|
|
Когда колонок больше, чем каналов...
Акустика к магнитоле обычно подключается по принципу "один канал - один динамик", однако существуют комбинированные способы подключения нагрузки. Они используют особенности построения мостовых усилителей современных магнитол и позволяют добиться более качественного звучания. Предлагаемые решения не требуют серьезных затрат времени и средств и неоднократно проверены на практике. Для этого пригодны магнитолы с мостовыми усилителями большой мощности (выше 20 Вт на канал). Модели магнитол с двух- или четырехканальным усилителем малой мощности рассматриваться не будут - здесь "медицина бессильна". Качество звучания даже недорогой магнитолы можно заметно улучшить. У большинства малогабаритных коаксиальных или широкополосных фронтальных громкоговорителей из-за неудачного акустического оформления НЧ составляющие сигнала вызывают перегрузку и искажения уже при среднем уровне громкости. Очевидно, что для устранения этого дефекта необходимо применить ФВЧ. Хорошие результаты достигаются при использовании фильтров первого порядка с частотой среза порядка 90-180 Гц (в зависимости от характеристик головки и акустического оформления). Другое решение - переход к разнесенной (компонентной) акустике, в этом случае мидбасовые головки можно установить в подобающее акустическое оформление. В этом случае удобно перейти к раздельному усилению (т.н. bi-amping), тогда появится возможность регулировать тональный баланс не только регуляторами тембра, но и соответствующим распределением мощности усилителей. При использовании готового комплекта двухполосной АС проще всего использовать штатный кроссовер, разделив входы ФВЧ и ФНЧ для подключения к фронтальным и тыловым каналам соответственно. При частоте раздела 5...7 кГц, характерной при использовании недорогих ВЧ-головок, наилучшим образом проявят себя в таком включении магнитолы с неравным распределением мощности между фронтальными и тыловыми каналами (обычно 2х7 Вт фронт + 2х25 Вт тыл). У магнитол же с каналами равной мощности каналы, работающие на "пищалки" будут использовать не более трети своих возможностей. В этом случае есть смысл подумать о снижении частоты раздела до 1,5...3 кГц, но для этого требуются ФВЧ высоких порядков и ВЧ-излучатели специальной конструкции с низкой частотой основного резонанса. Стоимость их немалая, поэтому трехполосная фронтальная АС в этом случае может оказаться даже дешевле, а возможности по настройке сцены у нее заметно шире. Доступные СЧ- головки (или широкополосные в роли СЧ) с "мягким" диффузором диаметром до 13 см вполне можно использовать только с ФВЧ, не ограничивая полосу частот сверху, поскольку их АЧХ в рабочем диапазоне частот достаточно равномерна и плавно спадает на высоких частотах. Головки большего диаметра обычно обладают значительной неравномерностью АЧХ, в этом случае для СЧ- излучателей необходимо использовать полосовые фильтры. НЧ-головки трехполосных систем при частотах раздела выше 500...800 Гц можно включать без ФНЧ, используя естественный спад АЧХ и особенности акустического оформления. Это позволит снизить потери на активном сопротивлении катушки фильтра. Однако головки с диффузорами высокой жесткости часто имеют несколько резонансов в области СЧ, создающих призвуки. В этом случае ФНЧ необходим. На приводимых далее схемах приведены частоты среза, обеспечиваемые при наиболее распространенных стандартных номиналах конденсаторов. Пунктиром показаны необязательные элементы. В зависимости от структуры усилителей магнитолы схема подключения изменяется. Рассмотрим их "по старшинству". Магнитолы с двухканальным усилителем и фейдером на выходе. В эксплуатации находится еще немало таких "динозавров" выпуска середины 90-х годов. Характерная черта встроенных усилителей таких аппаратов - они рассчитаны на нагрузку 2 Ома и обладают солидным запасом мощности. Это связано с тем, что в среднем положении фейдера фронтальные и тыловые АС соединяются параллельно. Однако использовать совместно с ними компонентную акустику невозможно.. Причина проста - при введении фейдера увеличивается выходное сопротивление усилителя, что приводит к изменению частоты среза кроссоверов. Поэтому единственный возможный вариант использования усилителей таких аппаратов с современной акустикой - двухканальная конфигурация, при которой фейдер исключен из работы. В таком варианте можно добавить сабвуфер, включив его по схеме "смешанное моно". Поскольку регулировать соотношение уровней фронтальной АС и сабвуфера невозможно, в зависимости от чувствительности примененных головок выбирается один из вариантов подключения (рис.1.).
рис.1. Вариант А используется в том случае, когда чувствительность фронтальных динамиков на 3-5 дБ выше, чем у сабвуфера. В этом варианте они подключены к усилителям не по мостовой, а по обычной схеме и подводимая к ним мощность не превышает 7 Вт/4 Ом. Для получения достаточной громкости фронтальной акустики желательно использовать высокоэффективные головки чувствительностью порядка 91-93 дБ. Обратите внимание на их фазировку - один из "полуусилителей" инвертирующий, второй - неинвертирующий. Частота среза ФВЧ, образованного конденсаторами С1 и С2 может выбираться произвольно, однако наличие конденсаторов принципиально важно - они не пропускают на динамики постоянную составляющую с выхода усилителей. Фронтальные головки условно показаны широкополосными, но они могут быть коаксиальными или компонентными. Вариант Б используется при близкой чувствительности всех головок. Наличие конденсаторов C1,C2 для нормального функционирования уже не обязательно, поскольку используется мостовое подключение. При отсутствии конденсаторов головки в полосе пропускания фильтра сабвуфера работают параллельно. Это приводит к снижению импеданса нагрузки до 2 Ом, но усилитель на это рассчитан. Для сабвуфера в обоих случаях используется фильтр второго порядка (C3L1R1). Магнитолы с комбинированным усилителем. Усилитель этих магнитол можно использовать в двух вариантах - как двухканальный мостовой с максимальной мощностью 2х25 Вт или как четырехканальный с обычным подключением нагрузки и "виртуальной землей". Мощность при этом составляет 4х7вт. Самый известный представитель этого семейства - Sony 1253/1853. Для работы с сабвуфером также необходимо использовать двухканальную конфигурацию.
рис.2. Выбор схемы включения, как и в предыдущем случае, производится с учетом чувствительности головок. Для варианта А конденсаторы C1,C2 играют роль ФВЧ. От них можно отказаться, если примененные головки обеспечивают неискаженное воспроизведение низших частот. Отделение постоянной составляющей производится внутренними конденсаторами магнитолы. Однако для варианта Б обязательно наличие двух ФВЧ для стереоканалов и ФНЧ для суммарного канала. Их задача - исключить параллельную работу головок на низких частотах. Поскольку на низких частотах импеданс головок практически равен их сопротивлению по постоянному току, отсутствие фильтров может привести к перегрузке усилителя, рассчитанного на нагрузку 4 Ом. Для стереоканалов используются фильтры первого порядка (C1,C2), для суммарного - второго (C3L1R1). Возможен и другой вариант смешанного подключения нагрузки, но уже в рамках одного усилительного канала. Он удобен для подключения двух- или трехполосной акустической системы. Для НЧ-головки используется мостовое включение, а для СЧ/ВЧ или ВЧ - обычное. Переключатель режимов устанавливается в положение для четырехканальной конфигурации.
рис.3. Зависимость подводимой к головкам мощности от положения фейдера показана на рис.3.б. В процессе регулирования мощность на мостовой нагрузке снижается максимально на 6 дБ (в 4 раза), поскольку в крайних положениях фейдера схема сводится к обычной ("оставшееся без сигнала" плечо усилителя выполняет роль "виртуальной земли"). Следует учитывать, что в зоне совместного действия головок они оказываются соединенными параллельно, но, поскольку на этих частотах уже сказывается рост импеданса нагрузки из-за индуктивности звуковой катушки, реально перегрузка усилителя не возникает. Магнитолы с усилителями разной мощности. По такой схеме до сих пор выпускается ряд недорогих аппаратов: CD-ресивер TCH-77 (LG Electronics), магнитолы Daewoo AKF-4087X, AKF-4237X, AKF-4377X, AKF-8017X, Prology KX-2000R, ARX-9751/52, "Урал" (модели 206, 207, 208). Мощные усилители моделей с каналами разной мощности выполнены по мостовой схеме, а менее мощные - по обычной. Помимо упоминавшегося варианта би-ампинга можно использовать традиционное или смешанное подключение фронтальных головок к более мощным тыловым каналам, а тыловую АС ("подзвучку"), не требующую большой мощности, подключить к фронтальным каналам по обычной схеме или схеме Хаффлера (с разностным сигналом). Функции фейдера "фронт-тыл" поменяются местами, но к этому легко привыкнуть. Все сказанное выше относительно комбинированного подключения остается в силе, только исчезнет возможность регулировать соотношение мощностей по полосам во фронтальном канале. Аналогично рассмотренным вариантам в данном случае по комбинированной схеме можно включить фронтальную акустику и сабвуфер, фейдер при этом регулирует уровень сигнала пищалок. Рабочие диапазоны частот фронтальных головок и сабвуфера не должны перекрываться, чтобы не вызвать перегрузку усилителя.
рис.4. Магнитолы с четырехканальными мостовыми усилителями. Для
четырехканальных мостовых усилителей,
которыми снабжены практически все
современные магнитолы, приведенные
варианты включения АС можно
комбинировать различным образом.
Например, используя одновременно "смешанное
моно" и обычную схему подключения (рис.5),
можно подключить сабвуфер и "пищалки"
или тыловые АС (с ограничением полосы
частот), а оставшиеся каналы использовать
для мидбаса или фронтальной АС.
Другой вариант -
трехполосная фронтальная АС с
комбинированным подключением и
подзвучка по схеме Хаффлера. Фейдер
позволяет регулировать соотношение СЧ и
НЧ, уровень ВЧ в процессе регулирования
изменяется в пределах 6 дБ. Порядок
подключения нагрузки выбран таким, что
перегрузка усилителя не возникает даже
при использовании НЧ-головок в полной
полосе частот, а СЧ - только с ФВЧ, что
делает эту схему особенно
привлекательной - не нужно мотать катушки
индуктивности.
рис.6. Рекомендации Поскольку
используется инвертирующие и
неинвертирующие выходы встроенного
усилителя, обратите внимание на
полярность подключения головок. В тех
случаях, когда по схеме требуется
соединение одного из выводов нагрузки с
"массой", это необходимо делать на
корпусе магнитолы или на "минусовом"
проводе питания как можно ближе к ее
корпусу. Соединение с "массой"
автомобиля недопустимо! Для схем с
мостовым вариантом подключения нагрузки
в составе фильтров необходимо
использовать неполярные оксидные (электролитические)
конденсаторы. В крайнем случае их можно
составить из двух полярных вдвое большей
емкости, соединив их встречно-последовательно
("плюс" к "плюсу"), но качество
звучания с неполярными конденсаторами
выше. Конденсаторы небольшой емкости
лучше использовать бумажные или
полипропиленовые. Расчет фильтра НЧ
для сабвуфера производится обычным
способом. Однако в конструкцию фильтра
второго порядка желательно ввести
резистор сопротивлением 1 Ом, как
показано на схемах. Это снизит
вероятность перегрузки усилителя
магнитолы. Частота раздела и
порядок ФНЧ для сабвуфера выбираются в
пределах 80...200 Гц в зависимости от места
размещения низкочастотной головки. Если
она размещена в задней части салона,
частоту раздела следует выбирать как
можно ниже, а порядок - выше, чтобы
избежать воспроизведения сабвуфером "голосового"
диапазона. Однако это требует
изготовления поистине циклопических
катушек индуктивности. С одной стороны,
использовать в их конструкции
ферромагнитные сердечники нежелательно,
поскольку искажения, вызванные
неизбежным намагничиванием сердечника,
значительно ухудшают качество звучания. С другой стороны,
использование сердечника позволяет
резко снизить активное сопротивление
катушки и потери в ней, что особенно
актуально при использовании встроенных
усилителей магнитолы. Так что выбор нужно
делать в каждом конкретном случае. Словом,
вариантов много - была бы фантазия. Публикация: www.bluesmobil.com/shikhman
журналы Amaterske Radio (годовые архивы) журналы Домашний ПК (годовые архивы) книга Температура. Смородинский Я.А., 1981 книга Электромеханические фильтры радиочастот. Голубцов М.Г., 1957 статья Нервные болезни. Конспект лекций статья Самодельные направленные ответвители для кабельного телевидения справочник Вхождение в режим сервиса зарубежных телевизоров. Книга №40
|
Смотрите другие статьи раздела