środa, 23 grudnia 2015

Ustawienie i regulacja subwoofera

Żeby zrozumieć o co chodzi w ustawieniu subwoofera musimy się przyjrzeć poniższemu rysunkowi na którym subwoofera... nie ma.



Najważniejsze jest ustawienie głośników na planie koła. Sens takiego ustawienia polega na tym, że dźwięk dotrze do słuchacza w tym samym momencie z każdego głośnika. Przykładowo w nagraniu jest eksplozja. Dźwięk eksplozji będzie się wydobywał ze wszystkich głośników dokładnie w tym samym momencie.

Przysunięcie któregoś z głośników powoduje, że jest on głośniejszy. Dźwięk rozchodzi się z prędkością około 340 metrów/s więc jeżeli któryś głośnik będzie bliżej o jeden metr, ten bliższy głośnik usłyszymy 3 milisekundy wcześniej. Skutkiem tego będzie przesunięcie źródła dźwięku, a w przypadku gdy wszystkie głośniki będą w niewłaściwych odległościach, źródło dźwięku ulegnie rozmyciu i trudno będzie dokładnie określić jego lokalizację.

Chcąc mieć dokładną i szczegółową scenę musimy ustawić głośniki w jednakowej odległości od słuchacza i pod odpowiednim kątem, przy czym taki schemat wygląda nieco inaczej dla 7.1.

Teraz możemy już przejść do ustawienie subwoofera.


Na rysunku jest schemat dla koła o promieniu 2,5 metra i dwie lokalizacje subwoofera. Za ekranem i przed nim. Jeżeli subwoofer stoi za ekranem odniesiemy to w odniesieniu do pierwszego schematu, będzie się znajdował obok głośnika centralnego, a ich fronty będą się pokrywały z ekranem.

To sytuacja najbardziej optymalna, również ze względu na położenie głośników względem ściany. Subwoofer powinien stać przy samej ścianie. Poza tym jest idealna zgodność w czasie dla wszystkich głośników. Takie ustawienie jest również korzystne dla głośników prawego i lewego przedniego oraz centralnego. "Wyjeżdżanie" z głośnikami i ekranem w kierunku środka pokoju spowoduje powstanie problemów z uzyskaniem poprawnego basu ze względu na interferencje z odbiciami od ściany za głośnikami.

Jeżeli wszystkie głośniki są ustawione tak, że odległości są optymalne, regulacja subwoofera jest dość prosta. Ustawiamy taką głośność, jaka wydaje się odpowiednia, a następnie regulujemy fazę w taki sposób, żeby jego dźwięk stał się najgłośniejszy. Ewentualnie trzeba będzie ponownie skorygować głośność subwoofera.

Natomiast jeśli subwoofer stoi w innym miejscu niż obok głośnika centralnego, sprawa się komplikuje. Bez użycia specjalistycznego oprogramowania nie uda się ustawić wszystkiego optymalnie. Im bardziej się oddalimy od linii głośników - koła - tym większe będą trudności ze zrównoważeniem brzmienia.

Optymalna integracja polega na tym, że wszystkie głośniki odtwarzające daną częstotliwość muszą być zgodne w fazie. To znaczy, że membrany wszystkich głośników muszą wykonać taki sam ruch membran jeśli chodzi o czas i kierunek. Nie może być tak, że któryś z głośników "się spóźnia" lub zaczyna za wcześnie, co można określić jako błąd w czasie, ale również ważna jest faza, która polega na tym również, że nie może się zdarzyć, że któryś głośnik "idzie w przód" podczas, gdy inny "idzie w tył". Nie należy tego mylić z polaryzacją głośników. Zgodność w fazie polega na tym, że jeśli dla danej częstotliwości wszystkie głośniki "idą w przód" tzn. odtwarzają dodatnią połówkę sinusoidy, to dla innej częstotliwości któryś głośnik może "iść w tył" i zaczynać od ujemnej połowy. Takie rozjeżdżanie się fazy może wystąpić jeśli kolumny są dobrane przypadkowo. Różni producenci na pewno nie przywiązują wagi do tego, że ich własne kolumny mają inny przebieg fazy niż produkty konkurencji.

Najlepiej użyć głośników jednego producenta, który zadba o to, żeby kolumny się między sobą "nie gryzły" dlatego że nie wszystkie kolumny będą do siebie pasować. W zestawie stereo raczej nie będziemy mieć możliwości wprowadzenia korekty na lokalizację, więc powinniśmy zadbać o właściwe ustawienie. 

Jeśli mamy kolumny jednego producenta, ustawienie i regulacja nie powinna sprawić problemu. Natomiast o samej jakości regulacji świadczy brak wzajemnego tłumienia się głośników i subwoofera w zakresie przejścia, tzn. kiedy dla subwoofera kończy się zakres jego częstotliwości pracy. Jeśli odcięcie jest ustawione na 80 Hz, to właśnie w okolicach tej częstotliwości nie powinno być zapaści, bo subwoofer będzie słyszalny. 

Uzupełnianie zestawu stereo o subwoofer jest spowodowane nieprawidłowym ustawieniem kolumn i złą akustyką pomieszczenia. Praktycznie każdy zestaw głośnikowy przewidziany do stereo ma wystarczające możliwości odtwarzania basu. Dotyczy to również monitorów. Jeśli do złych warunków i złego ustawienia dodamy jeszcze jedno źródło basu, to problemu nie znikną, tylko pojawią się nowe. 

Możliwe lokalizacje dla subwoofera są na planie koła, jednak optymalne miejsca zależą od odległości do ściany. Subwoofer nie może stać zbyt daleko wysunięty do środka pomieszczenia.

Najlepsza lokalizacja jest mniej więcej pośrodku bazy stereo w 1/3 odległości pomiędzy kolumnami, a w przypadku dźwięku przestrzennego obok głośnika centralnego. Fronty wszystkich głośników powinny być styczne do okręgu. Subwoofer musi być przy samej ścianie.

środa, 16 grudnia 2015

Optymalne ustawienie sprzętu bez adaptacji akustyki czyli coś czego się nie da zrobić

Czy można poustawiać głośniki w pokoju tak, żeby mieć dobry odbiór i nie stosować przy tym żadnej adaptacji akustyki? Nie można i to z wielu względów. Zjawiska akustyczne zachodzące w pomieszczeniu mają bardzo duży wpływ ma brzmienie muzyki.

Poniżej kilka grafik ilustrujących niektóre zagadnienia.

Mechanizm powstawania interferencji z przednią ścianą.

Wpływ interferencji z tylną ścianą.


Realny przebieg charakterystyki spowodowany rezonansami i odbiciami.



Kilka wariantów ustawienia kolumny względem przedniej ściany i wpływ na charakterystykę.

Wpływ odległości w jakiej kolumny stoją od przedniej ściany na charakterystykę.


Bez adaptacji akustycznej można ustawić dobrze głośniki tylko wtedy, kiedy architekt specjalnie zaprojektował dane pomieszczenie wyłącznie do słuchania. Wtedy wystarczy gruby dywan na podłodze i adaptacja tylnej ściany. Ale czy mamy do dyspozycji pomieszczenie o takim kształcie?



Sufit też musi mieć odpowiednie nachylenie, aby skierować odbicia do tyłu.

Ustawienie sprzętu w niezaadaptowanym pomieszczeniu może poprawić w jakimś stopniu dźwięk, ale tylko pod warunkiem, że samo pomieszczenie jest dobre samo w sobie, bo ma wystarczające rozmiary i korzystne proporcje. Najczęściej problemy z ustawieniem występują w pomieszczeniach bardzo małych i w ich przypadku jedynym środkiem gwarantującym poprawny dźwięk jest adaptacja akustyczna.

sobota, 12 grudnia 2015

Rozpraszać czy pochłaniać?

Czy wykonując adaptację akustyczną lepiej jest rozpraszać, czy pochłaniać?

Rozpraszanie nie rozwiązuje problemów z niskimi częstotliwościami. W niewielkich pomieszczeniach jedynym problemem jest odtwarzanie basu. Dyfuzor mogący skutecznie rozproszyć częstotliwości rzędu 50 czy 60 Hz miałby głębokość co najmniej 1/7 długości fali czyli około metra. Dlatego, że dyfuzory mają pomijalnie małe wymiary w odniesieniu do długości fal niskich częstotliwości, nie działają na basy. Poza tym, gdzie ma "się podziać" energia basu? Jeśli nawet, w jakiś paranormalny sposób, udałoby się rozbić falę niskiej częstotliwości, to ta rozproszona energia wciąż pozostanie w pomieszczeniu i będzie tam dokładnie tyle, aż nie zostanie przez coś pochłonięta i zamieniona w ciepło.

Nieporozumieniem jest mocowanie dyfuzorów na ścianie za głośnikami. Tam jest bas, a wyższych częstotliwości niż 400 Hz w sensie dźwięku bezpośredniego nie ma, gdyż głośniki promieniują je do przodu. Na tym polega paradoks, że dyfuzor nie ma wtedy na co działać. Sensowne byłoby, jeśli już ktoś chce mieć dyfuzory, umieszczenie ich na ścianie za plecami słuchacza. I to jest problem, gdyż jeśli ich nie widzimy w czasie słuchania, tracą swe walory dekoracyjne.

Skoro dyfuzory nie działają na niskie częstotliwości i ktoś wstawi je na ścianę za kolumnami, będą mogły rozpraszać wyższe częstotliwości, ale dopiero po odbiciu od ściany za plecami słuchacza. Dlatego ich zamocowanie za kolumnami nie ma sensu. Jeżeli dźwięk jest emitowany przez głośniki do przodu, odbije się on za plecami słuchacza i wróci do niego, czyli słuchacz usłyszy dźwięki odbite zupełnie jakby nie było żadnych ustrojów akustycznych i dopiero po minięciu słuchacza trafi na dyfuzor, ale to musztarda po obiedzie, bo odbicia już wpłynęły na brzmienie. Innymi słowy montowanie jak na rysunku poniżej ma tyle sensu, co otwarcie spadochronu, gdy skoczek uderzy w ziemię.

Dyfuzory nie działają na niskie częstotliwości, za głośnikiem są tylko takie. Za głośnikiem również brak jest dźwięku bezpośredniego z zakresu na który działa dyfuzor, bo głośnik je promieniuje do przodu.

Energia dźwięku maleje wykładniczo wraz z odległością. Wobec tego do dyfuzora dotrze zaledwie ułamek energii wypromieniowanej przez głośnik. Jeżeli ktoś chce je mieć, ich miejscem powinna być tylna ściana, za plecami słuchacza. Jeżeli istnieje problem z basem, to nie tylko, że nie zostanie on zlikwidowany przez dodanie dyfuzorów, ale w związku z tym, że zmniejszy się kubatura pomieszczenia jeszcze wzrośnie. Pomieszczenie małe stanie się mniejsze i problemy z propagacją niskich częstotliwości będą bardziej dokuczliwe.

Dyfuzory są elementami aktywnymi w przeciwieństwie do absorberów. Stosując dyfuzory jesteśmy zmuszeni wykonać pomiary, gdyż dyfuzor staje się dodatkowym źródłem dźwięku. Jednak w praktyce pomiarów nie stosuje się. Co więcej nawet nikt się nie zastanawia nad tym jaki dyfuzor, jeśli w ogóle, byłby odpowiedni. Zakupy przeprowadza się na zasadzie kupna pasujących do wystroju. Z tego powodu, że instalacje audio wykonuje się często pod kątem wyglądu, a nie funkcjonalności, dlatego dyfuzory jako bardziej efektowne i "tajemnicze" cieszą się popularnością.