Работа сабвуферов может быть непредсказуемой в результате нелинейных искажений, создаваемых самим сабвуфером, особенно в условиях большой мощности. Сабвуферы CODA были разработаны таким образом, чтобы преодолеть эту проблему. Излучатели в сенсорном контроле низкочастотных элементов (рис.7) содержат интегрированный датчик скорости, который измеряет движение LF диафрагмы в реальном времени и сравнивает со входящим аудио сигналом. Запатентованная технология сенсорного контроля – это циклическая обратная связь с автоматической оптимизацией, в которой драйвер использует ровно столько мощности, сколько ему нужно для точного воспроизведения первичного аудио сигнала. Любое искажение, вызванное драйвером или корпусом, немедленно исправляется.
В результате получена серия стабильных, высококачественных и высокопроизводительных сабвуферов, позволяя разработчикам систем приблизиться к низкочастотному усилению с такими же характеристиками, совершенством и надёжностью, как и в остальных частях звукового спектра.
Fig. 7. CODA sensor-controlled low-frequency element
ИСТОРИЯ
Хотя современные профессиональные сабвуферы почти все нагружены на порт и рупор, идея с контролем обратной связи в музыкальных системах не новая. Первый патент был выдан в 1933 году Smythe и в начале 70ых Philips разработал акустическую систему под названием механическая обратная связь (MFB), которая обладала системой обратной связи для высокопроизводительных динамиков, основанных на пьезоэлектрическом датчике ускорения. По каким-то причинам эта технология не имела успеха на HiFi рынке. В наши дни некоторые высококлассные HiFi компании используют MFB технологию в своих товарах(Linn, SilberSand и т.д.). По причине технических ограничений, особенно, при высокой мощности, технология MFB была неудобной и никогда не использовалась в ProAudio.
Основное различие между MFB и технологией CODA Audio сенсорного контроля состоит в том, что в то время как MFB измеряет ускорение с помощью пьезодатчика, CODA Audio использует запатентованный электродинамический датчик, измеряющий скорость звуковой катушки, обеспечивая следующие преимущества:
Пьезоакселерометр менее точный прежде всего на большом смещение, производя большое количество искажений.
Акустические системы производят переменные магнитные поля в зависимости от положения звуковой катушки, которые в ProAudio драйверах очень прочные на высокой мощности и большом смещении. Внешний шум источников нарушает функциональность пьезодатчика. Электродинамический датчик CODA Audio измеряет скорость звуковой катушки с допуском 0.1% на смещении от 60мм. Он защищен от внешних источников шума и надежен даже на экстремально высоких уровнях.
Целью является использование циклического контроля негативной обратной связи и стабилизации акустической системы. Если измерение датчика не точно или оно нарушено, то будет проявляться положительная обратная связь, которая вносит искажения. Обычно это происходит на высоком уровне мощности, когда измерения источника не точны подобно пьезоакселерометру.
ОБРАБОТКА
Традиционные акустические системы нуждаются во внешней обработке для оптимизации их частотной характеристики. Минимальная обработка любого рупора или порта нагруженного в сабвуфере:
Фильтр верхних частот (HPF), Фильтр нижних частот (LPF), а также один или несколько параметрических эквалайзеров(EQ).
В то время как LPF используется для внедрения сабвуфера к главной системе, HPF используют для защиты драйвера от сверх смещения, а параметрический эквалайзер необходим для того, чтобы компенсировать более низкий уровень производительности на сверхнизких частотах.
Обработка повышает групповое время задержки и изменяет импульсную передаточную функцию системы.
Сабвуферы с сенсорным контролем CODA Audio не нуждаются в каких-либо внешних обработках (за исключением внедрения LPF к главной системе). Это закрытая циклическая обратная связь и соответственно самооптимизирующаяся система в которой драйвер подтверждает точную мощность, нужную для воспроизведения изначального аудио-сигнала.
MEASUREMENTS
Сабвуфер с сенсорным контролем SC8 измерялся в 5 см от корпуса, избегая отражений в комнате. Только передняя часть 2 х 18-дюймовых динамиков была активирована, задняя часть 2 х 18-дюймовых отключена для сведения к минимуму отражений в комнате. Без обработки был применен только LPF 90 Гц 25 дБ Link/Riley
Традиционный сабвуфер нагруженный на порт является высокопроизводительным, большим профессиональным 2 х 18-дюймовым сабвуфером, настроенным на 32 Гц и измеренным в 5 см от порта, избегая отражений в комнате. Подобная система близка к максимуму, который можно достичь благодаря традиционному порту, нагруженному в профессиональный сабвуфер. Классическая обработка была применена: HPF 30 Гц/24 дБ-But, LPF 90 Гц/24 дБ-Link/Riley PEQ 3 Гц/ 8 дБ.
Частотная характеристика кривой показывает только сверхнизкий частотный диапазон, который проводится через порт.
Частотная характеристика
Рис. 8.1 Динамик SC8 с сенсорным контролем, включая LPF 90 Гц 24 дБ-Link/Riley. Частотная характеристика измерена на расстоянии 5 см от акустической системы
Рис. 8.2 Традиционный сабвуфер нагруженный на порт, включая обработку. Частотная характеристика измерена на расстоянии 5 см от порта акустической системы
Импульсная передаточная функция
Рис. 9.1 Динамик SC8 с сенсорным контролем, включая LPF 90 Гц 24 дБ-Link/Riley. Импульсная передаточная функция измерена на расстоянии 5 см от акустической системы
Рис. 9.2 Традиционный сабвуфер нагруженный на порт, включая обработку. Импульсная передаточная функция измерена на расстоянии 5 см от порта акустической системы
Групповая задержка
Рис. 10.1 Сабвуфер SC8 с сенсорным контролем, включая LPF 90 Гц 24 дБ-Link/Riley. Групповая задержка измерена на расстоянии 5 см от акустической системы
Рис. 10.2 Сабвуфер в сравнении с традиционным динамиком нагруженным на порт. Групповая задержка измерена на расстоянии 5 см от порта акустической системы
Каскадная диаграмма
Рис. 11.1 Динамик SC8 с сенсорным контролем, включая LPF 90 Гц 24 дБ-Link/Riley. Каскадная диаграмма измерена на расстоянии 5 см от акустической системы
Заметка: Довольно тяжело измерить низкочастотные характеристики акустических систем (даже в безэховой камере), учитывая отражения из окружающей среды. Каскадная диаграмма SC8 показывает небольшое количество отражений в комнате из диапазона 20 Гц – 40 Гц.
Рис. 11.2 Сабвуфер в сравнении с традиционным динамиком нагруженным на порт. Каскадная диаграмма измерена на расстоянии 5 см от порта акустической системы
РАЗЪЯСНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
Можно отметить, что сабвуфер с циклическим контролем обратной связи имеет лишь одни преимущества по сравнению с традиционным усилителем/сабвуфером
Частотная характеристика
Технология сенсорного контроля не имеет частоты среза. Однако компаратор настроен на воспроизведение частот до 25 Гц (-3 дБ) / 20 Гц (-6 дБ) (рис.8.1) и даже еще ниже, если это необходимо.
Традиционный сабвуфер, нагруженный на порт, является высокопроизводительным, большим профессиональным 2 х 18-дюймовым сабвуфером, который настроен на 32Hz и измерен на расстоянии 5 см от корпуса, избегая отражений в комнате. Была применена классическая обработка: HPF 30 Гц/24 дБ-But, LPF 90 Гц/24 дБ-Link/Riley PEQ 35 Гц + 9 дБ. Частотная характеристика изогнутой показывает только самый низкий диапазон, который воспроизводится в порту (рис. 8.2). Частотный диапазон, как правило, ограничен настройкой частоты, нагруженной на порт, которая является частотой среза таких систем. Одинаковые системы нагруженные на рупор или же на порт становятся крайне большими, если необходим расширенный низкочастотный диапазон. Одновременно обе 36 Гц системы имеют одинаковую выходную мощность, SC8 имеет на 12 дБ больше на частоте 25 Гц и на 23 дБ больше на частоте 20 Гц, чем в традиционной системе.
Импульсная передаточная функция
Импульсная передаточная функция описывает реакцию системы как функцию (от) времени. Система сенсорного контроля (рис. 9.1) обеспечивает великолепную импульсную передаточную функцию, тогда как традиционная система предоставляет увеличенную групповую задержку и измененную импульсную передаточную функцию, вызванную задержкой звуков из порта (результат резонанса) и аудио обработкой (рис. 9.2). Подобная импульсная передаточная функция очень типична для нагруженного на системы порта и рупора. Сабвуфер CS8 предоставляет великолепный контроль импульсной передаточной функции, обеспечивая воспроизведение чистого звука.
Групповая задержка
Система сенсорного контроля (рис. 10.1) близка к нулю групповой задержки в диапазоне 42Гц-100Гц. Менее 42Гц групповая задержка слегка повышается до 8ms@34Гц и охватывает этот максимум до 11ms@25Гц. По факту, система сенсорного контроля производит весь акустический спектр в нужный момент, потому что такая групповая задержка ниже возможностей нашего восприятия.
В традиционном сабвуфере из-за высокой групповой задержки (до 44 мс @ 34 Гц) при быстрой последовательности переходных процессов, результат может быть искажен неточным звучанием. С сенсорным контролем групповая задержка в сабвуфере сводится к минимуму и переходы происходят так же как и во входящем сигнале. Это означает, что быстрая последовательность переходов будет отчетливо слышимой.
Каскадная диаграмма
Даже если измерения каскадной диаграммы SC8 (рис. 11.1) показывают небольшое количество отражений в комнате в диапазоне 30 Гц — 40 Гц – это повторяет то, что мы уже видели в импульсивно передаточной функции – очень быстрая и отчетливая реакция обеспечения однородности и точности воспроизводимого звука.
Традиционный сабвуфер нагруженный на порт (рис. 11.2) предоставляет классический длинный отклик в обход настройки частоты в корпусе и склонности к усилению шумов/помех, не обращая внимания на резонанс.
Заключение
В то время как конструкции традиционных сабвуферов хорошо известны своей хорошей работой из многолетней практики, технология сенсорного контроля даёт возможность сделать новый важнейший шаг, направляющий ко всесторонней и когерентной настройке акустической системы, обеспечивая расширенный низкий диапазон с равномерной частотной и фазочастотной характеристикой для великолепного воспроизведения музыки с исключительной точностью и чёткостью воспроизведения.