Forklaring på subwoofer opbyggelse

En subwoofer med bassen inde i kabinettet kaldes ofte en bandpass subwoofer. Ideen er at porten(e) som lyden kommer ud gennem er afstemt til en bestemt frekvens, og vil have et meget kraftigt output omkring denne frekvens, men til gengæld stort set ingenting uden for dette område. De fleste bandpass subs jeg har hørt har en tendens til at lyde meget buldrende, fordi de netop koncentrerer lyden omkring et bestemt frekvensområde, f.eks. 30-50 hz. Prøv evt. at google på bandpass subwoofer for at få mere tekniske forklaringer, der er mange sites for subwooferbyggere.

Der er i teorien ikke den helt store lydmæssige forskel på om en udvendigt monteret enhed sidder i siden eller i bunden, men der kan være nogen forskelle i hvordan de kan placeres i praksis, pga den måde lyden udsendes på.

En subwoofer med enheden i bunden stiller iøvrigt nogen lidt større krav til forstærker og basenhed, da tyngdekraften vil gøre den nedadgående bevægelse kraftigere end den opadgående. Enheden har derfor alt andet lige brug for et stivere ophæng og en kraftigere forstærker end en vandret monteret enhed for at kontrollere enheden optimalt, og for at membranen ikke bliver "slap" og hænger i ophænget pga. vægten.

Jeg ville opdele subwoofertyper i følgende "kategorier":

1) Bandpass subs (beskrevet ovenfor)

2) Lukket kabinet - kun enheden, ingen refleksporte. Fordelen er en forholdsvis præcis lyd, med svagt faldende output efterhånden som frekvensen bliver lavere. Luften i kabinettet fungerer som en "fjeder" der trækker enheden tilbage når den har været ude (pga undertryk), og skubber den ud når den har været inde (pga overtryk).

3) Basrefleks kabinet - enheden og en eller flere refleksporte, der er afstemt således at de udsender lyd fra "bagsiden" af enheden, omkring eller under den frekvens hvor enheden selv begynder at falde i niveau. Fordelen er at subwooferen kan gå dybere ned uden fald i output, men til gengæld falder niveuet meget skarpt under refleksportens resonansfrekvens. Desuden er refleks subs generelt noget mindre præcise end et lukket kabinet, fordi man ikke har "fjedereffekten" fra lufttrykket i kabinettet. Refleks subs er normalt lidt mere effektive end lukkede subs, dvs. de kan spille højere med den samme effekt.

Der findes flere typer end disse, f.eks. subs med slavebas, det er i princippet en mellemting mellem et lukket og et reflekskabinet.

p.las skrev: jeg bliver nød til at nævne push/pull som M&K bruger. Det eliminere nogle af ulemperne som lukkede subs har, uden at få ulemperne fra en portet

Det har du ret i - den ekstra enhed bruges til at forstærke outputtet ved at udligne over/undertrykket som en enkelt enhed ville skabe, og minimerer dermed de ulemper der kan være ved fjedereffekten fra en normal lukket sub, men (næsten) uden at man mister fordelene ved den.


Redigeret af RogueAgent - 02-Marts-2010 kl. 23:08

Der er lidt gode beskrivelser af de fleste subwoofer typer, inklusiv varianter på http://www.diysubwoofers.org/

En subwoofer type der forresten ikke har været nævnt endnu er den såkaldte IB subwoofer (Infinite Baffle).

Hvis man forestiller sig en lukket box som beskrevet tidligere, med den "fjeder" effekt som luften i boxen har når enheden bevæger sig ind og ud, så bliver denne fjedereffekt mindre og mindre jo større kabinettet bliver, fordi enhedens bevægelse udgør en mindre del af den samlede volumen. Med en større box får man også mere output ved dybe frekvenser, da en af ulemperne ved fjedereffekten er at den begrænser de helt voldsomme bevægelser af enheden, som er nødvendige for at få lyd nok i den dybeste oktav. Det er derfor meget små subwoofere med lukket kabinet er nødt til at have ekstremt kraftige forstærkere, ofte mere end 1000w - for at sende kraft nok til enheden til at modstå fjedereffekten.

Forestil dig så den anden yderlighed - en subwoofer helt uden kabinet, bare en enhed anbragt i en plade. Hvis pladen er lille vil der være meget begrænset plads, fordi lyden fra forsiden og bagsiden af subwooferen vil udligne hinanden, fordi der dannes et overtryk på den ene side af enheden, og et undertryk på den anden. Lyd ved dybe frekvenser har meget lange bølgelængder, og i teorien får man stort set ingen lyd under den frekvens der har samme bølgelængde som afstanden mellem for- og bagside af enheden "rundt om pladen". Det handler derfor om at gøre pladen så stor, at afstanden mellem for- og bagside overstiger bølgelængden på de dybeste frekvenser man ønsker at gengive. Den enkleste måde at gøre dette på, er ved at anbringe enheden (eller enhederne) i væggen mellem to rum, eller i loft eller gulv mellem det rum subwooferen skal bruges i, og så enten lofts- eller kælderrum.

Fordelene er at man får en meget "fri" lyd fra enheden, da den ikke på nogen måde påvirkes af kabinetter, refleksporte eller andet, det er kun enhedens egen evne til at flytte luft på en kontrolleret måde der afgør lyden. Man kan opnå meget dyb bas med denne konstruktion, men det kræver normalt flere og/eller meget store enheder. Fordi der ikke er noget egentligt kabinet vil der ikke være problemet med at "camouflere" en stor kasse et eller andet sted - den vil kunne laves så man blot kan se en "ventilationsrist" i væg eller loft.

En ulempe er at der ikke er nogen "bremse" på enheden i form af den omtalte luftfjeder, derfor er det vigtigt ikke at overbelaste enheden - IB subs består derfor ofte af 4 eller flere enheder, der sidder i en slags "skorsten", så de kan udligne hinandens vibrationer, så det kun er lufttrykket der bliver tilbage. En ulempe er naturligvis også at der vil være lige så meget/kraftig bas i det andet rum enheden kan "se", som i det rum den er beregnet til at bruges i, men er det f.eks. et loftsrum er det jo ikke sikkert at det er noget problem.

Se mere om IB subs her:
http://ibsubwoofer.blogspot.com/
http://home.comcast.net/~infinitelybaffled/page4IB-Gallery3.html
http://ibsubwoofers.proboards.com/index.cgi?board=somemorestuff&action=display&thread=1065










Redigeret af RogueAgent - 03-Marts-2010 kl. 11:05

Det var så lidt - Jeg har i tidens løb prøvet at bygge subwoofers med både lukket kabinet og basreflex, og en enkelt IB sub, dog ikke i nær samme målestok som nogen af de mere spektakulære projekter du lige har set - det var dog stadig besværet værd, da bassen der kom ud af det var helt anderledes kraftfuld og ubesværet, og ikke mindst dyb.

Der er ingen tvivl om at det nemmeste er at bygge er en lukket subwoofer, og hvis ellers det er en god enhed og en forstærker der kan trække den, så kan det næsten ikke gå helt galt, bare kabinettet ikke er ALT for lille.

En ting du iøvrigt nok bør sætte dig lidt ind i, udover det rent tekniske omkring selve subwooferen er rummets akustik, i denne sammenhæng specielt rummets resonansfrekvenser og stående bølger. Jo dybere lyd bliver, jo længere bliver bølgelængden. I det område hvor en subwoofer arbejder (typisk 20-100 hz +/-), vil bølgelængderne være tæt på længde/højde/bredde dimensionerne i et normalt rum. F.eks. er bølgelængden ved 30 hz ca. 5,7 meter. Ved de frekvenser hvor rummet har samme dimensioner som bølgelængden, vil der opstå stående bølger, hvor lyden i nogen dele af rummet vil forstærke sig selv, og i andre dele af rummet udligne sig selv.

Det er dette der er årsagen til at man kan opleve at gå rundt i et rum hvor der høres musik, og opleve at bassen er stærkere nogen steder i rummet end andre, og at det lyder som om bassen er kraftigere ved nogen bestemte toner, fremfor andre.

Hvis rummet er uheldigt dimensioneret, kan man risikere at det er de samme frekvenser (eller deres harmoniske overtoner) der påvirkes på flere leder af rummet, således at effekten af de stående bølger forstærkes. Med udgangspunkt i de 30 hz fra før - har du et kvadratisk rum der er 5,7 meter på hver led, vil du få stående bølger ved 30 hz både i rummet længde og bredde, så man får dobbelt "effekt". Dette vil resultere i at det nogen steder i rummet kan lyde som om subben KUN spiller ved 30 hz, og andre steder at den overhovedet ikke siger noget ved 30 hz.

Effekten opstår også ved de harmoniske overtoner af grundtonen, dvs. ved 60, 120 og 240 hz osv, men med mindre og mindre effekt. Men her kan rummets højde også komme i spil, da stående bølger også opstår i dette plan.

Et realistisk rum kunne være 5 meter langt, 2,5 meter bredt og 2,5 meter højt. Her vil der så opstå stående bølger ved 34,4 hz i længden og 68,8 hz i både bredden og højden. Men 1. harmoniske overtone af længdebølgen er OGSÅ 68,8 hz, og overtonerne derefter vil følges ad og ramme de samme frekvenser igen og igen i både højde, længde og bredde. I dette eksempel ville specielt de 68,8 hz være katastrofalt for den lyd man kan forvente i rummet, også fordi dette ligger lige omkring den typiske delefrekvens mellem subwoofer og fronthøjttalere (oftest 70-80 hz).

Hvis et rum har parallelle vægge (eller gulv og loft) kan stående bølger ikke undgåes, men de kan modarbejdes, bl.a. ved at tænke over som udgangspunkt om et givent rum i det hele taget er egnet til lydgengivelse, og hvis muligt ændre et rums dimensioner, f.eks. med en skillevæg, nedsænket loft eller lignende, så de stående bølger "spredes" mest muligt over frekvensspektret.

Jeg ved godt at dette pludselig lyder som ekstremt meget at gøre ud af tingene, men om ikke andet kan dette "heads-up" gøre at du kan afstemme forventningerne til en subwoofer efter hvad der rent fysisk er muligt i det rum den skal stå i. Pointen er, at hvis en subwoofer lyder som beskrevet ovenfor (meget kraftig lyd ved en bestemt tone, eller ingen lyd nogen steder i rummet), så kan det være det ikke er subwooferen der er problemet, og så vil det ikke nødvendigvis løse problemet at skifte den ud.

I den sammenhæng er det også vigtigt at pointere at placeringen af en subwoofer i rummet er afgørende for hvor de stående bølger opstår, derfor er det vigtigt at eksperimentere lidt med at flytte subwooferen rundt i rummet, og på den måde få den bedst mulige bas i lyttepositionen. En måde at gøre dette på, er iøvrigt at placere subwooferen i lyttepositionen (op i sofaen med den), og så kravle rundt langs væggen. Prøv så at stille subwooferen dér hvor du oplever den bedste lyd langs væggen - så vil du også opleve den samme lyd i lyttepositionen (more or less).

Er en lille youtube video der illustrerer stående bølger, her i form af resonanser i en stålplade med sand på, ved forskellige frekvenser:
http://www.youtube.com/v/Zkox6niJ1Wc&autoplay=1

Lidt hyggelæsning her:
http://en.wikipedia.org/wiki/Resonant_room_modes

Og en lille beregner til at udregne frekvenser for stående bølger her:
http://www.mcsquared.com/metricmodes.htm




Redigeret af RogueAgent - 05-Marts-2010 kl. 11:25