Телефон для заказа запчастей
8(937)173-50-98
(8482) 39-18-16
(499) 201-44-65
(3902) 26-08-86
(8182) 42-00-00
(8512) 30-36-62
(3852) 57-09-49
(4722) 36-43-07
(3854) 30-69-16
(4162) 55-04-85
(3953) 29-52-22
(4832) 41-35-39
(8162) 33-88-00
(423) 224-29-99
(4922) 54-06-61
(473) 226-30-29
(38822) 6-40-63
(343) 385-00-57
(4932) 47-77-11
(3412) 55-01-82
(3952) 50-55-15
(843) 239-20-25
(383) 292-09-21
(3812) 45-26-35
(812) 317-81-25
(347) 254-46-43
(831) 415-90-65
(351) 773-49-59
(863) 206-03-11
(391) 208-13-19
(342) 206-77-77
(8362) 98-05-15
(4012) 36-51-00
(4842) 54-38-47
(3842) 33-35-95
(3842) 33-35-95
(4217) 54-41-26
(4942) 55-53-82
(861) 221-44-06
(3522) 23-88-89
(4712) 38-98-05
(4742) 40-29-63
(3519) 45-43-03
(3513) 53-44-40
(8552) 44-88-34
(3466) 62-42-16
(3435) 33-18-67
(3843) 78-51-70
(8617) 27-80-87
(3919) 38-85-30
(3532) 45-83-73
(4862) 43-56-57
(8412) 95-19-27
(8142) 74-00-31
(8112) 66-30-93
(4912) 42-97-37
(8342)21-04-21
(8452) 26-44-09
(4812) 62-29-90
(862) 255-51-74
(8652) 72-79-98
(4725) 48-42-43
(3473) 25-17-14
(3462) 96-97-13
(8212) 21-52-84
(4752) 73-83-28
(4822) 58-76-68<
(3456) 27-40-60
(3822) 46-59-65
(4872)35-92-58
(3452) 69-63-03
(3012) 43-80-40
(8422) 55-70-55
(4234) 32-27-75
(4212) 33-00-02
(8352) 45-80-39
(3022) 45-88-49
(4242) 55-54-12
(4112) 45-93-13
(4852) 39-02-67
Ваш город:СамараТольяттиМоскваАбаканАрхангельскАстраханьБарнаулБелгородБийскБлаговещенскБратскБрянскВеликий НовгородВладивостокВладимирВоронежГорно-АлтайскЕкатеринбургИвановоИжевскИркутскКазаньНовосибирскОмскСанкт-ПетербургУфаНижний НовгородЧелябинскРостов-на-ДонуКрасноярскПермьЙошкар-ОлаКалининградКалугаКемеровоКировКомсомольск-на-АмуреКостромаКраснодарКурганКурскЛипецкМагнитогорскМиассНабережные ЧелныНижневартовскНижний ТагилНовокузнецкНовороссийскНорильскОренбургОрёлПензаПетрозаводскПсковРязаньСаранскСаратовСмоленскСочиСтавропольСтарый ОсколСтерлитамакСургутСыктывкарТамбовТверьТобольскТомск ТулаТюменьУлан-УдэУльяновскУссурийскХабаровскЧебоксарыЧитаЮжно-СахалинскЯкутскЯрославль
Статьи » Автозвук: Усилитель мощности

Автозвук: Усилитель мощности

Это устройство получает сигнал низкого уровня от линейного выхода головного устройства и усиливает его напряжение и ток до необходимых величин, достаточных для нормальной работы динамиков. В этой статье мы расскажем Вам о том, как устроены усилители, как они классифицируются и об их месте в автомобильных аудиосистемах.

Классификация усилителей

Усилитель условно можно разделить на четыре основные части:

  • Блок питания усилителя
  • Блок обработки входного сигнала
  • Драйвер
  • Блок формирования выходного сигнала.
  • Блок питания - это группа электрических цепей, формирующих и регулирующих напряжение для питания различных частей усилителя.

Блок обработки входного сигнала сравнивает сигнал, получаемый от предусилителя магнитолы с выходным сигналом усилителя для его корректировки, чтобы удалить искажения, возникающие при усилении. Кроме того, этот блок усиливает входной сигнал до уровня, необходимого для последующего его усиления в других частях усилителя.

Драйвер разделяет сигнал на два разнополярных сигнала (фазовое разделение) и усиливает его для последующей передачи в блок обработки выходного сигнала.

И наконец, последняя стадия усиления - блок обработки выходного сигнала (его правильнее называть выходным каскадом или оконечником), который в основном и определяет класс усилителя.

Усилители разделяются по классам в зависимости от своей эффективности (К.П.Д.) и уровня искажения выходного сигнала:

Класс А. Усилители этого класса обладают низкой эффективностью, но дают очень "чистый" сигнал. Большинство усилителей класса А имеют К.П.Д. равным 20-30%, то есть при потреблении 100 Вт от аккумулятора автомобиля он выдает сигнал на динамики мощностью всего в 20-30 Вт. Остальная мощность теряется в электрической цепи усилителя, превращаясь в тепло. Качественные усилители А класса редко применяются в автомобильных аудиосистемах, так как они обладают малой мощностью при очень высоких ценах. Ламповые усилители класса А можно встретить лишь в очень дорогих аудиосистемах уровня Hi-End.

Класс В. Эффективность усилителя этого класса почти в два раза выше эффективности усилителя класса А. Однако, искажения в выходном сигнале очень высоки, что делает этот класс усилителей неприемлемым для car audio.

Класс С. Усилители этого класса имеют К.П.Д. равным почти 75%, что делает их очень эффективными, но с увеличением К.П.Д. резко увеличиваются искажения. Эти усилители не подходят для усиления звука в Hi-Fi аудиосистемах.

Класс АВ. Большинство Hi-Fi усилителей принадлежат именно этому промежуточному классу. Они вобрали в себя возможности усилителей класса А - относительно "чистый сигнал" при относительно неплохой эффективности (немного ниже чем в классе В).

Класс D. Это самый современный класс усилителей, применяющие цифровую обработку сигнала. Усилители D класса очень компактные, что в будущем даст им преимущество на рынке автомобильных аудиосистем. В настоящее время, цифровые автомобильные усилители встречаются гораздо реже, чем популярные аналоговые усилители АВ класса.

Коэффициент гармонических искажений (THD). Звуковой сигнал состоит из множества частот и полутонов. Гармоника - это полутон первоначальной ноты (основной частоты), который отвечает за характер звучания ноты. Звуковой сигнал можно представить как сложную комбинацию колебаний точно взаимосвязанных синусоидальных волн (гармоник).

В процессе усиления, проходя через различные блоки усилителя, звуковой сигнал искажается, "обрастая" ненужными гармониками. Возросшее количество гармоник в усиленном сигнале, выраженное в процентах, и есть коэффициент гармонических искажений (Total Harmonic Distorsion). В спецификации усилителя указываются несколько коэффициентов гармоник для различных частотных диапазонов, уровней выходной мощности и сопротивлений нагрузки. Чем меньше этот коэффициент, тем выше качество усилителя.

Разделение каналов (Stereo Separation). Этот показатель характеризует уровень изолированности двух каналов усиления (правого и левого) друг от друга. Их взаимовлияние обусловлено наличием общего источника питания в усилителе. Выражается этот показатель в децибелах и характеризует уровень интенсивности левого канала относительно уровня "просочившегося" в него правого канала и наоборот. Чем выше этот показатель, тем лучше усилитель. Избежать "просачивание" можно заменой одного стерео усилителя на два отдельных моно усилителя. В классе high-end эта проблема решается установкой двух блоков питания в один стерео усилитель.

Демпфирующий фактор (Damping Factor). Для того, чтобы понять сущность демпфирующего фактора усилителя, рассмотрим поведение мембраны сабвуфера в период между импульсами. Низкочастотый импульс, посылаемый усилителем на катушку динамика заставляет его мембрану двигаться вперед. Достигнув определенной верхней точки мембрана начинает возвратное движение. Вернувшись в исходную точку мембрана не замирает сразу, а продолжает вибрировать по инерции некоторое время, что генерирует в обмотке динамика обратный электрический ток. Усилители конструируются таким образом, чтобы закорачивать обратный ток от динамика и, тем самым тормозить вибрацию мембраны в период между импульсами. Чем выше демпфирующий фактор усилителя, тем быстрее мембрана останавливается, возвращаясь назад в исходную точку после импульса.

Демпфирующий фактор усилителя определяется как отношение сопротивления динамика к сопротивлению усилителя. Чем ниже сопротивление динамика, тем ниже демпфирующий фактор.

Ламповые усилители в силу конструктивных особенностей имеют низкий демпфирующий фактор, что обуславливает "мягкий" бас в звуковой картине. Производители транзисторных усилителей стараются повысить демпфирующий фактор для репродукции "жесткого" баса, так как при желании бас можно смягчить, заключив в короб низкочастотный динамик. Ужесточить же "мягкий" бас сабвуферным коробом гораздо сложнее.

Подключение и настройка усилителей

Схема с одним двухканальным усилителем.

Схема с одним двухканальным усилителем

На рисунке  показана схема подключения одного двухканального усилителя, к каждому каналу которого подключены две компонентные акустические  системы (две вперед и две в заднюю часть салона). Это наиболее простая и дешевая схема усиления без применения активного кроссовера. Обратите внимание, что пара задних динамиков подключаются к основной передней паре параллельно. Параллельное подключение динамиков уменьшает их сопротивление в два раза. Если усилитель имеет полное сопротивление нагрузки равное 4 Ом, то параллельное подключение двух восьмиомных динамиков является вполне приемлемым. Главное при подсоединении динамиков, правильно рассчитать их общее сопротивление. Не следует делать его меньше, чем сопротивление нагрузки усилителя.

Схема с двумя двухканальными усилителями.

Схема с одним двухканальным усилителем

На рисунке  показана схема усиления низкочастотного спектра звукового сигнала отдельно от среднего и высокочастотного диапазонов, разделенных электронным кроссовером. Так как сабвуфер имеет К.П.Д. меньший, чем высокочастотный динамик, он потребляет больше мощности от усилителя, чем последний, для создания равного звукового давления. Усиливаясь в одном усилителе, низкие частоты отбирают большую часть мощности и практически ничего не оставляют для средних и высоких частот,  которые начинают плохо вырисовываться в звуковой картине. Увеличение громкости для "вытягивания" средних и высоких приводит к искажениям в области низких частот. Звуковая картина окончательно портится.

Если же усиливать низкие частоты отдельно от остальных, то мы имеем великолепную возможность сделать средние и высокие частоты достаточно громкими и яркими, не искажая низкочастотную составляющую сигнала. Звуковая картина становится четкой, а эффективность системы значительно возрастает.

К примеру, если мы имеем усилитель для сабвуфера мощностью 60 Вт, то для хорошего звука в салоне для средне- и высокочастотных динамиков достаточен отдельный усилитель мощностью лишь в 20 Вт. Если кроссовер правильно настроен, то есть  каждый усилитель получает свою порцию частотного диапазона, то потенциальный уровень звукового давления (SPL) этой системы будет эквивалентен мощности 150 Вт, а не 80 Вт (60Вт + 20 Вт).