O położeniu fazowym i przesunięciu fazowym mówimy wtedy, gdy głośniki nie brzmią tak, jak powinny. Te pojęcia oznaczają zachowania drgań fali dźwiękowych i są ważną wielkością w akustyce. Przesunięcia fazowe mogą być nawet użyteczne – trzeba je tylko prawidłowo zastosować.
Czym jest faza w głośnikach?
W systemie wielokanałowym wiele głośników emituje dźwięk jednocześnie w pomieszczeniu. Dla jakości dźwięku jest bardzo ważne, aby były one precyzyjnie do siebie dostrojone. Fale dźwiękowe są promieniowane przez wychylające się do przodu i do tyłu membrany głośników, a następnie rozchodzą się w pomieszczeniu. Te z nich, które w momencie ich maksymalnego wychylenia zostały wypromieniowiowane przez membranę do przodu, posiadają największe ciśnienie akustyczne. Drgania powietrza lub membrany można przedstawić jako sinusoidę:
Na osi Y przedstawiona jest zmiana ciśnienia powietrza. Pozioma oś X pokazuje czasowy przebieg. Jako położenie fazowe oznacza się pozycję dwóch takich przebiegów drgań względem siebie. Jeśli więc dwa głośniki generują jednocześnie największe ciśnienie powietrza (ich membrany drgają więc synchronicznie), położenie fazowe wynosi 0°. Gdy jeden z głośników generuje większe ciśnienie powietrza, podczas gdy ten drugi odtwarza najniższe ciśnienie, przesunięcie fazowe pomiędzy tymi głośnikami wynosi 180°.
Może być to spowodowane na przykład odwróceniem polaryzacji jednego z tych dwóch głośników. To oznaczałoby, że jeden z głośników podczas rozpoczęcia sygnału popycha membranę do przodu, a drugi głośnik do tyłu. Przesunięcie fazowe może tutaj również wystąpić, ponieważ jeden głośnik zaczyna później grać niż drugi:
Jednakże przesunięcia fazowe nie zawsze wynikają tylko z działania głośników. Mogą one być spowodowane nawet samą pozycją odsłuchową – na przykład wtedy, gdy jeden z głośników jest bardziej oddalony od słuchacza niż inny głośnik. W rezultacie fala dźwiękowa potrzebuje więcej czasu, aby dotrzeć do słuchacza. Ponadto również akustyka pomieszczenia – czyli sposób, w jaki dźwięk rozchodzi się w pomieszczeniu – może wywoływać przesunięcie fazowe.
Jaki efekt na dźwięk wywołują przesunięcia fazowe?
To tyle z teorii, przejdźmy teraz do praktyki. Na początek zła wiadomość: przesunięcia fazowe mogą powodować problemu akustyczne. Fale dźwiękowe o tej samej częstotliwości, które na siebie trafiają i są poza fazą, mogą zniekształcać dźwięk poprzez tak zwaną interferencję. Sygnały dźwiękowe mogą się wzjamnie znosić lub wzmacniać. W takim wypadku mówimy o trybach pokojowych. Szczególnie w wielokanałowych systemach ryzyko trybu pokojowego jest stosunkowo wysokie.
Gdy oba głośniki odtwarzają sygnał w tej samej fazie, czyli przesunięcie fazy wynosi 0°, to sygnał w miejscu ich spotkania jest znacznie głośniejszy niż w rzeczywistości. Przy przesunięciu fazy o 180° interferencje mogą prowadzić do tego, że fale dźwiękowe „znoszą się wzajemnie”. W takim wypadku częstotliwość dźwięku w tym obszarze słyszalności jest znacznie cichsza lub nawet w ogóle niesłyszalna.
Zasadę wzajemnego znoszenia się można jednakże wykorzystać: W słuchawkach Noise Cancelling (z redukcją szumów) jest ona stosowana do redukcji hałasów otoczenia. Mówiąc w prosty sposób mikrofon w tych słuchawkach nagrywa hałasy otoczenia i promieniuje sygnał o tej samej częstoliwości przesunięty o 180°. W efekcie hałasy z otoczenia zostają znacznie zredukowane. Słyszymy tylko to, co chcemy usłyszeć.
Przesunięcie fazowe w obszarze dźwięków niskotonowych
Znoszenie i sumowanie sygnałów przez przesunięcie fazy jest tym bardziej odczuwalne, im niższa jest częstotliwość dźwięku. Szczególnie krytycznie staje się to przy częstotliwości podziału między subwooferem a głośnikami satelitarnymi, ponieważ tutaj oba rodzaje głośników odtwarzają te same (niskie) częstotliwości, ale nie znajdują się w tym samym miejscu.
Wszystkie systemy głośnikowe Teufel zostały tak stworzone, aby pojedyncze komponenty grały „w fazie”. Jeśli więc satelity i subwoofer stoją oddalone od miejsca odsłuchowego, położenie fazowe jest absolutnie poprawne. Przesunięcie fazowe wynosi wtedy odpowiednio 0°, a sygnały się sumują.
Systemy wielokanałowe marki Teufel
Jak zapobiec wygaszaniu się sygnałów poprzez przesunięcia fazowe?
Jeśli subwoofer nie znajduje się w tej samej odległości od miejsca odsłuchowego, co satelity, należy ewentualnie wyrównać położenie fazowe, aby zapobiec znoszenia sie sygnałów i trybom pokojowym. Do tego celu subwoofery Teufel są wyposażone w przełącznik, za pomocą którego można zmienić położenie fazy o 180°. Alternatywnie istnieją jeszcze regulatory, dzięki którym można płynnie dopasować fazę od 0° do 180°. Znalezienie odpowiedniego ustawienia wymaga niewiele wysiłku i czasu. O wiele łatwiej jest zrobić to we dwójkę.
Jedna osoba może usiąć w miejscu odsłuchowym. Jak tylko muzyka lub film (najlepiej z dużą ilością basów) zacznie grać, druga osoba może powoli regulować fazę od 0° do 180°. Podczas tej czynności można stwierdzić zmianę w górnym zakresie basu. Ponieważ nasze systemy zostały stworzone tak, aby w idealnym przypadku oba sygnały mogły stworzyć jednolitą częstotliwość, osiągniesz najlepszy dźwięk, gdy bas będzie najgłośniejszy.
Przesunięcia fazowe i różnice w czasie odtwarzania mogą być również wyrównane popzez kalibrację systemu wielokanałowego w amplitunerze.
Dźwięk Teufel o tym samym charakterze
- ▶ ULTIMA 20: Wprawdzie ULTIMA 20 jest znacznie mniejsza w porównaniu z naszymi głośnikami podłogowymi, ale odtwarza to samo potężne brzmienia. Dwudrożny system nadaje się idealnie do pomieszczeń do 20 metrów kwadratowych. Aby te głośniki pokazały swoje możliwości również w obszarze niskich dźwięków, zintegrowaliśmy system bass reflex. Dla dokładnego dostrojenia wprowadziliśmy również phase plug do głośnika wysokotonowego.
- ▶ ULTIMA 40: Pomyśleliśmy sobie, że legendy również mogą się rozwijać i właśnie dlatego zaktualizowaliśmy głośniki ULTIMA 40. Ten system stereo gwarantuje aż po ostatni szczegół zróżnicowany i porywający obraz dźwiękowy. Od 2018 roku zintegrowana jest również phase plug w głośniku wysokotonowym. Dodatkowo te głośniki podłogowe wyglądają jeszcze lepiej dzięki obudowie wykonanej ze szczotkowanego aluminium.
Subwoofery i amplitunery w sklepie Teufel
Wszystko co musisz wiedziec o położeniu fazowym
- Położenie fazowe opisują zachowanie drgań fal dźwiękowych względem siebie.
- Przesunięcia fazowe między głośnikami w jednym systemie mogą powstać przez same głośniki, pozycję odsłuchową lub akustykę pomieszczenia.
- Poprzez przesunięcie fazowe mogą powstać interferencje, na skutego czego fale dźwiękowe mogą się na siebie nakładać lub się wzajemnie znosić.
- Szczególnie duże skutki interferencji na doświadczenie słuchowe może wystąpić przy niskich częstotliwościach.
