Варіанти підключення підсилювач - акустика - довідник по автозвуку і електроніці
Арифметика для підсилювачів
Варіанти комбінованого підключення акустичних систем до підсилювачів, розглядалися неодноразово, і хоча в сучасних установках такі рішення використовуються все рідше, ці питання варто висвітлити ще раз.
Нарощування автомобільної аудіосистеми починається з придбання підсилювача. Кращий варіант, звичайно - "один канал - один динамік", але для бюджетної установки він не завжди придатний. Оскільки якість звучання вбудованих підсилювачів головних апаратів за останні роки помітно покращився, багато хто обмежується лише додаванням сабвуфера. У цій ситуації вибір йде між активним сабвуфером, одноканальним або двоканальним підсилювачем.
Активний сабвуфер - річ зручна, все "в одному флаконі". Установка і підключення зажадають професійного підходу тільки в разі особливого бажання клієнта. Ще одна перевага - мале споживання енергії. Уже кілька років в активних сабвуферах використовують економічні імпульсні підсилювачі класу D. Однак спроектовані такі сабвуфери в розрахунку на якийсь "середній" салон і звучання в конкретно взятому автомобілі буде іншим. Тому при більш високих вимогах до "кількості і якості" баса краще використовувати сабвуфер і окремий підсилювач (моноблок).
Доля одноканального підсилювача однозначна - сабвуфер йому на вихід, "вперед і з піснею". Оскільки сигнал для сабвуфера потрібен монофонический, сигнали лівого і правого перед подачею на підсилювач необхідно підсумовувати. Зазвичай і складання сигналів, і фільтрація отриманого сигналу для сабвуфера виконуються одним пристроєм, що входять до складу вбудованого або зовнішнього кросовера. Однак "вузька спеціалізація" такого підсилювача не може не відбитися на його ціні, та й вибір моделей невеликий. Тому вибір зазвичай робиться на користь двоканального підсилювача.
Варіантів його використання двоканального підсилювача багато, але, перш ніж перейти до них, необхідно з'ясувати, чи може "кандидат" працювати з мерії схемою включення (міст).
До речі кажучи, наявність або відсутність такої можливості не можна розглядати як гідність чи як недолік. Підсилювачі з можливістю роботи в мостовому включенні (таких серед автомобільних - переважна більшість) мають більшою гнучкістю застосування, ніж полегшують життя установника (або власнику). Однак зворотний бік цієї гнучкості викликає гнів аудиофилов. Справа в тому, що інвертується і неінвертуючий канали мостового підсилювача виконані за однією схемою, але на шляху сигналу в одному каналі є додатковий каскад, що інвертує сигнал. Тому при використанні такого підсилювача не в мостовому включенні число каскадів для сигналу лівого і правого каналів буде різним. Різним буде і час проходження сигналу через підсилювальний тракт. Втім, ні виміряти, ні почути цю різницю практично неможливо, хоча любителі експерименту можуть спробувати поміняти місцями канали підсилювача - раптом жадана сцена стане туди, куди потрібно, без зайвих витрат.
Якщо підсилювач не може працювати в мостовому включенні, це ще не означає, що його можна використовувати тільки традиційним способом (як двоканальний). Підсумовуючи сигнали на виході, можна змусити два канали підсилювача працювати на загальне навантаження. Найчастіше таке включення використовується при роботі на сабвуфер, який має здвоєну звукову котушку. У цьому випадку кожна з обмоток з'єднується з виходом окремого каналу (обов'язково з дотриманням фазировки!). Якщо ж у сабвуфера тільки одна обмотка, доведеться використовувати акумулятор. Його пристрій розглянуто в кінці статті.
Оскільки кожен з каналів підсилювача працює зі "своїм" сигналом, а сумарний (моно) сигнал виходить простим змішуванням сигналів двох каналів, такий режим роботи називають mixed mono (змішане моно). Потужність сумарного каналу при цьому дорівнює подвоєною потужності одного вихідного каналу (мінус втрати на суматорі). Але найцікавіший варіант включення двоканального підсилювача - tri-mode. Два каналу підсилювача працюють при цьому кожен на свою акустичну систему ( "лівий-правий"), і обидва разом - на сумарний канал.
Для того, щоб не перевантажити вихідні каскади підсилювачів, діапазони робочих частот лівого-правого і сумарного каналів не повинні перетинатися. Канали використовуються як широкосмугові, вбудованими кросоверами користуватися не можна і застосування пасивних фільтрів на виході підсилювача неминуче. Це один недолік цього способу включення, не такі вже й істотний. Оскільки багатосмугова акустика при роботі з двоканальним підсилювачем вже використовує пасивний кросовер, додавання ще однієї ланки мало що змінить, окрім порядку розрахунку
Інший, більш серйозний недолік - повна неможливість регулювати співвідношення потужностей каналів. Тому при виборі динаміків для роботи в tri-mode необхідно враховувати їх чутливість і втрати в суматорі. Сказане вище ілюструється ось такою схемою (для простоти акустичні системи лівого і правого каналів показані широкосмуговими):
Підсилювач з можливістю роботи "мостом" при включенні в двоканальний режим має особливість.
Інверсія сигналу в одному з каналів враховується зворотного фазіровкой динаміків одного каналу. Це зазначено на вихідних клемах підсилювача, тому немає потреби заглядати в схему, але при включенні підсилювача в бруківці режим для підключення навантаження потрібно використовувати саме зазначені для цього клеми - на іншій парі звуку не буде зовсім.
При роботі в мостовому режимі потужність сумарного каналу дорівнює учетверенной потужності одного вихідного каналу. Однак при включенні в tri-mode уникнути застосування кросоверів не вдасться. Всі недоліки цього режиму точно такі ж, як і в попередньому випадку. Плюс тільки в тому, що розрахунок кросоверів стандартний і його можна виконати за будь-якими з відомих методик.
Застосування tri-mode і mixed mono не обмежується сабвуферамі. Таким же чином можна організувати сумарний Мідбасові канал в "понад бюджетної" установці або центральний канал. При цьому можна використовувати і вбудовані підсилювачі головного апарату.
У тих випадках, коли можливості головного апарату вичерпані, потрібен підсилювач з числом каналів більшим, ніж два. Самі "продаються" підсилювачі в модельному ряду будь-якої фірми - чотирьохканальні. Вони мають ще більшу гнучкість. Завдяки наявності чотирьох каналів можна використовувати їх як нарізно, так і спільно в бруківці або звичайною схемою включення (або їх комбінаціях). Давати будь-які конкретні рекомендації тут важко - все залежить від моделі. Все сказане вище можна застосувати і до чотирьохканальним підсилювачів, але особливою популярністю користується режим "2 + 1". Два каналу включаються мостом на сабвуфер, а два залишилися - як зазвичай, на ліву і праву акустичні системи. Оскільки канали підсилювача при такому включенні повністю незалежні, можна використовувати вбудовані кросовери підсилювача. При бажанні можна організувати tri-mode і в цьому випадку, причому сумарних каналів може бути навіть два!
А тепер, як обіцяно - схеми суматорів.
Всі варіанти засновані на суммирующем трансформаторі, хоча замість нього (з гіршими результатами) можна застосувати і дві окремі котушки однаковою індуктивності. При розрахунку частоти зрізу кросоверів використовується еквівалентна індуктивність L. У разі використання окремих котушок їх розрахункова індуктивність приймається рівною еквівалентної. Розрахункова індуктивність кожної обмотки підсумовуючого трансформатора приймається рівною 2L. Конструктивні дані розраховуються за будь-якими з відомих методик. При намотуванні підсумовує трансформатора обмотки повинні бути намотані в одну сторону. Найкраще проводити намотування одночасно в два дроти.