ساب ووفر کاردیود چیست؟ چرا به آن نیاز دارید؟

شاید با نگاه کردن به متن بالا تصور کنید دو مقاله ی مختلف به اشتباه با هم ترکیب شده اند. “کاردیود” کلمه ای ست که معمولا در مورد میکروفن ها به کار می رود، نه اسپیکرها.

هم میکروفن ها و هم اسپیکرها نوعی مبدل هستند که کار تبدیل الکتریسیته به فشار هوا و برعکس را انجام می دهند و هر دو در قسمت پایانی زنجیره ی صوتی قرار می گیرند. این دو دستگاه دقیقا یک کار مشابه را برعکس یکدیگر انجام می دهند. پس اگرچه در زمان صحبت از میکروفن ها و الگوهای پیکاپ و دیافراگم آن ها از کلمه ی کاردیود استفاده می کنیم، همین کلمه ی کاردیود در بحث اسپیکرها و الگوهای انتشار آن ها نیز صدق می کند.

چند جهته

تقریبا تمام اسپیکرها تا حدودی جهت دار هستند پس اشتباه نیست اگر آن ها را کاردیود بنامیم، اما ساب ووفرها قضیه ی متفاوتی دارند. تمام ساب ووفرها چند جهته هستند، یعنی امواج را در چند جهت مختلف منتشر می کنند و دلیل آن قوانین فیزیک است. برای این که بتوانیم یک فرکانس صوتی را تک جهته کنیم، نیاز به یک جعبه داریم که اندازه و طولی نزدیک به فرکانسی که می خواهیم منتشر کنیم داشته باشد. فرکانس ۱۰۰ هرتز، تقریبا طولی برابر سه متر دارد و غیر ممکن است که ساب ووفر شما اینقدر بزرگ باشد. این یعنی یک ساب ووفر شدت برابری از امواج را در تمام جهات منتشر می کند.

نکته ی منفی

چند جهته بودن ساب ووفر باعث می شود شما سر درد بگیرید. وقتی تجهیزات یک استیج برای اجرای زنده را آماده می کنیم، مراقب این هستیم که تاپ باکس ها را جلوی میکروفن ها قرار دهیم تا از ایجاد فیدبک جلوگیری شود و در همین حین سعی می کنیم ساب ووفرها را زیر تاپ باکس ها قرار دهیم. این کار موجب می شود ساب ووفرها هم تراز شوند و نسبت به تاپ باکس ها in phase باشند.

درست است که تاپ باکس ها انرژی ساب ووفر را به سمت جلو متمرکز می کنند، اما ساب ووفرها انرژی زیادی را مستقیما به میکروفن ها می رسانند، چرا که این ساب ووفرها به سمت تماشاگران قرار گرفته اند. به همین خاطر است که مهندسان صدا زیاد از دکمه های highpass filter یا low-cut روی کنسول یا میکروفن هایشان استفاده می کنند. این دکمه ها به آن ها کمک می کند فیدبک را کنترل کنند؛ این فیدبک ها در صورت کنترل نشدن حالت آشفته ای را در فرکانس های بم ایجاد خواهند کرد.

اگر روی استیج، به خاطر این که می خواهید بیس بیشتری داشته باشید، بیشتر از یک ساب ووفر دارید، امواج این ساب ووفرها در همدیگر تداخل می کنند. در سالن اجرای زنده نقاطی خواهد بود که در آنجا بیس صدا کاملا حذف می شود یا به علت ترکیب شدن فرکانس های بم با یکدیگر، صدای آن بیش از حد بلند می شود. دلیل این موضوع ممکن است به خاطر اختلاف زمانی بین فرکانس بم مستقیم یا انعکاس هایی باشد که بر اثر پخش شدن فرکانس های بم در تمام جهات ایجاد می شوند. به علاوه، این انرژی روی هم انباشته می شود و روی استیج شنیده می شود. این انرژی های روی هم انباشته شده می توانند موجب انعکاس بیش از حد صدا در یک استیج تو خالی شوند، می توانند باعث به لرزه درآمدن قسمت های مختلف درامز شوند و کلا باعث می شوند مشکلات زیادی ایجاد شود.

راه حل جهت دار

آیا خوب نمی شد اگر می توانستیم انرژی ساب ووفر را مانند اسپیکرهای full-range به جلو هدایت کنیم؟ این کار مشکل فیدبک و روی هم انباشته شدن فرکانس های بیس را حل می کند و از آنجایی که بیشتر انرژی این فرکانس ها به سمت حضار سالن هدایت می شود، صدای بیس منسجم تری خواهیم شنید. این تکنیک دقیقا ایده ایست که پشت استفاده از ساب ووفرهای کاردیود وجود دارد.

این موضوع چیز جدیدی نیست؛ در حقیقت در مقاله ای در اواخر دهه ی ۱۹۵۰ به این موضوع اشاره شده بود و برای دهه ها، مهندسان صدا ساب ووفرها را به نوعی سرهم می کرده اند تا انتشار فرکانس های بیس را تا حد ممکن تک جهته کنند. آن ها چند ساب ووفر مختلف را با هم ترکیب می کردند و زمان بندی را با استفاده از دیلی و یا به وسیله ی تغییر موقعیت ساب ووفر به جلو یا عقب تنظیم می کرده اند. با محاسبه ی دقیق موقعیت قرارگیری ساب ووفر، آن ها قادر بودند به وسیله ی ترکیبی از phase و sub، بیس را بیشتر تک جهته کنند. شما برای تجربه ی این کار می توانید چند ساب ووفر را بردارید و خودتان آن ها را روی استیج حرکت دهید و ببینید چه نتیجه ای می گیرید. اگر آن ها را روی یکدیگر قرار دهید، به طوری که یکی از آن ها جهتش برعکس دیگر ساب ووفرها باشد، تقریبا نیمی از کار را انجام داده اید.

ایده ی اصلی این است که شما دو منبع صدا داشته باشید که فرکانس های بیس مشابهی تولید کنند و قطبیت یکی از آن ها برعکس دیگری باشد. سپس لازم است زمان بندی را تغییر دهید، به نحوی که در جلوی این ساب ووفرها، فرکانس ها نسبت به یکدیگر in phase باشند و با همدیگر تا جایی ترکیب شوند که مقدار خروجی تا ۶dB افزایش یابد. سیگنالی که از پشت ساب ووفر منتشر می شود را باید به نحوی محاسبه کنید که out of phase شود و تمایل به کنسل شدن داشته باشد. از آنجایی که دیلی ها باید پایدار باشند، بیشترین تاثیر را روی فرکانس های کوک شده در جلوی ساب ووفر خواهند داشت. اگر فرکانس ۵۵Hz را انتخاب کنیم، که حدودا طولی برابر با شش متر دارد، در این حالت باید اسپیکر پشتی را تا ۴٫۵ میلی ثانیه دیلی دهیم تا در حد یک چهارم طول موج جابجا شود و به این طریق زمان بندی به شکلی می شود که فرکانس ها به خوبی با یکدیگر تلفیق شوند. اگر به جای این کار ساب ووفرها را جابجا می کردیم یا سعی می کردیم روی یک فرکانس دیگر تاثیر بگذاریم، این اعداد متفاوت می بودند. از آنجایی که با گستره ی فرکانسی بسیار کوچکی سر و کار داریم (حدود ۳۰Hz تا ۱۲۰Hz)، تاثیری که از این کار می گیرید بیشتر از زمانی ست که بخواهید این تکنیک را روی اسپیکرهای full-range پیاده کنید.

اگر این مقاله شما را گیج کرده است نگران نباشید. سازندگان اسپیکر مشغول ساخت ساب ووفرهای کاردیودی هستند که در ساختاری با اندازه ی معقول قرار بگیرند و این کارهای پیچیده را برای شما انجام دهد. این ساب ووفرها این امکان را برای شما فراهم خواهند کرد که بدون نیاز به جابجا کردن مدام ساب ووفرهای سنگین، قادر به حذف کردن آن همه فرکانس بیس اضافه از روی استیج باشید.

یکی از نمونه های این ساب ووفرهای کاردیود، ساب ووفر QSC K212C است که دو پاور آمپلی فایر و دو درایور دوازده اینچی را در یک بدنه در اختیار کاربر قرار می دهد. با تنظیم کردن زمان بندی بین دو درایور، این ساب ووفر قادر است کاری کند که بیس پشت بدنه ی ساب ووفر، خودش را کنسل کند (در این حالت تا ۱۵ دسی بل بیس اضافه حذف خواهد شد). نکته ی جالب اینجاست که این ساب ووفر تمام این کارهای پیچیده را برای شما انجام می دهد و شما نیازی به محاسبه کردن نخواهید داشت. فقط کافی است این ساب ووفر را روشن کنید و آن را در جهت درستی قرار دهید.