Как выбрать усилитель и кроссовер для аудио систем?

Усилитель для автомобильных аудиосистем

Зачастую штатный усилитель головного устройства имеет не очень качественный усилитель, даже если магнитола имеет довольно высокую стоимость. Причин здесь несколько. В первую очередь, это объясняется тем, что отсек для магнитолы имеет ограниченные размеры, поэтому в корпус головного устройства невозможно установить усилитель большой мощности. По тем же причинам существует проблема рассеивания тепла элементов усилителя. Поэтому для качественного звука лучше будет приобрести внешний усилитель.

Усилитель – один из основных элементов аудиосистемы, предназначенный для получения сигнала низкого уровня от линейного выхода головного устройства и усиления тока и напряжения до величин, необходимых для эффективной работы динамиков.

Условно основное оборудование усилителя можно разделить на четыре основные части:

Блок питания – представляет собой группу электрических цепей, которые регулируют и формируют напряжение для питания различных частей усилителя.

Блок обработки входного сигнала – корректирует сигнал и удаляет искажения, сравнивая выходной сигнал с сигналом, выходящим от предусилителя магнитолы. Усиливает входной сигнал до уровня, необходимого для передачи в другие части усилителя.

Драйвер – осуществляет фазовое разделение, т.е. разделение на два разнополярных сигнала, а также усиление сигналов для передачи в блок обработки выходного сигнала.

Блок обработки выходного сигнала (его иногда называют оконечник или выходной каскад) – название блока говорит само за себя. В зависимости от уровня искажения сигнала в данном блоке и его КПД классифицируют усилители.

Существует три основных типа усилителей для авто:

Моно усилитель – рассчитан на снабжение энергией одного динамика;

Двухканальный усилитель – снабжает энергией один сабвуфер и/или два динамика;

Четырехканальный усилитель – снабжает энергией два сабвуфера или четыре динамика.

На рынке так же присутствуют пяти и шести канальные усилители, однако широкого распространения они не получили.

Многие усилители имеют возможность мостового включения. При этом два канала усилителя соединяются для подключения одного динамика. При этом выходная мощность каналов суммируется, т.е. увеличивается в два раза. Такое подключение, как правило, используют для подключения сабвуфера.

В общем случае, как было отмечено выше, усилители классифицируют в зависимости от их показателей уровня искажения сигналов и КПД.

А-класс. Такие усилители авто обеспечивают очень «чистый» сигнал, но обладают низкой эффективностью. Практически все усилители А-класса имеют КПД всего лишь в 20-30%. Рассмотрим на примере. При потреблении от аккумулятора автомобиля 100 Вт, такой усилитель выдает на колонки звук мощностью всего 20-30 Вт. Остальная энергия превратиться в тепло, теряясь где-то в переплетениях электрической сети. Довольно редко можно встретить действительно качественный усилитель А-класса в автомобильных аудиосистемах, поскольку нет смысла за столь высокую цену устанавливать усилитель авто малой мощности. А ламповые усилители А-класса встречаются только в действительно дорогих системах типа Hi-End.

В-класс. И хотя усилители этого класса имеют мощность практически в два раза больше, чем у А-класса, все равно подобные устройства нежелательно использовать в автоаккустике – выходные помехи слишком велики.

С-класс. Эти усилители авто считаются очень эффективными из-за высокого КПД, равного примерно 75%. Однако с увеличением КПД у этих усилителей резко увеличивается уровень искажений, такие устройства не подходят для Hi-Fi аудиосистем.

D-класс. Последнее поколение усилителей, предусматривает цифровую обработку сигнала. Усилители этого класса имеют еще одно достоинство – небольшие размеры, что позволяет их легко устанавливать в автомобили. Их наибольший недостаток – высокая стоимость.

АВ-класс. В настоящее время в автомобилях чаще всего встречаются аналоговые усилители этого типа, этому классу принадлежит также большая часть Hi-Fi усилителей. Усилители авто смешанного типа вобрали в себя достоинства классов «А» и «В»: чистый сигнал и относительно неплохая эффективность (КПД немногим ниже, чем у усилителей авто В-класса).

К основным техническим характеристикам усилителя относят:

мощность, которую стоит выбирать примерно на 10-20% меньше мощности динамиков, чтобы не вывести их из строя. Следует обращать внимание именно на RMS-мощность, так как пиковая или максимальная мощность ни имеет ничего общего с качественным звучанием и лишь показывает пиковые и мгновенные значения при очень большом уровне искажений; сопротивление нагрузки, на которое может работать усилитель. Ни в коем случае не подключайте усилители, которые предназначены для работы с динамиками импедансом 4 или 8 Ом, к динамикам, имеющим меньшее сопротивление. Это может вывести усилитель из строя;

отношение сигнал/шум. Этот параметр показывает, какое количество посторонних шумов появляется в выходном сигнале по сравнению с входным сигналом. Такой шум зачастую можно услышать как шипение в низкокачественно аппаратуре, которое будет отчетливо слышно в тихих музыкальных композициях. Лучше чтобы этот параметр равнялся 98 дБ и более.

А теперь, несколько рекомендаций по выбору усилителей.

В первую очередь, определитесь с тем, какой тип усилителя для автомобиля вы собираетесь приобрести – моно усилитель, двух-, четырех- (или более) канальный усилитель.

Ищите усилитель с фильтром нижних частот, который будет направлять на сабвуфер только низкочастотные звуки. Таким образом, вы улучшите качество басов, а сабвуфер не будет «пытаться» воспроизводить более высокие звуки.

Ищите усилитель со встроенным фильтром верхних частот. Такой фильтр улучшит качество звука, так как динамик для воспроизведения верхних звуковых частот не будет «пытаться» воспроизводить низкочастотные звуки.

Выбирайте усилитель, способный к обработке усиленных сигналов. Те автомагнитолы, большинство из которых установлено на автомобиль в заводской комплектации, снабжены встроенным базовым усилителем, так что выбранный вами усилитель должен быть способен обрабатывать такие сигналы.

Если вы планируете собрать систему, состоящую из нескольких усилителей, выбирайте основной усилитель, который был бы снабжен выходом для предусилителя. Это позволит вам успешно посылать сигналы на второстепенные усилители.

Лучше всего приобретать усилитель авто с развитыми ребрами охлаждения или со встроенным вентилятором.

Не забывайте о габаритных размерах усилителя (будет неприятно, если купленное устройство не найдет себе места в машине из-за слишком больших размеров).

В настоящее время на рынке представлено большое количество усилителей со встроенными кроссоверами, однако применение внешних модулей обеспечивают большую гибкость при настройке всей акустической системы.

При выборе усилителя не пытайтесь гнаться за дешевизной, качественные усилители редко отличаются низкой ценой.

Кроссоверы для автомобильных аудиосистем

Внешне автомобильные кроссоверы представляют собой небольшую по размерам металлическую или пластиковую коробку, внутри которой размещены фильтры для пропускания сигналов определенных частотных диапазонов.

Главная характеристика кроссовера - их порядок.

Кроссоверы 1 порядка имеют крутизну спада 6 дБ на октаву;

2 порядка - 12 дБ на октаву;

3 порядка - 18 дБ на октаву.

Чем больше крутизна спада, тем лучше кроссовер.

По вариантам технического исполнения автомобильные кроссоверы можно разделить на три группы:

встроенные в усилитель;

отдельные для усилителей;

отдельные для акустики.

Встроенные в усилитель кроссоверы позволяют регулировать частоту среза звучания канала, либо пары, как снизу, так и сверху. Проще говоря для того чтобысабвуфер играл свои частоты, на усилителе, выставляют частоту среза порядка 80-100 Гц, а кроссовер ставят в положение LP - обрезание всего, что выше заданной частоты.

Отдельные кроссоверы для усилителей сейчас не актуальны для дорогих, средних и бюджетных установок, а те, кто устанавливает системы соревновательного класса сами выбирают подобные устройства и вряд ли нуждаются в наших рекомендациях.

Отдельные кроссоверы для акустики, как правило, идут в комплекте с компонентной акустикой (пищалки отдельно, мидбасы отдельно). Они служат для разделения частот. Как правило, на мидбас идет то, что ниже 1 кГц, а на пищалку идет то, что выше 1 кГц.

Кроссоверы разделяются на активные и пассивные. Различие между ними в том, что первые обычно состоят из активных (требующих источника питания) компонент, таких как операционные усилители, микроконтроллеры и т. д. Пассивные состоят из пассивных элементов, которым не нужен источник питания. В основном это резисторы, конденсаторы и катушки.

Активные кроссоверы устанавливаются только перед усилителем. Пассивные же могут устанавливаться как перед усилителем, так и непосредственно перед динамиком.

К плюсам пассивных кроссоверов стоит отнести то, что, используя только два канала усилителя, можно разделить сигналы для двух или даже для трехполосной системы. Кроме этого, несомненным достоинством является невысокая цена. Минус – невозможность настройки без вмешательства в электрическую схему.

У активных кроссоверов на корпус выведены различные регуляторы и переключатели, благодаря чему можно плавно изменять характеристики самого кроссовера. Среди минусов стоит выделить высокую цену, необходимость использования отдельных усилителей для каждого канала, а также искажения, вносимые активными элементами.

В зависимости от количества полос системы соответственно подбирается двух или трехполосный кроссовер. Выбор кроссовера – дело довольно не простое, а неправильная его настройка может в значительной мере испортить звучание всей системы, поэтому эту работу лучше доверить профессионалам.

Так фильтры низких частот пропускают сигналы ниже какой-то определенной частоты (частота раздела) практически без изменения и значительно ослабляет сигнал выше нее. Такой фильтр может понадобиться, например, для выделения сигнала сабвуфера, настроенный на частоту раздела в 80-100 Гц.

По аналогии высокочастотные фильтры пропускают сигналы высоких частот, а низкие частоты будут значительно ослаблены. Такой фильтр можно установить для выделения сигнала для высокочастотного динамика – пищалки, настроенного, к примеру, на частоту 2-4 кГц.

Так же существуют полосовые фильтры. Они пропускают частоты только в определенном диапазоне и ослабляют все, что выше и ниже данного диапазона. Такие фильтры могут понадобиться для выделения сигнала для среднечастотного динамика 3-х полосной системы. Нижняя частота такого фильтра может быть около 700-800 Гц, а верхняя около 5 кГц.

Выбор за вами!!!!