Автоусилитель

Автоусилитель является, пожалуй, основным элементом современной аудио системы вашего автомобиля. Таким образом, автоусилитель должен быть качественным, надежным, компактным и эффективным. Чистота воспроизведения автоусилителя должна приносить только положительные эмоции и восторг владельцу автомобильной аудиосистемы. Проанализировав рынок автоусилителей, можно придти к выводу, что в последнее время увеличилось предложение по их продаже. Соответственно, делаем вывод, что увеличился и спрос на автоусилители звуковой частоты. Причем, диапазон цен, типоразмеров, функциональности, эргономичности, радиотехнических и механических характеристик достаточно широк. Однако, как ни странно, из всего подобного разнообразия автоусилителей их разновидности сводятся к достаточно узкому кругу. Отсюда можно сделать вывод, что производители автоусилителей (а главным образом перекупщики и посредники) просто наживаются на «обыденном» покупателе автомобильного усилителя. Сегодня хотелось бы рассказать нашим уважаемым радиолюбителям, кто ещё не знает, и автолюбителям, читающим наш справочный обзор, какие бывают автоусилители, т.е. классифицировать их. Сегодняшняя статья носит исключительно информативный, справочный характер. Но всё же небольшие отсылки к схемотехническим исполнениям приведем. Итак.

Каким может быть автоусилитель?

Все автоусилители по количеству каналов (числу независимых выходов на нагрузку) делятся на:

- двух или трех канальные. Такие автоусилители рассчитаны на подключение двух колонок или двух колонок и автомобильного сабвуфера. Могут поддерживать низкоомную нагрузку, подключаться в мостовом исполнении для повышения выходной мощности (большей частью для автомобильного сабвуфера). Существуют более функциональные варианты сего вида автоусилителей, поддерживающие дополнительные регулировки с целью совместной работы с сабвуфером. Например, плавное усиление баса или фильтр инфранизких частот.

- четырех канальные автоусилители. По функциональности они схожи с предыдущим типом автоусилителей (это два 2-х канальных автоусилителя в одном корпусе и с одним блоком питания). Из главных отличий четырехканальных автоусилителей принято выделять возможность работы в режиме подключения 3 акустических систем (одну стерео- и одну монофоническую к одному стереофоническому выходу автоусилителя. Немного поясню. При таком подключении фронтальные акустические системы подключаются каждая к своему каналу, а сабвуфер – между этими каналами мостом. Но применяется эта схема нечасто. Все дело в том, что для включения автомобильной акустики в таком режиме необходимо отфильтровать частоты. Делается это исключительно пассивными фильтрами, т.к. деление происходит на выходе автоусилителя. Если все сделано правильно, то автомобильная аудиосистема в целом будет работать как часы. Но если что-то не так, например, неправильно подобраны номиналы резисторов и индуктивности катушек, то автоусилитель может попросту сгореть из-за слишком низкоомной нагрузки. Поэтому многие производители остерегаются такого режима включения для автоусилителей и рекомендуют его ограниченно. Хотя в последнее время автоусилители стали снабжаться специальными защитными схемами, что способствует продлению их срока эксплуатации.

- пяти канальные автоусилители (все как и в 4-х канальном, но есть пятый канал для подключения сабвуфера).

- моноблоки, т.е. одноканальные автоусилители (представляют собой басовые автомобильные усилители внушительной мощности). Ну это просто радость для автомобилистов, считающих, что багажник их авто нужен исключительно для перевозки автомобильного сабвуфера.

В зависимости от коэффициента полезного действия и уровня искажений выходного сигнала автоусилители классифицируют на:

- A-класс – автоусилители сего класса обеспечивают самый качественный выходной сигнал среди всех классов. Однако, внося минимальные искажения в звуковоспроизводящий тракт, этого класса автоусилители обладают низким КПД, составляющим в среднем 20%. Таким образом, добрая часть полезной мощности теряется. Например, при потреблении автоусилителем 100 ватт от источника питания на выходе будет только 20 ватт, остальное уйдет в потери, в основном в тепло. В автомобилях автоусилители A-класса применяются крайне редко. Это обусловлено низкой выходной мощностью и дороговизной автоусилителей A-класса. Еще одна особенность класса А – мощность рассеяния выходных транзисторов тем больше, чем меньше входной сигнал. Т.е., если вы оставите работающий усилитель без входного сигнала, он будет греться как печка, так как в отсутствие входного сигнала мощность рассеяния транзистора равна максимальной выходной мощности усилителя. Ламповые автоусилители класса A можно встретить только в самых дорогостоящих аудиосистемах, которые относятся к классу Hi-End. В основном подобные автоусилители используют дорогие тюнинг-ателье.

- B-класс – автоусилители, входящие в эту группу, намного эффективнее по выходной мощности, чем предыдущий тип, однако заметно проигрывают по качеству звучания. Из-за сильных искажений сигнала практически не применяются в автомобильной акустике. Усилитель мощности звуковой частоты

- C-класс - обладает самым высоким коэффициентом полезного действия среди всех классов автоусилителей. Их КПД, в среднем, равен 75%, но искажения сигнала, вносимые в звуковой тракт автомобильными усилителями очень высоки. Поэтому автоусилители класса C вообще не применяются в Hi-Fi системах.

- A/B-класс – имеет усредненные характеристики по КПД и КНИ между классом A и B соответственно. Автоусилители A/B класса являются самыми что ни наесть оптимальными вариантами для применения в автомобильных аудиосистемах. Самый распространенный класс усилителей как автомобильных, так и бытовых. Автомобильные усилители

- D-класс – усилители, использующие возможности цифровой обработки сигнала. Обладают компактными размерами, высоким КПД, а также относительно малыми искажениями сигнала. КПД автоусилителей этого типа может достигать 90%-95%. Однако дороговизна резко суживает границы их применения. В качестве схемотехнического примера можно привести вариант автоусилителя на микросхеме MAX9709 или такой Усилитель класса D 900 ватт

Вот вы и ознакомились с основными классами и типами всех представленных на рынке автоусилителей. Однако прогресс не стоит на месте. Возможно, уже в скором времени появятся новые классы и виды автоусилителей. Уже существуют так называемые переходные классы. К ним в частности относятся автоусилители AD, T и N классов. Последние вообще упоминаются только в качестве маркетингового хода. А по сути, это автоусилители немного модифицированного D-класса. Так что обозначенные нами типы все равно останутся самыми массовыми. Теперь поговорим непосредственно о выборе автоусилителя.

Как выбрать автоусилитель?

При выборе автоусилителя стоит обратить внимание на его основные характеристики. К ним, прежде всего, относятся коэффициент нелинейных искажений, количество каналов и их разделение, а также демпфирующий фактор.

Коэффициент нелинейных или гармонических искажений (КНИ, THD) - отношение суммарной мощности всех гармоник (кроме первой) к мощности первой гармоники. Если простым языком, то это параметр, показывающий, насколько искажается звуковой сигнал на выходе автоусилителя, проходя сквозь его функциональные блоки. Обычно в паспорте автомобильного усилителя указано несколько значений КНИ в процентах для разных частотных диапазонов. Чем меньше значение КНИ (THD) покупаемого или собираемого автоусилителя, тем качественнее звук.

Количество каналов – это исключительно субъективный принцип оценки автоусилителей. Что понимается под субъективной оценкой? Выбирайте автоусилитель исходя исключительно из ваших потребностей. Для чего покупаете автоусилитель, какую ставите перед ним задачу и какую цель хотите достичь? Ответы на эти вопросы позволят сделать рациональный выбор в пользу того или иного типа. Не стоит покупать, например, четырехканальный автоусилитель для подключения его к стереофонической акустической системе или стерео системе с сабвуфером. Или 2-х канальный автомобильный усилитель для использования в мостовом исполнении для сабвуфера. Может быть, все-таки стоит обратить внимание на моноблок. Здесь играют роль исключительно индивидуальные потребности.

Разделение каналов - параметр, показывающий изолированность каналов автоусилителя друг от друга. Измеряется эта характеристика (по-английски именуется Stereo Separation) в децибелах. Показывает интенсивность одного канала автоусилителя относительно другого “просочившегося”. Проблема “просачивания” каналов может иметь место из-за общего источника питания каналов. Чем выше разделение каналов, тем лучше автоусилитель.

Демпфирующий фактор - показывает степень инерции мембраны автоусилителя, генерирующей в обмотке динамика обратный электрический ток. Чем выше демпфирующий фактор автомобильного усилителя (по-английски Damping Factor), тем большую инерцию мембраны между импульсами он может погасить и тем чище будет звук.

Покупая автоусилитель, можно поинтересоваться системой регулировок, наличием встроенных фильтров, а также входов.

Наличие встроенных фильтров в автоусилителях, которые разделяют частотный диапазон, а также ослабляют или срезают звуковой сигнал в выбранной полосе частот, напрямую влияет на качество сигнала. Их может и вовсе не быть в простейших автоусилителях или в автоусилителях, рассчитанных на работу совместно с внешним фильтром (кроссовером). В автомобильных усилителях средних классов уже встречаются подобные фильтры. Относительно фильтра низких частот и фильтра высоких частот в паспорте автоусилителя присутствует этакий параметр как крутизна среза фильтра. Данная характеристика показывает, как будет ослабляться сигнал в выбранной полосе частот.

Распространенные системы регулировки автоусилителей.

- ФНЧ - фильтр низких частот (Low Frequency). Определяет верхнюю звуковую частоту, воспроизводимую сабвуфером. Т.е. все, что ниже данного значения, воспроизводит сабвуфер, подключенный к автоусилителю со встроенным фильтром НЧ.

- ФВЧ - фильтр высоких частот (High Frequency). Определяет нижнюю звуковую частоту, воспроизводимую акустической системой.

- BASS BOOST - низкие частоты. Функция исключительно для сабвуфера. Чаще всего в конструкциях автоусилителей среднего класса встречается переключатель с фиксированным значением. В моделях автоусилителей высокого класса применяется плавный регулятор частоты.

- Subsonic или фильтр инфранизких частот. Входит в состав качественного автоусилителя и защищает сабвуфер от механических повреждений. Фактически отрезает весь спектр частот ниже 17…20 Гц за ненадобностью. Подобную частоту ухо человека услышать просто-напросто не способно. А вот навредить может. Актуален ФИНЧ в мощных усилителях для автомобильных сабвуферов и особенно при нагружении автоусилителя сабвуфером фазоинверторного типа.

Помимо стандартных разъемов питания и акустических разъемов существуют группы разъемов, характеризующих класс автоусилителя. Автомобильные усилители начальных ценовых категорий комплектуются высокоамплитудными входами для подключения к магнитолам, не имеющим линейных выходов. Линейные входы позволяют подключать к автоусилителю дополнительные компоненты, вроде процессоров и эквалайзеров. Линейные выходы используются в тех случаях, когда к головному устройству с ограниченным числом разъемов подключается большое количество усилителей. Благодаря выходам, все устройства можно подключить последовательно. Иными словами, на линейном выходе дублируется сигнал, который поступает на вход.

Многие автоусилители позволяют произвести так называемое мостовое включение. Включение в мост используется для подключения сабвуфера посредством объединения выходной мощности двух каналов (стерео) и получения одного более мощного канала (моно).

Обсуждайте в социальных сетях и микроблогах

Метки: полезно знать, сабвуфер, справка, УНЧ

Радиолюбителей интересуют электрические схемы:

УНЧ 900 Вт - Класс D
Усилитель мощности 500 ватт