Nizovi subwoofera koriste akustična načela za manipulaciju raspršivanjem energije niskih frekvencija. Pravi dizajn pretvara omnidirektne izvore u usmjerene sustave kroz efekte interferencije valova skalirane dugim valnim duljinama (3,43–11,32 m).
Kardioidne konfiguracije postižu asimetrično zračenje putem manipulacije fazama. Subwooferi koji rade prema stražnjoj strani rade na invertiranu polaritetu, stvarajući destruktivnu interferenciju iza niza, dok se energija sprijeda sabira uz istovremeno poništavanje straga. Digitalni procesori signala omogućuju precizno poravnanje faza za frekvencijski prilagodljivu korekciju odgovora.
Razmak izravno utječe na koherenciju valnog fronta. Za reprodukciju na 100Hz (λ=3,43m), elementi moraju biti međusobno udaljeni manje od 1,7m kako bi se spriječila destruktivna interferencija i pojava lobing artefakata. Kompaktan razmak osigurava koherentno sabiranje duž cijele publike.
Fizička dužina definira horizontalnu širinu snopa. Udvostručenje dužine niza smanjuje širinu snopa za 50%, povećavajući smjerovnost. Niz duljine 8m pri 40Hz (λ=8,6m) postiže pokrivenost od ±15° – idealno za stadione gdje je potrebna usmjerena isporuka energije.
Ključne veze:
| Parametar | Utjecaj na zračenje | Praktična implikacija |
|---|---|---|
| Razmak > λ/2 | Destruktivni lobovi | Nepouzdana pokrivenost |
| Duljina niza – | Širina snopa – | Poboljšana usmjerenost |
| Obrat faze na stražnjoj strani | Formiranje kardioida | Smanjenje buke na pozornici |
Vertikalno slaganje subwoofer kućišta koristi međusobnu povezanost za pojačanje niskofrekventnog izlaza, čime se postiže dobitak do 6 dB po udvostručenju kućišta kad zvučnici rade u fazi. Prekomjerna visina slagana izaziva lobanje u vertikalnoj ravnini i zahtijeva strukturnu verifikaciju.
Konfiguracije jedan za drugim zahtijevaju sinkronizaciju faza unutar 0,1 milisekunde kako bi se održala koherencija valnog fronta. Točna usklađenost vremenskih kašnjenja s udaljenostima između kućišta ključna je za učinkovito poništavanje straga.
Kutovi otvaranja između parova subwoofera određuju horizontalnu disperziju. Uski kutovi (45°-60°) jače naglašavaju smjer naprijed, dok širi kutovi (90°-120°) distribuiraju pokrivenost kroz široku zonu publike, smanjujući rasipanje van osi za 5-8 dB.
Učinkovita kontrola niskih frekvencija zahtijeva točne strategije kašnjenja kako bi se oblikovale polarni odgovor i pojačala suma energije naprijed.
Suvremeni DSP sustavi koriste algoritme koji izračunavaju kašnjenja između elemenata u rasponu od 0,5-4 ms. Optimizirana vremenska usklađenost poboljšava učinkovitost zbrajanja za do 3 dB u rasponu od 40-100 Hz, uz održavanje fazne koherencije.
End-fire konfiguracije koriste kaskadna kašnjenja kako bi stvorile virtuelni pomak izvora, smanjujući horizontalnu disperziju za 15-20°. Ova tehnika koristi dugim putanjama reprodukcije, ali zahtijeva pažljivu EQ kompenzaciju iznad 80 Hz.
Promjena polariteta uz pomoć kašnjenja četvrtine valne duljine postiže poništavanje stražnje strane od 12-15 dB između 40-80 Hz. Ključni parametri uključuju:
BEM simulacije modeliraju širenje niskofrekventnih valova s 92% točnosti u predviđanju smjernog ponašanja i interakcija granica, prema istraživanjima iz 2023. godine u području akustičnog inženjerstva.
Testiranje u uvjetima pola prostora minimizira okolinske refleksije, omogućavajući izravnu usporedbu između empirijskih podataka i simulacija.
Kardioidne konfiguracije postižu 4,2 dB DI na 40 Hz, nadmašujući end-fire konfiguracije za 1,8 dB u kontroliranim uvjetima.
Proširivanje konfiguracija povećava izlaz za 3-6 dB po udvostručenju, ali pogoršava probleme poravnavanja faze. Prostorije koje zahtijevaju izlaz >120 dB obično imaju smanjenje učinkovitosti odbijanja straga za 30-40%.
Usmjerenost pada ispod 50Hz – snop od 15° kod niza s 6 elemenata na 80Hz postaje omnidirektan ispod 45Hz. Komercijalni sustavi pokazuju varijaciju između prednje i stražnje strane od 10-15dB u rasponu od 30-100Hz.
Tonalska neusklađenost nastaje kada nizovi subwoofera loše komuniciraju s punim sustavima. Izazovi usklađivanja vremena stvaraju fazne odstupanja veća od 90°, što dovodi do varijacije od 8-12dB u niskofrekventnom odzivu u različitim prostorima. Suvremena rješenja sve više koriste hibridne konfiguracije za pokrivenost u odnosu na zone izlaza.
Niz subwoofera je konfiguracija više subwoofer zvučnika koji zajedno rade kako bi učinkovitije upravljali i usmjeravali zvuk niske frekvencije u usporedbi s jednim subwooferom.
Kardioidni nizovi subwoofera rade tako da manipuliraju fazom stražnjih subwoofera, kojima je postavljena invertirana polaritet, omogućujući poništavanje na stražnjoj strani i zbrajanje energije na prednjoj strani.
Ispravan razmak sprječava destruktivnu interferenciju i artefakte usmjerenosti, osiguravajući da koherentni valovi zvuka dostignu područje publike.
Digitalni signali procesori koriste se za točno usklađivanje faze i ispravke prilagodljive frekvencijske odziva, optimizirajući performanse niza subwoofera.