Žemųjų dažnių stiprinimo masyvai panaudoja akustinius principus, kad būtų galima valdyti žemųjų dažnių energijos sklaidą. Tinkamas dizainas keičia visų krypčių šaltinius į kryptinius sistemas per bangų interfencijos efektus, kurie yra proporcingi ilgai bangos ilgiui (3,43–11,32 m).
Kardioidinės konfigūracijos pasiekiamos asimetrišką spinduliavimą naudojant fazės valdymą. Į priekį nukreipti subvuferiai veikia atvirkščiai poliarizuoti, todėl už masyvo susidaro destruktyvi interferencija, kuri leidžia sustiprinti garso energiją priekyje ir sumažinti ją gale. Skaitmeniniai signalų procesoriai leidžia tiksliai sureguliuoti fazių lyginimą, kad būtų galima koreguoti dažnių adaptacijos atsaką.
Atstumas tiesiogiai veikia bangos fronto vientisumą. 100 Hz dažniui (λ=3,43 m) elementai turi būti ne toliau kaip 1,7 m vienas nuo kito, kad būtų išvengta destruktyvios interferencijos ir lobingų. Kompaktiškas išdėstymas užtikrina vientisą sumavimą per visą klausytojų plotą.
Fizinis ilgis apibrėžia horizontalųjį spindulio plotį. Padvigubinus masyvo ilgį, spindulio plotis sumažėja 50 %, padidinant kryptingumą. 8 m ilgio masyvas 40 Hz (λ=8,6 m) pasiekia ±15° apimtį – idealus stadionams, kur reikia sutelkti energiją.
Pagrindiniai sąryšiai:
| Parametras | Poveikis spinduliavimui | Praktinė pasekmė |
|---|---|---|
| Atstumas > λ/2 | Destructive lobes | Nenuoseklus aprėptis |
| Masyvo ilgis – | Spindulio plotis – | Sustiprinta kryptingumo savybė |
| Fazės atvirkštinis veikimas iš užpakalio | Kardioidinė konfigūracija | Triukšmo mažinimas scenoje |
Subwooferių kabinų vertikalus kėlimas naudojant tarpusavio jungimą padidina žemos dažnio išvestį, suteikiant iki 6 dB stiprinimo kiekvieną kartą padvigubinus kabinas, kai garsiakalbiai veikia vienodoje fazėje. Per didelis kėlimo aukštis kelia pavojų dėl vertikalios kryptingosios diagramos susidarymo ir reikalauja konstrukcinio patvirtinimo.
Atvirkštinėms konfigūracijoms reikia fazinio sinchronizavimo per 0,1 milisekundės, kad būtų išlaikyta bangos fronto vientisumas. Tikslūs laiko delsos parametrai, atitinkantys korpusų atstumus, yra būtini efektyviai galinės krypties kompensavimui.
Tarp subvuferių porų esantys atidarymo kampai nulemia horizontalų sklaidymą. Siauri kampai (45°–60°) sustiprina kryptingumą į priekį, tuo tarpu platesni kampai (90°–120°) padeda apimti platesnes klausytojų zonas, sumažinant šoninį išsisklaidymą 5–8 dB.
Efektyviam žemo dažnio valdymui reikia tikslų delsos strategijų, kad būtų suformuotos polinės charakteristikos ir sustiprinta energijos sumacija į priekį.
Modernios DSP platformos naudoja algoritmus, kurie apskaičiuoja tarpinius elementų vėlinimus 0,5–4 ms diapazone. Optimaliai sureguliavus laiko sinchronizavimą, galima padidinti sumavimo efektyvumą iki 3 dB dažnių diapazone nuo 40 iki 100 Hz, išlaikant fazinį vientisumą.
Galinio šaudymo konfigūracijos naudoja kaskadinius vėlinimo laikus, kad būtų sukurti virtualaus šaltinio poslinkiai, sumažinant horizontalų sklaidą 15–20°. Ši technika naudinga ilgalaikėms panaudojimo sąlygoms, tačiau reikalauja kruopštaus EQ kompensavimo virš 80 Hz.
Poliarumo keitimas su ketvirtadaliu bangos ilgio vėlinimu pasiekia 12–15 dB galinio triukšmo mažinimą tarp 40–80 Hz. Pagrindiniai parametrai yra:
BEM modeliavimas modeliuoja žemo dažnio bangų sklaidą su 92% tikslumu prognozuojant krypties elgseną ir ribų sąveiką, pagal 2023 m. garso inžinerijos tyrimus.
Matavimas pusės erdvės sąlygose sumažina aplinkos atspindžius, leidžiant tiesiogiai palyginti empirinius duomenis su modeliavimo rezultatais.
Širdies formos masyvai pasiekia 4,2 dB DI esant 40 Hz, viršijant galūnės užpakalinio tipo konfigūracijas 1,8 dB valdomose aplinkose.
Masyvų plėtimas padidina išvestį 3–6 dB kiekvieną kartą padvigubinus, tačiau pablogina fazės priderinimo iššūkius. Vietose, kur reikia >120 dB išvesties, paprastai stebima 30–40 % sumažėjimas galinio slopinimo efektyvumas.
Kryptininkas žemiau 50 Hz pradeda silpti – 6 elementų masyvo 15° spindulio plotis 80 Hz tampa žemiau 45 Hz izotropiniu. Komercinės sistemos rodo 10–15 dB priekinio ir galinio skirtumo diapazone nuo 30 iki 100 Hz.
Toninė nenuoseklumas atsiranda, kai subvuferių masyvai blogai sujungiami su viso diapazono sistemomis. Laiko sinchronizavimo problemos sukelia fazės nuokrypimus virš 90°, dėl ko patalpose dažnių atsakas skiriasi 8–12 dB. Šiuolaikinės sprendimai vis dažniau naudoja hibridines konfigūracijas, siekiant apimties ir galingumo zonų.
Subvuferių masyvas – tai kelių subvuferių garsiakalbių konfigūracija, kuri veikia kartu, kad geriau valdytų ir kryptų žemos dažnio garsus nei vienas subvuferis.
Kardoidinio tipo subvuferių masyvai veikia keisdami faziškai galinius subvuferius, kuriems nustatyta atvirkštinė poliškumas, leidžiantis sumažinti galinį garsą ir sustiprinti priekinę kryptį.
Tinkamas išdėstymas neleidžia atsirasti destrukcinei interferencijai ir lobingui, užtikrindamas vientisą garso bangos frontą, pasiekiantį klausytojų zoną.
Skaitmeniniai signalų procesoriai naudojami tiksliai fazės sinchronizavimui ir dažniams prisitaikančiam atsakui koreguoti, optimizuojant subvuferių masyvų veikimą.