|
|
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 Радиомир (годовые архивы) журналы М-Хобби (годовые архивы) книга Структурный синтез электросхем металлорежущих станков. Разыграев А.М., 1964 книга Магнитный усилитель - что это такое. Соболевский А.Г., 1963 статья Восстановление и зарядка аккумулятора статья Эксплуатация очистных сооружений. Типовая инструкция по охране труда справочник Зарубежные микросхемы и транзисторы. Серия C
|
Смотрите другие статьи раздела