Как правильно подключить динамики в системе звукоусиления. Чем отличается последовательное и параллельное соединение динамиков. Какие преимущества и недостатки у разных схем подключения. Как рассчитать общее сопротивление и мощность при соединении нескольких динамиков.
Основные способы подключения динамиков в звукоусилительных системах
При построении систем звукоусиления одним из ключевых вопросов является правильное подключение динамиков к усилителю мощности. Существует два основных способа соединения динамиков:
- Последовательное соединение
- Параллельное соединение
Каждый из этих способов имеет свои особенности, преимущества и недостатки. Рассмотрим их подробнее.
Последовательное соединение динамиков: особенности и расчеты
При последовательном соединении динамики подключаются один за другим, образуя цепочку. Основные характеристики такого соединения:
- Общее сопротивление увеличивается и равно сумме сопротивлений всех динамиков
- Через все динамики протекает одинаковый ток
- Напряжение распределяется между динамиками пропорционально их сопротивлению
Формула расчета общего сопротивления при последовательном соединении:
R общ = R1 + R2 + R3 + …
Где R1, R2, R3 — сопротивления отдельных динамиков.
Параллельное соединение динамиков: характеристики и вычисления
При параллельном соединении все динамики подключаются к одним и тем же клеммам усилителя. Особенности такого подключения:
- Общее сопротивление уменьшается
- Напряжение на всех динамиках одинаковое
- Ток распределяется между динамиками обратно пропорционально их сопротивлению
Формула расчета общего сопротивления при параллельном соединении:
1/R общ = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + …
Где R1, R2, R3 — сопротивления отдельных динамиков.
Сравнение последовательного и параллельного соединения динамиков
Рассмотрим основные отличия двух способов соединения динамиков:
| Параметр | Последовательное соединение | Параллельное соединение |
|---|---|---|
| Общее сопротивление | Увеличивается | Уменьшается |
| Мощность на динамиках | Распределяется неравномерно | Распределяется равномерно |
| Надежность | Ниже (при выходе из строя одного динамика вся цепь разрывается) | Выше |
Смешанное (последовательно-параллельное) соединение динамиков
На практике часто применяется смешанное соединение, сочетающее последовательное и параллельное подключение. Это позволяет получить нужное суммарное сопротивление и оптимально распределить мощность между динамиками.
Типичный пример — соединение четырех 8-омных динамиков для получения общего сопротивления 8 Ом:
- Две пары динамиков соединяются последовательно (8 + 8 = 16 Ом)
- Затем эти пары подключаются параллельно (1/16 + 1/16 = 1/8)
В результате получаем общее сопротивление 8 Ом при равномерном распределении мощности.
Как рассчитать мощность при соединении нескольких динамиков
При подключении нескольких динамиков важно правильно рассчитать мощность, приходящуюся на каждый из них. Основные формулы:
- Для последовательного соединения: P = U^2 / R, где U — напряжение, R — сопротивление динамика
- Для параллельного соединения: P = U^2 / R общ * (R общ / R), где R общ — общее сопротивление, R — сопротивление динамика
Важно соблюдать номинальную мощность динамиков, чтобы избежать их повреждения.
Практические рекомендации по подключению динамиков в звукоусилительных системах
При построении систем звукоусиления следуйте следующим рекомендациям:
- Учитывайте минимально допустимое сопротивление нагрузки усилителя
- Используйте динамики с одинаковыми характеристиками при параллельном соединении
- Применяйте смешанное соединение для оптимизации параметров системы
- Проверяйте правильность расчетов и соединений перед включением системы
- Не превышайте номинальную мощность динамиков
Заключение: выбор оптимальной схемы подключения динамиков
Выбор схемы соединения динамиков зависит от многих факторов:
- Характеристик усилителя мощности
- Параметров используемых динамиков
- Требуемой мощности системы
- Особенностей помещения
Правильное подключение динамиков позволяет добиться оптимального звучания, равномерного распределения мощности и надежной работы всей звукоусилительной системы. При возникновении сложностей рекомендуется обратиться к специалисту для профессиональной настройки оборудования.
Живой звук. РА для концертирующих музыкантов. Часть III
Эта книга, вышедшая впервые в 1998 году,
в том числе и на русском языке.
По многочисленным просьбам читателей
мы решили напечатать ее
и в журнальном варианте.
Продолжение.
Начало книги читайте в N 1(100) 2020 года.
Питер Бьюик
Разделение (системы двухполосного усиления)
Еще один немаловажный аспект работы систем звукоусиления – качество и эффективность функционирования отдельных ее частей независимо друг от друга. Интерференция, возникающая между динамиками, имеет акустическую природу, однако аналогичные процессы свойственны и электронным компонентам системы.
Начнем с того, что не хотелось бы нагружать динамики теми частотами, для воспроизведения которых они вовсе не предназначены.
Это сильно снижает эффективность системы, а зачастую приводит к катастрофическим последствиям. Например, попытка воспроизвести высокочастотный сигнал басовым драйвером (вуфером) не увенчается знаменательным успехом, а подача низкочастотного сигнала на высокочастотный динамик может привести к тому, что с ним (с динамиком) придется навсегда распрощаться.
Работа в условиях естественной реверберации («живая» акустика) обуславливает применение узкодисперсных громкоговорителей.
Это резко увеличивает число колонок, необходимых для озвучивания всего зала.
Следовательно, особое внимание приходится уделять тому, чтобы между ними не возникло интерференции.
Для залов с небольшой реверберацией можно использовать колонки с более широкой дисперсией,
сосредотачивая их в одном месте и, таким образом, снижая общий уровень интерференционного взаимодействия.
В колонках обычно стоит пассивный кроссовер, распределяющий сигнал между соответствующими динамиками по частотным диапазонам. Для этого используются пассивные (без внешнего питания) емкостные и индуктивные фильтры, называемые пассивными кроссоверами. В дешевых системах могут стоять обычные резисторы, снимающие избыточную мощность с драйвера, однако, это приводит к бесполезному расходу мощности усилителя и его нагреву. Пассивные кроссоверы монтируются внутри корпусов колонок и находятся в электрической цепочке между усилителем мощности и собственно динамиками.
Пассивные кроссоверы слишком просты, чтобы ожидать от них высокой продуктивности. Гораздо больший эффект достигается за счет применения их активных электронных однофамильцев. Они позволяют более тонко разделять выходной сигнал консоли на частотные диапазоны, а затем обрабатывать каждую из частотных полос соответствующим усилителем, специально оптимизированным для работы с данным частотным спектром сигнала.
Системы трехполосного усиления
Системы трехполосного усиления отличаются от вышеописанных систем только тем, что сигнал разбивается не на два, а на три частотных диапазона.
Система двухполосного усиления.
Электронный кроссовер разделяет сигнал на частотные полосы
и передает каждую из них на соответствующий усилитель.
Обратите внимание: электронный кроссовер находится между двумя усилителями
УсилителиКроссоверы разделяют сигнал на частотные полосы для раздельного усиления.
Стереосигнал усиливается стереоусилителем, который в ряде случаев можно использовать для усиления двух моносигналов.
Согласование усилителей и динамиков
Одним из самых простых способов увеличения выходной мощности системы, не требующим дополнительных капиталовложений, является правильное согласование усилителей и динамиков по сопротивлению. Большинство усилителей рассчитаны на нагрузку в 4 Ohms, в то время как большинство динамиков имеют сопротивление 8 Ohms. Для того, чтобы по максимуму использовать запас мощности 4-омного усилителя, можно нагрузить его двумя соединенными параллельно 8-омными динамиками.
Комбинация из двух работающих в паре динамиков увеличивает звуковое давление примерно на 30%. Усилитель немного нагреется, но все же справится с такой нагрузкой. Этот нехитрый прием позволит на 42% увеличить выходную мощность усилителя, избавив вас от необходимости покупать более мощный. Фактически такой выигрыш эквивалентен 3 dB, которые не особенно сильно расширят динамический диапазон сигнала (но иметь их в запасе никогда не вредно).
В трехусилительных системах сигнал разбивается на три диапазона
Необходимо строго следить за тем, чтобы мощность усилителя и частотный спектр сигнала равномерно распределялись между динамиками, в противном случае возможна перегрузка и повреждение одного из них. В случае использования стереоусилителя мы можем подключить по два параллельно соединенных динамика к каждому из каналов (всего получится 4 динамика). Увеличение количества динамиков, подключенных к усилителю, позволяет ориентировать их в различных направлениях, увеличивая тем самым охватываемую зону. Это также снижает мощность, падающую на каждый из динамиков, поскольку при подобной конфигурации они становятся разделяемой по отношению к усилителю нагрузкой.
Однако не следует увлекаться и навешивать на усилитель слишком много динамиков, поскольку 4 Ohms на самом деле – предел для большинства усилителей. Некоторые знатоки утверждают, что можно снизить сопротивление нагрузки усилителя до 2 Ohms, однако к таким рискованным заявлением необходимо относиться с большой осторожностью и, прежде чем сделать это, следует досконально изучить спецификацию прибора.
Нагружая 100-ваттный усилитель, расчитанный на нагрузку в 4 Ohms,
8-омным динамиком, мы можем снять с него около 70 W.
Если же нагрузить тот же самый усилитель двумя 8-омными динамиками,
Последовательное и параллельное соединение динамиков
Если необходимо использовать несколько динамиков, не снижая сопротивление нагрузки усилителя, то можно применить описанные ниже схемы соединения.
сопротивление последовательного соединения = ΣR(i),
Два 8-омных динамика соединены последовательно.
Такое соединение увеличивает общее сопротивление нагрузки.
На каждом из динамиков рассеивается одинаковая мощность.
Поскольку каждый из динамиков можно направить отдельно, дисперсия, вероятно, увеличится
Т.е. общее сопротивление последовательно соединенных нагрузок равно сумме сопротивлений, образующих цепочку. Общее сопротивление определяет силу тока. Увеличение сопротивления приводит к уменьшению силы тока. Их соотношение определяется законом Ома:
где V – напряжение в вольтах, I – сила тока в амперах, a R – сопротивление в омах. При равном сопротивлении нагрузок мощность, потребляемая каждой из них, будет одинакова. Мощность, рассеиваемую на нагрузке, можно вычислить по формуле:
W = I2 х R,
где W – мощность в ваттах.
Два 8-омных динамика подключены паралельно.
Параллельное соединение уменьшает общее сопротивление и может потребовать
дополнительной мощности от усилителя.
Мощность распределяется равномерно между нагрузками,
имеющими одинаковые сопротивления. Большинство усилителей расчитано на нагрузку в 4 Ohms,
параллельное соединение динамиков позволяет использовать мощность усилителя на все 100 %
При параллельном соединении источник питает все нагрузки одновременно.
В этом случае общее сопротивление R вычисляется по формуле:
R = 1/(1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + …) .
Если используются нагрузки с одинаковым сопротивлением, то картина будет следующей. Последовательное соединение двух динамиков увеличивает вдвое сопротивление нагрузки усилителя. Аналогично, если соединить четыре динамика последовательно, то сопротивление нагрузки увеличится в четыре раза. Если соединить два динамика параллельно, то сопротивление системы уменьшится вдвое.
Параллельное соединение четырех динамиков приводит к уменьшению сопротивления нагрузки усилителя в четыре раза.
Есть простой метод приблизительной оценки общего сопротивления параллельного соединения.
Для этого необходимо определить нагрузку, имеющую наименьшее сопротивление,
Комбинированное соединение нескольких динамиков.
Заметим, что если соединить таким образом
четыре пары 8-омных динамиков,
то общее сопротивление системы составит 4-Ом
Итак, если мы хотим подключить к усилителю четыре 8-омных динамика, сохранив общее сопротивление нагрузки 8 Ohms, то можно соединить два динамика последовательно (получим 16 Ohms), а затем скоммутировать эти пары параллельно (получится 8 Ohms).
Сопротивление нагрузки, а следовательно, и мощность системы останутся без изменения.
Для того, чтобы на каждом из динамиков рассеивалась равная мощность, необходимо, чтобы они имели одинаковые мощностные характеристики. Хотя такое соединение не дает выигрыша в мощности или звуковом давлении, оно позволяет использовать менее мощные и дешевые динамики, а также увеличивает объем охватываемой звуком области.
Импеданс и сопротивлениеРазличие между сопротивлением и импедансом состоит в том, что сопротивление измеряется на постоянном токе, в то время как импеданс измеряется на переменном токе (например, на таком, который присущ аудиосигналу). Таким образом, импеданс измеряется на определенной частоте и, как правило, довольно сильно зависит от этой частоты.
Последовательное и параллельное соединение
Два любых прибора можно соединить двумя различными способами – последовательно и параллельно. При последовательном соединении через оба прибора проходит один и тот же сигнал.
Мощность, потребляемая каждым из них, зависит от его сопротивления.
При параллельном соединении сигнал разветвляется в двух направлениях в пропорции, определяемой сопротивлением каждого из приборов. Мощность, приходящаяся на каждый прибор, зависит от его сопротивления.
При коммутации систем с активным кроссовером следует быть предельно внимательным.
1. Активный кроссовер должен находиться между микшером и усилителем.
Его нельзя подключать к динамикам или выходу усилителя, иначе вы навсегда
распрощаетесь с этим прибором. В большинстве случаев разъемы не позволят совершить
подобную роковую ошибку, однако все же лучше быть повнимательнее.
2. Вы должны быть абсолютно уверены, что выходы кроссовера скоммутированы
с соответствующими усилителями.
Подача басового сигнала на высокочастотный драйвер
может вывести его из строя, попытка воспроизвести высокочастотный сигнал
басовым динамиком также не увенчается успехом.
Привлекательность пультов со встроенным усилителем заключается в том, что они значительно упрощают коммутацию. Обычно встроенные усилители имеют небольшую мощность (около 400 W), а качество встроенных эффектов оставляет желать лучшего. Самые достойные представители пультов этого класса имеют также мониторный усилитель.
Основная проблема подобных микшеров – ремонт и расширение функциональных возможностей.
Если неисправна какая-либо часть пульта, то быстро восстановить ее работоспособность очень сложно, и в то время, когда пульт находится в ремонте, вы теряете всю систему звукоусиления, а не ее часть, которую можно было бы взять у кого-нибудь взаймы.
Расширяемость пульта является одной из самых важных проблем, и путь ее преодоления тернист. Нелегко заполучить дополнительные входные каналы, возникают сложности использования более качественных внешних эффектов, порой невозможна коммутация внешних компрессоров, нереально увеличение мощности усилителя или использование двухполосных усилительных систем.
Все сложности обычно обусловлены отсутствием достаточного количества коммутационных гнезд, необходимых для подключения дополнительного оборудования.
Например, если бы встроенный усилитель обладал возможностью перекоммутации, то его можно было бы использовать в качестве мониторного или для усиления одной из полос в двухполосной системе. Некоторые комбинированные пульты предоставляют такую возможность. Иногда в комбинированных пультах уже имеется встроенный мониторный усилитель, тогда при расширении системы у вас будет уже два мониторных усилителя.
Теоретически все это легко и просто, но, когда дело дойдет до реального расширения, у вас даже может зародиться мысль продать такой пульт.
Если идти таким путем, то вы потеряете треть денег от первоначальной стоимости пульта, поэтому лучше подумать о возможных последствиях заранее*.
_________________________________________________________________________________________________________________________
* Микшеры со встроенными усилителями подчас являются замечательным и единственно возможным решением (например, в малобюджетных проектах или в мобильных компактных комплектах аппаратуры). Что же касается ремонтопригодности – здесь все зависит от модели и производителя. – Примеч. ред.
Системный подход
Описывая систему, практически невозможно обойтись без количественных характеристик, поэтому имеет смысл немного поговорить о них. Децибел (dB) определяется через логарифм отношения измеряемой величины к эталонной.
Если говорить о звуковом давлении (SPL), то, хотя самой маленькой различаемой на слух единицей является изменение в 1 dB, на практике чаще используется 3 dB.
Чтобы увеличить SPL на 3 dB, необходимо вдвое увеличить мощность усилителя (то есть с 100 до 200 W, или с 500 до 1000 W).
Увеличение звукового давления на 10 dB воспринимается как двойное увеличение громкости звука. Для этого придется увеличить мощность усилителя в 10 раз. Звуковое давление 0 dB соответствует порогу слышимости (0.002 dyne/cm2).
Системы звукоусиления для небольших помещений
Рассмотрим несколько примеров. Нам необходимо обеспечить в помещении уровень громкости звука 96 dB, который вполне подходит для ресторанов (но не для рок-концертов). Напомним, что разговорная речь имеет уровень 70 dB, а болевой порог – 130 dB.
Размер помещения (в метрах) – 10x 10x 3 = 300 m3
Допустим, динамики выдают 96 dB при мощности 1 W на расстоянии 1 m. Для того, чтобы обеспечить уровень в 96 dB на расстоянии 10 m от источника,
е. уровень вблизи колонок должен быть на 20 dB выше.
Для того, чтобы вычислить, сколько это будет в ваттах, воспользуемся формулой
W = 10dB/10х Wr
Итак, 1020/10x 1 = 100 W
Это означает, что для того, чтобы добиться уровня в 96 dB в удаленном конце озвучиваемого помещения нам потребуется усилитель мощностью 100 W.
Остается еще множество проблем, и одна из них – высокий уровень звука рядом с колонками. Кроме того, в таком небольшом помещении очень сложно бороться с отраженным сигналом.
Проблема решается за счет подбора колонок. Если используются обычные стеки, то постарайтесь не направлять динамики на стены и попытайтесь сориентировать средне- и высокочастотные динамики на удаленную часть зала для обеспечения большего охвата. Во избежание интерференции колонки следует разносить достаточно далеко друг от друга и соответствующим образом ориентировать в пространстве.
При определении необходимой мощности усилителя следует учитывать еще один фактор: усилитель должен иметь запас по мощности около 10 dB.
1030/10х 1 = 1000 W
Мощность 1000 W требуется только для чистого воспроизведения сигнала экстремального уровня. Это существенно повысит качество звучания системы. Напомним, что человеческое ухо воспринимает скорее не абсолютные уровни громкости, а их перепады, поэтому чистое воспроизведение пикового сигнала играет важную роль в восприятии общей звуковой картины.
Помните, что запас мощности необходим только для повышения качества звука, а не для того, чтобы «насиловать» систему звукоусиления. Динамики обычно рассчитываются таким образом, чтобы выдерживать кратковременные пятикратные перегрузки, поэтому очень важно знать может ли усилитель работать в таких ситуациях без искажений.
Однако существует риск вывести динамики из строя, если усилитель будет постоянно работать на повышенных уровнях, поэтому для повышения надежности желательно использовать более мощные динамики.
В целях экономии, принимая во внимание общепринятую точку зрения, можно обойтись динамиками с мощностью вдвое меньшей, чем мощность усилителя. Т.е. в нашем случае необходимы динамики мощностью 500 W, при мощности усилителя 1000 W.
Итак, нам необходима мощность 1000 W. Допустим, мы имеем 1000-ваттный стереофонический усилитель, развивающий поканальную мощность 500 W при нагрузке 4 Ohms. Применяя на каждом канале 8-омные динамики, мы будем использовать мощность усилителя только на 70%, т.е. поканальная мощность будет составлять 350 W. Для увеличения мощности системы можно либо использовать динамики с другим сопротивлением, либо соединить по два динамика параллельно, либо взять более мощный усилитель.
Если дополнительные динамики имеют различные характеристики, то можно отказаться от стереоусиления и усиливать каждую группу динамиков раздельно по каждому из каналов.
Параллельно соединенные однотипные динамики равномерно поделят между собой мощность усилителя, т.
е. на каждый из них придется по 250 W.
Типичная система звукоусиления для помещений ресторанного типа ( 96 dB).
Отметим, что запас мощности необходим для повышения качества, а не громкости
Если динамики действительно выдерживают пятикратную перегрузку, они могут быть заменены на 50-ваттные или, что более надежно, – на 100-ваттные. Конечно, предполагается, что вы эксплуатируете их в нормальном режиме: не забываете подключать оба динамика, следите за тем, чтобы усилитель не перегревался (в противном случае он может перегрузиться и вывести динамики из строя). Помните, что основная цель – добиться качественного контролируемого звука, а не нагружать чрезмерно усилитель, доводя его до белого каления.
Повреждения системы возможны также из-за различных инцидентов (например, падение микрофона может привести к безвременной кончине практически любого динамика). Защита динамиков от подобных случайностей будет рассмотрена позже.
Использование стереоусилителя в монорежиме
для управления группой динамиков различных типов
Как упоминалось ранее, для обеспечения необходимой мощности 500 W при 8-омной нагрузке на каждом из каналов можно применить усилитель с более высоким коэффициентом усиления. Так как в этом случае эффективность системы составляет 70%, нам потребуется усилитель с поканальной мощностью (500/0,7) около 700 W и 500-ваттные динамики, поскольку каждый из каналов усилителя нагружен только одним 8-омным динамиком.
Динамик мощностью 500 W – идеальный выбор, однако опять же (если мы используем систему со всеми предосторожностями) можно поставить и 100-ваттные динамики, памятуя о том, что они должны выдерживать кратковременную пятикратную перегрузку.
Системы звукоусиления для более просторных помещений
Теперь рассмотрим большее помещение, скажем 17 х 13 х 5 m и посмотрим, что получится.
Возьмем полюбившийся нам уровень громкости, необходимый для ресторанов (96 dB) и договоримся использовать динамики одинаковой эффективности.
• Отметим, что низкие и высокие частоты
будут обрабатываться отдельными усилителями, что позволит регулировать баланс между ними.
• Динамики соединены параллельно, то есть общее сопротивление нагрузки усилителя составит 4 Ohm.
• Для уменьшения отражений и повышения качества звука в конце зала используются рупорные колонки.
• Для стереосистем используются сдвоенные усилители
Итак, нам необходимо озвучить помещение высотой 5 m, глубиной 17 m и шириной 13 m, то есть довольно-таки большой зал. Посмотрим, что же можно предпринять в таком случае.
Имея динамики, создающие звуковое давление
в 96 dB при мощности 1 W на расстоянии 1 m, необходимо озвучить зал глубиной 17 метров.
20 lg (17/1) = 25 dB
Прибавим 10 dB, создающих запас по мощности, и получим конечный результат:
1035/10х 1 = 3100 W
Монстр в 3 kW развивает слишком большую мощность вблизи сцены, поэтому придется подумать об использовании колонок, размещаемых в разных местах зала или (по крайней мере) установке более направленных порталов.
Не забывайте, мы говорим о качественной системе, работающей на средних уровнях и чисто воспроизводящей пиковые сигналы. Человеческое ухо ощущает скорее разницу в громкости звука, чем ее абсолютное значение, и более комфортно воспринимает четкий звук, чем громкий гул.
Для озвучивания большого помещения вряд ли можно обойтись одним динамиком, способным достаточно эффективно охватить всю область, поэтому необходимы рупоры, помогающие фокусировать звук в заданном направлении, снижающие влияние реверберационных процессов и нивелирующие эффект «бульдозера» (воздействие сигнала высокого уровня на людей, находящихся в непосредственной близости от порталов).
Имея дело с такой мощностью, неплохо бы подумать о двухполосном усилении, способном значительно улучшить качество звука и предоставить более комфортные условия для работы отдельных компонентов системы.
Если мы используем динамики с эффективностью 93 dB, то для того, чтобы добрать недостающие 3 dB, необходимо вдвое увеличить мощность усилителя и использовать систему колоссальной мощности в 6 kW. Помните однако о том, что эффективность динамика – это еще не все. Она может «плавать» в пределах 10 dB.
Это объясняется тем, что при лабораторных испытаниях были выбраны «удачные» точки для снятия характеристик.
Если динамик не может качественно воспроизвести звук, то совсем неважно, какой громкости можно от него добиться – он останется эффективным и громким, но плохим динамиком. В любом случае, последнее слово всегда за вами, ваши уши – главный судья.
Типичная система звукоусиления
для более просторных помещений (17х13х5 метров)
Начало книги Питера Бьюика
«Живой звук.
РА для концертирующих музыкантов»
читайте в N 1, 2 (100, 101) 2020 года.
Продолжение – в следующих номерах журнала «Шоумастер».
24 ноября в 15:06 Мастер-класс 3 2020 (102)
Последовательно и параллельно
Хорошо, если у установщика есть возможность применить схему поканального усиления. Однако в большинстве случаев это считается непозволительной роскошью, и в процессе инсталляции аудиосистемы в девяти случаях из десяти возникает потребность нагрузить, к примеру, двухканальный аппарат четырьмя динамиками или четырехканальный — восемью. Собственно, страшного в этом ничего нет. Важно только держать в памяти несколько основных способов соединения громкоговорителей. Даже не несколько, а всего-то два: последовательный и параллельный. Третий — последовательно-параллельный — производная из двух перечисленных. Другими словами, если у вас имеется больше одного динамика на канал усиления и вы знаете с какими нагрузками может справиться аппарат, то выбрать одну, наиболее приемлемую схему из трех возможных не так уж и сложно.
Последовательное соединение динамиков
Понятно, что когда драйверы соединены в последовательную цепочку, возрастает сопротивление нагрузки. Также понятно, что с увеличением количества звеньев оно растет. Обычно потребность увеличения сопротивления возникает для снижения выходных показателей акустики. В частности, при установке тыловой подзвучки или динамика центрального канала, которые в основном выполняют вспомогательную роль, и значительных мощностей от усилителя им не требуется. В принципе последовательно можно соединить сколько угодно динамиков, однако их общее сопротивление не должно превышать 16 Ом: усилителей, работающих с более высокими нагрузками, немного.
На рисунке 1 показано, каким образом две динамические головки включаются в последовательную цепочку. Положительный выходной разъем канала усилителя соединяется с плюсовой клеммой динамика А, а «минус» того же драйвера — с «плюсом» динамика В. После чего минусовая клемма динамика В подключается к отрицательному выходу того же канала усиления.
По той же схеме строится и второй канал.
Это два динамика. Если требуется последовательно соединить, скажем, четыре громкоговорителя, то метод аналогичный. «Минус» динамика В вместо того, чтобы подключаться к выходу усилителя, соединяется с «плюсом» С. Дальше от минусовой клеммы C бросается провод на «плюс» D, а уже от «минуса» D происходит соединение с отрицательным выходным разъемом усилителя.
Вычисление эквивалентного сопротивления нагрузке канала усиления, на который нагружена цепочка последовательно соединенных динамиков, производится простым сложением по следующей формуле: Zt = Za + Zb, где Zt — эквивалентное сопротивление нагрузке, а Za и Zb соответственно сопротивление динамиков А и В. К примеру, имеется у вас четыре 12-дюймовых сабвуферных головки сопротивлением в 4 ома и один-единственный стереоусилитель 2 х 100 Вт, не терпящий низкоомных (2 Ом и меньше) нагрузок. В этом случае последовательное соединение НЧ-динамиков — единственно возможный вариант. Каждый канал усиления при этом обслуживает пару головок с общим сопротивлением 8 Ом, что легко вписывается в указанные выше 16-омные рамки.
Тогда как параллельное включение динамиков (о нем позже) приведет к недопустимому (меньше 2 Ом) снижению сопротивления нагрузки обоих каналов и в результате выходу из строя усилителя.
Когда к одному каналу усиления последовательно подключается более одного динамика, это неизбежно отражается на выходной мощности. Вернемся к примеру с двумя соединенными последовательно 12-дюймовыми головками и одним 200-ваттным стереоусилителем, минимальное сопротивление нагрузки которого 4 Ом. Чтобы выяснить, сколько ватт при таких условиях сможет отдать динамикам усилитель, нужно решить еще одно несложное уравнение: Po = Pr x (Zr/Zt), где Po — подводимая мощность, Pr — измеренная мощность усилителя, Zr — сопротивление нагрузке, при котором проводились измерения реальной мощности усилителя, Zt — суммарное сопротивление динамиков, нагруженных на данный канал. В нашем случае получается: Po = 100 x (4/8). То есть 50 ватт. Динамиков у нас два, поэтому «полтинник» делится на два. В итоге каждая головка получит по 25 ватт.
Параллельное соединение динамиков
Здесь все в точности до наоборот: при параллельном соединении сопротивление нагрузке падает пропорционально количеству динамиков. Соответственно вырастает выходная мощность. Число громкоговорителей ограничено способностью усилителя работать на низких нагрузках и мощностными пределами самих динамиков, включенных параллельно. В большинстве случаев усилители вполне справляются с нагрузками в 2 ома, реже в 1 ом. Существуют аппараты, которым по зубам и 0,5 ома, но это уже действительно большая редкость. Что касается современных громкоговорителей, то здесь разброс мощностных параметров от десятков до сотен ватт.
Рисунок 2 демонстрирует, как подключить пару драйверов в параллель. Провод от плюсового выходного разъема соединяется с положительными клеммами динамиков А и В (проще всего соединить сначала выход усилителя с «плюсом» динамика А, а затем уже от него тянуть провод к динамику В). По той же схеме соединяются минусовой вывод усилителя с «минусами» обоих динамиков.
Вычисление эквивалентного сопротивления нагрузке канала усиления при параллельном соединении динамиков несколько сложнее. Формула такая: Zt = (Za x Zb) / (Za + Zb), где Zt — эквивалентное сопротивление нагрузке, a Za и Zb — сопротивление динамиков.
Теперь представим, что на низкочастотное звено в системе отводится опять-таки 2-канальный аппарат (2 х 100 Вт на нагрузку 4 Ом), но стабильно работающий при 2 омах. Включение двух 4-омных сабвуферных головок в параллель позволит значительно увеличить выходную мощность, поскольку сопротивление нагрузке канала усиления сократиться вдвое. По нашей формуле получаем: Zt = (4 * 4) / (4 + 4). В результате имеем 2 Ом, что при условии хорошего запаса по току у усилителя даст 4-кратный прирост мощности на канал: Po = 100 x (4/2). Или 200 ватт на канал вместо 50, полученных при последовательном соединении динамиков.
Последовательно-параллельное соединение динамиков
Обычно эта схема применяется для увеличения количества динамиков на борту транспортного средства с тем, чтобы добиться повышения суммарной мощности аудиосистемы при сохранении адекватного сопротивления нагрузке.
То есть на один канал усиления можно задействовать сколько угодно динамиков, если их суммарное сопротивление находится в уже обозначенных нами пределах от 2 до 16 Ом.
Подключение, к примеру, 4 динамиков по этому способу производится следующим образом. Кабель от положительного выходного разъема усилителя соединяется с плюсовыми клеммами динамиков А и С. Затем «минуса» A и C подключаются к «плюсам» громкоговорителей B и D соответственно. Наконец, кабель от отрицательного выхода усилителя соединяется с минусовыми клеммами динамиков B и D.
Для вычисления суммарного сопротивления нагрузке канала усиления, который работает с четырьмя головками, соединенными по комбинаторному способу, применяется следующая формула: Zt = (Zab x Zcd) / (Zab x Zcd), где Zab — суммарное сопротивление динамиков А и В, а Zcd — суммарное сопротивление динамиков C и D (между собой они соединены последовательно, поэтому сопротивление суммируется).
Возьмем все тот же пример с 2-канальным усилителем, стабильно функционирующим при 2 омах.
Только на этот раз два 4-омных сабвуфера, включенных параллельно, нас уже не устраивают, и мы хотим подключить к одному каналу усиления 4 НЧ-головки (тоже 4-омные). Для этого нам нужно знать, выдержит ли аппарат такую нагрузку. При последовательном соединении суммарное сопротивление будет равно 16 Ом, что никого не устраивает. При параллельном — 1 Ом, что уже не вписывается в параметры усилителя. Остается последовательно-параллельная схема. Простые подсчеты показывают, что в нашем случае один канал усиления будет нагружен стандартными 4 омами, раскачивая при этом сразу четыре саба. Поскольку 4 Ом — нагрузка стандартная для любого автомобильного усилителя мощности, то никаких потерь и приростов мощностных показателей в данном случае не произойдет. В нашем случае — это 100 ватт на канал, поровну поделенные на четыре 4-омных динамика.
Подводим итоги. Главное при построении подобных схем — не переусердствовать. Прежде всего в том, что касается минимальной нагрузки усилителя. Большинство современных аппаратов вполне справляются с 2-омными нагрузками.
Однако это совсем не значит, что они будут работать и при 1 оме. Кроме того, на низких нагрузках снижается способность усилителя контролировать движение диффузора динамика, что чаще всего результируется в «размытом» басе.
Все три приведенных выше примера касались исключительно низкочастотного звена аудиокомплекса. С другой стороны, теоретически на одном двухканальном аппарате можно построить всю акустическую систему в автомобиле с мид-басами, среднечастотниками и твитерами. То есть с динамиками, играющими в разных областях частотного спектра. Следовательно придется задействовать пассивные кроссоверы. Здесь важно помнить, что их элементы — конденсаторы и индуктивности — должны быть согласованы с эквивалентным сопротивлением нагрузке данного канала усиления. Кроме того, фильтры сами привносят сопротивление. При этом чем дальше сигнал от полосы пропускания фильтров, тем больше сопротивление.
Статья взята с сайта 12 Вольт
Схемы подключения сабвуфера| the12volt.com
Это приложение для подключения сабвуфера включает схемы для динамиков с одинарной звуковой катушкой (SVC) и с двойной звуковой катушкой (DVC).
Динамик SVC имеет одну звуковую катушку и один набор клемм, один положительный (+) и один отрицательный (-).
Динамик DVC имеет две звуковые катушки, каждая со своим набором клемм. Из-за этого,
Динамики DVC (обычно сабвуферы) предлагают больше вариантов подключения, чем динамики SVC.
Примечание : Многие варианты проводки, показанные в этом приложении, могут быть несовместимы с вашим усилителем из-за нагрузок с низким импедансом. Пожалуйста, обратитесь к руководству пользователя вашего усилителя, чтобы определить наилучший вариант подключения и убедитесь, что общий импеданс нагрузки совместим с вашим усилителем, прежде чем выполнять какие-либо подключения. При выполнении любых подключений соблюдайте полярность во избежание повреждения к вашему усилителю и/или акустической системе. * Физическое расположение положительного (+) и отрицательного (-) разъемов динамика, показанное на некоторых схемах, изменено местами для удобства чтения.
|
Двойная звуковая катушка 1 Ом:
• Один 1 Ом DVC• Два 1 Ом DVC
• Три 1 Ом DVC
• Четыре 1 Ом DVC
Двойная звуковая катушка 2 Ом:
• Один 2-омный DVC• Два 2-омных DVC
• Три 2-омных DVC
• Четыре DVC 2 Ом
Двойная звуковая катушка 4 Ом:
• Один 4-омный DVC• Два 4-омных DVC
• Три 4 Ом DVC
• Четыре DVC 4 Ом
Двойная звуковая катушка 6 Ом:
• Один 6-омный DVC• Два 6 Ом DVC
• Три 6 Ом DVC
• Четыре DVC 6 Ом
Одинарная звуковая катушка 4 Ом:
• Один 4-омный SVC• Два 4-омных SVC
• Три 4 Ом SVC
• Четыре SVC 4 Ом
Одинарная звуковая катушка 8 Ом:
• Один 8 Ом SVC• Два 8-омных SVC
• Три 8 Ом SVC
• Четыре SVC 8 Ом
Сабвуферы, корпуса и калькуляторы:
• Второй орден / Бесконечная перегородка / Свободный воздух• Второй заказ / Акустическая подвеска и герметичные корпуса
• Корпуса четвертого порядка / Bass Reflex и Bandpass
• Корпуса шестого и восьмого порядка
• Параллельные и последовательные калькуляторы
• Калькулятор корпуса сабвуфера
• Мастер подключения сабвуфера
• Тиле — малые параметры
Справка и дополнительные ресурсы:
• Форум автозвука• Домашняя автомобильная аудиосистема
• Горячие темы автомобильной аудиосистемы
• Инструкции по автозвуку
• Пассивные кроссоверы и калькуляторы
• Стерео в мостовые монофонические переключаемые выходы
• Серия коммутаторов для параллельного и обратного подключения
• Переключить стерео на мостовое моно, а серию на параллельный
com Вторник, 23 мая 2023 г. • Copyright © 1999-2023 the12volt.com, Все права защищены. • Политика конфиденциальности и использование файлов cookie
Отказ от ответственности: *Вся информация на этом сайте ( the12volt.com ) предоставляется «как есть» без каких-либо явных или подразумеваемых гарантий, включая, помимо прочего, пригодность для конкретного использования. Любой пользователь принимает на себя весь риск в отношении точности и использования этой информации. Пожалуйста проверьте все цвета проводов и схемы, прежде чем применять какую-либо информацию.
Схемы подключения сабвуфера, динамика и усилителя
Схемы подключения можно найти в приложении KICKER U для iOS или Android.
Приложение KICKER U для iOS
Приложение KICKER U для Android
Или щелкните следующие ссылки, чтобы загрузить необходимую помощь прямо сейчас!
Варианты проводки с одной звуковой катушкой
На следующих схемах показаны наиболее популярные конфигурации проводки.
На них показана типовая схема подключения одного канала. Перед подключением динамиков проверьте в руководстве по эксплуатации усилителя минимальный импеданс, который может выдержать усилитель. Помните: 4 Ом моно эквивалентно 2 Ом стерео.
Варианты проводки с двойной звуковой катушкой
На следующих схемах показаны наиболее популярные конфигурации проводки при использовании вуферов с двойной звуковой катушкой. На них показана типовая схема подключения одного канала. Перед подключением динамиков проверьте в руководстве по эксплуатации усилителя минимальный импеданс, который может выдержать усилитель. Помните: 4 Ом моно эквивалентно 2 Ом стерео.
Формулы сопротивления
Последовательное сопротивление: Rt = R1 + R2 …
Параллельное сопротивление: Rt = (R1 x R2) / (R1 + R2)
9005 0Таблица силовых кабелей
Рекомендуемый минимальный размер манометра
Ток (ампер) | До 4 футов | от 4 до 7 футов | от 7 до 10 футов | от 10 до 13 футов | от 13 до 16 футов | от 16 до 19 футов | от 19 до 22 футов | от 22 до 28 футов |
0-20 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 |
20 — 35 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 4 | 4 |
35 — 50 | 8 | 8 | 8 | 8 | 4 | 4 | 4 | 4 |
50 — 65 | 8 | 8 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1/0 |
65 — 85 | 8 | 8 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1/0 | 1/0 |
85 — 105 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1/0 | 1/0 | 1/0 |
105 — 125 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1/0 | 1/0 | 1/0 | 1/0 |
125 — 150 | 4 | 4 | 4 | 1/0 | 1/0 | 1/0 | 1/0 | 1/0 |
Политика конфиденциальности | Возврат и возмещение
© , Stillwater Designs.
