Głośniki aktywnie czy pasywnie – co to znaczy i co wybrać

1Po co dzielić pasmo między głośniki

Żaden głośnik nie zagra dobrze całego pasma. Tweeter, czyli głośnik wysokotonowy, uszkodziłby się od basu. Głośnik nisko-średniotonowy przy wysokich tonach gra nierówno i coraz bardziej kierunkowo.

Dlatego pasmo się dzieli: tweeter dostaje górę, a głośnik w drzwiach – środek i bas. Robi to zwrotnica, czyli zestaw filtrów. Różnica między układem pasywnym a aktywnym sprowadza się do tego, gdzie te filtry pracują. W układzie aktywnym pracują w procesorze DSP – cyfrowym układzie, który osobno ustawia barwę, głośność i opóźnienie każdego głośnika.

2Układ pasywny – jak działa i gdzie się sprawdza

W układzie pasywnym jeden kanał wzmacniacza zasila cały zestaw na jedną stronę. Za wzmacniaczem stoi zwrotnica pasywna – cewki, kondensatory i rezystory – która rozdziela sygnał między tweeter a głośnik w drzwiach.

Dobrą zwrotnicę projektuje producent pod konkretną parę głośników. Często ma przełącznik poziomu tweetera, a czasem jego zabezpieczenie. To sprawdzone, proste rozwiązanie.

Ograniczenie jest jedno, ale ważne: zwrotnica nie wie, gdzie w Twoim aucie siedzą głośniki. Częstotliwość podziału i nachylenie filtrów są stałe. Tweeter na desce i głośnik przy kolanie dostają sygnał w tym samym czasie, choć ich dźwięk ma do Twojego ucha różną drogę.

Zwrotnica pasywna zabiera też trochę mocy, a cewka w szeregu z głośnikiem osłabia kontrolę wzmacniacza nad membraną. Przy dobrych podzespołach to niewielkie straty – ale są.

Pasywnie pracują np. zestawy w Peugeocie Travellerze: czterokanałowy wzmacniacz zasila przedni zestaw Morel Tempo Ultra 602 i głośniki Focal w drzwiach przesuwnych. Cztery kanały na tyle głośników oznaczają zwrotnice pasywne. Opis: Peugeot Traveller – wygłuszenie i nagłośnienie.

3Układ aktywny – osobny kanał na każdy głośnik

W układzie aktywnym zwrotnicy pasywnej nie ma. Pasmo dzieli procesor DSP jeszcze przed wzmacniaczem, a każdy głośnik dostaje własny kanał. Dla każdego głośnika osobno ustawiamy cztery rzeczy:

• Podział pasma i nachylenie filtra. Dobieramy je do konkretnego głośnika i miejsca montażu, a nie do „typowego auta”.
• Opóźnienie. Tweeter na desce i głośnik w drzwiach mają do ucha inną drogę, więc każdy dostaje własne.
• Korekcję. Każdy głośnik ma swój korektor, więc wyrównujemy go niezależnie od pozostałych.
• Poziom i fazę. Ustawiamy je tak, żeby w okolicy podziału pasma oba głośniki łączyły się w jedno źródło.

Tak pracuje przód w Mercedesie klasy V z naszej realizacji. Głośniki nisko-średniotonowe i tweetery HELIX Compose i7 podłączyliśmy bez zwrotnic, każdy do własnego kanału wzmacniacza z procesorem HELIX P SIX DSP ULTIMATE.

Podobnie w KGM Korando: głośniki i tweetery HELIX Compose i3 zasila aktywnie mały wzmacniacz z procesorem MATCH UP 4DSP. Schowaliśmy go tak, że go nie widać.

KGM Korando – HELIX i3 aktywnie

Układ aktywny wymaga strojenia w programie producenta procesora, z pomiarem mikrofonem. To nie jest rozwiązanie do podłączenia na szybko – źle ustawiony filtr może uszkodzić tweeter. Dlatego systemy z procesorem DSP montujemy i stroimy u siebie.

Nachylenie filtra – co to znaczy w praktyce

Nachylenie mówi, jak szybko głośnik cichnie poza swoim pasmem. Oktawa to dwukrotna zmiana częstotliwości. Przy 6 dB na oktawę tweeter dostaje jeszcze sporo niższych tonów poniżej podziału, a przy 24 dB – już niewiele. Zwrotnice pasywne mają najczęściej 6 albo 12 dB na oktawę.

W procesorach Audiotec Fischer nachylenie ustawiamy co 6 dB na oktawę, aż do 42 dB. Stromy filtr lepiej chroni tweeter i pozwala ustawić podział dokładnie tam, gdzie oba głośniki grają najrówniej.

4Dlaczego aktywny przód lepiej ustawia scenę

Ucho ocenia kierunek po tym, który dźwięk dotrze pierwszy. W aucie siedzisz bliżej lewych głośników, więc bez korekcji wokal stoi w lewych drzwiach.

Procesor opóźnia bliższe głośniki tak, żeby dźwięk ze wszystkich dotarł do Ciebie w tej samej chwili. W układzie pasywnym da się opóźnić tylko całą stronę. W aktywnym – osobno tweeter i osobno głośnik w drzwiach, choć jeden siedzi na desce, a drugi przy kolanie.

Różnicę słychać najbardziej tam, gdzie oba głośniki grają razem, czyli w okolicy podziału pasma. Dźwięk przestaje się rozjeżdżać między deską a drzwiami i układa się w jednym miejscu, przed Tobą.

Układ aktywny nie gra głośniej sam z siebie. Daje kontrolę: każdy głośnik gra tylko swoje pasmo i w tej samej chwili co pozostałe. Głośność i bas to już sprawa mocy wzmacniacza, głośników i drzwi.

Jak ustawiamy opóźnienia krok po kroku – z przykładem odległości i czasów – pokazujemy w artykule Strojenie DSP krok po kroku.

5Ile kanałów potrzeba – przykłady z naszych aut

Kanał to osobne wyjście wzmacniacza. Układ aktywny potrzebuje ich więcej, dlatego liczymy je przed doborem sprzętu:

• Przód dwudrożny aktywnie – 4 kanały.
• Przód trójdrożny aktywnie – 6 kanałów.
• Tył pasywnie – 2 kanały.
• Dwie cewki subwoofera – 2 kanały. Na wzmacniaczach MATCH każda cewka ma osobny kanał.

W Škodzie Octavii RS sześć kanałów wystarczyło na aktywny przód i pasywny tył. W Mercedesie klasy G każdy z dziesięciu głośników ma własny kanał – stąd 10-kanałowy MATCH UP 10DSP.

Škoda Octavia RS – przód aktywnie, tył pasywnie

Fabryczne systemy premium też dzielą pasmo w procesorze wzmacniacza, często osobno dla różnych grup głośników. Burmester w Mercedesie klasy C W205 ma 9 kanałów na 13 głośników. Dlatego wzmacniacz z procesorem do takiego systemu dobieramy tak, żeby przejął wszystkie jego kanały – jak to robimy, opisujemy w artykule Harman Kardon, B&O, Bose – jak poprawić dźwięk.

Wzmacniacz dobieramy do liczby potrzebnych kanałów, bez zapasu, który tylko podnosi cenę. Więcej o liczeniu kanałów piszemy w artykule Wzmacniacz samochodowy – ile kanałów.

6Od czego zależy koszt układu aktywnego

Układ aktywny kosztuje więcej niż pasywny z trzech powodów:

• Kanały. Przód dwudrożny zajmuje cztery kanały zamiast dwóch. Montaż wzmacniacza z procesorem liczymy za każdy wykorzystany kanał.
• Montaż i okablowanie. Głośniki nisko-średniotonowe i tweetery montujemy osobno, para po parze, a do każdej pary dochodzi osobne okablowanie.
• Strojenie. Filtry, opóźnienia i korekcję ustawiamy dla każdego głośnika osobno, z pomiarem. Przy wzmacniaczu z procesorem strojenie jest w cenie montażu.

W konfiguratorze nagłośnienia przód aktywny mają zestawy Premium – każdy głośnik z przodu gra tam na osobnym kanale procesora. Stawki montażu zestawiamy w artykule Ile kosztuje wymiana głośników w aucie.

7Kiedy układ pasywny w zupełności wystarczy

• Tylne głośniki. Grają głównie dla pasażerów z tyłu i jako tło. Pasywny zestaw z tyłu to rozsądny wybór – tak zrobiliśmy w Octavii RS.
• Fabryczne radio bez wzmacniacza. Radio ma jeden kanał na każdy przedni głośnik, więc tweeter i głośnik w drzwiach nie dostaną osobnych kanałów. Zestaw komponentowy gra wtedy ze zwrotnicą, dobrany do małej mocy radia.
• Tweeter blisko głośnika w drzwiach. Gdy oba siedzą obok siebie albo tweeter jest na środku głośnika (głośnik współosiowy), różnica w drodze dźwięku jest mała.
• Mało kanałów. Przy czterech kanałach wybieramy: aktywny przód bez tylnych głośników albo pasywnie przód i tył – zależnie od tego, czy ktoś z tyłu jeździ.

Układ pasywny z procesorem DSP to też dobre wyjście. Procesor ustawia wtedy opóźnienie i korekcję dla całej strony, a zwrotnica dzieli pasmo. Na przód aktywny można przejść później – potrzebny jest wtedy wzmacniacz z większą liczbą kanałów i nowe strojenie.

8Najczęstsze błędy przy układzie aktywnym

• Tweeter bez filtra. Bez filtra górnoprzepustowego bas dociera do tweetera i może go uszkodzić. Filtr ustawia się, zanim tweeter zagra pełną głośnością.
• Opóźnienia na oko. Bez pomiaru odległości i sprawdzenia na słuch scena się rozjeżdża, a wokal skacze między deską a drzwiami.
• Odwrócona faza jednego głośnika. W okolicy podziału pasma dźwięki tweetera i głośnika w drzwiach się znoszą. Na pomiarze widać wtedy wyraźny dołek.
• Korektor na siłę. Podbijanie wąskich dołków w charakterystyce obciąża głośnik i rzadko pomaga. Korektorem ścinamy szczyty, a dołków nie podbijamy.

Dlatego układ aktywny stroimy z mikrofonem pomiarowym, a kończymy odsłuchem razem z Tobą. Po kilku tygodniach jazdy możesz przyjechać na korektę strojenia – jest w cenie.

9Czy zestaw ze zwrotnicą można podłączyć aktywnie

Zwykle tak. Zwrotnicę pasywną wtedy pomijamy, a tweeter i głośnik nisko-średniotonowy podłączamy do osobnych kanałów. Filtry, które robiła zwrotnica, ustawiamy w procesorze, tak żeby tweeter był chroniony od pierwszej chwili.

Są też zestawy projektowane tylko do pracy aktywnej, bez zwrotnic w komplecie. Pasują wyłącznie do wzmacniaczy z procesorem DSP.

Nie każdy wzmacniacz z DSP ma tyle kanałów, ile potrzeba. Dlatego przy doborze najpierw liczymy kanały, a dopiero potem wybieramy sprzęt. Co procesor robi z sygnałem, opisujemy w artykule Co to jest procesor DSP.