تواجه مكبرات الصوت الخاصة بالرفوف وأغلب أنظمة الصوت المحيطة مشكلة في الوصول إلى الترددات المنخفضة جداً تحت 50 هرتز، وبالتالي تفوت الكثير من الترددات المنخفضة الموجودة فعلياً في الموسيقى الحديثة وفقاً لدراسة أجرتها الجمعية الأمريكية لهندسة الصوت عام 2023. هنا تأتي فائدة مكبرات الصوت منخفضة التردد (الساب ووفرز)، حيث يمكنها الوصول إلى ترددات منخفضة تصل إلى حوالي 20 هرتز، وهي الحد الأدنى لما يمكن للأذن البشرية التقاطه. هذا يعني أن مكبرات الصوت منخفضة التردد تُبرز تلك النغمات العميقة التي نسمعها في القطع الأوركسترالية الكبيرة وفي المسارات الإلكترونية وفي تأثيرات الصوت في الأفلام، والتي يعجز مكبر الصوت الصغير عن إنتاجها جسدياً.
عندما تركز السماعات الفرعية بشكل خاص على الترددات بين 20 و200 هرتز، فإنها في الواقع تزيد خطية الجهير في النظام بمقدار 4.2 ديسيبل تقريبًا مقارنة بالإعدادات القياسية للسماعات ذات المدى الكامل وفقًا لبحث IHF لعام 2022. ما يعنيه هذا عمليًا هو أن السماعات الفرعية يمكنها إعادة إنتاج تلك الأصوات المنخفضة الصعبة بشكل أنظف بكثير. فكّر في تلك النغمات الحادة على غيتار الباص، أو الضربة القوية لطبول الباص، أو حتى خطوط السينث الإلكترونية. تجد السماعات الرئيسية صعوبة كبيرة في التعامل مع أي شيء أقل من 80 هرتز، مما يؤدي إلى حدوث تشويه بأنواعه. والنتيجة؟ أنظمة مزودة بتكامل صحيح للسماعات الفرعية تُظهر دقة أفضل بنسبة 23 بالمائة تقريبًا من حيث التقاط استجابات النبضات السريعة بدقة.
تأتي معظم الاستوديوهات الاحترافية هذه الأيام مجهزة بمكبرات صوت منخفضة التردد (سُب ووافر) متصلة بمكبرات الصوت الرئيسية، وتشير الاستطلاعات الصناعية إلى أن هذه النسبة تصل إلى نحو 85%. ولقد أثبتت هذه السماعات أهميتها من أجل الحصول على مزج سليم للصوت، خاصة فيما يتعلق بتفاصيل الترددات المنخفضة التي لا تُنقل جيدًا عبر السماعات العادية. فكّر في تلك النغمات العميقة لأدوات الأورغان التي تصل إلى نحو 28 هرتز أو أصوات الأبواق الحربية الصاخبة في مشاهد الأفلام التي تصل إلى نحو 35 هرتز. ومن دون دعم مناسب من مكبرات الصوت منخفضة التردد، يضيع كل ذلك الوزن الصوتي المدروس جيدًا. وبالنسبة إلى التنسيقات مثل Dolby Atmos وأنظمة 7.1.4 الأحدث، تصبح هذه الأمور أكثر أهمية، نظرًا لوجود قنوات LFE منفصلة مصممة خصيصًا لتتعامل مع ترددات الباص التي تم مزجها بشكل مستقل عن باقي مسار الصوت. والقيام بذلك بشكل سليم يُحدث فرقًا كبيرًا في مدى الانغماس الذي يشعر به المستمعون في المنتج النهائي.
يمكن لمعظم الناس سماع الأصوات حتى حوالي 20 هرتز، ولكن عندما تنخفض إلى ما دون هذا النطاق، حوالي 16 إلى 19 هرتز، نبدأ في الشعور بالاهتزازات أكثر من سماعها فعليًا. إن هذا الإحساس الجسدي يعزز حقًا اتصالنا العاطفي لما نعيشه. يستفيد مصممو الصوت من هذه الظاهرة طوال الوقت. فقد يزيدون من تردد 18 هرتز لجعل الجمهور يشعر وكأنه يقف في وسط زلزال، أو يخفضونه إلى 17 هرتز لإنتاج ذلك الاهتزاز العميق لمحرك سفينة فضائية تنبض بالحياة. يعرف منتجو الموسيقى الإلكترونية مثل باسنيكتار هذه الحيلة جيدًا أيضًا، حيث يستخدمون تلك الترددات المنخفضة لإنشاء التأثير القوي الذي يُحسّ بالنبض في الصدر خلال عروضهم الحية. وبحسب بحث أجرته THX في 2023، فإن أنظمة الصوت القادرة على إعادة إنتاج هذه الترددات المنخفضة للغاية تجعل المشاهدين يشعرون بمزيد من الانغماس فيما يشاهدونه، مع تحسن مقداره 37٪ مقارنة بالأنظمة التي تقطع ببساطة هذه النطاقات المنخفضة.
تعمل السماعات الفرعية على جعل الموسيقى تبدو أكثر شمولاً لأنها تعالج الترددات المنخفضة (حوالي 20 إلى 200 هرتز) التي لا تستطيع السماعات العادية الوصول إليها. وعند الاستماع إلى موسيقى الجاز، يجعل الصوت أكثر واقعية لآلة الغيتار الكهربائي المنخفض. كما تمنح الموسيقى الإلكترونية تأثير الانهيار القوي بالضبط في المكان المناسب، وتحتفظ التسجيلات الكلاسيكية بذلك العمق المذهل من أصوات الأورغان التي بدونها ستضيع. خذ على سبيل المثال الأغاني الحديثة مثل "Bad Guy" لـ بيلي آيليش أو "Blinding Lights" لـ ذا ويكند. تحتوي هذه الأغاني فعليًا على أجزاء باس منخفض مدمجة فيها. بدون استجابة جيدة للنغمات المنخفضة، تختفي كل تلك التفاصيل الإضافية، ولا تظهر رؤية الفنان بشكل صحيح.
في أفلام الحركة وأفلام الخيال العلمي الضخمة، يُبدع المخرجون حقًا باستخدام قنوات الترددات المنخفضة (LFE). فكّر في الأمر - عندما نرى الزلازل تُرجّ المباني أو السفن الفضائية تُطلق صوتًا عاليًا أثناء تحركها في الفضاء، ما الذي يجعلنا نشعر بتلك اللحظات؟ إنها تلك النغمات العميقة التي تقل عن 30 هيرتز، وهي التي تقوم بكل العمل الشاق. خذ على سبيل المثال عمل هانز زيمر في فيلم Inception. لم يكن فقط يُنشئ موسيقى؛ بل كان يُشكّل تجارب من خلال تلك النبضات العميقة المستمرة التي تظهر عندما يسقط الشخصيات في طبقات أعمق من الأحلام. شيء ذكي حقًا. كما وجدت أيضًا بعض الأبحاث الصوتية الحديثة من الجمعية الهندسية للصوت في عام 2024 شيئًا مثيرًا للاهتمام. أظهرت اختباراتهم أن السماعات الفرعية (الساب ووفرز) يمكنها إحداث تأثيرات قوية بنسبة تزيد عن 58% مقارنة بالسماعات العادية. ما السبب؟ لأنها تمنح الناس إحساسًا جسديًا حقيقيًا يتناسب مع ما يرونه على الشاشة، مما يجعل مشاهدة الأفلام تجربة تشمل الجسد كاملاً بدلًا من كونها شيئًا يحدث فقط أمام وجوهنا.
إن إعداد مكبرات الصوت منخفضة التردد (الساب ووفرز) بشكل صحيح يُحدث فرقاً كبيراً في انتشار الصوت منخفض التردد بطريقة متساوية، لتجنب وجود مناطق ميتة مزعجة تختفي فيها النغمات المنخفضة. عند دمجها مع مكبرات الصوت القمرية ذات الاتجاهية، يصبح الشعور بأن الغرفة بأكملها تشبه إحدى صالات السينما الفاخرة بنظام دولبي أتموس. لا يدرك معظم الناس مدى أهمية موقع التثبيت حقاً. فقد أجرت الجمعية الصوتية الأمريكية بحثاً في عام 2023 حول أنماط الصوت في الغرف، ووجدت أن وضع مكبرات الصوت منخفضة التردد بالقرب من الزوايا أو في منتصف الجدران يساعد فعلياً في توليد تلك الموجات الثابتة التي نحبها. هذه الحيلة في الترتيب تعطي المستمعين إحساساً بالانغماس الكامل، حيث يبدو الصوت وكأنه يحيط بهم من كل الاتجاهات بدلاً من أن يأتي من نقاط محددة في الغرفة.
من خلال معالجة الجوانب الفسيولوجية والنفسية لتجربة الاستماع، تتمكن مكبرات الصوت منخفضة التردد (الساب ووفرز) من الجمع بين الدقة التقنية والتأثير العاطفي، مما يحوّل الصوت المنزلي إلى تجربة غامرة حقاً.
تحمي السماعات الجهيزية مكبرات الصوت الرئيسية من خلال التعامل مع الإخراج الغني بالباص دون 80 هرتز. عندما تحاول وحدات السماعات القياسية القيام بهذه المهمة، فإنها تتجاوز في كثير من الأحيان الحدود الميكانيكية، مما يزيد التشويه بنسبة تصل إلى 32% عند المستويات العالية (جمعية مهندسي الصوتيات، 2023). يسمح تفويض هذه المتطلبات لمكونات المتوسطات بالعمل ضمن نطاقها الأمثل، مما يحافظ على الوضوح وطول العمر.
مع تفويض مسؤوليات الباص، يحصل النظام على هامش صوتي إضافي يتراوح بين 6 إلى 10 ديسيبل في الترددات المتوسطة الحرجة. ويمنع ذلك ارتفاع درجة حرارة الملف الصوتي والأداء غير الخطي الذي يُضعف جودة الصوت. ووجد معيار تم إجراؤه في 2023 أن السماعات الرفية ثنائية الاتجاه عند استخدامها مع سماعة جهيزية تحافظ على أقل من 1% من التوافقي غير المرغوب فيه (THD) عند 95 ديسيبل، مقارنة بـ 5.2% THD عند استخدامها بشكل منفصل.
يعمل التشغيل ضمن معايير التصميم على تقليل التآكل في وحدات القيادة (drivers) والمرشحات التبادلية (crossovers) والمكبرات الصوتية (amplifiers). لاحظ المصنعون انخفاضًا بنسبة 65٪ في حالات تعطل وحدات القيادة عندما تدير السماعات المنخفضة (subwoofers) الترددات التي تقل عن 80 هرتز. كما يساعد الانخفاض في الإجهاد الحراري على بقاء المكثفات وشبكات المرشحات التبادلية ضمن مواصفات الأداء لمدة تصل إلى مرتين أو ثلاث مرات أطول.
تستفيد السماعات المدمجة بشكل كبير من تحويل عبء توليد الصوت المنخفض إلى السماعة المنخفضة، على الرغم من أن التكامل بينها هو المفتاح. أظهر استبيان أُجري عام 2024 على المستمعين أن 78٪ من المستخدمين الذين يستخدمون تركيبات تتضمن سماعات قمرية مع سماعة منخفضة لاحظوا تحسنًا في وضوح الصوت مقارنة بالأنظمة ذات النطاق الكامل، مما يتحدى الفكرة الشائعة بأن السماعات الصغيرة لا تحتاج إلى سماعات منخفضة. ويعتمد النجاح على ضبط دقيق لمرشح التبادل (crossover) والانسجام الطوري (phase matching) لضمان اندماجًا سلسًا.
يعني جعل مكبر الصوت الفرعي يعمل بشكل جيد مع باقي النظام أن يندمج بدلاً من هيمنة المشهد الصوتي كاملاً. وضعه في زوايا الأمامية يساعد على تعزيز استجابة الترددات المنخفضة بفضل حدود الغرفة. يستخدم معظم الناس هذه الأيام نوعاً ما من برنامج تصحيح الغرفة أيضاً، والذي يصحح مشاكل التوقيت بحيث تصل الترددات المنخفضة في نفس الوقت مع باقي الترددات العليا. بدون هذا الإعداد، يميل الناس إلى سماع مكان جلوس مكبر الصوت الفرعي بالتحديد لأن الصوت المنخفض يبرز بشكل مبالغ فيه. وهذا ما نسميه مشكلة الترددات المنخفضة المحلية.
عند تحديد نقطة التقاطع حول 60 إلى 100 هرتز، يعتمد ذلك بشكل كبير على ما يمكن للمكبرات الرئيسية التعامل معه، وهذا يساعد في إنشاء انتقالات أكثر سلاسة بين مكونات السائق المختلفة. تحتوي الإعدادات الصوتية الأكثر تطوراً على إعدادات ميل قابلة للتعديل، عادةً ما تكون إما 12 ديسيبل أو 24 ديسيبل لكل أوكتاف، والتي تحدد مدى abrupt أو تدريجي حدوث تمرير التردد من المكبرات العادية إلى مضخم الصوت. ثم هناك تحكمات الطور التي تتراوح من صفر درجة حتى 180 درجة. هذه التعديلات الصغيرة مهمة حقاً عند محاولة الحفاظ على كل شيء sounding مشدوق ودقيق، وخاصة الأشياء المهمة مثل ضربات الطبول ونوتات الغيتار حيث يكون التوقيت هو الفارق الأكبر في الطريقة التي تخرج بها الأصوات فعلياً من النظام.
تُظهر الأبحاث التي أجرتها جمعية مهندسي الصوت في عام 2022 أن مكبرات الصوت الرئيسية تحتوي على تشويه توافقي أقل بنسبة 22٪ في نطاق 300 هرتز إلى 3 كيلوهرتز بالنسبة للأصوات عندما لا يضطرون إلى التعامل مع الترددات المنخفضة دون 80 هرتز. مع خفة العبء في الترددات المنخفضة، يقل تأثير الإخفاء الناتج عن التداخل التوافقي للصوت الجهير. يمكن حينها لمكبرات الترددات العالية التقاط التفاصيل الدقيقة بشكل أفضل، مثل طريقة تلاشي صوت الصنج أو الدقة في التوافقيات الغيتارية التي تصبح أكثر وضوحًا. كما تتحسن أداء مكبرات الترددات المتوسطة، لتوصيل الأصوات والآلات الموسيقية بجودة صوت أنقى بشكل عام.
ت care مكبرات الصوت العادية من القدرة الفيزيائية على التعامل مع الترددات المنخفضة للغاية التي يمكنها مكبرات الصوت الفرعية، مما يؤدي إلى فقدان أصوات الباص العميقة الضرورية في الموسيقى والأفلام.
تنتج السماعات الفرعية أصواتًا ذات تردد منخفض لا يمكن للسماعات العادية إنتاجها، مما يضيف عمقًا عاطفيًا للموسيقى وتأثيرًا جسديًا لمقاطع الصوت في الأفلام لتجربة أكثر غمرًا.
نعم، تستفيد السماعات الصغيرة بشكل كبير لأن السماعات الفرعية تتولى إخراج الترددات المنخفضة، مما يقلل من العبء على السماعات الرئيسية ويحسن وضوح الصوت العام.