с индуктор? Ако той кара баса да звучи по-лошо и имате необичайно плоска честотна характеристика, можете и трябва да обмислите изхвърлянето му.

А следното трябва да се направи с музика, не с тонгенератор. В повечето системи средите и пищялките са с по-висока чувствителност от басите и трябва да бъдат заглушени. Това може да се окаже сложно с калкулатор, така че пригответе си различни кондензатори и керамични резистори, и използвайки временни проводници с крокодилчета, закачете 6 или 12 децибеловия филтър и свържете говорителя. Слушайте при ниски нива и използвайте този първи звук за отправна точка. Спазвайки задължително поляритета на басовия говорител, средата и пищялката (останалите говорители) могат да бъдат във или противофазно свързани на 180 градуса.

Ако имате повече от един говорител като средночестотен и високочестотен, трябва да експериментирате с промяна на поляритета на всеки един по отделно и да слушате какво става. Ще забележите големи промени в честотния обхват и присъствието. Различните комбинации от това могат да доведат изпъкнало или плоско звучене. Причината за това е синхрона или синфазността. Фазофият ъгъл на говорителя се променя с честотата и в случая на басовия говорител, се влияе значително от конструкцията на кутията и резонансната й честота.

Запомнете, в този момент цялата конструкция ще изглежда като купчина спагети на пода и е по-добре ако не знаете кой вариант е теоретично верният, както например поляритета. Просто слушайте. Веднъж след като определите коя комбинация от полярности на говорителите звучи най-добре, е време да започнете да балансирате силата им по отношение на басовия говорител. Това обикновено изисква затихване или преместване на срязващите честоти или и двете и може бързо да се постигне с набор от 1 до 10 омови керамични резистори. Резисторите трябва да се връзват последователно на говорителя (Това се отнася само за среди ивисочини – не за басовия). Настройката се извършва като, слушайки говорителя, променяте стойностите на резисторите докато намерите удовлетворителен резултат. Запомнете, че добавайки затихващ резистор, променяте импеданса на говорителя, което означава че предварително изчислената честота на срез, чъщо ще се промени. Това може да бъде в добра или лоша посока, така че е добре да имате набор от кондензатори с различни стойности зада коригирате схемата (честотата).

Целият този процес може да отнеме от няколко часа до няколко дни, докато завърши, като накрая ще имате наистина плашеща плетеница от тестови проводници и елементи висяща от озвучителното тяло. Може да имате затруднения да проследите схемата от толкова много промени, но всичко е наред. Всъщност аудио боговете са благосклонни, а вие ще откриете, че когато се опитате да начертаете схемата, сте свързали компонентите погрешно или най-малко различно от замисленото. Ако това се случи а звукът е добър, можете да се усмихнете, знаейки че сте открили нещо.

Тази кратка статия е просто опит да се “разпрограмират” направи-си-сам дизайнерите. Запомнете, че ушите ви са по-скъпи от най-добрата тестова апаратура и работят по-добре. Причината да предпочитаме този начин на проектиране е защото същинският брой променливи е непреодолим. Неща като сигнатура или окраска при говорителите ще променят субективното ви възприемане на честотния обхват. Добър пример е начинът по който една полимерна капачка, закриваща центъра на средночестотния говорител, може да маскира сухотата му, което често се бърка като по-добра реакция към бързопроменящи се сигнали (преходни процеси).

За по-задълбочена информация относно тази техника, можете да посетите уеб-сайта ни, където използвайки подобен подход аз проектирах направи-си-сам озвучително тяло, което можете и вие да направите и да го сравните с други озвучителни тела за да демонстрирате резултата http://www.decware.com/paper13.htm

Всъщност ако истински искате да се извисите до ниво да проумявате нещата и да постигате върховни резултати, опитайте следното: Проектирайте филтрите преди ка купите високоговорителите, както нормално бихте постъпили, базирайки се на публикуваните технически характеристики и според препоръките на други хора. След това ги оставете настрана и продължете според по-горе описаната техника, докато получите окончателенрезултат. Когато направите второто озвучително тяло, инсталирайте му предварително конструираните филтри и сравнете резултатите. Ще се почувствате истинската поука от постигнатия резултат и може би малко объркване.