wspólny kanał w zestawie stereofonicznym
Większość wrażeń słuchowych ma charakter subiektywny. Ludzie posiadają właściwość odczuwania drgań akustycznych w bardzo szerokich zakresach częstotliwości i intensywności. Badania naukowe wykazały, że człowiek słyszy dźwięki o częstotliwościach od ok. 20 Hz do 20.000 Hz oczywiście młody i zdrowy, wraz z wiekiem słyszymy coraz gorzej, zwłaszcza wysokie częstotliwości. Dowiedziono, że przeciętnie człowiek w wieku 50 lat słyszy już tylko do 12.000 Hz. Inne wrażenie - głośność - jest subiektywną oceną natężenia dźwięku. Subiektywne wrażenie głośności w zależności od natężenia dźwięku podlega podstawowemu prawu psychofizjoloficznemu, które ustala, że głośność dźwięku nie rośnie proporcjonalnie do natężenia dźwięku, lecz proporcjonalnie do logarytmu natężenia dźwięku.
W związku z tym celowe jest wyrażanie natężenia dźwięku w jednostkach logarytmicznych - decybelach. Nasze ucho jest w stanie usłyszeć dźwięki 1.000.000 razy głośniejsze od dźwięku najsłabszego, zakres ten obejmuje 120 dB.
Zdolność umiejscawiania źródła dźwięku w przestrzeni opiera się przede wszystkim na określonych różnicach pomiędzy dźwiękami odbieranymi lewym i prawym uchem. Gdy źródło dźwięku nie leży na osi symetrii głowy słuchacza, to występuje różnica czasu docierania dźwięku, spowodowana dłuższą drogą fal dźwiękowych do bardziej odległego ucha, oraz różnica natężenia dźwięku wywołana zacieniającym działaniem głowy. Badania naukowe nad kierunkowością słuchu wykazały, że decydujące znaczenie mają różnice czasu docierania dźwięku do każdego ucha. Największa czułość ucha ludzkiego przypada na zakres częstotliwości od 1000 do 3000 Hz. Zacieniające działanie głowy powoduje, że w przypadku źródeł położonych asymetrycznie, każde ucho odbiera dźwięki o różnym natężeniu. Różnica jest tym większa, im działanie głowy jako przeszkody będzie silniejsze, a więc będzie większa dla tonów wysokich. W przypadku dźwięków złożonych, a w szczególności przy słuchaniu muzyki, ucho zacienione odbiera dźwięki o innej barwie wskutek zmniejszenia zawartości dźwięków o wyższych częstotliwościach. Różnica ta jest dodatkowym czynnikiem ułatwiającym lokalizację poszczególnych źródeł dźwięku, np. wokalistów czy instrumentów muzycznych. Sądzę, że te podstawowe zasady pozwolą zrozumieć kryteria jakimi będziemy się kierowali przy doborze miejsc montażu głośników. Ponieważ celem stereofonicznego przekazu dźwiękowego jest wytworzenie u słuchacza doskonałej iluzji, że znajduje się on w pomieszczeniu, w którym zachodzą naturalne zdarzenia dźwiękowe, oraz że odbierany przez niego obraz dźwiękowy jest przestrzenny, a poszczególne źródła dźwięku są rozmieszczone prawidłowo.
Poniżej przedstawię niektóre kryteria, jakimi będziemy się kierowali przy ocenie brzemienia systemu akustycznego.
Zniekształcenia są to wszelkie deformacje dźwięku w porównaniu z oryginałem wywołane zniekształceniem przebiegów elektrycznych w torze akustycznym naszego systemu.
Zakłócenia są to wszelkie szumy toru akustycznego, także wszelkie hałasy spowodowane pracą silnika samochodu i hałasem toczenia kół oraz wszelkie inne hałasy jakie słyszymy w kabinie w czasie jazdy.
Czystość obrazu dźwiękowego jest to czystość brzmienia poszczególnych instrumentów i ich grup w całości utworu muzycznego umożliwiająca ich wyłowienie słuchem z obrazu dźwiękowego oraz ostrość konturów poszczególnych elementów składowych konstrukcji utworu muzycznego. Proszę o zwrócenie uwagi, jak częstym zjawiskiem jest "rozmazanie" głosu wokalisty lub zmieszanie głosu wokalisty z akompaniamentem w taki sposób, że słowa utworu muzycznego są niezrozumiałe.
Atmosfera akustyczna jest to subiektywne odczuwanie wrażenia współobecności w pomieszczeniu, w którym trwa koncert lub nagranie. Słuchacz zatraca poczucie przebywania przed głośnikami swojego systemu audio i zostaje wirtualnie przeniesiony na koncert. Oczywiście podczas budowy takiego systemu audio będziemy do tego dążyć, wyobraźmy sobie, że pędzimy naszym autkiem i jednocześnie jesteśmy na koncercie naszego ulubionego wykonawcy.
Barwa dźwięku jest to właściwe brzmienie poszczególnych instrumentów i ich grup, jak też subiektywnie odczuwana barwa dźwięków orkiestry, wokalisty lub zespołu muzycznego jako całości.
Równowaga głośności jest to subiektywnie odczuwana proporcja pomiędzy głośnością poszczególnych instrumentów, a także stosunek najgłośniejszych dźwięków do średnich i najcichszych.
Wreszcie przebrnęliśmy przez podstawowe terminy i możemy przystąpić do konkretów.
Kupujemy radioodtwarzacz
Przede wszystkim musi to być odtwarzacz firmowy. Zakup dalekowschodniego produktu na bazarze lub giełdzie związany jest z ryzykiem.
Jest to co prawda sprzęt tani, lecz może się okazać, że jest droższy od firmowego. Gdyby uległ uszkodzeniu, nie posiadamy gwarancji, naprawa może być bardzo droga lub niemożliwa do wykonania.
Oddzielnym problemem dotyczącym bazarowych i budżetowych radioodtwarzaczy są ich parametry. Przy podłączeniu dobrego zestawu głośnikowego do taniego radioodtwarzacza na pewno usłyszymy jego szumy własne, charakterystyczne syczenie dobiegające z głośników wysokotonowych. Często są to radioodtwarzacze wyposażone tylko w dwa kanały wzmacniacza akustycznego o niskiej mocy - np. 5 W (nie dajmy się zwieść napisom). Niska czułość toru odbiornika powoduje znikanie sygnału stacji radiowych podczas jazdy lub pojawianie się zakłóceń.
Zakup dobrego firmowego radioodtwarzacza w cenie 1000-2000 zł jest inwestycją przyszłościową, zawsze możemy rozbudować nasz samochodowy zestaw audio, dokupić wzmacniacz i dwu- lub trójdrożny zestaw głośnikowy oraz głośnik basowy.
Markowe radioodtwarzacze posiadają wbudowany czterokanałowy wzmacniacz akustyczny i co najmniej dwa wyjścia pozwalające podłączyć wzmacniacz.
Radioodtwarzacze wysokiej klasy dobrych producentów w cenie powyżej 2000 zł posiadają czterokanałowy wzmacniacz akustyczny z zabezpieczeniem przeciwzwarciowym, dwa dwukanałowe wyjścia do podłączenia wzmacniacza, wyjście do sterowania subwooferem, często procesor dźwięku pozwalający na regulację opóźnienia dźwięku poszczególnych kanałów, stwarza to możliwość uzyskania symetrycznej względem kierowcy sceny dźwiękowej. Wbudowany wielopunktowy korektor dźwięku pozwala ustawić brzmienie stosownie do parametrów wnętrza samochodu (każdy samochód posiada pewne charakterystyczne cechy - tapicerka, kształt kabiny wpływające na akustykę), rodzaju słuchanej muzyki czy też preferencji właściciela. Wiele radioodtwarzaczy przystosowanych jest do odtwarzania plików MP3.
Odbywający samochodem dalekie podróże bardzo często korzystają z możliwości, jakie daje system MP3 - 200 utworów ma jednej płycie CD. Musimy jednak zdawać sobie sprawę, że wszystko to odbywa się kosztem jakości dźwięku.
System kompresji, jaki jest stosowany w systemie MP3 pozbawia nagranie dynamiki, mikroszczegółów, wprawne ucho słuchacza na pewno odróżni nagranie MP3 od oryginalnego nagrania audio. Mniej wygodny niż odtwarzacz MP3, ale za to doskonałe parametry odsłuchu zapewnia zastosowanie zmieniarki.
Nowoczesne radioodtwarzacze są przystosowane do współpracy ze zmieniarką i posiadają światłowodową transmisję sygnału audio między zmieniarką montowaną najczęściej w bagażniku a radioodtwarzaczem. Ten system transmisji zapobiega przenikaniu zakłóceń do toru audio, generowanych przez silnik i systemy elektroniczne samochodu.
Źródło: Wiesław Brzyszko, Dobry Ton "Filozofia słuchania"
AUTO TUNING ŚWIAT nr 12 , grudzień 2003, str. 43
W naszych samochodach są tzw. miejsca fabrycznie przeznaczone do zamontowania głośników. Są to najczęściej przednie drzwi lub deska rozdzielcza w okolicach przednich słupków. W pierwszej kolejności zajmiemy się drzwiami.
Stan fabryczny to najczęściej otwór w osłonie tapicerskiej drzwi o średnicy
10 cm, 13 lub 16,5 cm (najczęściej spotykane rozmiary głośników). Producent lub salon, w którym kupujemy samochód montuje głośniki, przykręcając je do tapicerki drzwi. Efekt takiego sposobu montażu jest tragiczny. Do odtwarzania dźwięku przeznaczona jest membrana głośnika, przy takim montażu "gra" cały boczek kakofonią najróżniejszych dźwięków, od skrzypień, pobrzękiwań cięgien zamków do powarkiwania całej tapicerki drzwi w takt basu. Zapewniam naszych szacownych Czytelników, że 50% sukcesu to jakość zastosowanych głośników, zaś pozostałe 50% to sposób ich montażu.
Pierwszą czynnością, jaką powinniśmy wykonać, jest wytłumienie wnętrza drzwi. Wytłumiając wnętrze drzwi pieczemy dwie pieczenie na jednym ogniu, po pierwsze poprawiamy ich akustykę, po drugie słabiej słyszymy hałasy zewnętrzne - pracę silnika, toczenie kół. Wiele firm produkuje specjalne maty, pianki, pasty i inne preparaty do poprawienia akustyki drzwi. Nie będę na łamach naszego pisma omawiał sposobu wyciszenia drzwi, ponieważ temat jest bardzo rozległy, dociekliwi Czytelnicy poszukają w internecie. Wygodni przyjadą samochodem do zakładu zajmującego się montażem car audio i zlecą taką usługę, podpowiem, że koszt wyciszenia pary drzwi kształtuje się w granicach od 200 do 1000 zł.
Mamy drzwi wyciszone, przystępujemy do montażu głośników. Jak wspomniałem powyżej, nie przykręcamy głośników do tapicerki drzwi. Często możliwe jest zakupienie i zamontowanie specjalnych pierścieni, które przykręca się do konstrukcji drzwi. Jeżeli montaż będzie wykonywany w profesjonalnym zakładzie, głośniki zostaną przykręcone do metalowej konstrukcji bezpośrednio, za pomocą pierścieni stalowych lub specjalnych pierścieni z MDF-u. Należy zwrócić uwagę na jeszcze jeden istotny szczegół, otóż układ akustyczny, jakim jest głośnik, przestrzeń wnętrza drzwi i przestrzeń samochodu powinien spełnić warunek - akustyczną separację fali dźwiękowej pochodzącej od promieniowania tylnej części membrany. Inaczej mówiąc, kosz głośnika musi dobrze przylegać do konstrukcji drzwi. Szczelnie przylegający do konstrukcji drzwi panel z MDF-u i szczelnie przylegający do panela głośnik to pełny sukces.
Jaki wybrać głośnik, wszak na rynku dostępnych bardzo dużo produktów wielu różnych firm. Ze względu na to, że bardzo trudno jest skonstruować głośnik szerokopasmowy tzn. dobrze przetwarzający basy, częstotliwości średnie i soprany, najczęściej mamy do czynienia z głośnikami, które odtwarzają tylko pewną część pasma akustycznego. Do samochodowych systemów akustycznych produkowane są tzw. systemy komponentowe składające się z głośnika niskośredniotonowego, wysokotonowego i zwrotnicy - określane jako system dwudrożny lub z głośnika niskotonowego, średniotonowego, wysokotonowego i zwrotnicy nazywane systemem trójdrożnym. Często spotykane są systemy głośników koaksjonalnych tzn. takich, gdzie na jednej konstrukcji kosza, zamontowany jest system dwu-, trój- a nawet czterodrożny!
Najkorzystniejsze ze względów akustycznych byłoby zamontowanie systemu komponentnego tzn. głośników średnioniskotonowych w drzwiach. Natomiast ze względu na budowę tzw. sceny dźwiękowej głośniki wysokotonowe należy zamontować wyżej najlepiej w przednich słupkach na wysokości 1/4 lub 1/3 od deski rozdzielczej samochodu u nasady przednich słupków. Konstruując zestaw Top HI-FI - trójdrożny montujemy w słupkach przednich głośnik wysokotonowy i głośnik średniotonowy, natomiast niskotonowy w drzwiach przednich.
Tak skomplikowane konstrukcje są trudne do zbudowania zwłaszcza montaż głośników w przednich słupkach, wymaga wykonania specjalnych paneli, najlepiej prace takie zlecić montażystom z profesjonalnego zakładu car audio.
Mniej wymagający lub preferujący proste rozwiązania nasi Czytelnicy zamontują zapewne głośniki koaksjonalne. Trudno będzie uzyskać poprawną scenę dźwiękową. Ponieważ głośniki wysokotonowe będą zainstalowane za nisko. System taki zagra na pewno lepiej z lepszym pasmem niż nędzne głośniki tzw. fabryczne, a to już jest jakiś sukces.
Jako uzupełnienie systemu głośników przednich wskazane byłoby zamontowanie głośnika odpowiedzialnego za odtwarzanie najniższego zakresu pasma akustycznego - subwoofera. Ze względu na to, że uzyskanie poprawnego odtwarzania basów jest bardzo trudne, zagadnieniem tym zajmiemy się w kolejnych odcinkach naszego cyklu.
Czym powinniśmy się kierować przy zakupie głośników:
- po pierwsze, nazwą producenta. Otóż renomowany producent daje większą gwarancję na to, że produkt, który otrzymujemy, posiada takie parametry, jakie producent deklaruje. Posiada odpowiednią trwałość i gwarantuje niezmienność parametrów w czasie eksploatacji.
- wymiarem, średnicą głośnika; są to najczęściej znormalizowane wymiary a mianowicie 10 cm, 13 cm i 16,5 cm. Niestety, zdarza się, że są inne wymiary otworów montażowych. Zanim zakupimy głośniki upewnijmy się, czy będą pasowały do naszego samochodu. Drugim istotnym wymiarem jest głębokość montażowa - też upewnijmy się, czy uda się głośnik zamontować oraz czy nie będzie np. ocierać opuszczona szyba.
- skutecznością; głośnik o skuteczności np. 88 dB zagra dwa razy głośniej niż głośnik o skuteczności 85 dB przy tej samej mocy zasilającej głośnik.
- pasmem przenoszonych częstotliwości; im niższa dolna częstotliwość graniczna głośnika niskotonowego, tym większa szansa na dobre odtwarzanie basów. Im wyższa częstotliwość graniczna głośnika wysokotonowego, tym lepsze odtwarzanie sopranów. Zwracajmy uwagę na konstrukcję głośnika wysokotonowego, gdy jest to głośnik piezoceramiczny, nie nadaje się do zestawów audio (ma ogromną skuteczność i wielkie zniekształcenia), powinien być to głośnik dynamiczny (musi posiadać magnes).
- mocą; najważniejszy parametr mocy to moc RMS, pozostałe parametry mocy, moc muzyczna, maksymalna czy PMPO dla naszych rozważań nie mają większego znaczenia.
Przy zakupie głośników koaksjonalnych nie dajmy się zwieść ilością głośników w systemie. Wielu markowych (niestety) i niemarkowych producentów prześciga się w ilości głośników, system dwudrożny, no może trójdrożny są wystarczające. Dokładanie ilości metalizowanych membranek jest chwytem marketingowym i kolejne nibygłośniczki wysokotonowe nie poprawiają brzmienia systemu. W takiej samej cenie system dwudrożny będzie lepszy od trójdrożnego (lepsze komponenty).
Źródło: Wiesław Brzyszko - Dobry Ton - "Rola głośników"
AUTO TUNING ŚWIAT nr 1, styczeń 2004, str. 46-47
Aby uzyskać solidne głębokie basy, potrzeba subwoofera. Czy wystarczy niewielki model aktywny?
Recepta na właściwe basy w samochodzie jest tylko pozornie prosta - wystarczy zainstalować duży głośnik basowy i solidny wzmacniacz. Zestaw trzeba podłączyć do radioodtwarzacza i wówczas pozostaje delektować się brzmieniem muzyki. Właściciele dużych, pojemnych samochodów mogą bez obaw zastosować tę receptę. W ich autach jest miejsca pod dostatkiem by zmieścić duży głośnik w sporej obudowie oraz dodatkowy mocny wzmacniacz. Co mają jednak zrobić użytkownicy małych aut, w których każda wolna przestrzeń jest niezwykle cenna? To właśnie z myślą o nich producenci sprzętu znaleźli rozwiązanie - niewielkie aktywne subwoofery.
Kompaktowe subwoofery z własnymi wzmacniaczami wypromowały firmy japońskie. Rodzimy rynek, gdzie królują małe auta, szybko podbiły niewielkie plastikowe urządzenia. W niedużej obudowie konstruktorzy zmieścili skromną końcówkę mocy, filtr dolnoprzepustowy oraz mały głośnik. Prosta konstrukcja miała zapewnić słuchaczom podobne walory dźwiękowe co tradycyjny głośnik basowy. Nie było to łatwe zadanie. Pierwsze modele wyróżniały się charakterystycznym basowym pomrukiem, któremu do prawdziwych tonów niskich było jeszcze daleko. Z tym problemem konstruktorzy zmagają się do dziś. Jedynie nieliczne modele mogą zapewnić przyzwoite brzmienie. Udało się to osiągnąć m.in. dzięki wyrafinowanym konstrukcjom obudowy oraz zastosowaniem pasywnej membrany. Niewiele natomiast zmieniło się w sposobie regulacji pracy sprzętu.
Do dyspozycji jest skromny filtr dolnoprzepustowy. Mimo zastosowania sterowania najczęściej zalecaną wartością jest częstotliwość odcięcia 80 Hz. Wyznaczanie jeszcze niższej nie ma sensu, gdyż na przeszkodzie stoją ograniczone wymiary kabiny auta (im niższa częstotliwość, tym dłuższa fala) oraz głośnik o małej średnicy, który nie jest w stanie zadowalająco odtworzyć skrajnie niskich basów. Z tego względu na rynku zadebiutowały głośniki aktywne o znacznie większej średnicy (zamiast 10-12 cm stosuje się modele 20-30 cm). O ile zatem basowe "maluchy" mają delikatnie uzupełniać prosty system złożony z niedrogich głośników szerokopasmowych, o tyle ich więksi bracia mają zapewnić znacznie niższe częstotliwości typowe tylko prawdziwym subwooferom.
Małe i duże subwoofery aktywne nie grzeszą jakością wyposażenia. Zazwyczaj w ich wnętrzu kryją się bardzo skromne wzmacniacze o ograniczonych możliwościach, o czym świadczą dołączone przewody zasilania. Kable tego samego przekroju najczęściej służą do zasilania zwykłego radioodtwarzacza. Nie watro zatem sugerować się wielkością radiatorów, których wielkość nie ma nic wspólnego z rzeczywistymi osiągami końcówki mocy. Materiał, z którego wykonano obudowę, jest niewiele lepszy od pozostałych komponentów. W przypadku tub basowych najczęściej stosuje się prasowany i klejony karton. Znacznie trwalszy MDF jest rzadkością. Zamiast niego stosuje się coraz częściej różne mieszanki tworzyw sztucznych.
Subwoofery aktywne przestają być atrakcyjne również pod względem cenowym. Najnowsze modele kosztują już niemal 2.000 zł. Za podobną sumę można skompletować wysokiej jakości duży 30-centymetrowy głośnik w odpowiedniej obudowie oraz zewnętrzną końcówkę mocy. Pozostaje jedynie wygospodarować w aucie sporo wolnego miejsca na instalację. W małym aucie będzie to bardzo trudne i na to właśnie liczą producenci pudełek, szumnie nazywanymi aktywnymi subwooferami.
Tomasz Okurowski "Sposób na basy?", AUTO ŚWIAT nr 5 (253), str. 37, 2 lutego 2000
Jaki subwoofer wybrać? To pytanie zadaje sobie każdy, kto decyduje się na zakup głośnika basowego. Sprawę dodatkowo utrudnia ogromny wybór produktów renomowanych firm. Przed zakupem musimy przede wszystkim zwrócić uwagę na:
- średnicę głośnika
- moc znamionową
- skuteczność
- rodzaj obudowy
- markę i jednocześnie cenę
Gdy chcemy uzyskać głęboki bas nie warto kupować głośnika o średnicy mniejszej niż 25 cm (8''). Najpopularniejszą i chyba optymalną średnicą jest 30 cm (12''). Duże - 38-mio cm głośniki mogą okazać się zbyt trudne w instalacji, a ze względu na olbrzymią średnicę, mogą się również okazać zbyt wolne. Im głośniejszy i większy bas chcemy uzyskać, tym więcej mocy musimy dostarczyć do naszego mruczka. Możemy zdecydować się na głośnik o większej skuteczności i mniejszej mocy wejściowej, jednak w większości przypadków czeka nas rozczarowanie. Głośniki charakteryzujące się najgłębszym basem i jego najwyższym poziomem maksymalnym, odznaczają się dużą obciążalnością oraz mniejszą skutecznością. W celu uzyskania większej mocy ze wzmacniacza, a przez to wytworzenia wyższego ciśnienia akustycznego, możemy spróbować podłączyć głośnik dwucewkowy, bądź kilka wooferów jednocześnie, jeśli oczywiście wzmacniacz to przeżyje.
Po wyborze średnicy, czas zdecydować się na rodzaj obudowy i tu znowu powinniśmy przestrzegać pewnych zasad. Do dyspozycji mamy bardzo wiele wariantów zabudowy, jednak ograniczę się do omówienia czterech najpopularniejszych rozwiązań:
- free air
- obudowy zamkniętej
-otwartej (bass - reflex)
- pasmowo - przepustowej (bandpass)
Konstrukcja typu free- air polega najczęściej na zamontowaniu głośnika na tylnej półce i wykorzystaniu przestrzeni bagażnika jako obudowy. Zaletą jest oszczędność miejsca, jednak to rozwiązanie nie zapewnia takiej jakości dźwięku jak skrzynia.
Obudowa zamknięta charakteryzuje się bardzo niskim zejściem i najbardziej precyzyjnym (szybkim) basem. Brzmienie jest najbardziej audiofilskie. Najczęściej polecana jest do muzyki klasycznej i jazzowej, które nie wymagają zbyt agresywnego basu.
Konstrukcja otwarta wykorzystuje energię tylnej części woofera poprzez zastosowanie otworu bass-reflex. Jest ona skuteczniejsza od obudowy zamkniętej, jej bas jest jednak mniej precyzyjny, bardziej odpowiada brzmieniu muzyki rockowej.
Ostatnia konstrukcja typu bandpass, to głośnik całkowicie zabudowany, z którego bas wydostaje się tylko przez otwór bass-reflex. Ten typ obudowy powinien zadowolić szczególnie fanów muzyki rap. Bardzo niski bas będzie wolny, lecz jego czyste brzmienie i dynamika głębokiego basu z pewnością dostarczą sporo dobrej zabawy.
Należy również pamiętać, że obudowa otwarta i bandpass dla zapewnienia dużej skuteczności wymagają stosunkowo dużej objętości. Przed zakupem musimy więc zadecydować, jaką część bagażnika chcemy przeznaczyć na skrzynię oraz jekiego rodzaju muzyki słuchamy. Radzę uważnie dokonywać wyboru, gdyż niejednokrotnie droższy subwoofer w małej zamkniętej obudowie potrafi zagrać lepiej, niż inny niższej klasy, lecz umieszczony w większej i bardziej złożonej konstrukcji. Wybór należy do Was!
Źródło: A. Tlaga "Subwoofer w samochodzie", GT nr 6 (18), str. 42-43, czerwiec 2000