Параллельное соединение колонок. Способы подключения колонок к усилителю в машине

Если вы строите громкий фронт с большим количеством динамиков, то вам придется их коммутировать между собой, для того чтобы подключить по два и более динамиков на один канал усилителя. По одному дину на канал, конечно, никто не ставит, это просто дорого.

Если, например ставить по 4 пары динов, конечно их лучше попарно скоммутировать, так будет разумнее, и мощность будет выше, и усилитель понадобится один 4-канальный. Пока суммарное сопротивление динов, подключенных в параллель на один канал, не меньше допуска (например 2 Ома или 1 Ом) все нормально. Но когда хочется больше динамиков, люди начинают комбинировать методы коммутации. Например, четыре 4-омных динамиков коммутируют последовательно попарно и пары включают параллельно. Суммарное сопротивление 4 Ома, подключено 4 динамика на канал. Вроде все хорошо. И чтобы совсем было хорошо, параллельно еще один 4-омный дин коммутируют, тогда суммарное сопротивление 2 Ома получается и на каждый канал подключено 5 динамиков.
Встречаются и более остроумные комбинации. Например, на канал сажают три динамика. Один 8-омный, и два 4-омных. Четырехомные соединены последовательно и параллельно к ним подключают восьмиомный. Сумма опять же 4 Ома, с точки зрения математики все нормально.

Но есть ньюансы. Беда в том, что мощность между динамиками распределяется не равномерно. Одни перегружены, другие отдыхают.
Чтобы разобраться что здесь к чему, нужно немного математики.
Допустим, что у нас есть два динамика с сопротивление R 1 и R 2 и они оба подключены к одному каналу усилителя последовательно или параллельно. Мощность усилителя P будет распределена между динами:

P=P 1 +P 2

где P 1 и P 2 , мощности, которые "прилетают" на дины.
Какое соотношение этих мощностей? Насколько они могут быть разными?

Последовательное соединение

Если динамики соединены последовательно, то через них протекает общий ток. Мощность, рассеиваемая на них будет соответсвенно I 2 R 1 и I 2 R 2

P=I 2 R 1 +I 2 R 2

где I - общий ток, протекающий через оба динамика.

Из последнего уравнения явно видно, что мощность будет рассеиваться больше на том дине, у которого сопротивление больше. То есть, если мы соединим 8-омный и 4-омный динамики последовательно, больше нагружен будет 8-омный. Для многих это звучит странно, но это действительно так. Поэтому включать последовательно колонки с разным сопротивлением я бы категорически не рекомендовал. По сути работать будет только один.

Что будет, если динамики имеют одинаковое сопротивление? По идее, мощность должна распределятся равномерно. Но есть одна штука, про которую практически нигде не пишут - реактивная составляющая полного сопротивления. Полное сопротивление не постоянно, зависит от частоты сигнала подаваемого на катушку динамика. С ростом частоты растет импеданс, виновата индуктивность звуковой катушки. Это все знают.
Но есть еще одна составляющая импеданса, очень важная про которую никогда не упоминают. Дело в том, что динамик это не просто катушка, имеющая индуктивность, она еще и движется магнитном поле. По сути любой динамик популярной конструкции - это электрическая машина возвратно-поступательного действия. Электродвигатель. Как почти все электрические машины, она обратимая. Это означает, что во время работы динамик генерирует некоторое ЭДС которое выражается в росте импеданса - полного сопротивления. Чем больше амплитуда колебаний, тем больше будет полное сопротивление. Величина прироста импеданса не большая почти по всему звуковому диапазону и заметного влияния не оказывает. Видимо поэтому ее и не вспоминают. Но вблизи собственной резонансной частоты динамика, величина противо-ЭДС настолько большая, что связанное с ней увеличение импеданса может в 10-20 раз превышать все остальные составляющие полного сопротивления.

Посмотрите на рисунок. На нем реальная импедансная характеристика динамика Oris GR-654. На резонансной частоте его полное сопротивление равно 48 Ом. Это просто колоссальная величина. Она более чем 10 раз превышает полное сопротивление по рабочему диапазону.

Почему про это явление вообще пошла речь.
Дело в том, что когда вы покупаете пару динамиков, они одинаковые только формально. На самом деле динамики вынутые даже из одной коробки, немного разные. Где-то катушки на пару витков больше, где-то подвижка немного жестче или мягче и т.д. По любому динамики будут колебаться с разной амплитудой. Тогда и сопротивление у одного будет больше чем у другого. Мощность будет распределятся не равномерно. А если динамики работают вблизи резонанса, а это почти всегда, будет вообще не приятная ситуация. Тот динамик, у которого больше сопротивление, будет нагружен больше. Не много. Амплитуда колебаний его диффузора будет немного больше. Соответственно еще сильнее увеличится сопротивление, что еще сильнее увеличит перекос в мощности, что еще сильнее увеличит сопротивление и так далее. А мы же помним, что вблизи резонанса сопротивление может увеличится в 10 раз. Один из динамиков все возьмет на себя. Получается классический вариант системы с положительной обратной связью. Один из динамик быстро перегрузится, а другой будет отдыхать. О нормальном звуке речи быть не может. Придется "резать" дины на частотах значительно выше частоты резонанса.
В целом, я бы не рекомендовал соединять динамики последовательно. Со среднечастотниками и пищалками это еще кое-как проходит, а вот с сабами беда. Они всегда работают в области сильной неравномерности полного сопротивления. Поэтому если два динамика соединены последовательно (именно динамики, а не катушки одного динамика, это важно), работает и быстро перегружается только один, а второй болтается как пассивный излучатель. Ни разу не видел нормально работающего саба с двумя последовательно соединенными динамиками. Даже на глаз видно, что их диффузоры колеблются не синфазно. Часто это списывают на неправильный корпус, хотя он тут совершенно не причем.

На прилагаемом видео достаточно хорошо видно, как два включенных последовательно динамика Oris LW-D2.12 работают совершенно вразнобой. Не в противофазе, как может показаться с первого взгляда, а именно вразнобой. Обусловлено это тем, что при больших амплитудах колебания развивается большой перекос по нагрузке между динамиками.

Параллельное соединение.

Если динамики соединены параллельно, токи через них протекают разные, но вот сигнал на них совершенно одинаковый. Поэтому уравнение распределения мощности можно записать в другом виде:

P=U 2 /R 1 +U 2 /R 2

где U - подаваемый на динамики сигнал.

Из этого уравнения видно, что чем меньше сопротивление динамика, тем больше на нем рассеивается мощность. Если соединить 8-омный и 4-омный динамики параллельно, нагружен в основном будет 4-омный. Другой будет в расслабленном состоянии.

Если соединяем динамики с одинаковым сопротивлением, распределение мощности между ними будет совершенно другим. Здесь будет классическая система с отрицательной обратной сязью. То есть чем больше будет сопротивление динамика, тем меньше будет рассеиваемая на нем мощность. Система будет работать абсолютно стабильно, мощность будет распределена практически поровну. Можно даже включать разные по размеру динамики разных производителей, разбалансировки не будет.
Вообще параллельное соединение лучший вариант для любых динамиков. Для сабов вообще единственный.

Стоит ли комбинировать параллельное и последовательное соединения?

Я бы не рекомендовал, особенно, если коммутируются дины с разным сопротивлением. Например, если вы коммутируете два 4-омных динамика последовательно и к ним еще один 8-омный, мощность по ним распределится крайне не равномерно. В лучшем случае 50% на 8-омный, и по 25% на 4-омные.

Соединять последовательно/параллельно дины с одинаковым сопротивлением в принципе можно, но стоит помнить, что между соединенными последовательно может быть большой перекос по мощности.

Как соединять динамики?

Однозначно параллельно, и все у вас будет хорошо. Динамики любого типа и в любом количестве нужно соединять параллельно, если конечно это имеет смысл. Конечно же суммарное сопротивление должно быть в пределах допуска усилителя. Подключать более двух динамиков на канал стоит только в том случае. если у вас действительно мощный усилитель, 500 и более Вт на канал. Как бы вы не коммутировали динамики, мощность усилителя распределится по ним. И если ваш усилитель имеет 100-150 Вт, на большую отдачу рассчитывать не стоит. Два дина в параллель - самое то будет. И отдача будет заметно выше, и из усилителя все выжмете.

Варианты сопротивлений нагрузки при подключении динамиков к усилителю
​

Чтобы подключить, например, четыре динамика, надо использовать для них один четырех канальный или два двух канальных усилителя. Однако иногда нет возможности установить еще один усилитель, а увеличить количество динамиков необходимо. Например, бывает нужно подключить к усилителю четыре (по 2 на канал) или восемь динамиков (по 4 на канал). В таких случаях используют три метода подключения: последовательный, параллельный и комбинированный (смесь первых двух). Самое главное - это узнать, какое минимально допустимое сопротивление нагрузки у усилителя и, исходя из этого, выбрать метод подключения.

Последовательное соединение динамиков ​

При последовательном соединении динамики подключаются последовательно, один за другим. Очень важно правильно фазировать динамики, подключая плюс одного динамика к минусу другого. При последовательном подключении общее сопротивление возрастает, а выходная мощность уменьшается. Этот метод можно использовать для уменьшения выходной мощности канала, который поддерживает звучание других - например, тыловой или центральный каналы. Последовательно лучше соединять не более двух динамиков, поскольку большее их количество сильно уменьшит выходную мощность. Нельзя соединять динамики с разным сопротивлением, например, четырех- и восьмиомный, так как в этом случае каждый из них будет иметь разную громкость. Последовательным способом можно подключать только совершенно одинаковые динамики, ведь у разных динамиков может также различаться сопротивление в диапазоне 0.5 Ом.

При последовательном соединении сопротивление динамиков рассчитывается по формуле:

Где R - сопротивление, которое мы получим в результате такого соединения, а R1 и R2 - сопротивление динамиков 1 и 2. Сопротивление большего количества динамиков рассчитывается аналогично: R = R1 + R2 + R3 + … + Rn, т.е. сопротивления суммируются.

Уменьшение мощности из-за увеличенной нагрузки рассчитывается по формуле:

P = Preal (Rreal/Rcurrent),

Где P - мощность при измененной нагрузке, Preal - паспортная мощность усилителя при стандартном сопротивлении, Rreal - сопротивление нагрузки, при котором проводились измерения реальной мощности усилителя (паспортное сопротивление нагрузки), Rcurrent - суммарное сопротивление динамиков, которое мы получили. Эту формулу можно использовать при любом из трех описанных видов подключения, и с ее помощью легко рассчитывается увеличение или уменьшение мощности усилителя из-за нестандартной нагрузки.

Параллельное соединение динамиков ​

При параллельном подключении динамиков растет выходная мощность, а сопротивление уменьшается. При подключении двух четырехомных динамиков таким способом их совместное сопротивление станет равным 2 Ома, и необходимо узнать, сможет ли усилитель работать на такой низкой нагрузке. Значительно чаще попадаются усилители, которые могут нормально работать при сопротивлении в 2 Ома, чем на 1 или 0.5 Ома.

При подключении к усилителю более низкого сопротивления нагрузки, чем его паспортное значение, может привести к повреждению устройства .

Вычислить сопротивление, которое будет после параллельного соединения динамиков, можно по формуле:

R = (R1 R2) / (R1 + R2),

Где R - сопротивление нагрузки при параллельном соединении, которое мы ищем, а R1 и R2 - сопротивления динамиков, которые соединены данным способом. Например, сопротивление при параллельном соединении двух восьмиомных динамиков составит 4 Ома. При параллельном подключении двух динамиков выходная мощность усилителя на такую нагрузку будет в два раза больше.

Комбинированное соединение динамиков ​

Эту схему подключения используют для того, чтобы получить нужное сопротивление для усилителя. Например, для того, чтобы подключить четыре динамика с общим сопротивлением 4 Ом. Для вычисления сопротивления нагрузки по этому способу подключения используется формула:

R = (R12 R34) / (R12 + R34), где R12 - общее сопротивление динамиков 1 и 2, которые подключены последовательно, а R34 - аналогично для динамиков 3 и 4. Если у вас есть четыре 30-ваттных четырехомных динамика, то по такой схеме подключения общая мощность составит 120 Вт и сопротивление будет все тех же 4 Ома. А мощность, подводимая от усилителя, будет поровну делиться на четыре динамика.

Он лайн калькулятор

Http://www.rockfordfosgate.com/rftech#wiringwizard

Фазировка

Уже указывалось, что если совместно работают несколько головок громкоговорителей, то они обязательно должны быть сфазированы, т.е. так соединены между собой, чтобы излучать звук в одинаковой фазе. Это относится и к ГГ работающих в разных полосах частот, особенно при низкой частоте раздела, так как на частоте раздела одновременно работают головки обеих смежных полос. Фазировка осуществляется визуально или «на ощупь» пальцем с помощью батареи напряжением 1,5-4,5 В, которую несколько раз прикладывают к выводам звуковой катушки ГГ. Переключая полярность батареи, добиваются того, чтобы все диффузоры при включении (или отключении) батареи двигались в одну сторону. Затем, отметив полярность включения выводов звуковых катушек, соответственно присоединяют их: одноименными полюсами при параллельном соединении и разноименными - при последовательном.

Более удобно, особенно при малых высокочастотных головках, осуществлять фазировку с помощью миллиамперметра постоянного тока (шкала 5-10 ма). Подключив его к звуковой катушке, слегка и плавно нажимают пальцами на диффузор и замечают, в какую сторону отклонится стрелка миллиамперметра. Переключая концы звуковой катушки, добиваются отклонения стрелки в одну сторону и отмечают полярность на контактах ГГ в соответствии с полярностью миллиамперметра. Указанная Фазировка должна сохраняться и между группами ГГ, работающих в разных полосах и соединенными через разделительные емкости или фильтры.

Правильность фазировки можно проверять и на слух, пробуя переключать концы звуковой катушки одной из ГГ во время прослушивания какой-либо передачи. При неправильном включении громкость на низших частотах заметно уменьшается. Такой способ пригоден только при сдваивании громкоговорителей. При большем их количестве фазировка на слух становится трудной и их нужно разбить на пары. Проверять на слух фазировку следует так, чтобы переключение концов осуществлялось очень быстро. Это дает возможность сравнивать звучание практически без звуковой памяти. При изменении фазировки ГГ, работающих в разных полосах при высокой частоте раздела, часто не наблюдается различия в характере звучания, а иногда даже лучшее звучание бывает при противофазном включении. Поэтому следует оставить такое включение, которое большинству слушателей при многократном прослушивании покажется наилучшим.

Согласно действующих отечественных стандартов ГГ должны иметь обозначение полярности; это значительно упрощает дальнейшие работы по их правильному соединению.

Сложение звуковых уровней двух громкоговорителей

Иногда с целью повышения уровня звучания в помещении к уже имеющемуся громкоговорителю добавляют ещё один. Особенности изменения общего звукового уровня в помещении при таком добавлении следующие: если добавляется второй громкоговоритель с одинаковой интенсивностью звука, то увеличение общего звукового уровня в помещении будет равно 3 дб, т.е. не имеет смысла добавлять второй громкоговоритель с интенсивностью звука меньше первого на 3 дб.

Гораздо чаще применяют дополнительный однотипный громкоговоритель, помещаемый рядом с основным в общем оформлении с целью улучшения частотной характеристики звукового давления и повышения отдачи на низших частотах. Включение двух громкоговорителей выравнивает общую частотную характеристику системы. Происходит это потому, что в разных экземплярах громкоговорителей, даже одного и того же типа, частотные характеристики неодинаковы. Подъемы (пики) и провалы чувствительности оказываются несколько сдвинутыми по частоте и потому частично взаимно компенсируются. Повышение отдачи происходит потому, что благодаря взаимному влиянию рядом расположенных и синфазно работающих громкоговорителей увеличивается сопротивление излучения каждого громкоговорителя в области низших и части средних частот. На самых низких частотах благодаря этому эффекту отдача двух громкоговорителей почти удваивается: две головки (с вдвое возросшим сопротивлением излучения каждая) в 4 раза увеличивают звуковое давление, в то время как потребляемая от усилителя мощность становится немного больше удвоенной.

Синфазное включение головок может быть достигнуто последовательным или параллельным соединением их звуковых катушек. На электрическое демпфирование способ соединения не оказывает большого влияния. Не оказывает он влияния и на частотную характеристику, если усилитель имеет низкое выходное (внутреннее) сопротивление, обусловленное отрицательной обратной связью. В таких случаях вопрос о параллельном или последовательном соединении звуковых катушек головок должен решаться из соображений удобства согласования с усилителем и разделительными фильтрами.

Однако могут встретиться случаи, когда выходное сопротивление усилителя недостаточно мало (это может быть в переносной и малогабаритной аппаратуре). Тогда способ соединения головок может оказать некоторое влияние на частотную характеристику громкоговорителя в области основного резонанса. Дело в том, что если головки имеют различные частоты основного резонанса, отличающиеся на 20-30 гц, то при параллельном соединении благодаря взаимной связи цепей обе резонансные частоты сольются в одну. При последовательном соединении этого не происходит и разнесение резонансных частот способствует расширению области низших частот с подъемом отдачи.

Измерение выходного сопротивления усилителя низкой частоты

Как уже отмечалось выше, знание выходного сопротивления усилителя важно для оценки условий демпфирования громкоговорителя, поэтому рассмотрим как, в случае необходимости, его можно измерить практически. Для определения выходного сопротивления на вход усилителя подается небольшой (10-20% номинального) синусоидальный сигнал какой-либо частоты от звукового генератора, измерительной звукозаписи или от осветительной сети через понижающий трансформатор и измеряют выходное напряжение усилителя при отключенной нагрузке (громкоговорителе). Затем нагружают усилитель известным резистором, близким по сопротивлению к номинальной нагрузке, и измеряют напряжение на нем. После этого выходное (внутреннее) сопротивление усилителя подсчитывают по формуле

Rвых = Rн. (Uxx – Uн) / Uн , где

Uxx - выходное напряжение усилителя без нагрузки;

Uн – выходное напряжение усилителя на нагрузке Rн.

Выходное сопротивление хорошего усилителя не должно быть больше чем 0,1 Rн.

Распределенная система громкоговорителей

Как уже отмечалось выше, акустические свойства помещения сильно влияют на качество звуковоспроизведения. Если помещения, в которых воспроизводится звук, обладают плохой акустикой (большие и гулкие или низкие, вытянутой формы), то следует применять распределенную систему громкоговорителей, что позволяет осуществлять успешную звукофикацию таких акустически плохих помещений. Рассредоточенное размещение одинаковых громкоговорителей по озвучиваемой площади при такой системе обеспечивает хорошую равномерность звукового поля и отсутствие ощущения локализованного положения источника звука, что создает впечатление звучания всего объема (пространства). Эта система может применяться и для озвучивания открытого пространства. При распределенной системе громкоговорители обычно размещаются в виде линейной цепочки, шаг которой равен 0,5-1 высоте подвеса громкоговорителей в закрытом помещении и 5-8 высотам подвеса на открытом пространстве. В последнем случае громкоговорители должны иметь малую направленность излучения в горизонтальной плоскости. Хорошая равномерность звукового поля при распределенной системе затрудняет возникновение акустической обратной связи при звукоусилении.

Автомобильные громкоговорители обычно не отличаются высокой чувствительностью, но обладают хорошими частотными характеристиками, широкой диаграммой направленности и сбалансированным звучанием. Обычно широкополосные или коаксиальные громкоговорители размещают в дверях или кикпанелях, низкочастотные или средне-низкочастотные - сзади, а высокочастотные (учитывая их направленность) - на передней панели, но, конечно же, это не догма - все зависит от конкретной машины, а также мастерства и фантазии установщика. Лучше отказаться от установки высокочастотных излучателей за спиной слушателей, потому что это может привести к потере звуковой перспективы. Отдельные низкочастотные громкоговорители можно устанавливать в любых удобных местах, поскольку направленность излучения на низких частотах практически отсутствует. Стереоэффект, как известно, не проявляется на частотах ниже 300 Гц. То же самое относится к установке сабвуфера. Его можно устанавливать под сиденьем или в багажнике.

Наиболее серьезные фирмы, производящие громкоговорители, в большинстве случаев дают рекомендации по размещению и монтажу динамиков в салоне автомобиля в зависимости от его типа. В ряде случаев акустические системы разрабатываются для конкретных моделей автомобилей таким образом, чтобы отвечать требованиям высококачественного воспроизведения звука.

Что такое «подзвучка» («rear fill») и как эффективно ее использовать?

Подзвучка сзади вносит глубину и объем в звучание музыки. В правильно спроектированной двухканальной (стереофонической) системе подзвучку можно получить из исходного сигнала, исключив высокочастотные излучатели («пищалки») в задних динамиках. Все, что уловил в процессе записи стереофонический микрофон, создает панораму или объем. Поскольку записи стереофонические, остается только воспроизвести их. У многих привлекательных тачек IASCA нет «пищалок» в задних динамиках. Правда, большинство из них подверглись доработке. Однако при добавлении высокочастотных излучателей сзади необходимо, чтобы к задним динамикам подводилась меньшая мощность, чем к передним. В противном случае произойдет потеря приоритета фронтальной перспективы, а это совсем не то, что хотелось (на концерте Вы не садитесь спиной к сцене?) Подходящий уровень громкости подзвучки - когда вы только начинаете ее уверенно различать, сидя на переднем сидении. Акустика из раздельных компонентов не годится для этих целей и может свести на нет все усилия, поэтому лучше использовать пару коаксиальных динамиков.

Как правильно отрегулировать чувствительность усилителя?

Лучше всего делать это при помощи тестовых сигналов и осциллографа, но поскольку большинству автолюбителей это недоступно, воспользуйтесь упрощенной методикой.

1. Отключите все входные сигналы от усилителя.
2. Установите регуляторы чувствительности на минимум.
3. Включите любимую музыку и установите громкость звучания источника сигнала приблизительно 90%, регуляторы тембра - в среднее положение. Максимальную громкость устанавливать не стоит - могут появиться искажения.
4. Подайте сигнал на вход одного канала усилителя.
5. Поворачивайте регулятор чувствительности этого канала до тех пор, пока не появятся искажения сигнала.
6. Слегка поверните регулятор в обратную сторону.
7. Отключите сигнал от данного входа.
8. Повторите шаги 4-7 для каждого входа.
9. Выключите источник сигнала.
10. Подключите все входы усилителя - и все готово!

Если у Вас случайно завалялся осциллограф (а может, еще и диск с тестовым сигналом), можно проделать все вышеописанное с той только разницей, что регуляторы надо установить в таком положении, когда Вы заметите на экране ограничение (клиппирование) выходного сигнала усилителя.

Если Вы используете несколько динамиков, подключенных одновременно к одному выходу усилителя, регулировку нужно выполнять именно для группы динамиков, поскольку они взаимодействуют с усилителем как одно целое.

Как правильно выбрать частоту среза и крутизну АЧХ разделительного фильтра (кроссовера) и настроить его?

Прежде всего, это потребует определенного терпения. Сабвуфер включается в работу на частотах ниже примерно 100 герц, доводя звучание до желаемого. Запомните, что повышение частоты раздела увеличивает подводимую мощность, но чрезмерное ее повышение может привести к хриплому или ненатуральному звучанию. Вывод такой - выбрать частоту среза так, чтобы динамики работали без перегрузки, а затем произвести точную подстройку фильтра для получения натурального звучания. После этого можно получить такой звук, какой Вам нравится, но помните, что даже малейшие изменения частоты среза могут привести к ощутимым изменениям в звучании и общем впечатлении от Вашей системы.

Например, сабвуфер работает на частотах не более 120 Гц, средне-низкочастотный динамик диаметром 6,5" (17 см) удовлетворительно воспроизводит частоты выше 90 Гц, 5,25" (13 см) - выше 100 Гц, среднечастотный динамик диаметром 4" (10 см) эффективен на частотах выше 500 Гц. Для высокочастотных динамиков частота среза фильтров выбирается в диапазоне 3500-5000 Гц. Предполагается, что используются фильтры второго порядка с крутизной спадающего участка АЧХ 12 dB/октава. В случае большей крутизны низкочастотного фильтра частоту среза можно выбрать другой. Учтите, что здесь нет прямых и четких рекомендаций (кроме приглашения к эксперименту), так что не сожгите динамики при регулировке!

Как сгладить амплитудно-частотную характеристику системы?

Прежде всего, для этого необходим хороший эквалайзер - 15-полосный (2/3 октавный) или 30-полосный (третьоктавный) или квазипараметрический эквалайзер (например, PAR 224 фирмы PPI), который позволит выбрать центральную частоту и ширину полосы регулирования (добротность) для каждого регулятора. Это позволит произвести регулировку в определенных частотных полосах. Кроме того, потребуется на некоторое время анализатор спектра (RTA - Real Time Analyzer) - самый дорогой компонент из имеющегося обычно в хорошем магазине оборудования. Настройка производится регуляторами эквалайзера таким образом, чтобы в полосе воспроизводимых частот измеренная анализатором спектра АЧХ была максимально плоской. Эту регулировку могут сделать и в магазине, но, к несчастью, в большинстве магазинов это не делают бесплатно, поскольку правильная настройка может занять от получаса до многих часов.

По другому способу предлагается приобрести измеритель звукового давления (SPL meter - в Radio Shack от $32 до $60) и тестовый диск (например, Autosound 2000 - $25), на котором записаны дискретные частоты с шагом 1/3 октавы. Воспроизводя эти частоты и измеряя звуковое давление, строим АЧХ системы. Анализируя ее, находим участки, требующие частотной коррекции. Этот способ потребует намного больше времени, чем при использовании анализатора спектра (тот анализирует все частоты спектра одновременно), но окажется намного дешевле при самостоятельном выполнении. Измеритель звукового давления в крайнем случае можно заменить высококачественным микрофоном с известной АЧХ и милливольтметром. Качество настройки не пострадает, но придется учитывать и АЧХ микрофона.

И напоследок: не доверяйтесь полностью приборам. После инструментальной настройки проверьте звучание системы или, лучше, воспользуйтесь услугами эксперта.

Как подключить динамики последовательно и параллельно?

При последовательном соединении два или более динамиков соединяются таким образом, что «плюсовой» вывод первого динамика соединяется с «плюсовой» выходной клеммой усилителя, а «минусовой» вывод - с «плюсовым» выводом второго динамика и т.д. «Минусовой» вывод последнего динамика в цепочке соединяется с «минусовой» выходной клеммой усилителя.

При параллельном соединении «плюсовые» выводы всех динамиков соединяются с «плюсовой» выходной клеммой усилителя, а «минусовые» выводы - с «минусовой».

Убедитесь, что при выбранной схеме соединения динамиков не превышается нагрузочная способность усилителя. Для вычисления эффективного сопротивления группы динамиков используйте следующие формулы:

Последовательное соединение:

R(t) = R(1) + R(2) + R(3) + ... + R(n)

Сопротивления всех динамиков складываются. Например, общее сопротивление группы из 3 последовательно соединенных динамиков сопротивлением по 4 Ома будет 4 + 4 + 4 = 12 Ом.

Параллельное соединение:

1/R(t) = 1/R(1) + 1/R(2) + 1/R(3) + ... + 1/R(n)

Проводимости всех динамиков складываются. Например, общее сопротивление группы из 3 параллельно соединенных динамиков сопротивлением по 4 Ома будет 1 / (1/4 + 1/4 + 1/4) = 1 / (3/4) = 1.33 Ом.

Есть ли заменители Dynamat"а? Он так дорог!

«Дайнамат» - торговая марка звукопоглощающих покрытий, предназначенных для снижения объемного шума. «Dynamat», «Stinger RoadKill» и другие подобные материалы имеют сходную цену, поэтому предлагаем нетрадиционное решение.

Существует материал «Ice Guard», предназначенный для уплотнения крыш. Он похож на «Динамат» по толщине и плотности, самоклеющийся и должен работать хорошо. К несчастью, он продается только большими рулонами и обходится по $0.5 за метр, так что придется или объединяться в компанию для покупки общего рулона или искать обрезки.

Сколько устройств можно подключить к проводу управления автоматической антенной?

Обычно в инструкциях указывается, что этот провод предназначен для управления автоматической антенной, но его можно использовать для автоматического включения и других устройств. Большинство аппаратов могут выдать по этому проводу не слишком большой ток (обычно не более 250-300 мА), что и накладывает ограничение на количество питаемых по этому проводу компонентов. Обычно удается без проблем подключить не более двух устройств. В случае большего потребляемого тока придется использовать реле.

Как подключить реле к системе?

Существует два типа 12-вольтовых автомобильных реле: с переключающим контактом (пятиштырьковые) и с замыкающим контактом (четырехштырьковые). В зависимости от задачи можно использовать оба типа. Убедитесь, что реле надежно срабатывает от напряжения 12 вольт.

Контакты 85 и 86 соединены с обмоткой реле. Контакты 30 и 87 нормально разомкнуты, контакты 30 и 87а нормально замкнуты. Отличие в том, что у реле с замыкающим контактом отсутствует контакт 87а. Для дистанционного включения устройств соедините все следующим образом: 30 +12 вольт 87 вход питания усилителя 87а не используется 85 масса 86 выход управления антенной

Как самостоятельно сконструировать пассивные разделительные фильтры?

Высокочастотный фильтр первого порядка - это конденсатор, включаемый последовательно с динамиком. Низкочастотный фильтр первого порядка - это индуктивность, включенная последовательно с динамиком. При изменении включения они меняются ролями: конденсатор, включенный параллельно динамику - низкочастотный фильтр, индуктивность, включенная параллельно динамику - высокочастотный фильтр. Однако в фильтрах первого порядка такое включение не применяется, поскольку в таком случае произойдет короткое замыкание по переменному току на частотах выше или ниже частоты среза соответственно.

Комбинация из последовательной индуктивности и параллельного конденсатора образует низкочастотный фильтр второго порядка, соответственно, последовательная емкость и параллельная индуктивность - высокочастотный фильтр второго порядка.

Для вычисления номиналов конденсаторов и индуктивностей фильтра первого порядка необходимо знать номинальное полное электрическое сопротивление (импеданс) динамика (R, Ом) и частоту раздела (F, Гц). Необходимая емкость C=1/(2*PI*F*Z) (Ф), индуктивность L=Z/(2*PI*F) (Гн). Вычисленные значения округляются до ближайших стандартных номиналов. Например, для динамика сопротивлением 4 Ом и частоты раздела 200 Гц емкость равна 200 мкФ, индуктивность 3,2 мГн.

Для фильтра второго порядка необходимо прежде всего выбрать тип фильтра. Для фильтра Линквитца-Рили (Linkwitz-Riley) частоты раздела НЧ и ВЧ фильтров, на которых затухание составляет 3dB, совпадают и результирующая АЧХ сопряженных НЧ и ВЧ звеньев акустической системы будет гладкой. Для фильтров Баттерворта и Бесселя на частоте раздела имеется пик, несколько меньший в случае использования фильтра Бесселя. Для фильтра второго порядка емкости и индуктивности вычисляются по тем же формулам, что и для фильтра первого порядка и затем корректируются: для фильтра Линквитца-Рили C"=C/2, L"=L*2 ; для фильтра Баттерворта C"=C/sqr(2), L"=L*sqr(2); для фильтра Бесселя C"=C/sqr(3), L"=L*sqr(3) (sqr - квадратный корень).

Учтите, что вносимый фильтром фазовый сдвиг увеличивается на 90 градусов с каждым порядком. Фильтр второго порядка поворачивает фазу сигнала на 180 градусов и это можно учесть простой переменой полярности подключения динамика. Для фильтров других порядков необходимо поэкспериментировать с полярностью подключения динамиков для достижения наибольшей выразительности звучания.

Обратим внимание также на тот факт, что при проектировании пассивных разделительных фильтров в расчетах используется импеданс головок, величина которого не постоянна и зависит от частоты. Таким образом, работа фильтра будет отличаться от расчетной. Чтобы обойти эту проблему, используется стабилизирующая цепь, известная также как схема Цобеля (Zobel). Она представляет собой последовательную RC-цепочку, подключенную параллельно динамику. Номиналы элементов R1=Re*1.25 ; C1=Lces/Re^2.

Конечно, можно обойтись и без этой цепи, если знать импеданс динамика в зоне работы фильтра и соответствующим образом учесть его в расчетах. Но она совершенно необходима при использовании готовых кроссоверов.

Как самостоятельно изготовить пассивные разделительные фильтры?

Конденсаторы должны быть биполярными с рабочим напряжением не ниже, чем пиковое напряжение сигнала при максимальной выходной мощности. К примеру, пиковое напряжение усилителя мощностью 100 Вт на нагрузке 4 Ом составляет 20 В. Простоты ради можно использовать конденсаторы с рабочим напряжением 50 вольт. Биполярный конденсатор можно в крайнем случае заменить двумя полярными вдвое большей емкости, включенными встречно-последовательно (+ к +), однако такая замена может привести к ухудшению звучания.

Для уменьшения потерь катушки индуктивности должны иметь низкое активное сопротивление - не более 0,1-0,2 Ом. С той же целью их наматывают без магнитопровода на пластмассовых каркасах или применяют бескаркасную намотку. В этом случае витки катушки фиксируют клеем или компаундом.

Оптимальная конструкция получается, если внутренний диаметр обмотки вдвое больше высоты катушки, а наружный диаметр вдвое больше внутреннего.
При расчете задаемся индуктивностью катушки L(мкГн) и активным сопротивлением R (Ом).

где (sqr - квадратный корень).

Диаметр провода округляем до ближайшего стандартного. Окончательно индуктивность следует подогнать путем отматывания витков.

Можно ли разделить единственный выход источника на усилитель, чтобы подавать сигнал на 2 усилителя с помощью Y-образных кабелей?

Безусловно. Когда две нагрузки подключены параллельно к одному источнику сигнала, напряжение на них будет одинаковым, но несколько меньше, чем при подключении одной нагрузки. Это происходит из-за падения напряжения на выходном сопротивлении источника (обычно порядка 600 Ом). Поскольку входное сопротивление нагрузки (усилителя) обычно не менее 10кОм, эти потери будут незначительными. Конкретные значения входных и выходных сопротивлений можно уточнить в документации на аппаратуру. Следует избегать подключения нагрузки с низким входным сопротивлением к источнику с высоким выходным сопротивлением.

Обычно базовая конфигурация акустической системы без всяких причуд способна удовлетворить все потребности рядового пользователя. Ведь система подбирается, как правило, сразу под конкретные нужды – например, так, чтобы мощности хватало для прослушивания музыки в конкретном помещении. Однако в некоторых случаях может случиться так, что характеристик имеющейся акустики стало не хватать для данных условий эксплуатации. Тогда пользователь начинает искать способы модернизировать систему с минимальными затратами.

Конечно, лучшим вариантом становится прогрессивное улучшение – например, замена старой стереопары на современную многоканальную систему. Если же финансовые возможности не позволяют купить новый дорогой набор акустических устройств, становится интересно, как увеличить количество колонок в имеющейся системе. И тут может возникнуть вопрос: «Можно ли подключить еще одну пару колонок к уже использующейся?» Ответ: нет, напрямую колонки друг к другу не подключаются. Но с некоторыми оговорками. В каких же ситуациях подключение колонок к колонкам может стать возможным?

Способы сборки акустической системы

Строго говоря, колонки в любом случае подключаются друг к другу – иначе не обеспечивалась бы цельность системы, необходимая для создания равномерности и единства звукового окружения.

Тонкости подключения зависят от типа акустической системы. Она бывает:

• стерео – имеет две фронтальные колонки, принимающие общий сигнал с двух передних каналов;
• многоканальная – принимающая раздельный сигнал, по одному на каждую колонку.

В первом случае соединение колонок друг с другом либо не требуется, если разные динамики находятся в общем корпусе – например, в случае магнитофона или радиоприемника, хотя такое встречается и в обычных стереопарах для компьютера, либо колонки соединяются простым подключением второстепенного устройства к главному посредством обычного кабеля со штекером 3,5 мм. Помните: главная колонка – это та, на которой расположены основные выходы, органы управления и световая индикация. От второй же отходит только один провод – тот самый, которым она подключается к главной.

Многоканальная же система может предполагать как прямое, так и косвенное соединение колонок. Во втором случае колонки объединяются только посредством ресивера или самой звуковой карты источника звука – устройства, которое разделяет общий сигнал на отдельные каналы. Такая схема используется, как правило, в случае применения колонок активного типа. Если же колонки пассивные, и должен быть использован внешний усилитель звука, схема усложняется. Обычно в таком случае используются специальные акустические кабели с клеммами, которые, в отличие от штекеров, подсоединяются не к разъемам, а к двум отдельным клеммам.

Как и на аккумуляторе, клеммы имеют разные полюса – плюс и минус, которые нельзя путать, чтобы не сломать электрические устройства при первом же включении в сеть. Это любой человек должен помнить еще с уроков физики. Оттуда же нужно помнить, что электронные приборы могут подключаться двумя способами: последовательным или параллельным. Соединяя таким образом колонки друг с другом, важно помнить о необходимости соответствия электротехнических параметров – в основном, показателя сопротивления всех приборов. Колонки должны иметь одинаковое сопротивление, а их сумма не должна превышать сопротивление усилителя звука.

Последовательное соединение колонок

Как известно, при последовательном подключении электрических устройств их сопротивления суммируются. Такое свойство может использоваться для снижения выходных характеристик – например, при подключении вспомогательных колонок (задних или боковых), которым не нужна высокая мощность. Что же касается максимального количества подключаемых последовательно колонок, то этот параметр должен рассчитываться исходя из их собственного сопротивления. При суммировании показатель не должен превысить максимально допустимое сопротивление усилителя – чаще всего это 16 Ом, большее число встретить практически нельзя.

Как и следует из названия способа, устройства должны подключаться друг за другом, образуя замкнутую цепь. Провод от плюсовой клеммы усилителя идет к плюсу первой колонки, провод от минуса первой колонки – ко плюсу второй, а минус второй соединяется с минусом усилителя. Все предельно просто.

Если соединяется больше двух колонок, схема точно такая же, только имеет больше шагов. Главное – прийти от плюса усилителя к его же минусу, совмещая только разнозначные полюса, за исключением начала и конца цепи.

В некоторых случаях последовательное соединение – единственно возможный вариант. Есть у вас, к примеру, два пассивных сабвуфера с сопротивлением по 4 Ом и усилитель с двумя каналами по 100 Вт. Такой усилитель, как правило, не может функционировать, если подаваемый на него сигнал имеет сопротивление меньше 2 Ом – именно таков он будет, если подключить колонки параллельно. Однако при последовательном подключении сопротивления обоих сабвуферов сложатся, и в результате на каждый канал усилителя звука будет подан сигнал с сопротивлением 8 Ом. Это практически идеальный показатель – до предела в 16 Ом еще далеко, а выхода устройства из строя из-за недостатка сопротивления можно и вовсе не опасаться.

Стоит учитывать, что при подключении нескольких колонок к одному каналу усилителя, максимальная мощность оного делится на все устройства поровну с учетом сопротивления. Так, усилитель мощностью 100 Вт и минимальным сопротивлением, равным 2 Ом, отдаст каждой из двух колонок по 100:2:2=25 Вт.

При параллельном же подключении колонок все манипуляции с физическими параметрами происходят в зеркальном порядке: сопротивление падает, а мощность возрастает. Но колонки в таком случае не соединяются непосредственно друг с другом, поэтому этот момент будет рассмотрен в другой статье.

Зная тонкости всех способов подключения колонок друг к другу и другим участникам акустической системы, легко с точностью рассчитать все реальные параметры используемых устройств.