O caso de múltiplos subwoofers para distribuição de canais LFE

Os entusiastas do teatro doméstico perseguem graves e táteis graves porque ancoram a experiência cinematográfica. O canal de Efeitos de Baixa Freqüência (LFE) – a faixa dedicada de .1 em bandas sonoras Dolby Digital e DTS – carrega a energia explosiva que faz você sentir cada soco, explosão e pontuação de rubor. No entanto, mesmo o subwoofer único mais caro muitas vezes não consegue entregar baixo consistente em vários assentos. O culpado não é o próprio subwoofer, mas a sala: paredes, pisos e tetos criam ondas de pé que produzem picos imprevisíveis e nulos profundos. Adicionando um segundo ou terceiro subwoofer muda fundamentalmente esta dinâmica, permitindo-lhe obter médias dessas anomalias acústicas e atingir baixo plano e poderoso em toda a área de escuta.

Este artigo explora as razões técnicas pelas quais vários subwoofers melhoram drasticamente a distribuição do canal LFE e fornece orientação acionável para a sua configuração.

Compreendendo o canal LFE e gerenciamento de graves

Antes de otimizar vários subs, ajuda a entender exatamente o que é o canal LFE e como difere do baixo redirecionado. Em uma mistura de 5,1 ou 7,1 o canal LFE é uma faixa separada, limitada por bandas, que transporta apenas frequências baixas, tipicamente de 20 Hz para 120 Hz (embora a maioria dos sistemas consumidores use um cruzamento de 80 Hz). Ele tem um adicional de 10 dB de headroom em comparação com os outros canais, permitindo que ele produza picos notavelmente mais altos e mais impactantes. O baixo dos alto- falantes principais (abaixo do ponto de cruzamento) é redirecionado para o subwoofer e somado com o sinal LFE. Seu AVR ou processador envia então esse sinal combinado para o(s) subwoofer output(s).

Quando você usa vários subwoofers, o AVR normalmente envia o mesmo sinal somado para cada sub- saída. Cada subwoofer reproduz o mesmo material do programa, mas porque eles são colocados em diferentes locais físicos, suas saídas interagem construtiva e destrutivamente na sala. Esta interação, quando gerenciada corretamente, cancela os piores efeitos dos modos de sala e cria um campo de som muito mais uniforme do que um único sub pode alcançar.

Como os modos de quarto degradam a qualidade do baixo

Ondas de pé, picos e núlos

As ondas sonoras de baixa frequência são longas — uma onda de 40 Hz é de cerca de 28 pés. Quando estas ondas refletem entre paredes paralelas, elas podem reforçar ou cancelar- se mutuamente em frequências específicas determinadas pelas dimensões da sala. Estas ressonâncias, chamadas ondas em pé ou modos de sala, causam variações dramáticas no nível do baixo de um banco para outro. Um ouvinte sentado num nulo a 40 Hz pode não ouvir quase nenhum baixo de uma explosão de filme, enquanto alguém a dois pés de distância é oprimida pela boomness. Estes nulos não são fixos; mudam dependendo da frequência, o que significa um assento que funciona bem para uma nota pode ser terrível para outra.

Um subwoofer único excita todos os modos de sala simultaneamente. A única maneira de corrigir um nulo com um sub é movê- lo - mas se movê- lo frequentemente cria um nulo em outro lugar. Esta é a limitação fundamental de uma única fonte. Com dois ou mais subwoofers, você pode colocá- los de modo que os nulos criados por um sejam preenchidos pela saída de outro.

Média espacial: A Física por trás de vários subs

Pesquisas acústicas de Todd Welti na Harman International demonstraram que múltiplos subwoofers reduzem drasticamente a variação assento-a-lugar. Seu estudo mostrou que dois subwoofers colocados em cantos opostos reduziram o desvio padrão da resposta de baixo em vários assentos em mais de 50% em comparação com um único sub. Quatro subwoofers colocados nos pontos médios de cada parede proporcionaram ainda maior uniformidade. O princípio subjacente é a média espacial: quando várias fontes emitem as mesmas frequências baixas de diferentes locais, o padrão de interferência torna-se mais complexo e, importante, mais ainda. Peaks e nulls tornam-se menos pronunciados porque a probabilidade de um nulo profundo em qualquer assento é muito reduzida quando duas ou mais fontes contribuem para o nível de pressão.

Esta não é apenas uma teoria – foi confirmada por inúmeras instalações do mundo real. A melhoria é tão consistente que muitos designers profissionais de home theater agora consideram dois subwoofers o mínimo para qualquer sala de teatro dedicada, e eles geralmente recomendam três ou quatro para espaços grandes ou irregulares.

Colocação estratégica para um desempenho ideal

As configurações de Harman e o que funciona melhor

A pesquisa de Harman identificou vários padrões de colocação eficazes. O mais prático para dois subwoofers é o oposto (por exemplo, frente esquerda e traseira direita). Esta configuração cancela os modos axiais mais fortes ao longo do comprimento e largura da sala. Para três subs, colocando um em um canto da frente e dois nos cantos traseiros (ou vice- versa) funciona bem. Para quatro subs, a resposta mais uniforme vem da colocação de um no ponto médio de cada parede, embora a colocação de canto também seja eficaz.

No entanto, estas são diretrizes, não regras. A forma do seu quarto, móveis e assentos e disposição todos afetam a colocação ideal. O objetivo é evitar colocações simétricas que reforçam os mesmos modos de sala. Por exemplo, colocar ambos os subs nos cantos da frente muitas vezes aumenta o mesmo modo axial e não pode preencher nulos na parte traseira da sala tão eficazmente como um arranjo assimétrico.

Usando as ferramentas de medição e rastejo Subwoofer

Para um rápido começo, use a técnica de "subwoofer crawl" para cada sub: coloque o sub na sua posição principal de escuta, toque um tom constante de 50- 60 Hz e rasteje pela sala para encontrar onde o baixo soa mais completo e mais uniforme. Esse ponto é onde o subwoofer deve ir. Repita para cada sub, mas note que com vários subs você precisa de contabilizar o seu efeito combinado. Um método mais preciso é usar um microfone de medição e um software como o Assistente de EQ do Quarto (REW). Faça medições múltiplas com um sub de cada vez, e depois calcule a resposta prevista para várias combinações antes de mover subs.

Isto permite- lhe encontrar posições que produzam a resposta combinada flateste sem adivinhações.

Para instalações sérias, considere o uso do software Multi-Sub Optimizer (MSO), que calcula algoritmos de atrasos e filtros ótimos para vários subs. Ele funciona com um miniDSP ou processador semelhante e pode obter resposta de baixo quase perfeita em uma ampla área de escuta.

Calibração e integração

Alinhamento de Fase: Fazer o Tempo Correr

Quando dois subs estão fora de fase uns com os outros, os seus resultados podem cancelar em certas frequências, tornando o baixo mais fraco. A fase é efetivamente um atraso de tempo; se as ondas de um sub chegam à posição de escuta 180 graus fora de fase com o outro, eles cancelam. Os AVRs modernos com saídas independentes de subwoofer podem atrasar o sinal de cada sub para alinhá- los no tempo. Se o seu AVR tratar ambos os subs como uma única saída (usando um lampejo em Y), você deve confiar no botão de fase do sub. Um bom ponto de partida é definir todos os subs para 0 graus, então toque um tom de teste na frequência de cruzamento (por exemplo, 80 Hz) e ajuste o botão de fase em um sub enquanto estiver a ouvir o máximo.

Frequentemente, os cantos opostos beneficiam de uma mudança de fase de 180 graus num subs. Os microfones de medição tornam este processo mais fiável.

Configurações de Crossover e correspondência de nível

Defina o cruzamento no seu AVR (normalmente 80 Hz para a conformidade com o THX) e assegure que o crossover incorporado do subwoofer é definido para a sua frequência mais elevada ou contornado. Isto evita o duplo filtro. Todos os subs devem ter a mesma inclinação e frequência de crossover. Para correspondência de nível, use os tons de teste do seu AVR e um medidor de nível de pressão sonora (SPL) definido para ponderação C, resposta lenta. Calibre cada sub individualmente para 75 dB, então verifique o nível combinado (que deverá ser de cerca de 75 dB se os subs estiverem em fase, ou ligeiramente superior).

Se o seu AVR tiver um corte de nível de subwoofer dedicado por saída, use- o; caso contrário, calibre- se com os botões de volume do subs.

Sistemas de Correção de Salas: Audyssey, Dirac e outros

A maioria dos AVRs modernos incluem correção automática de sala. Estes sistemas medem a resposta de graves de várias posições e aplicam filtros digitais para achatar a resposta de frequência e ajustar a fase. Dirac Live é particularmente poderoso para vários subs porque pode medir e corrigir a fase em todos os assentos simultaneamente. Audyssey MultEQ XT32 também lida bem com subs duplos, especialmente se você tiver saídas de subwoofer duplas no AVR. Lembre-se que a correção de sala só pode fazer muito - a colocação física adequada permanece a fundação. Uma vez que os subs são bem colocados, a correção de sala polia as irregularidades restantes.

Opções de Conectividade e Fiação

Y-Splitter vs. Sub- Saídas Independentes

A maioria dos AVRs tem um único resultado subwoofer (ou dois que são somados internamente). A forma mais simples de ligar dois subs é um cabo de Y- splitter, que envia o mesmo sinal para ambos os subs. Isto funciona bem desde que os subs sejam idênticos ou tenham estruturas de ganho semelhantes. Para os AVRs com duas sub- saídas independentes (muitas vezes marcadas Sub 1 e Sub 2, ou Subwoofer A e B), use cabos separados. Isto permite que o AVR aplique ajustes independentes de atraso e nível, que são muito superiores.

Alguns processadores de alto nível permitem até mesmo EQ individual para cada sub. Se o seu AVR não tiver saídas independentes, mas quiser essa capacidade, um processador externo como um miniDSP 2x4 HD pode dividir o sinal e aplicar atrasos por subs e EQ antes de alimentar os subs.

Kits de Subwoofer sem fio: Conveniência vs. Desempenho

A execução de cabos RCA longos em uma sala é impraticável em muitas salas. Kits sem fio, como o SVS SoundPath ou Rocketfish, são convenientes, mas introduzem latência potencial (normalmente 10-30 ms) e podem não ser tão confiáveis para configurações críticas. Para a maioria dos usuários de teatro doméstico, a conveniência vale a pena. No entanto, se você estiver usando correção de quarto avançada que visa um alinhamento preciso de tempo, conexões com fio são fortemente recomendados. Se você deve usar sem fio, coloque o transmissor o mais perto possível do sub e evite interferências dos roteadores Wi-Fi.

Abordar potenciais desvios

Custo e Considerações Espaciais

Adicionar subwoofers custa dinheiro e espaço no chão. Um segundo subwoofer pode duplicar o seu orçamento de baixo, e um terceiro ou quarto soma- se rapidamente. Além disso, poderá necessitar de um AVR mais capaz ou de um processador externo para os gerir correctamente. O espaço no piso também é uma restrição: subs grandes portados precisam de espaço para respirar. Numa pequena sala (por exemplo, 10x10 pés ou menos), dois subs grandes podem criar mais problemas do que eles resolvem, porque a densidade modal de baixa frequência da sala já está alta, e os subs estão demasiado próximos para fornecer uma média espacial significativa. Nestes casos, uma única sub- qualidade com um bom QE pode ser suficiente, embora mesmo uma pequena sala muitas vezes beneficie de um par de subs menores colocados assimetralmente.

A Lei das Retornas Diminutas

Ir de um sub para dois proporciona a melhoria mais dramática – muitas vezes uma diferença de noite e dia na uniformidade do baixo. Adicionar um terceiro sub ainda produz ganhos notáveis, especialmente para assentos de várias fileiras. Um quarto sub normalmente oferece melhoria marginal a menos que a sala seja muito grande ou de forma estranha. O consenso entre os especialistas é que dois ou três subs oferecem o melhor equilíbrio de custo, complexidade e desempenho. Além disso, o esforço e despesa podem ser melhor gastos em outros aspectos do sistema, como o tratamento acústico da sala ou a atualização dos principais alto-falantes.

Técnicas avançadas: Usando MiniDSP e Multi-Sub Optimizer

Para entusiastas que querem apertar cada última parte do desempenho, um dispositivo DSP externo como o miniDSP 2x4 HD ou DDRC-24 permite alinhamento de tempo independente, ganho e EQ para até quatro subs. Combinado com o software livre Multi-Sub Optimizer (MSO), você pode calcular configurações ideais que achatam a resposta combinada sobre vários assentos com precisão cirúrgica. Esta abordagem é usada por calibradores profissionais e é o padrão ouro para alcançar baixo de nível de referência. Embora exija uma curva de aprendizagem e um microfone de medição, os resultados são muitas vezes superiores ao que a correção de sala AVR incorporada pode alcançar porque MSO otimiza atrasos e filtros simultaneamente em todos os assentos.

Conclusão

Vários subwoofers não são um luxo – são uma solução prática para as limitações acústicas de qualquer sala. Ao distribuir o canal LFE por duas ou mais fontes, você pode superar os modos de sala, eliminar pontos mortos e entregar graves profundos até mesmo para cada assento. A física é bem estabelecida: a média espacial funciona. Se você escolher dois subs em cantos opostos, três em posições estratégicas, ou quatro com otimização DSP, o investimento compensa em uma experiência muito mais imersiva e precisa em casa teatro. Comece com colocação cuidadosa, calibrar níveis e fase, e deixe a correção quarto ajustar o resultado.

Para mais leitura, explore o resultado. Guia de configuração de vários subwoofers audioholics, Guia abrangente da visão do & de som, e Guia da comunidade AVSForumCom planejamento cuidadoso, seu home theater pode alcançar o baixista de peito-tomba, espinha-tingling que faz cada filme e música faixa vir vivo.