8. Управление басом в АВ ресиверах

Bass Management или система управления басом.

Терминология:
Фильтр НЧ – фильтр, пропускающие низкие частоты – LPF – Low Pass Filter.
Фильтр ВЧ – фильтр, пропускающий высокие частоты –
HPF – High Pass Filter.

Современные многоканальные звуковые форматы включают минимум 5 основных звуковых каналов, работающих с полным диапазоном частот (20Гц – 20кГц), а также один низкочастотный канал эффектов LFE (Low Frequency Effects), работающий исключительно в диапазоне низких частот 20Гц – 120Гц. Так как LFE канал работает в ограниченном частотном диапазоне, он обозначается как «*.1», и сигнал с этого канала воспроизводится специальной низкочастотной системой - активным сабвуфером.  Большинство существующих конфигураций многоканального звука вы можете посмотреть в нашем модуле «Подбор системы – Конструктор домашних кинотеатров». Выбирая формат, вы увидите визуальное отображение расположения акустических систем в комнате.
Самый простой многоканальный формат, соответствующий базовому формату Dolby Digital  – 5.1, а наиболее продвинутый, соответствующий одному из форматов Dolby Atmos -  7.1.4 (где первая цифра – основные каналы нижнего яруса размещения, вторая цифра – активный сабвуфер, третья цифра - количество каналов верхнего яруса, как правило потолочные или навесные системы).  В системе может применятся 2 сабвуфера. В этом случае указанные выше форматы будут обозначаться 5.2 и 7.2.4 соответственно.
Логично предположить, что активный сабвуфер предназначен для воспроизведения звуковой дорожки LFE канала. Однако это не совсем так. Первая очевидная сложность при построении многоканальных систем домашнего кинотеатра – невозможность использовать все основные акустические системы, способные воспроизводить полный частотный диапазон (20Гц-20кГц). Если большие фронтальные колонки таким требованиям так или иначе  удовлетворяют, то все другие системы имеют довольно компактные размеры, и их рабочий диапазон частот начинается снизу с частот 50Гц - 80Гц (а иногда и выше), особенно маленькие настенные решения каналов сурраунд или потолочные системы. Для того чтобы перенаправить часть частотного диапазона «неполноценных» колонок на системы способные этот НЧ диапазон воспроизводить и существует система управления басом.  Таким образом, Bass Management – это процесс управления басом, или процесс перенаправления баса с основных каналов в канал сабвуфера и суммирование этих перенаправленных частот с частотами LFE сигнала.
Общие схемы системы управления басом представлены на рисунках ниже:


Помимо выше обозначенной основной задачи система управления басом должна обеспечивать  гибкое управление и настройку, в том числе и для решения других прикладных задач. Например, представьте, что у вас в системе вообще нет сабвуфера, и требуется перенаправить LFE сигнал во фронтальные каналы.  Или другой вариант: вы воспроизводите сигнал, где нет LFE дорожки. Это может быть любой обычный 2-канальный сигнал (CD, FM радио, Интернет радио, скаченная из Интернета музыка и т.д.), но при этом вы хотите, чтобы ваш сабвуфер работал вместе с фронтальными колонками. Для этого необходимо иметь возможность перенаправить часть НЧ диапазона с фронтальных каналов на сабвуфер, при этом не урезая их диапазон. Все эти задачи выполняет система управления басом.  Реализуется эта система управления басом в АВ ресиверах или АВ процессорах. В системе меню АВ ресиверов всегда есть раздел «Громкоговорители», или «Колонки», где можно найти пункты меню: Конфигурация, Кроссоверы, Басы (ресиверы Denon), Конфигурация далее кроссовер, Сверх низкие частоты (ресиверы Yamaha).  Именно здесь и производятся основные настройки системы управления  басом.
В основном разделе – Конфигурация -  вы активируете каждую систему и устанавливаете ее в режим «Большие» или «Малые» (Large или Small), в первом случае на эту систему пойдет полный диапазон 20Гц – 20кГц, во втором случае (установка Small), на эту систему пойдет только часть диапазона, срезанная фильтром высоких частот, значение среза которого задается в следующем разделе – Кроссоверы. В разделе Кроссоверы вы задаете срез ВЧ и НЧ фильтра, тех колонок, которые выставлены в режим «Малые» (Small) в предыдущем пункте. Бюджетные модели АВ ресиверов предлагают общую частоту среза для всех каналов, более дорогие ресиверы предлагают регулировку частоты среза каждой колонки по отдельности. Частота среза определяется исходя из частотных характеристик конкретной основной системы. Например, если речь идет о настенной тыловой колонке, которая имеет диапазон воспроизводимых  частот 60Гц – 20кГц (паспортные данные), то срез, устанавливаемый в меню Кроссоверы для этой колонки не должен быть ниже 60Гц. Установив такое значение (60Гц), диапазон 60Гц – 20кГц пойдет на колонки, а весь нижний диапазон: 20Гц – 60Гц будет направлен на сабвуфер, а при его отсутствии – на фронтальные колонки.  
Примечание: при установке частоты среза необходимо учитывать также и параметры мощности  системы. В описанном выше случае тыловые колонки могут воспроизводить диапазон начиная с 60Гц, однако, если их мощность существенно меньше мощности фронтальных колонок, то именно на низких частотах в определенный момент воспроизведения может произойти перегрузка этой тыловой системы. В этом случае можно еще поднять частоту среза на тыловых системах, с целью перенаправить еще больше низких частот на сабвуфер, который, как правило имеет существенный запас по мощности.
В ресиверах компании Denon предлагаются 10 значений частот кроссоверов:  
40, 60, 80, 90, 100, 110, 120, 150, 200, 250 Гц (по умолчанию: 80 Гц).
Модели Denon с раздельной регулировкой кроссоверов для каждого канала начинаются с модели AVR-X1400H. В базовой модели AVR-X540BT такая установка общая на все Small каналы.
В ресиверах компании Yamaha предлагаются 9 значений частот кроссоверов:  
40, 60, 80, 90, 100, 110, 120, 160, 200 Гц (по умолчанию: 80 Гц).
Модели с раздельной регулировкой кроссоверов для каждого канала начинаются с RX-A2060.
Ниже представлены схемы работы бас менеджмента  в режиме установки всех основных колонок в режим «Малые» (Small) и в режиме установки фронтальных колонок в режим «Большие» (Large).


Наиболее трудный для понимания многих пользователей пункт – Басы («Сверх низкие частоты» у ресиверов Yamaha). 
В инструкции по эксплуатации для ресиверов Yamaha предыдущих поколений мы найдем следующий текст:
Сверх низкие частоты.
Выбор колонок для воспроизведения НЧ диапазона фронтальных каналов.
ВЫКЛ. (по умолчанию) – Низкочастотный диапазон фронтальных каналов  воспроизводится либо фронтальными колонками (при установке Фронтальных колонок в Large), или сабвуфером (при установке  Фронтальных колонок в Small).   
ВКЛ. – Низкочастотный диапазон фронтальных колонок воспроизводится как фронтальными колонками, так и сабвуфером (эта настройка недоступна, если в Конфигурации Сабвуфер установлен в положение НЕТ или фронтальные колонки установлены в положение МАЛЫЕ (Small)).
В ресиверах Yamaha последних поколений пункт Сверхнизкие частоты был перенесен из меню настройки колонок,  раздела конфигурации в дополнительное Option меню, и был модернизирован алгоритм его работы.

А вот как интерпретируется эта настройка компанией Denon:
БАСЫ
Настройка воспроизведения диапазона сабвуфера и LFE (НЧ эффектов).
РЕЖИМ САБВУФЕРА
Выбирает сигналы НЧ диапазона для воспроизведения сабвуфером.
LFE (по умолчанию) – Сигнал НЧ диапазона каналов установленных в режим «Малые» добавляется к выходному сигналу LFE.
LFE + Гл. - Сигналы НЧ диапазонов всех каналов добавляются к выходному сигналу LFE сабвуфера.    

 В разделе БАСЫ компания Denon предлагает еще настройку фильтра LFE сигнала.
LPF для LFE
Фильтр низких частот только для LFE имеет значения: 80, 90, 100, 110, 120, 150, 200, 250 Гц.
По умолчанию установлена частота 120Гц, что соответствует стандарту диапазона LFE.
Это факультативная функция.
Несмотря на отличие формулировок, пункты: Сверх низкие частоты (Yamaha) и БАСЫ (Denon) выполняют одну и ту же функцию – добавляют к сигналу LFE еще и НЧ диапазон фронтальных колонок для дальнейшего воспроизведения этого суммарного сигнала на сабвуфере.
На рисунке ниже представлена схема работы системы управления басом для режима, когда фронтальные напольные колонки установлены в положение «Большие» (Large), и включен режим «Сверхнизкие частоты» (LFE + Гл.).


Считается, что более правильный и чистый вариант – установка «Сверх низких частот» в положение ВЫКЛ.  (чистый LFE режим у Denon). В этом случае НЧ диапазон, как и положено, воспроизводится только фронтальными каналами, а сабвуфер только добавляет LFE эффекты в общую картину звучания. Но тогда, как уже было замечено в начале статьи,  сабвуфер не будет работать при воспроизведении стерео контента (там, где нет LFE дорожек) если конечно не назначить фронтальные колонки как «Малые». Есть и еще один очевидный аспект – далеко не все напольные фронтальные колонки качественно  работают в диапазоне низких частот в районе нижней границы (20-40Гц). Хороший сабвуфер делает это гораздо уверенней.
Для того, чтобы фронтальные, напольные колонки воспроизводили полный диапазон, и сабвуфер также работал всегда и существует режим «Сверх низких частот» или LFE+Главные или LFE + Main.
Важно! Если активируются режим «LFE + Гл.» в АВ ресиверах Denon, в настройках Кроссовера появляется возможность установки частоты среза на  фронтальные колонки даже если они были назначены вами как «Большие». И чтобы не дублировать воспроизведение одних и тех же частот, и фронтальными колонками и сабвуфером, рекомендуется для «Больших» колонок в этом случае частоту среза ставить пониже (40-60Гц), для того чтобы сабвуфер больше прорабатывал самый низ НЧ диапазона и не мешал работе напольных фронтальных колонок. А вот в ресиверах Yamaha нет возможности регулировать частоту среза «Больших» фронтальных колонок в  этом «супер басовом» режиме.  
Ниже представлена диаграмма распределения частот в 11 канальной системе. Сравнение чистого режима LFE и LFE + Main (LFE + Гл.) с комментариями: