Выбор под разные конфигурации. Тест сабвуферных динамиков Focal серии Subwoofers

Сегодня будет отчёт о тестировании не просто отдельной модели саба, а целой линейки, состоящей из 6 моделей. Это новая серия, которая названа незатейливо и прямолинейно – Focal Subwoofers. Она приходит на смену аж трём сериям сабвуферов Focal – Auditor, Access и Performance, т. е. вписывается в нишу доступных решений. Попробую оценить общую концепцию новых сабов – под какое применение заточены, каких корпусов требуют, ну и вообще, кому подойдут лучше всего, а кому лучше присмотреться к другим моделям.
На мой взгляд, линейка Focal SUB составлена довольно толково: в каждом калибре (10 и 12 дюймов) по три модели с одинарными и двойными катушками плюс по одной «плоской» модели. Как обычно, для ориентира указываю цены, взятые из официального интернет-магазина Focal (актуальны на момент этого теста, конечно же):

Focal SUB 10 (полноразмерный, 4 Ом) – 8580 рублей
Focal SUB 10 DUAL (полноразмерный, 4 + 4 Ом) – 8580 рублей
Focal SUB 10 SLIM (плоский, 4 Ом) – 8690 рублей
Focal SUB 12 (полноразмерный, 4 Ом) – 10430 рублей
Focal SUB 12 DUAL (полноразмерный, 4 + 4 Ом) – 10430 рублей
Focal SUB 12 SLIM (плоский, 4 Ом) – 10430 рублей

Первое знакомство, конструктивные особенности

Во всех динамиках используются полипропиленовые диффузоры, причём явно с какими-то упрочняющими добавками: на изгиб они неожиданно жёсткие. Верхние подвесы – бутиловые, достаточно мягкие, чтобы не создавать лишнего давления на края диффузоров.


Монтажная глубина у 10- и 12-дюймовых «полноразмерников» – 11,1 и 13 см, а у версий SLIM – 7,3 и 8,6 см, соответственно.


На крепёжных фланцах имеются пластиковые накладки, что само по себе выглядит симпатично. К ним можно докупить сетки, которые вставляются через фетровые уплотнители. Хорошие, не звонкие. В каталоге они идут под индексами SUB 10 GRILLE и SUB 12 GRILLE. Подходят и для полноразмерных, и для плоских моделей.


Все модели построены на стальных штампованных корзинах. Заглушены прилично, звонкости нет.


Моторы у полноразмерных динамиков – привычной классической конструкции.


У версий SLIM – тоже без лишней экзотики с точки зрения рабочей геометрии. Разве что конструктивно выполнены иначе: более плоский профиль диффузора позволил «задвинуть» магнитную систему внутрь корзины, а центрирующая шайба при таком раскладе крепится уже не на нижнем фланце корзины, а «вынесена» на цилиндрическом держателе немного выше.

Звуковые катушки у всех моделей имеют размер 2 дюйма. Для сабов доступного сегмента это оптимально (можно получить достаточную плотность магнитного потока в зазоре без увеличения размера магнита, не такие тяжёлые по сравнению с более крупными катушками, ну и вообще немало факторов в пользу этого калибра).


Измерение электромеханических параметров

Разбирать каждую модель отдельно не вижу необходимости, главное понять общую концепцию построения динамиков. Сначала – вот вам графики и циферки, а дальше – будет их разбор:

Заявленные/фактические параметры Focal SUB 10:

• Fs (собственная резонансная частота) – 21 Гц / 19 Гц
• Vas (эквивалентный объем) – 45 л / 48 л
• Qms (механическая добротность) – 6,88 / 5,65
• Qes (электрическая добротность) – 0,57 / 0,51
• Qts (полная добротность) – 0,53 / 0,47
• Mms (эффективная масса подвижной системы) – 180 г / 200 г
• BL (коэффициент электромеханической связи) – 11,6 Тл м / 12,6 Тл м
• Re (сопротивление постоянному току) – 3,3 Ом / 3,4 Ом
• dBspl (опорная чувствительность, 1 м, 1 Вт) – 85,0 дБ / 81,4 дБ

Заявленные/фактические параметры Focal SUB 10 DUAL:

• Fs (собственная резонансная частота) – 25 Гц / 25 Гц
• Vas (эквивалентный объем) – 49 л / 44 л
• Qms (механическая добротность) – 5,21 / 5,58
• Qes (электрическая добротность) – 0,75 / 0,66
• Qts (полная добротность) – 0,65 / 0,59
• Mms (эффективная масса подвижной системы) – 110 г / 130 г
• BL (коэффициент электромеханической связи) – 6,5 Тл м / 14,9 Тл м*
• Re (сопротивление постоянному току) – 3,5 + 3,5 Ом / 7,1 Ом*
• dBspl (опорная чувствительность, 1 м, 1 Вт) – 85,0 дБ / 82,2 дБ

Заявленные/фактические параметры Focal SUB 10 SLIM:

• Fs (собственная резонансная частота) – 25 Гц / 25 Гц
• Vas (эквивалентный объем) – 37 л / 32 л
• Qms (механическая добротность) – 6,96 / 7,25
• Qes (электрическая добротность) – 0,71 / 0,70
• Qts (полная добротность) – 0,64 / 0,64
• Mms (эффективная масса подвижной системы) – 155 г / 170 г
• BL (коэффициент электромеханической связи) – 10,4 Тл м / 11,1 Тл м
• Re (сопротивление постоянному току) – 3,2 Ом / 3,3 Ом
• dBspl (опорная чувствительность, 1 м, 1 Вт) – 85,0 дБ / 82,1 дБ

Заявленные/фактические параметры Focal SUB 12:

• Fs (собственная резонансная частота) – 24 Гц / 22 Гц
• Vas (эквивалентный объем) – 90 л / 89 л
• Qms (механическая добротность) – 5,15 / 5,01
• Qes (электрическая добротность) – 0,44 / 0,43
• Qts (полная добротность) – 0,48 / 0,40
• Mms (эффективная масса подвижной системы) – 150 г / 190 г
• BL (коэффициент электромеханической связи) – 12 Тл м / 14,0 Тл м
• Re (сопротивление постоянному току) – 3,0 Ом / 3,2 Ом
• dBspl (опорная чувствительность, 1 м, 1 Вт) – 88,0 дБ / 85,5 дБ

Заявленные/фактические параметры Focal SUB 12 DUAL:

• Fs (собственная резонансная частота) – 24 Гц / 24 Гц
• Vas (эквивалентный объем) – 81 л / 84 л
• Qms (механическая добротность) – 5,34 / 4,92
• Qes (электрическая добротность) – 0,64 / 0,50
• Qts (полная добротность) – 0,57 / 0,45
• Mms (эффективная масса подвижной системы) – 150 г / 170 г
• BL (коэффициент электромеханической связи) – 8,5 Тл м / 19,3 Тл м*
• Re (сопротивление постоянному току) – 3,5 + 3,5 Ом / 7,1 Ом*
• dBspl (опорная чувствительность, 1 м, 1 Вт) – 88,0 дБ / 85,9 дБ

Заявленные/фактические параметры Focal SUB 12 SLIM:

• Fs (собственная резонансная частота) – 24 Гц / 26 Гц
• Vas (эквивалентный объем) – 62 л / 51 л
• Qms (механическая добротность) – 6,88 / 6,89
• Qes (электрическая добротность) – 0,76 / 0,75
• Qts (полная добротность) – 0,69 / 0,68
• Mms (эффективная масса подвижной системы) – 200 г / 232 г
• BL (коэффициент электромеханической связи) – 11,5 Тл м / 13,2 Тл м
• Re (сопротивление постоянному току) – 3,2 Ом / 3,3 Ом
• dBspl (опорная чувствительность, 1 м, 1 Вт) – 88,0 дБ / 83,2 дБ

* - результат измерения при последовательном включении катушек

Первое, что обратило внимание, – подвижки у всех моделей получились тяжелее заявленных значений (параметр Mms). Впрочем, это никак не нарушает общей концепции: подвижки – потяжелее, подвесы – помягче. А что получим при таком сочетании? Правильно, низкие резонансные частоты. Здесь Fs не просто низкие, а очень, очень низкие. Посмотрите, даже у 10-дюймовых сабов ниже 30 Гц. Да что там, у «базового» SUB 10 – вообще меньше 20 Гц! И это у десятки, Карл! Давно вы такое видали?
Но есть у такого подхода и обратная сторона – не самые высокие значения опорной чувствительности (не путать с результирующей чувствительностью в оформлении). Полагаю, в Focal пошли на такой размен осознанно, ибо в оформлении получается приличное акустическое усиление, и итоговая чувствительность саба в корпусе (и в салоне автомобиля тем более) получается вполне нормальной. Чуть дальше разберу это дело подробней.
Попутно замечу, что значения Qts могут подтолкнуть использовать сабы во Free Air. Но делать этого не нужно, потому что для Free Air лучше подбирать динамики с более лёгкими, менее инертными подвижками. Здесь же им желательно обеспечить подпор воздуха, чтобы избежать «ухода в разнос» при повышении громкости. Т. е. корпуса для них – must have.

Анализ резонансов в подвижных системах

Бегло оценил резонансы в подвижках (могут влиять на «окрашенность» баса). Для этого, как обычно, использовал методику измерения в ближнем поле – микрофон располагается всего в 2-3 см от диффузора. Фазовые характеристики (зелёные графики) как раз наглядно показывают «набеги» и «отставания» на отдельных частотах.
Итак, смотрим. У «полноразмерных» динамиков слегка заметны признаки резонансов материала излучающих конусов, но, во-первых, все они хорошо заглушены, а во-вторых, уведены далеко от области работы динамика. Так что особого окраса звучания можно не ожидать. Зачёт.
У плоских динамиков всё чуть посложнее (для SLIM – оно часто так бывает), резонансы чуть более выражены и опасно приближаются к рабочему диапазону. Первые волнения начинаются уже на 250-300 Гц – их даже на графиках импеданса было видно. Но они, по большому счёту, тоже не столь сильные, так что тоже без криминала.

Анализ гармонических искажений

Теперь гармонические искажения. Вот тут прямо интересная тенденция прослеживается, причём местами очень даже неожиданно выходит.
Смотрите, у «базовых» версий (которые с одинарными катушками) обоих калибров искажения в рабочем диапазоне вполне обычные по своей величине. Но вот с понижением частоты они решительно отказываются расти. Короче, сабы не просто могут забираться глубоко, но и делать это чисто.
Для версий DUAL (с двойными катушками) в этом смысле всё выглядит привычней – в рабочем диапазоне КГИ чуть ниже, но с понижением частоты рост начинается примерно так же, как у большинства сабов.
Версии SLIM в этом смысле чуть капризнее, так что отпускать их играть в «инфру» точно не нужно, даже несмотря на низкие значения Fs. Впрочем, учитывая, что плоские сабы по логике должны стоять в более компактных корпусах, это вроде бы и так само собой разумеющееся.

Расчёт акустического оформления

Описание рекомендует для «полноразмерных» динамиков несколько вариантов ЗЯ и ФИ, а для плоских – только ЗЯ. Для понимания, какой результат хочет получить производитель, моделирую предлагаемые варианты с заявленными параметрами (данные портов для ФИ взяты тоже из описания).

Как видите, разброс вариантов огромный, что можно интерпретировать примерно так: «Да делайте что хотите». Ок, попробую конкретизировать, только на этот раз с измеренными параметрами.
Несмотря на то, что параметры позволяют сделать некоторые сабы в фазоинверторном оформлении, я бы остановился на ЗЯ. Низкие Fs делают динамики капризными к способности усилителя контролировать их работу (по крайней мере, конкретно в данном случае), и заметно повышается риск ухода динамика «в разнос» с увеличением громкости.
А в ЗЯ (опять же, конкретно для этих динамиков) – и глубина баса приличная, и акустическое усиление сохраняется, и безопасней с точки зрения удержания хода диффузора в допустимых пределах. В общем, я бы примерно вот на такие корпуса ориентировался:

И да, в данном случае нет причин опасаться повышенной добротности Qtc (многие стремятся получить её в районе 0,7, но это на самом деле далеко не самый основной параметр). Просто именно такой подход к проектированию саба позволяет получить заметное акустическое усиление в салоне, оставшись в пределах компактных корпусов. Однако, физика.
Иными словами, в корпусе вы получаете плюсом несколько децибел к опорной чувствительности – и вот уже саб имеет вполне приличную отдачу, несмотря на невысокие формальные циферки. А учитывая, что у динамиков и резонансы Fs достаточно низкие, бас получается ещё и глубоким.

Проба в деле

Попробовал несколько сабов в деле в своей машине во временном тестовом корпусе. Оформление – закрытый ящик, объём подгонял его заполнением пенопластовыми кусками. Фазоинверторное оформление не пробовал, но оно мне ещё на стадии моделирования не понравилось (хоть производитель его и допускает).
Выяснил интересную особенность – по характеру баса все модели достаточно близки. Наверное, так оно и должно быть, раз уж они принадлежат к одной серии. Бас получается достаточно плотным, он не сухой и не «академичный», а с заметной долей «жирка».
Интересное замечание – по глубине и массивности баса 10-дюймовые сабы неожиданно оказались сопоставимы с 12-дюймовыми. Да, многое зависит от оформления, но значимость калибра в данном случае отходит на второе место.
Делать большие корпуса для них не нужно, иначе усилителям становится труднее контролировать ход инертных подвижек, появляется риск получить дряблость и гудение. Если же оставаться в рамках оптимальных объёмов (расчёты в этом смысле хорошо подтвердились в деле), воздушная масса удерживает диффузоры от ухода «в разнос» при повышении громкости, и бас получается достаточно «вкусным», при этом не теряя в глубине.

Коротко по делу. Для каких задач выбирать?

Вывод, возможно, прозвучит неожиданно – выбирать конкретную модель из линейки Focal SUB можно не по требуемому характеру баса, а исходя из доступного пространства для корпуса и способностей усилительного звена. Что касается последнего, я бы ориентировался примерно на следующее (ну плюс-минус что-то около того):
Для Focal SUB 10, SUB 10 SLIM, SUB 12 и SUB 12 SLIM – моноблок или 2-канальник мостом, выдающие на 4 Ом мощность порядка 300-500 Вт
Для Focal SUB 10 DUAL и SUB 12 DUAL – моноблок, выдающий 400-600 Вт на 2 Ом или мощный 2-канальник (каждый канал – на свою катушку) с мощностью по 150-250 Вт на 4 Ом на каждый канал.
И если не напортачите с корпусами, то от любой из моделей получите плотненький, увесистый и при этом достаточно глубокий бас.

Плюсы
Все модели линейки имеют близкий и предсказуемый характер баса
В линейке есть модели под любые конфигурации системы
Адаптированы для работы в компактных корпусах
Параметры позволяют получить акустическое усиление в салоне
Понравятся любителям массивного, «мясного» баса

Минусы
Возможно, не зайдут любителям «сухого», «академичного» баса
Невысокая опорная чувствительность самих динамиков

https://carmus.ru/content/746