Daudzus rakstus sarakstīju par sabvūferiem, pat šos parametrus tur pieminēju, tikai tā arī kārtīgi nepaskaidroju, kas tie tādi īsti ir.

Sākšu ar saīsinājuma T-S atšifrēšanu. Kā tas zinātnē (šoreiz elektroakustika) pienākas, tad daudzi atklājumi tiek nosaukti to "tēvu" vārdā. Šoreiz tie bija divi vīri, vienam uzvārds Tīls, otram Smolls. Tīls (Albert Neville Thiele) nu jau ir sasniedzis 84 gadu vecumu. 40 gadu vecumā viņš publicēja savu pētījumu, kurā piedāvāja veikt skaļruņu raksturlīkņu aprēķinu pēc vienotiem parametriem. Konkrēti Tīls rakstīja : "Skaļruni, zemo frekvenču joslā, adekvāti var raksturot ar trīs lielumiem: rezonases frekvenci, gaisa tilpumu, kas vienāds ar skaļruņa akustisko elastību, un elektriskās pretestības attiecību pret pretestību kustībai (difuzora) pie rezonanses frekvences. Pēc šiem pašiem parametriem ir nosakāma elektroakustiskā efektivitāte. Es vēršos pie skaļruņu ražotājiem ar lūgumu, publicēt šos parametrus ražotāja informācijā par viņu produktiem."
Šis lūgums tika sadzirdēts tikai apmēram pēc desmit gadiem, lai gan vēl aizvien daudzi šo lūgumu nav sadzirdējuši. Līdz ar to nopērkot skaļruni no šāda ražotāja, parametru noteikšana ir paša pircēja rokās, t.i. lieka ķēpa un izdevumi. Tajā laikā Tīls jau strādāja kopā ar Ričardu Smollu (Richard Small) . Arī šis vīrs jau ir cienījamā vecumā (70 gadi). 70.-to gadu sākumā Tīls un Smolls pilnībā noslīpēja šo skaļruņu aprēķina metodiku.
Ko tad mums īsti šie divi zinātnieki ir devuši? Faktiski tie ir trīs skaļruni raksturojoši parametri: Fs (Hz) - skaļruņa rezonanses frekvence, Qts - skaļruņa pilnais labums un Vas (l) - skaļruņa ekvivalentais tilpums.
Kā jau iepriekš definīcijā tika teikts, šie parametri priekš aprēķiniem ir izmantojami tikai pie zemām frekvencēm. Tikai šoreiz tas nav kaut kāds konkrēts frekvenču diapazons cilvēkam dzirdamā frekvenču spektra zemajā galā. Zemās frekvences katra skaļruņa gadījumā būs savas, un to diapazonu nosaka skaļruņa rezonanses frekvence Fs (mēra hercos). T.i. precīzus aprēķinus mēs varam veikt tikai Fs tuvumā, tiešāk divas oktāvas uz katru pusi no šīs frekvences. Pati Fs ir skaļruņa kustīgās sistēmas pašsvārstību frekvence, kad skaļrunis atrodas brīvā telpā, un tam nekas cits netraucē. Katram skaļrunim, kā jau minēju Fs būs atšķirīgs. Sabvūferiem šī frekvence būs diapazonā 20-50Hz, midbasiem 50-120Hz, difuzora tipa "vidiniekiem" 100-200Hz, kupola tipa 400-800Hz, pīkstuļiem 1000-2000Hz. Protams, pastāv arī izņēmumi.
Veicot Fs mērīšanu mājas apstākļos, parasti tā tiek nomērīta nepareizi, jo skaļrunis vienkārši tiek pakārts brīvi gaisā, lai tam nekas netraucētu. Bet tas nav pareizi,, jo tad skaļrunis var sašūpoties, un tādā veidā no šim svārstībām tiek arī kustināta membrāna, dēļ gaisa pretestības. Lai mērījums būtu precīzs, skaļrunis stingri jānostiprina, bet tā lai tā tuvumā nebūtu neviena virsma.
To, cik cik stingra ir skaļruņa piekare (tas cik ļoti tiek bremzēta difuzora brīvā kustība), skaitliski izsaka otrs parametrs - pilnais labums Qts (bez mērvienības). Jo mazāks Qts , jo spēcīgāka bremzējošā darbība. Skaļruņa difuzora brīvās kustības tiek bremzētas divos vidos. Pirmā veida bremze ir mehāniskā, t.i.. pati piekare. To apzīmē kā mehāniskais labums. Vēl ir elektriskais labums - Qes. Kur rodas elektriskā bremze? Uz skaļruņa spoli tiek padots signāls, un tas ar magnētiskās sistēmas palīdzību liek kustēties spolei kopā ar difuzoru. Faktiski spole kopā ar magnētisko sistēmu ir elektromotors (lineārs), bet, jebkurš elektromotors var arī būt ģenerators. Un arī mūsu gadījumā skaļrunis strādā kā ģeneraotrs, pie tam uz īsslēgtu tinumu, kādēļ tas arī bremzē difuzora kustību. Kādēļ ar īsslēgtu tinumu? Tādēļ, ka pastiprinātāja izejas pretestība ir tuvu nullei, caur kuru tad arī noslēdzas spoles gali. Šie abi labumi kopā veido skaļruņa kopējo labumu, un tie visi kopā sasitās ar šādu izteiksmi - 1/Qts=1/Qes+1/Qms . Qms parati ir robežās 5 - 10, Qes 0,1 - 0,2 . Tā kā Qts izsakās caur to apgrieztajām vērtībām, tad noteicošā ir Qes vērtība, t.i. elektriskais labums.
Palika vēl trešais lielums - skaļruņa ekvivalentais tilpums Vas, ko mēra litros. Vas ir tāds gaisa tilpums, kura elastība ir tik pa liela, cik skaļruņa piekares elastība. Daudzi maldās, uzskatīdami šo tilpumu par to, cik liela kaste jātaisa, tas tā nav. Tas ir vienkārši skaļruņa raksturlielums, kas atkarīgs no skaļruņa piekares stingrības un difuzora laukuma.
Ko var spriest pēc šiem parametriem par skaļruņa akustisko noformējumu? Parasti, jo zemāka Fs, jo arī zemākas frekvences skaļrunis spēs atskaņot. Vispār jau skaļruņiem nevisai patīk atskaņot frekvences zem Fs vai tās tuvumā. Lai gan sabvūferu mēs tur tikai tā arī darbinām, tikai tur tas nav tik svarīgi, jo tie skaņas kropļojumi, kas tur rodas, nav tik jūtami. Arī sabvūfera difuzoram ir pieļaujams lielāks gājiens, un pie rezonanses frekvences tā spole nesitas pret magnētisko sistēmu. Trakāk ir ejot uz augšu. It sevišķi pīkstuļu gadījumā, kuriem vēlams dalījuma frekvenci neņemt tuvāk par oktāvu (oktāva šajā gadījumā nozīmē 2x lielāku frekvenci), pie dalījuma stāvuma 12dB/oct.
Jo lielāks Qts, jo vajadzēs lielāku akustiskā noformējuma tilpumu, pie nemainīgiem pārējiem parametriem. Parasti, ja Qts ir lielāks pat 0,7, ir skaidrs, ka skaļrunis domāts freeair akustiskajam noformējumam, t.i. ļoti lielam tilpumam. Tas gan vairāk attiecas tieši uz sabvūferiem. Jo 12" sabam freeair faktiski sākas ar kādiem 200l (auto bagāznieka tilpums), bet 6" basiniekam ar kādiem 30l (auto durvju tilpums). Tāpat arī, jo Qts lielāks, jo lielāku AFR izsitienu mēs iegūsim pie akustiskā noformējuma rezonanses frekvences. Lēzenāko līkni iegūst pie vērtības 0,7 , kuru gan jau jāizsaka kā Qtc, akustiskā noformējuma labumu. Jo Qts tāpat kā Fs izmanās, ieliekot to kaut kāda akustiskajā noformējumā, un tad jau jaškatās šīs rezultējošās vērtības - jau pieminēto Qtc un Fb (sistēmas skaļrunis-kaste kopējo rezonasi)
Līdz ar to jāskatās arī uz Vas. Arī Vas, jo tas lielāks, jo lielāka tilpuma akustisko noformējumu vajadzēs. Arī, jo lielāks Vas, jo skaļrunim ir lielāka jutība. Tāpat, jo lielāks difuzora laukums, jo lielāks Vas, pie nemainīgiem pārējiem raksturlielumiem. Tādēļ arī 15" sabam parasti vajag lielāku akustisko noformējumu kā piem. 12" sabam.
Kāds tad ir Smolla ieguldījums? Tīls aprēķinos sākumā domāja izmantot tikai skaļruņa elektrisko labumu, pieņemot (tajā laikā tas bija spēkā), ka mehānisko zudumu (Qms) īpatsvars ir salīdzinoši mazs salīdzinājumā ar elektriskajiem zudumiem (Qes). Mūsdienās jau vairs nevar neņemt vērā Qms, jo tagad tiek pielietoti materiāli ar paaugstinātiem zudumiem, kas nebija 60-to gadu sākumā. Ir skaļruņi, kam Qms sasniedz pat vērtību 3, bet Qes tai pat laikā ir ~1. Šādā gadījumā nebūtu pareizi neņemt vērā mehāniskos zudumus. Īpaši tas svarīgi ir "pīkstuļu" gadījumā, kuriem ir šķidro magnētu dzesēšana. Šī šķidruma izraisītā kustību slāpējuma dēļ, Qms daļa pilnajā labumā (Qts) kļūst noteicošā, kā rezultātā rezonanses pīķis uz amplitūdas frekvenču raksturlīknes (AFR) kļūst praktiski nemanāms.

Vēlāk iespējams, ka būs arī kāda bilde.

Rakstā izmantoti materiāli no www.avtozvuk.com .