Введение

Абсолютно любой саб можно сжечь. Это так же верно как то, что деда мороза нет на самом деле. Каким бы грозным, страшным, мощным, именитым не был бы динамик с виду, убить его не составляет большого труда. "Я его даже не включал толком", говорит огорченный пользователь какого-нибудь киловатного саба, и он по сути не лукавит. Он имеет ввиду, что не получил ту порцию кайфа от низкого и мощного баса, на которую рассчитывал, покупая мощное и дорогое сабовое звено.
подпаленный саб

Почему сгорает саб?

Ответ на этот вопрос не простой, причин может быть несколько. Но если отбросить системы в демокарах, спортивные системы и прочие дорогие и профессионально построенные, а рассматривать только доступные повседневные, которые пацаны строят сами в своих машинах. Одна/две пары колонок и саб в багажнике. Питание, как правило, штатный генератор и кислотный аккумулятор. В лучшем случает вместо кислоты стоит не дорогой AGM.
Что в этом случае чаще всего разматывает катушку сабового звена? По-моему ответ очевиден - всеми нами "любимый и уважаемый", его величество Клиппинг (Фото мерзавца прилагается). Вряд ли кто-то с этим будет спорить. Причин возникновения клипа, как правило две - недостаток питания(просад) и просто тупо слабый усилитель. Результат одинаковый.
1.jpg

Что такое Клиппинг?

По русски, клиппинг - это перегрузка усилителя. На рисунке условно показано что из себя представляет это явление. Обычно его объясняют на простом примере. С некоторого усилителя на нагрузку подается синусоидальный сигнал. Пока амплитуда сигнала находится в пределах возможных величин (которые определяются мощностью усилителя) никаких неприятных явлений не происходит. Когда мы увеличиваем уровень выходного сигнала (наваливаем Volume) и хотим получить большую амплитуду, чем может дать наш усилитель, появляется клиппинг. Верхушки синусоид срезаются. Если в качестве нагрузки использовался динамик, то вместо чистого тона появятся хрипы. Эта тема была много раз освещена и проблем в понимании быть не должно.
+jpg.

Вроде бы ничего страшного в клипе, на первый взгляд, нет. Ну "обрезается синус", ну и что? А беда вся в том, что в искаженном сигнале, кроме исходного синуса, появляется еще очень боьшое количество помех в широком спектре, и СЧ диапазоне, и ВЧ. Проявляется это как раз как хрипы и попердывание. Вроде бы ничего страшного, подумаешь похрипывает саб. Но эти сгенерированные перегруженным усилителем помехи - сейчас его называют "грязным сигналом" - несут в себе очень много энергии. Это мощный и абсолютно бесполезный сигнал, который не отыгрывается сабом вообще, но успешно нагревает его катушку.
Получается интересная картина. Покуда усилителю удается подавать на звуковую катушку сабвуфера не искаженный по спектру сигнал, то есть "чистый сигнал", все работает нормально. Катушка нагревается, но от этого никуда не уйти, она совершает полезную, нужную нам работу - раскачивает диффузор. Весь тепловой потенциал звуковой катушки, а он не резиновый, расходуется на полезную работу. Если подавать слишком мощный сигнал и перегреть катушку, она сгорит. Но будет не так обидно, ведь саб качал. Но тут пользователь перекручивает громкость, перегружает усилитель, появляется клиппинг, саб пердит. В музыке появляется большое количество мощных синусов, которые очень быстро перегревают и разрушают звуковую катушку. Количество баса при этом не увеличивается. 

Как бороться с клипом?

Конечно самый правильный способ борьбы - это не провоцировать появление проблемы. То есть выбирать проводку, генератор и аккумулятор согласно потреблением системы. Чтобы клип не возникал. Это дорого. Но даже если вы потратили много денег на электрику, поставили мощный генератор, кинули в багажник еще один аккумулятор, и не один, и тд, поверьте, рано или поздно вам захочется поставить усилитель, который жрет больше. Так происходит всегда. Поэтому самый правильный способ борьбы с клипом - не работает.

Можно попытаться избавиться от последствий клипа

Причин возникновения клипа очень много. Бороться с ним можно и нужно, но давно возникла идея, как можно было бы нивелировать последствия перегрузки усилителя. Проверить ее все не доходили руки. Но недавно представился удобный случай.
Суть идеи очень простая. Если клиппинг - это по сути мощные искажения в СЧ и ВЧ диапазонах, то почему бы не взять и не пропустить их в сабвуфер с помощью простого фильтра низких частот. Естественно фильтр должен быть пассивным и послужить барьером между клипующим усилителем и звуковой катушкой. Полностью всю грязь фильтр не задержит, но значительно ослабит и тем самым снизит тепловую нагрузку на катушку.

Недавно появился удобный случай проверить эту идею в деле. Один из наших постоянных покупателей Артём (https://vk.com/id57322036) в разговоре случайно упомянул, что сжег свой Dynamic State уже четыре раза. Электрика в его системе как раз такая как надо - штатный генератор, один акум, годная проводка. Правда акум он успел заменить на AGM. Для эксперимента лучше была бы кислота, но и так нормально. Сабовое звено раскачивает бюджетный MOMO D-1000, класс D, усилитель и не слабый, и не сильно мощный.
Ремонтированный DS для эксперимента уже не подходит. Для чистоты, нужен дин с заводской катушкой. Компания Oris еще осенью 16-го года присылала нам прототип своего динамика серии LW. Мы на нем подбирали корпуса для товарных сабов, он стоял в нескольких машинах, его слушали разные люди. Короче жизнь у него была насыщенная. Все свои задачи он выполнил. В конце-концов планировалось его убить, чтобы посмотреть насколько он живуч. Этот динамик такой же как Dynamic State в общих чертах. Проект типовой и очень популярный. Такие же динамики выпускаются под марками Machete, Pride Junior и много других. Короче говоря сочетание элементов системы оказалось очень удачным, поэтому мы решили убить наш прототип руками Артема, заодно выяснить, повысит ли пассивный фильтр устойчивость саба к клипу.

Фильтр против клипа

Макет фильтра собрали из того что можно было легко достать. Поэтому не судите строго, это всего лишь макет, собранный на коленке за пару часов. Нельзя сказать что фильтр подобного рода прост в проектировании, есть особенности, связанные с мощностью сабвуфера. В итоге мы имеем фильтр первого порядка с частотой среза порядка 1500 Гц и цепями согласования с усилителем. Чтобы понять, работае идея или нет, этого вполне достаточно.

 

+20170812_130345.jpg

Собрали, установлили в машину. Первые же прослушки дали очень интересные результаты. Саб с фильтром легко проходит тот порог, на котором Dynamic State сгорал стабильно. Он не мощнее, он просто выпущен под другой маркой. С DS  они прямые аналоги. Артем предпочитает слушать афроамериканский фолклер, самый низкий и самый черный. Нагрузка на сабовое звено у него всегда большая. Немного покатавшись по городу и послушав саб в разных режимах, постепенно повышая нагрузку, он в конце-концов включил Coca-Cola'у и навалил что называется "в шишку". Все девять минут трека моноблок работал в клипе и ничего не произошло. В конце трека появляется запах нагретой катушки, но на работу это никак не влияет. Повторные включения так же не убивают саб. С сабом без фильтра не было и речи о таком насилии, он сгорал гораздо раньше.

Включение НЧ фильтра позволило получить больше баса, так как фильтр ослабил клип и тепловой ресурс катушки использовался более рационально.
На слух тоже есть заметные отличия. С НЧ фильтром хрипов при загнанном в клип усилителе становится меньше и они имеют не такой раздражающий характер.

Итог

В целом результат эксперимента очень хороший. Пассивный НЧ фильтр действительно повышает устойчивость саба. Кроме этого можно получить заметно больший результат по басу. Можно гораздо безопаснее приблизится к порогу возможности усилителя и при этом саб не пострадает.

Нужно переделать фильтр. Конечно результат не плох, но он будет лучше, если понизить чатоту среза НЧ фильтра с 1500 Гц примерно до 250 - 300 Гц и повысить порядок с первого до второго и даже выше.
Об этом далее.