Разновидности усилителей звука в авто
Выбираем автомобильный усилитель – основные критерии и характеристики
Достаточно часто автолюбители сталкиваются с проблемой выбора усилителя мощности в машину. При этом мало кто знает, на что именно обращать внимание при покупке. В данной статье мы рассмотрим основные критерии и характеристики для подбора, поскольку от правильного выбора автоэлектроники зависит качество звучания и класс всей стереосистемы в комплексе. Именно поэтому прежде чем остановиться на выборе усилителя той или иной модели, лучше, как говорят, «семь раз отмерить».
По сути, автомобильный усилитель мощности является одним из главных элементов стереосистемы и используется с целью усиления поступающего от магнитолы сигнала звука к желаемому уровню.
🔎 Какие бывают классы и ряды критериев в автомобильных усилителях?
Автомобильные усилители существенно отличаются друг от друга по цене, что определяется в зависимости от количества каналов усилителя, его класса и ряда других критериев (мощность, соотношение сигнал/шум и т.д.).
Рассмотрим более конкретно каждую из категорий.
По количеству каналов усилители разделяются на подвиды от одного до шести каналов.
☑ Одноканальный усилитель является моноблоком, наиболее простым видом. Он используется при наличии подключенного сабвуфера и бывает всего двух классов (AB и D). Моноблок класса D может работать как с обмоткой 1 Ом, так и с сабвуферами 2 и 4 Ом, в связи с чем, его использование более предпочтительно, и распространено, чем моноблока класса AB. Использование усилителя с низкой нагрузкой в 1 Ом позволяет получать высокую мощность сигнала при минимальной нагрузке на аккумулятор.
☑ Двухканальный усилитель более сложен в конструктиве и рассчитан на подключение двух динамиков или одного пассивного саба. Он способен поддерживать низкую нагрузку (1-2 Ома) и работает только с использованием мостового соединения. Данный вид усилителя поддерживает и дополнительные функции, среди которых наиболее распространенной является возможность плавного усиления уровня низких частот.
☑ Достаточно редко на практике встречаются трехканальные усилители. Это объясняется тем, что по своей сути они идентичны с 2-х канальными. Единственное их отличие – возможность работы в режиме tri-mode (одновременное подключение двух стерео и одной моно систем).
☑ Четырёхканальный усилитель – наиболее популярный вариант на практике. По конструктивным особенностям представляют собой два встроенных в один корпус двухканальных усилителя, в связи с чем, его возможности идентичны усилителю с двумя каналами. Их главное предназначение – усиление мощности тыловой или фронтальной акустической сцены. Усилитель с 4 каналами рассчитан на небольшую мощность (от 50 до 100 Вт на один канал). Дает возможность подключить 4 динамика или 2 саба (используя 2 канала на один саб и мостовое подключение).
☑ Пятиканальные усилители используются для одновременного подключения одного сабвуфера (с помощью моноканала) и 4 динамиков.
☑ Шестиканальный усилитель имеет наиболее высокую стоимость, за счет широкого выбора возможных вариантов подключения различных элементов акустики:
• шесть динамиков;
• сабвуфер (мостовое соединение) и четыре динамика;
• три сабвуфера (мостовое соединение) и т.д.
🔎 Среди классов усилителей выделяют: А, В, АВ и D классы.
Главный критерий разделения: КПД и искажение звукового сигнала.
☑ Класс «А» усилителей — позволяет получить наивысшее качество звучания при минимальном уровне искажения. Используется в дорогих акустических системах элитного класса. Главный недостаток данного класса усилителей — низкий КПД (20-25%), потеря мощности сигнала. На практике встречается довольно редко, что объясняется дороговизной и не идеальными техническими характеристиками.
☑ Усилители класса «В» имеют более эффективную мощность, по сравнению с классом «А», но проигрывают в уровне искажений. В связи с плохой «чистотой» воспроизводимого сигнала, данный класс усилителей также не часто используется в автоакустике при построении стереосистемы.
☑ «АВ» класс усилителей — наиболее распространен и востребован среди автолюбителей. Он характеризуется средним качеством звучания, достаточной мощностью сигнала, чистым звуком (низкий уровень искажений), а его КПД составляет 45-50%. Для данного класса характерна средняя стоимость и большие размеры усилителя. Идеально подходит для сабвуферов с мощностью от 500 до 600 Вт.
☑ Усилители класса «D» используются для обработки цифровых сигналов. Имеют компактные размеры и высокую мощность, но низкое качество звучания в сочетании с невысоким уровнем искажений. КПД в классе «D» — наивысший, и составляет 90-98%. В данном типе усилителей не используется радиатор охлаждения, так как они практически не греются. Также, имеют большую стоимость, в связи с чем, не пользуются особой популярностью у автолюбителей и аудиофилов.
Итак, мы разобралис
Как выбрать усилитель мощности в автомобиль
Какие бывают усилители мощности
В автомобильных системах среднего и высокого класса для достижения высокого качества звучания, большей громкости, а также для подключения сабвуфера становится недостаточно мощности встроенного усилителя автомагнитолы. Для решение этой проблемы предназначены автомобильные усилители мощности. Рассмотрим основные виды автомобильных усилителей мощности, их характеристики, а также принципы на которых надо основываться их выбирая.
Усилители бывают 1-канальные (моноблоки), 2-х канальные, 3-х канальные, 4-х канальные, 5-ти канальные, 6-ти канальные. Так же усилители делятся на класс AB (аналоговые, с высоким качеством усиления и не высоким КПД и соответственно мощностью) и D (цифровые, высокий КПД, большая мощность, низкое качество).
1-канальные усилители (моноблоки) используются в автомобильных системах как правило для сабвуферов. Слово моноблок при выборе усилителя для сабвуфера обозначает только то, что усилитель может работать на низкоомную нагрузку (1-2 Ом), если сабвуфер рассчитан на 4-8 Ом, то искать моноблок для него не принципиально, будет достаточно и 2-х канального усилителя, подключенного мостовой схемой. Моноблоки в основном все идут класса D, т.к. рассчитаны на подключения сабвуфера в автомобиле, а для саба самое главное хорошая мощность, а не качество звука. Также имеют развитый кроссовер в низкочастотном диапазоне и выносной регулятор громкости, что очень удобно при подключении к штатной автомагнитоле, в которой нет встроенной регулировки громкости сабвуфера.
2-х канальные усилители мощности используются как для пары динамиков, так и для подключения сабвуфера используя мостовое соединение, либо по катушке/сабвуферу на канал усилителя, если позволяет мощность.
3-х канальные усилители сейчас используюся очень редко, т.к. все современные 4-х канальные усилители имеют возможность мостового подключения и работы в режиме 2 каналов на акустику + 1 на сабвуфер. Но все же они есть.
4-х канальные усилители — самые распространенные автомобильные усилители мощности. Могут быть использованы как для 4-х динамиков, так для 2-х динамиков и сабвуфера, а также и для 2-х сабвуферов. Наиболее часто продаваемые и устанавливаемые усилители.
5-ти канальные усилители используются в автомобильной системе для усиления 4-х динамиков и сабвуфера. Как правило служат удешевленной альтернативой для более качественной компоновки системы, когда ставится отдельно усилитель для акустики и отдельно для сабвуфера. Также экономит место.
6-ти канальные усилители мощности используются и распространены крайне редко за своей не востребованностью. Редкая автозвуковая система в них нуждается.
Термины и обозначения которые нужно знать и использовать выбирая усилитель
Звук в автомобиле: подбираем усилитель — мощный, но аккуратный
Штатные автомобильные аудиосистемы — настоящая головная боль для тех, кто привык к качественному звучанию. Я уже рассказывал о возможных способах их апгрейда, сегодня остановлюсь подробнее на одном из элементов — автомобильных усилителях. Их специфика порой сильно отличается от домашних.
Чем не угодил штатный усилитель?
Полагаю, пропустить этот вопрос было бы неверно. Причин поменять штатный усилитель несколько.
Во-первых, выходная мощность. В данном случае она нужна совсем не для громкости, или, строго говоря, не только для неё. В штатных системах чаще всего используются совсем простые усилители и динамики с пониженным импедансом. Если мы собрались строить новую систему, то совсем не факт, что новые динамики от штатного усилителя зазвучат хорошо. Они могут иметь, например, импеданс выше, чувствительность ниже, и с ними мы с большой вероятностью получим чёрт знает что. Исключения составляет акустика, которая изначально позиционируется производителями для апгрейда «штаток», но мы вроде бы замахнулись на более серьёзные улучшения, а этот вариант уже оставили позади.
Штатные аудиосистемы в основном делаются не самими автопроизводителями, а сторонними компаниями по заказу автопроизводителей. Но далеко не все выносят свой шильдик на лицевую панель
Во-вторых, потому что системы разрабатываются под достаточно жесткие требования — как ценовые, так и конструктивные. Если открыто объявить, что, предположим, аудиокомпоненты для Honda делают Pioneer и Alpine — это может ударить по репутации этих брендов.
В-третьих, оснащение. Штатный усилитель рассчитан на один единственный вариант системы и имеет ноль целых шиш десятых по части дополнительных настроек. А если нам нужно элементарно включить ФВЧ во фронтальных или тыловых каналах? А если нужно подстроить ФНЧ в каналах сабвуфера, чтобы состыковать его с акустическими системами? А если есть более серьёзные намерения?
Итак, по всему получается, что при апгрейде системы простая замена акустики прокатывает не всегда, и новый усилитель становится в разряд must have.
С чего начать поиск правильного усилителя?
Как всегда, выбор следует делать исходя из потребностей. Иными словами, сначала проектируем состав системы, а по нему уже становится видно, каким должен быть усилитель. Самое простое — возьмите листок бумаги и нарисуйте, где какие динамики у вас будут установлены.
Определитесь с типом подключения акустики — через пассивные кроссоверы или поканально с активным делением полос. Оба варианта имеют свои достоинства и недостатки, но это — тема отдельного разговора. Пока лишь отмечу, что первый вариант попроще, а второй имеет больше возможностей по настройке и «сведению» полос. В зависимости от выбранного варианта будем подбирать усилители с нужным числом каналов и функционалом.
Аудиосистема может быть достаточно сложной. Поканальное усиление с активным делением и процессоры —обычное дело для автомобильной системы высокого уровня
Уже на этом этапе оцените, что будет являться источником в системе. Если головное устройство с обычными линейными выходами, то тут проблем никаких. Если же вы имеете дело со штатной «головой», то тут почти всегда приходится искать обходные манёвры. Я уже рассматривал эту тему подробнее в статье «Звук в автомобиле: как заставить штатную систему звучать лучше», сейчас отмечу лишь то, что касается подключения усилителей.
Итак, вариантов несколько. Самый простой — подключение прямо к выходам штатного усилителя. Для этого новый усилитель должен иметь кроме обычных входов еще и высокоуровневые. Если их нет, то можно использовать так называемые «преобразователи высокого уровня в линейный».
Высокоуровневые входы входят в оснащение многих моделей автомобильных усилителей
Этот вариант прост, но применим далеко не всегда. Чаще всего штатный усилитель выдает в лучшем случае скорректированный сигнал, а в худшем — приходится иметь дело вообще с многополосным усилением. В этом случае «собрать» исходный сигнал можно только специализированным процессором, и уже потом подключать к нему усилитель. Сюда же отнесём и варианты штатных систем с MOST-шиной, из которой специальным адаптером можно «вытащить» SPDIF или аналоговый сигнал.
Поскольку подобных сложных систем становится всё больше, совсем неудивительно, что на рынке начали появляться усилители с уже встроенным процессором. Но об оснащении чуть дальше.
Чем отличаются автомобильные усилители от домашних?
На самом деле, сама усилительная часть — особо ничем. Разве что блок питания здесь работает не от бытовых 220 Вольт, а от бортовой 12-вольтовой сети. Принципиальных же отличий, на мой взгляд, два.
Импульсный блок питания занимает немалую долю внутреннего пространства усилителя
Во-первых, большинство автомобильных усилителей универсальны в плане подключения: они предусматривают как обычное подключение нагрузки, так и мостом к паре каналов. Эта возможность позволяет использовать обычные широкополосные усилители не только для подключения акустики, но и для подключения сабвуферов. Последние всё же более «прожорливы» в плане мощности. Простейший вариант, который по праву можно назвать классическим — это 4-канальный усилитель, два канала которого работают на фронтальную акустику, а два оставшихся включаются мостом на сабвуфер.
Схема с 4-канальным усилителем, работающим на фронтальную акустику и сабвуфер, по праву считается классикой автомобильных аудиосистем
Второе принципиальное отличие автомобильных усилителей от домашних — это оснащение. Домашние в большинстве своём — чистые «оконечники». В автомобиле же, как минимум, приходится использовать фильтры.
Например, всё та же простейшая схема с четырёхканальником, к которому подключена фронтальная акустика и сабвуфер. В большинстве случаев акустическое оформление для фронтальных НЧ/СЧ-динамиков реализовано в дверях. Скажем прямо, оно не самое лучшее, а значит, нижний бас желательно ослабить, и в этих каналах нужен ФВЧ. Сабвуфер, напротив, не должен петь голосом, а значит, в этих каналах нужен ФНЧ. Оптимальная частота стыка акустических систем и сабвуфера обычно находится в промежутке между 50 Гц и 100 Гц — чуть ниже, чем принято делить в домашних системах. Пассивное деление тут не прокатит, мотать катушки размером с запасное колесо — нет уж, увольте. А вот активное деление — самое то. Поэтому исторически так и сложилось, что минимальное оснащение усилителя — это активные фильтры НЧ и ВЧ. В основном регулируемые, но встречаются и с фиксированной частотой настройки.
Регулируемые фильтры НЧ и ВЧ есть в подавляющем большинстве автомобильных усилителей
Ну а дальше — больше. К примеру, если предполагается поканальное включение акустики с активным делением, то усилитель должен иметь фильтры с более широкими пределами регулировки. Некоторые олдскульные модели имеют даже переключатели крутизны среза фильтров. Скажем, JL Audio в своё время промышлял подобным. И так по нарастающей, вплоть до оснащения усилителя встроенным процессором и превращения его в настоящий «звуковой комбайн».
Песня о комбайнёрах, или Усилитель плюс процессор
Сейчас этот класс усилителей со встроенными процессорами (или процессоров со встроенными усилителями, кому что ближе) можно считать самым перспективным по ряду причин.
Во-первых, если в домашней системе вы можете уютно устроиться в самой лучшей точке для прослушивания, то в машине вы всегда имеете дело с отвратительными акустическими условиями салона и чёрт знает как раскиданными по нему динамиками. «Собрать» звучание со всего этого бардака ох как непросто. И как бы презрительно ни кривились аудиофильские снобы и ценители pure passive, сделать это можно только с помощью звукового процессора. Если подойти к делу с умом, то результату могут удивиться даже самые избалованные «домашним звуком» аудиофилы. Проверено неоднократно.
Автомобильные цифровые процессоры, как правило, управляются с подключаемого компьютера или ноутбука. Программа имеет достаточно наглядный интерфейс, позволяющий быстро настроить нужную конфигурацию
Во-вторых, в большинстве случаев только с процессором можно построить систему на базе штатного головного устройства. Немало автомобилей, в которых никаким способом нельзя вытащить исходный сигнал со штатной «головы» — он либо скорректирован, либо вообще порезан на частотные полосы.
В качестве наглядного примера — итальянский концерн Elettromedia, который давно и довольно успешно разрабатывает тему построения новых систем от штатных головных устройств. Суть процессоров, выпускаемых под брендом Audison, следующая. Вы отключаете штатные динамики и заводите сигнал со штатного усилителя на входы процессора. Настройка происходит так. Включаете диск из комплекта и запускаете в процессоре режим настройки. Процессор «слушает» входы, автоматически «складывает» порезанные на частотные полосы сигналы (в том числе и с учетом фазовых сдвигов), проводит деэквализацию, и вы получаете «восстановленный», как томатный сок из пасты, звуковой сигнал. Алгоритм такого сложения — и есть предмет гордости разработчиков.
Audison prima — один из представителей семейства автомобильных процессоров со встроенным усилителем. Или, если угодно, усилителей со встроенными процессорами
Снобы наверняка покривятся, мол, какая уж тут аудиофилия, если мы имеем дело не с исходным сигналом, а собранным, простите, «из г… и палок»? Согласен, о High End тут никто и не говорит. Но, во-первых, система в итоге всё равно заиграет на две головы лучше, чем штатная «балалайка». А во-вторых, и это самое главное — процессор в данном случае нужен для того, чтобы корректно вписать в систему дополнительный высококачественный источник, полностью сохранив функциональность штатного головного устройства.
Правда, серьезных источников, предназначенных исключительно для автомобильного применения, на сегодняшний день пока не очень много. Разве что Sony GS-9, читающая всё, вплоть до формата DSD, да Audison bit Play, который итальянцы до сих пор доводят до ума. Умельцы, правда, вовсю используют в автомобилях домашние плееры (в том числе и ваш покорный), но это можно в расчёт не брать. Тем не менее, как говорил персонаж из старого анекдота, «тенденция, однако» — курс на Hi Res в автомобиле уже взят. И процессоры (в том числе и со встроенными усилителями) здесь — ключевое звено.
Размер имеет значение: даже D-класс бывает разным
Но мы отвлеклись, вернёмся снова к усилителям. Если каких-то пять-семь лет назад АВ-класс имел непререкаемый авторитет, то сегодня автомобильные усилители D-класса во многих случаях выглядят уже предпочтительнее.
Во-первых, компактность. Дома усилитель размером с тумбочку хоть и выглядит громоздким, но всё равно не вызывает настолько серьёзных проблем. В машине разница в длине корпуса всего в 5 см может оказаться решающей. Далеко не каждый сегодня хочет выставлять компоненты аудиосистемы напоказ и тратить много денег на инсталляцию. А компактный D-класс позволяет сделать инсталляцию скрытой. Возможность уместить усилитель, скажем, под сиденьем или под панелью кажется весьма привлекательной.
При всей своей компактности некоторые автомобильные усилители на современных чипах D-класса имеют вполне взрослые показатели выходной мощности и весьма приличное звучание
Во-вторых, — энергоэффективность. Опять же, по сравнению с домашней техникой, в автомобиле этот вопрос стоит особо остро. Особенно с увеличением числа электромобилей и гибридов. Пускать больше половины потребляемой энергии в тепло, согласитесь, не самый рациональный способ её расходования. Впрочем, совсем под обивку прятать такие усилители всё равно не стоит, тепловыделение хоть и не такое, как у АВ-класса, но всё-таки не нулевое. Хотя бы какой-то воздухообмен обеспечиваться должен.
Новое поколение усилителей вовсю использует чипы D-класса с эффективностью выше 95%
Ну и третий довод в сторону D-класса — это, как ни странно покажется многим, качество звучания. Я не беру сейчас в расчёт дорогие усилители высокого класса, там другой расклад. Но в умеренной ценовой категории при сопоставимых ценах АВ-класс чаще всего действительно проигрывает современному D-классу. Лет пять назад это было бы спорным утверждением, но с появлением новых чипов, работающих на несущих частотах под полмегагерца, это уже факт.
Особенности подключения автомобильного усилителя
Существует интересная фраза, о том, что «усилители на самом деле ничего не усиливают, они просто модулируют питание». Одно из существенных отличий автомобильного усилителя от домашнего, о котором вскользь упомянул в самом начале, — это работа от бортовой сети автомобиля. Номинальное напряжение в ней составляет 12 Вольт (реально чуть выше, но сейчас это не суть). Значит, чтобы получить на выходе достаточную мощность, токопотребление должно быть доводьно серьёзным — десятки, а в пиках сигнала даже сотни Ампер. Отсюда и особые требования к подключению питания. На первый взгляд, всё это выглядит немного пугающе, но на самом деле, если придерживаться нескольких простых правил, проблем возникнуть не должно.
Во-первых, усилитель ни в коем случае нельзя подключать к штатной проводке. Она не рассчитана на такие токи. Берите отдельные кабели и прокладывайте их от усилителя непосредственно к аккумулятору. Можно и плюс, и минус, а можно только плюс (минус при этом идёт по «массе»). Однозначного ответа, какой вариант лучше, пожалуй, нет, но лично я предпочитаю первый способ. Хотя бы потому, что в нынешних автомобилях слишком много электроники, которая тоже «завязана» на кузов.
Аккуратность прокладки проводки — залог надёжности и безопасности
Не жадничайте, используйте для подключения специализированные автомобильные кабели — они имеют мягкую изоляцию, устойчивую к перепадам температур. Любители использовать разного рода КГ-25 и прочие подобные промышленные кабели уже через год будут лицезреть в подкапотном пространстве рассыпающуюся резиновую изоляцию. Наблюдал такое неоднократно, к счастью, не у себя.
Кстати, имейте в виду, дешевые кабели могут быть не медными, а так называемыми CCA (Copper Clad Aluminium), «обмеднённые» алюминиевые. Они менее долговечны, сильнее подвергаются коррозии и быстрее ослабевают в местах контактов. Чистая медь в этом плане всё же лучше, хоть и дороже. А ещё лучше — луженая медь.
Во-вторых, подбирайте достаточное сечение питающих кабелей исходя из их длины и токопотребления усилителя. Даже десятые доли Ома в питающей линии могут давать просадку напряжения в пиках сигнала на несколько Вольт. А это не только влияет на звучание, но и чревато выходом из строя блока питания усилителя. По этой же причине старайтесь сразу просчитать необходимую длину кабеля, чтобы избежать лишних стыков.
При выборе сечения кабеля можно руководствоваться таблицами, которые есть в правилах любых автозвуковых соревнований
В-третьих, обязательно ставьте в разрыв питающего кабеля предохранитель. Он должен располагаться как можно ближе к аккумулятору. В отличие от предохранителя в самом усилителе, им вы защищаете не аппаратуру, а сам кабель. Номинал выбирайте исходя из сечения. Например, для кабеля сечением 4 Ga (21 кв.мм) можно использовать предохранитель не более 100 А, а для кабеля сечением 2 Ga (33 кв.мм) — не более 150А.
Пять выводов про автомобильные усилители
Итак, подытожу. Если вы всерьёз решили проапгрейдить штатную аудиосистему, новый усилитель определённо нужен. Это раз.
Определитесь с источником. Если это будет штатное ГУ, из которого невозможно вывести линейный сигнал или «цифру», то вам нужно будет либо преобразовать высокоуровневый сигнал в линейный отдельным устройством, либо выбрать усилитель с высокоуровневыми входами. Либо, если штатная система с полосовым усилением и коррекцией сигнала, придётся «восстанавливать» исходный сигнал процессором. Это два.
Любой автомобильный усилитель имеет дополнительное оснащение — от простых фильтров НЧ и ВЧ, позволяющих разделить акустические системы и сабвуфер, до всё тех же продвинутых процессоров, встроенных в сами усилители. Выбор делайте в зависимости от поставленных задач. Это три.
Определитесь с типом инсталляции. Если это «напоказ», то ограничений практически никаких. Если скрытая инсталляция, то есть смысл отдать предпочтение компактным усилителям D-класса. Это четыре.
И наконец, уделите должное внимание питанию. Качественное питание — залог нормальной работы усилителя. Это пять.