Питание на 2 усилителя. Питание на два уся - подбор силовой проводки и другого оборудования - Всё об автозвуке. Зачем и кому это нужно
Аппетит приходит во время еды. Так и с акустическими системами: процесс создания идеальной автомобильной акустической системы затягивает, стоит только раз прикоснуться к миру хорошего автомобильного звука. Рано или поздно владельцу автомобильной акустики приходит в голову мысль, что неплохо было бы подключить два усилителя к одной магнитоле. Когда сначала появляется мысль, а потом второй усилитель, то это еще, куда ни шло. Но беда в том, что обычно мысль тормозит, а усилитель (подарили, достался по случаю, поменял) – вот он, уже есть. Такой, какой достался – ведь дареному (найденному) коню в зубы не смотрят.
Зачем и кому это нужно
Это информация для тех наивных, кто пока не имеет второго усилителя, и даже еще не задумывался, зачем это нужно. Потому что, у того, кто внезапно стал обладателем второго усиливающего устройства, вопрос «зачем» уже не стоит. Как не стоит он и перед теми, кто уже задумался о необходимости приобретения.
Если подключить 2 усилителя к магнитоле, то можно получить следующие бонусы:
- Повысить качество звучания, разделив «пользователей» поканально. Подключение двух усилителей и использование кроссовера позволяет разделить выходящий сигнал отдельно на высокочастотные громкоговорители, отдельно на мидбасы (СЧ), и отдельно выделить «тыл» - низкочастные динамики или сабвуфер.
- Мостовое подключение 2 усилителей увеличивает выходную мощность на динамик. Здесь работает схема «один усилитель хорошо, а два – мощнее». Устраивая подключение усилителей мостовым способом, не забудьте подумать о дополнительном охлаждении устройств: увеличившаяся мощность увеличивает и нагрузку на прибор.
А как сделать?
Прежде чем задаваться вопросом, о том, как подключить 2 усилителя к 1 магнитоле, нужно, учитывая вышесказанное, определить, что важнее – более качественное звучание или мощный звук. Теоретически, мостовое соединение двух усилителей несколько ухудшает качество звучания. На практике, уловить значительное снижение качества сложно.
Вариантов подключения двух усилителей поканально несколько. Каждый вариант имеет свои плюсы и минусы. Рассмотрим некоторые варианты:
- ГУ – отвечают за твиттеры;
- двухканальный усилитель – за фронтальные динамики;
- одноканальный усилитель или моноблок – за сабвуфер;
Это наиболее простая схема, и как следствие, ничего особенного собой не представляющая.
- четырех канальный усилитель подключен на высокочастотные «пищалки» и мидбасы;
- одноканальный усилитель подключен на низкочастотные тыловые громкоговорители;
- двухканальный усилитель после ГУ работает с высокими частотами;
- трехканальный – с мидбасами и сабвуфером;
Отдельное управление высокочастотным компонентом акустической системы повышает качество звучания в целом.
Кроме этих трех основных вариантов можно составить еще несколько композиционных схем системы акустики автомобиля.
Кстати, можно добиться тех же результатов и гораздо более простым способом, и как следствие, более бюджетно. Всю гирлянду усилителей заменить одним, но шестиканальным: разделив ВЧ сегмент, СЧ динамики, и сабвуфер. Экономия места – его нужно найти для размещения только одного устройства, простота подключения – кабели необходимо тянуть только к одному устройству, простота управления. Но, ведь мы не ищем легких путей, не так ли?
Какие могут возникнуть сложности
И канальный, и мостовой способ подключения тянут за собой ряд проблем, без решения которых вся затея становится бессмысленной. И список проблем набирается немаленький:
- Способ подключения питания к обоим усилителям. Существует два способа подключения усилителей к питанию: каждый отдельным кабелем через индивидуальный конденсатор, и установка единого конденсатора на оба устройства. Выбор схемы питания зависит от мощности подключаемых устройств и задач, которые возлагаются на эту связку.
- Качество питания всех компонентов системы. Ни для кого не секрет, что мощная акустическая система в машине требует большого потребления энергии. Поэтому, прежде чем начинать внедрять устройства и скупать недостающие компоненты, оцените здраво возможности своего автомобиля.
- Подключение кабеля RCA к двум устройствам;
- Синхронизация дистанционного управления двумя усилителями;
- Требования к Головному Устройству: наличие фильтров, системы регулировки, дополнительных линейных выходов;
- Для обеспечения необходимого качества звучания и беспроблемного функционирования всей системы требования, предъявляемые к Головному Устройству, довольно высокие. Предпочтение нужно отдавать процессорным моделям.
- Необходимость организации дополнительного охлаждения всей системы;
- Наличие свободного места в салоне авто;
- Необходимость установки конденсатора – два усилителя способны чувствительно «просадить» мощность;
- «Борода» проводов, и как следствие, необходимость ее где-то разместить и защитить от наводок, создающих помехи;
- Повышенные требования к усилителям при мостовом соединении – модели низшей ценовой группы на эту роль не годятся;
Если вы не собираетесь останавливаться на достигнутом и хотите еще больше улучшит общее звучание всей акустической системы, можно попробовать последовательно подключить 3 усилителя к магнитоле, выделив отдельно высокие, средние и низкие частоты. Но сами понимаете: это увеличит все вышеперечисленные проблемы. Да и устройства для организации такой схемы потребуются высококлассные.
Для тех, кто твердо решил, что второму усилителю быть (или он уже есть) предлагаем посмотреть, как можно подключить 2 усилителя к магнитоле на видео.
Многие автовладельцы без технического образования не знают как подключать усилитель к автомагнитоле — для них это кажется слишком трудоемкой задачей. На самом деле, не стоит спешить обращаться в автосервис, т. к. установить автоусилитель не так уж и сложно.
Техническое обслуживание специалистами обойдется дорого, поэтому в целях экономии стоит попытаться разобраться в процедуре подключения, в чем и поможет данная статья.
Для качественной работы усилителя необходимо:
- Подать на него хорошее питание;
- Подать сигнал от магнитолы. Как правильно подключить магнитолу мы рассмотрели ;
- Подключить акустику или сабвуфер.
Более подробно о том, как подключить усилитель, можно ознакомиться ниже.
Хорошее питание залог успеха
Процедура подключения усилителя начинается c силовых проводов. Проводка – это важнейший элемент автомобильной аудиосистемы, от неё зависит громкость и качество звука. Для усилителей нужно стабильное питание, т. к. в противном случае мощности будет недостаточно, из-за этого звучание станет искаженным. Чтобы разобраться в том, зачем нужно обращать внимание на качество проводки и как она влияет на воспроизводимый громкоговорителем звук, необходимо узнать, что из себя представляет музыкальный сигнал.
Некоторые предполагают, что он представляет собой синус, однако, музыкальный сингал характеризуется большой разницей между обычным и пиковым значением. Если для динамиков автомобильной акустики резкие всплески сигнала не принципиальны, то в случае с усилителем ситуация совершенно иная. Если сигнал хотя бы на секунду (или даже миллисекунду) превысит допустимую мощность, то эти «аномалии» будут слышны даже для тех, кто не может похвастаться хорошим музыкальным слухом.
Если подключение автомобильного усилителя было выполнено должным образом, то сигнал будет идти по проводам в неискаженном виде. Небрежно сделанная работа или неправильно подобранное сечение проводов приведет к тому, что звук будет более зажатым, грубым и вялым. В некоторых случаях также могут отчетливо быть слышны хрипы.
Как выбрать сечение провода?
Провод – это самый обычный метал, обладающим определенным уровнем сопротивления. Чем толще провод, тем ниже сопротивление провода. Чтобы избежать искажения звука во время сильных перепадов напряжения (например, во время воспроизведения мощного баса), необходимо установить провод нужного калибра.
Стоит отметить, что сечение плюсового кабеля не должно быть больше минусового (длина при этом не имеет значения).
Усилитель принято считать довольно электроемким устройством. Для его эффективной работы необходимо качественное заземление, чтобы была возможность получать нужную энергию от АКБ.
Чтобы правильно выбрать сечение проводов необходимо сделать некоторые расчеты. Для начала посмотреть в инструкцию к усилителю (или прямо на коробку от производителя, если документации нет воспользуйтесь интернетом) и найти там значение номинальной мощности (RMS). Номинальная мощность – это мощность сигнала усилителя, которую он может выдавать на протяжении продолжительного периода времени на один канал в 4 Ома. Если рассматривать четырехканальные усилители, то они обычно имеют мощность от 40 до 150 Вт на канал. Допустим, что усилитель, который вы приобрели, выдает мощность 80 Вт. В результате несложных математических операций выясняем, что суммарная мощность усилителя составляет 320 Вт. Т.е. как мы это посчитали? всё очень просто умножим номинальную мощность на число каналов. Если у нас двухканальный усилитель имеющий номинальную мощность (RMS) 60 Вт., то суммарная составит 120 Вт.
После того как вы посчитаете мощность желательно ещё определить длину провода от АКБ до вашего усилителя и можете смело воспользоваться таблицей для подбора нужного сечения провода. Как пользоваться таблицей? С левой стороны указана мощность вашего усилителя, справа выбираете длину провода, поднимаетесь наверх и узнаете какое сечение вам необходимо.
В таблице указаны сечения медных проводов, помните что большое количество продаваемых проводов сделаны из алюминия покрытым медью, данные провода не долговечны и имеют больше сопротивление, рекомендуем использовать тока медные провода.
Выбор предохранителя
Для того чтобы обезопасить подключение автомобильного усилителя, необходимо обеспечить защиту силовой подводки от АКБ до усилителя с помощью предохранителя. Предохранители должны быть размещены как можно ближе к аккумулятору. Важно различать предохранитель, который защищает само устройство (будет ли это усилитель или магнитола), и предохранитель, установленный на силовой провод.
Последний нужен для того, чтобы защитить именно кабель, т. к. по нему идет немалый ток.
Убедитесь, чтобы номинал предохранителей совпадал, так как если номинал предохранителя проводки будет очень большой, то в результате короткого замыкания может сгореть провод. Если номинал, наоборот, будет меньше, то предохранитель в момент пиковых нагрузок может легко сгореть и тогда не будет другого выхода, как покупать новый. В таблице ниже указано сечение провода, и необходимый номинал предохранителя.
Подключаем межблочные провода и управляющий (REM)
Чтобы проложить кабель, необходимо найти линейный выход на магнитоле. Линейный выход можно распознать по характерным «колокольчикам», что расположены на задней панели магнитолы. Количество линейных выходов отличается в разных моделях магнитол. Обычно их от одной до трёх пар. В основном они распределяются следующим образом 1 пара — можно подключить сабвуфер или 2 колонки (подписаны как SW\F) Если их 2 пары можно подключить 4 колонки или сабвуфер и 2 колонки (выхода подписаны F и SW), и когда на магнитоле 3 пары линейных проводов можно подключить 4 колонки и сабвуфер (F, R, SW) F Это Front т. е. передние колонки, R Read задние колонки, и SW Sabwoorer я думаю и так всем понятно что.
У магнитолы нет линейных выходов? Ознакомиться со статьей « ».
Для соединения потребуется межблочный провод, на котором ни в коем случае нельзя экономить. Запрещается около силовых проводов укладывать межблочный кабель, так как при работе двигателя будут слышны различного рода помехи. Протянуть провода можно как под ковриками салона, так и под потолком. Последний вариант особенно актуален для современных машин, в салоне которых создающих помехи электронных принадлежностей.
Ещё необходимо подключить управляющий провод (REM). Как правило, он идёт вместе с межблочными проводами, но бывает что его и нету, приобретите отдельно необязательно чтобы он был большого сечения 1 мм2 вполне достаточно. Это провод служит управлением для включения усилителя т. е. когда выключаете магнитолу она автоматические включает ваш усилитель или сабвуфер. Как правило этот провод на магнитоле имеет синий цвет с белой полоской, если его нет то используйте синий провод. Подключается он к усилителю к клеме под названием REM.
Схема подключения усилителя
Подключение двухканального и четырёхканального усилителя
Данный раздел мы объединили, т. к. эти усилители имеют очень похожую схему подключения, даже можно сказать проще, четырёх канальный усилитель - это два двухканальных. Подключение двухканального усилителя мы рассматривать не будем, но если вы разберётесь как подключить четырёхканальный, то с подключением двухканального у вас не возникнет проблем. Большинство автолюбителей для своих инсталляций выбирают именно этот вариант, т. к. к данному усилителю можно подключить 4 колонки, или 2 колонки и сабвуфер. Давайте рассмотрим, подключение четырёх канального усилителя используя первый и второй варианты.
Подключение 4 канального усилителя к аккумулятору рекомендуется при помощи толстого кабеля. Как выбрать правильные силовые провода и подключить межблочные это всё мы разобрали выше. Подключения усилителя, как правило, указывается в инструкции от производителя. Когда производится подключение усилителя к акустике, то он работает в режиме стерео, в данном режиме такой тип усилителя может работать под нагрузкой от 4 до 2 ом. Ниже представлена схема подключения четырёхканального усилителя к колонкам.
Теперь разберём второй вариант, когда к четырёхканальному усилителю подключаются колонки и сабвуфер. В данном случае усилитель работает в режиме моно, он берёт напряжение сразу с двух каналов, поэтому старайтесь подбирать сабвуфер имеющий сопротивление 4 ома, это сбережёт усилитель от перегрева и ухода в защиту. Подключить сабвуфер не составит проблем, как правило производитель указывает на усилителе откуда брать плюс для подключения сабвуфера, а откуда минус. Взгляните на схему как осуществляется мостовое подключение 4 канального усилителя.
Подключение моноблока (Одноканального усилителя)
Одноканальные усилители используются лишь для одной цели – подключению к сабвуферу. Примечательной характеристикой усилителей такого плана является повышенная мощность. Моноблоки также способны работать с сопротивлением ниже 4 Ом, что называется низкоомной нагрузкой. Моноблоки относят к усилителям класса D,при этом в них есть специальный фильтр для обрезки частот.
Установка одноканального усилителя не потребует много сил, так как схемы его подключения весьма простые. Всего имеется два выхода – «плюс» и «минус», и если у динамика только одна катушка, то достаточно лишь подключить его к ней. Если речь идет о подключении двух динамиков, то они могут подключаться либо параллельным, либо последовательным способом. Конечно, необязательно ограничиваться только двумя динамиками, но перед тем как подключить усилитель и сабвуфер к магнитоле, справится ли последний с большим уровнем сопротивления.
Видео как правильно подключить четырёхканальный и одноканальный усилитель
Надеемся, что эта статья помогла разобраться в том, как правильно подключить автомобильный усилитель. Оцените статью по 5 бальной шкале, если есть замечания, пожелания или вы знаете что-то, что не указано в данной статье сообщите нам! Оставьте свой комментарий ниже. Это поможет сделать информацию на сайте ещё более полезной.
01.09.2010, 11:28
В общем задача следующая:
Есть два уся.
Helix Dark Blue Four(уже подключен и работает - кабель затянут с аккума 20 мм.кв.4Ga по моему) и PowerAcustik 980/2 - взят под саб.
А теперь вопросы:
1) Как на второй усь проводку развести?
3) Если надо каким кабелем?
01.09.2010, 11:49
я бы просто отдельно ещё один кабель 4Га провёл!
Директор Луны
01.09.2010, 12:11
Вариантов 2
01.09.2010, 12:16
Вариантов 2
1, Тянуть от АКБ две отдельных ветки,с соответствующими предами на них
2, Тянуть от АКБ через пред одну ветку (желательно потолще) до дистрибьютора рядом с усилками, от дистра непосредственно на усилки через соответствующие преды.
Вариант 1 лучше:yes3:
01.09.2010, 16:02
1) Как на второй усь проводку развести?
2) Надо ли перетягивать проводку от аккума на 2GA или этой будет достаточно?
3) Если надо каким кабелем?
3) Каким Дистребьютор ставить (Кол-во входов и выходов и размер под кабель)?
4) какой предохранитель поставить?
Если надо доп инфо и что то не написал говорите.
Заранее всем спасибо за ответы.
1.отдельный провод от аккумулятора до усилителя
2.на фронтовой усик 4Га достаточно
3.на сабовый усик минимум 35мм, а лучше 50-70 (ПВ3 одессакабель)
3.нет необходимости
4.пред ставить менее 40см от аккума и взависомости от сечения кабеля (сейчас поищу таблицу)
01.09.2010, 18:20
И еще маленький вопрос.
Если тянуть отдельные кабеля.
Какой номинал предохранителей ставить на Helix и на PowerAkustic ???
PS. Сейчас на Helix стоит 80 подозреваю что многовато.
01.09.2010, 18:29
Пользуйтесь...
01.09.2010, 18:35
Helix DB Four Выходная 90x4=360 Вт, потребит при КПД 50% от аккума 720 Вт. Или при напряжении 12В: 720/12=60А.
01.09.2010, 18:37
Согласно логике расчетов указанной в таблице.
Имеем усилитель PowerAkustic в мосту на 4 Ом выдает 560 ватт.
то есть при 50% КПД 1120 ватт.
имеем ток в 93 А.
При достаточной длине 5,5 м как раз и получается 4Ga(или 20 мм.кв.).
PS. А что с предохранителями все таки.
01.09.2010, 18:56
На повер акустик тянуть 35кв:shock:...Смысл?Нет там такой потребляемой мощи.Но вот протяжку 20мм.кв. обязательно,причем и плюс и минус от аккума тянуть!
01.09.2010, 19:54
PS. А что с предохранителями все таки.
На Хелик можно 60А, на ПоверАкустик 100А
На повер акустик тянуть 35кв:shock:...Смысл?
Питания много не бывает;)
01.09.2010, 20:41
Питания много не бывает;)
+100
менять можно что угодно, и ГУ и усики и динамики
а вот замена проводки гемор еще тот, так человек будет спокоен сейчас и некоторое время в будущем (если болезнь не будет прогресировать с невероятной скоростью:))
у меня на сабовый 50мм на Стег К2.01
02.09.2010, 09:18
А как быть с массой?
Достаточно кабеля какого сечения?
Можно ли по массе тянуть один кабель и разводить по дистрибьютору на уси?
02.09.2010, 09:44
02.09.2010, 09:45
Да можно,можно тянуть и 50мм.кв.Только...в усь оно не лезет,соответственно придется ставить еще один дистрибьютер,а на соединениях потери есть,которые как раз и компенсируют преимущества более толстого провода,да и на усе такого класса разницу вы просто не ощутите.Это еще не те мощности,где просадка будет на проводах заметна.Другой вопрос,что проводок действительно медный нужен...Причем минус таким же сечением,как и плюс...
02.09.2010, 11:21
Хочу сказать огромное спасибо всем кто ответил, разобрался по всем вопросам которые были по топику.
И последний вопрос.
Где купить в Киеве?
Облазил весь инет - не нашел.
Точнее есть пару вариантов но как то жиденько совсем.
02.09.2010, 12:00
По массе - обычно достаточно кузова, штатного сечения
не штатки не хватит, она обычно около 10мм
02.09.2010, 14:28
И последний вопрос.
Где купить в Киеве?
Http://www.carpower.com.ua/index.php?action=category&selected_category_id=11
02.09.2010, 20:01
не штатки не хватит, она обычно около 10мм
насчет кидать кабель "-" с аккума конечно хорошо, но проблемно
с аккума "-" кинь на кузов (не более 40см) (если на сабовый будешь тянуть 50мм) то массу тоже 50мм
по вопросу толстого кабеля, который не влезет в усик, просто откуси лишние проводки на расстоянии 3-5см от края и будет тебе щастя:)
а ставить дистрибьютор или разветлитель, это лишние потери, которые к хорошему не приведут
на массу (кузов) от усика кидай такой же провод как и на "+" для этого усика
При замерах,которыми приходится постоянно пользоваться в СПЛ,давно определено,что хоть кузов и металлический,но разница потенциалов на разных точках кузова весьма прилична.А уж при потреблении кое какой мощи-просадка на минусе,которым является кузов гораздо выше,нежели перебор плюсового питалова с 20мм.кв на 35 мм.кв.Не спасают никакие дубляжи на кузов с аккума по массе,немного улучшают конечно ситуацию,но не спасают...Арифметика проста:площадь сечения металла в точке кузовного подсоединения.Понятно-приварена утощенная пластина-так вот периметр этой пластины умножаем на...нет не толщину этой пластины,а толщину металла кузова вокруг нее,т.е.- 0,х мм.Соответственно и площадь то сечения мала,да еще и вспомним,что проводимость у железа гораздо ниже меди...
03.09.2010, 07:33
При замерах,которыми приходится постоянно пользоваться в СПЛ,давно определено,что хоть кузов и металлический,но разница потенциалов на разных точках кузова весьма прилична.А уж при потреблении кое какой мощи-просадка на минусе,которым является кузов гораздо выше,нежели перебор плюсового питалова с 20мм.кв на 35 мм.кв.Не спасают никакие дубляжи на кузов с аккума по массе,немного улучшают конечно ситуацию,но не спасают...Арифметика проста:площадь сечения металла в точке кузовного подсоединения.Понятно-приварена утощенная пластина-так вот периметр этой пластины умножаем на...нет не толщину этой пластины,а толщину металла кузова вокруг нее,т.е.- 0,х мм.Соответственно и площадь то сечения мала,да еще и вспомним,что проводимость у железа гораздо ниже меди...
так и есть конечно, но тянуть на каждый усилитель еще и "-" 20 и 35мм, проблематично, тем более, что даже если и тянуть отдельные провода на "-", все равно нужно будет увеличивать площадь сечения провода на кузов с аккума, или на "+" провод ставить преды в соответствии со штатной массой, а это 40-50А (а то и меньше, у меня на кузов с аккума штатка 6мм)
это конечно актуально, если человек планирует участвовать в соревнованиях
Славикус
08.09.2010, 10:59
даже если и тянуть отдельные провода на "-", все равно нужно будет увеличивать площадь сечения провода на кузов с аккума,
А зачем на кузов "минус" увеличивать?
08.09.2010, 12:18
08.09.2010, 12:28
А зачем на кузов "минус" увеличивать?
Тоже хочу протянуть отдельные "плюсы" и "минусы" прямо от акб на усилки, потому и вопрос.
Правила ЕММА:
4.2.1
...Кабели заземления также оцениваются! Если кабель заземления имеет меньшее сечение, чем кабель «+», предохранители устанавливаются исходя из сечения кабеля заземления. (Пример: «+» 50 мм², «земля» 20 мм² ==> предохранитель подбирается под 20-миллиметровый кабель заземления). Данное требование также распространяется на заземляющие кабели АКБ, независимо от способа подключения аппаратуры!...
Опять же это если участвовать в соревнованиях, делай так как написано (не важно какое у тебя мнение на этот счет, если не хочешь получить "0")
08.09.2010, 15:13
Если протянешь,как задумал,ничего увеличивать и не придется...
не соглашусь с этим
Не спорю, что для усилителя, а следовательно и для звука, очень хорошо когда от аккумулятора будет идти на усилитель провод от "+" и "-" целым куском, без дистрибьюторов и разветвителей (минимум соединений, минимум просадок по питанию), но вот для безопасности это не очень гуд (если не увеличивать провод с аккума "-" на корпус авто).
Пример: на усилитель от аккумулятора идет на усилитель "+" и "-", каждый по 50мм, как положено на "+" от аккума стоит пред на 200А (да хоть и 100А), при этом на корпус авто стоит штатный провод 6-8мм (у меня такой).
Происходит КЗ, твой "+" коротит на метал авто, штатный провод массы нагревается и возможно загорается (упаси бог конечно), итог плачевный
Выход:
1. Ставить пред под провод 6-8мм 40А (что глупо при проводах такого сечения)
2. Кинуть на корпус авто массу 50мм (40см)
Славикус
08.09.2010, 15:32
При таких сечениях смысл в дополнительной массе конечно есть.
Но, к примеру, в моём случае силовые провода на уси будут 16 и 10 кв. И при условии, что штатный минусовой провод имеет сечение не меньше 16кв, вешать дополнительный смысла нет. Если конечна, оба провода 16 и 10 не закоротят на массу одновременно. Или я не прав?
Казалось бы что может быть проще, подключить усилитель к блоку питания , и можно наслаждаться любимой музыкой?
Однако, если вспомнить, что усилитель по сути модулирует по закону входного сигнала напряжение источника питания, то станет ясно, что к вопросам проектирования и монтажа блока питания стоит подходить очень ответственно.
Иначе ошибки и просчёты допущенные при этом могут испортить (в плане звука) любой, даже самый качественный и дорогой усилитель.
Стабилизатор или фильтр?
Удивительно, но чаще всего для питания усилителей мощности используются простые схемы с трансформатором, выпрямителем и сглаживающим конденсатором. Хотя в большинстве электронных устройств сегодня используются стабилизированные блоки питания. Причина этого заключается в том, что дешевле и проще спроектировать усилитель, который бы имел высокий коэффициент подавления пульсаций по цепям питания, чем сделать относительно мощный стабилизатор. Сегодня уровень подавления пульсаций типового усилителя составляет порядка 60дБ для частоты 100Hz , что практически соответствует параметрам стабилизатора напряжения. Использование в усилительных каскадах источников постоянного тока, дифференциальных каскадов, раздельных фильтров в цепях питания каскадов и других схемотехнических приёмов позволяет достичь и ещё больших значений.
Питание выходных каскадов чаще всего делается нестабилизированным. Благодаря наличию в них 100% отрицательной обратной связи, единичному коэффициенту усиления, наличию ОООС, предотвращается проникновение на выход фона и пульсаций питающего напряжения.
Выходной каскад усилителя по сути является регулятором напряжения (питания), пока не войдет в режим клиппирования (ограничения). Тогда пульсации питающего напряжения (частотой 100 Гц) модулируют выходной сигнал, что звучит просто ужасно:
Если для усилителей с однополярным питанием происходит модуляция только верхней полуволны сигнала, то у усилителей с двухполярным питанием модулируются обе полуволны сигнала. Большинству усилителей свойственен этот эффект при больших сигналах (мощностях), но он никак не отражается в технических характеристиках. В хорошо спроектированном усилителе эффекта клиппирования не должно происходить.
Чтобы проверить свой усилитель (точнее блок питания своего усилителя), вы можете провести эксперимент. Подайте на вход усилителя сигнал частотой чуть выше слышимой вами. В моём случае достаточно 15 кГц:(. Повышайте амплитуду входного сигнала, пока усилитель не войдёт в клиппинг. В этом случае вы услышите в динамиках гул (100Гц). По его уровню можно оценить качество блока питания усилителя.
Предупреждение! Обязательно перед этим экспериментом отключите твиттер вышей акустической системы иначе он может выйти из строя.
Стабилизированный источник питания позволяет избежать этого эффекта и приводит к снижению искажений при длительных перегрузках. Однако, с учётом нестабильности напряжения сети, потери мощности на самом стабилизаторе составляют примерно 20%.
Другой способ ослабить эффект клиппирования это питание каскадов через отдельные RC-фильтры, что тоже несколько снижает мощность.
В серийной технике такое редко применяется, так как помимо снижения мощности, увеличивается ещё и стоимость изделия. Кроме того, применение стабилизатора в усилителях класса АВ может приводить к возбуждению усилителя из-за резонанса петель обратной связи усилителя и стабилизатора.
Потери мощности можно существенно сократить, если использовать современные импульсные блоки питания. Тем не менее, здесь всплывают другие проблемы: низкая надёжность (количество элементов в таком блоке питания существенно больше), высокая стоимость (при единичном и мелко-серийном производстве), высокий уровень ВЧ-помех.
Типовая схема блока питания для усилителя с выходной мощностью 50Вт представлена на рисунке:
Выходное напряжение за счёт сглаживающих конденсаторов больше выходного напряжения трансформатора примерно в 1,4 раза.
Пиковая мощность
Несмотря на указанные недостатки, при питании усилителя от нестабилизированного источника можно получить некоторый бонус — кратковременную (пиковую) мощность выше, чем мощность блока питания, за счёт большой ёмкости фильтрующих конденсаторов. Опыт показывает, что требуется минимум 2000мкФ на каждые 10Вт выходной мощности. За счёт этого эффекта можно сэкономить на трансформаторе питания — можно использовать менее мощный и, соответственно, дешёвый трансформатор. Имейте ввиду, что измерения на стационарном сигнале этого эффекта не выявят, он проявляется только при кратковременных пиках, то есть при прослушивании музыки.
Стабилизированный блок питания такого эффекта не даёт.
Параллельный или последовательный стабилизатор?
Бытует мнение, что параллельные стабилизаторы лучше в аудиоустройствах, так как контур тока замыкается в локальной петле нагрузка-стабилизатор (исключается источник питания), как показано на рисунке:
Тот же эффект дает установка разделительного конденсатора на выходе. Но в этом случае ограничивает нижняя частота усиливаемого сигнала.
Защитные резисторы
Каждому радиолюбителю наверняка знаком запах горелого резистора. Это запах горящего лака, эпоксидной смолы и... денег. Между тем, дешёвый резистор может спасти ваш усилитель!
Автор при первом включении усилителя в цепях питания вместо предохранителей устанавливает низкоомные (47-100 Ом) резисторы, которые в несколько раз дешевле предохранителей. Это не раз спасало дорогие элементы усилителя от ошибок в монтаже, неправильно выставленного тока покоя (регулятор поставили на максимум вместо минимума), перепутанной полярности питания и так далее.
На фото показан усилитель, где монтажник перепутал транзисторы TIP3055 с TIP2955.
Транзисторы в итоге не пострадали. Все закончилось хорошо, но не для резисторов, и комнату проветривать пришлось.
Главное — падение напряжения
При проектировании печатных плат блоков питания и не только не надо забывать, что медь не является сверхпроводником. Особенно это важно для «земляных» (общих) проводников. Если они тонкие и образуют замкнутые контуры или длинные цепи, то в из-за протекающего тока на них получается падение напряжения и потенциал в разных точках оказывается разным.
Для минимизации разности потенциалов принято общий провод (землю) разводить в виде звезды — когда к каждому потребителю идёт свой проводник. Не стоит термин «звезда» понимать буквально. На фото показан пример такой правильной разводки общего провода:
В ламповых усилителях сопротивление анодной нагрузки каскадов довольно высокое, порядка 4кОм и выше, а токи не очень велики, поэтому сопротивление проводников не играет существенной роли. В транзисторных усилителях сопротивления каскадов существенно ниже (нагрузка вообще имеет сопротивление 4Ом), а токи гораздо выше, чем в ламповых усилителях. Поэтому влияние проводников тут может быть весьма существенным.
Сопротивление дорожки на печатной плате в шесть раз выше, чем сопротивление отрезка медного провода такой же длинны. Диаметр взят 0,71мм, это типичный провод, который используется при монтаже ламповых усилителей.
0.036 Ом в отличие от 0.0064 Ом! Учитывая, что токи в выходных каскадах транзисторных усилителей могут в тысячу раз превышать ток в ламповом усилителе, получаем, что падение напряжения на проводниках может быть в 6000! раз больше. Возможно, это одна из причин, почему транзисторные усилители звучат хуже ламповых. Это также объясняет, почему собранные на печатных платах ламповые усилители часто звучат хуже прототипа, собранного навесным монтажом.
Не стоит забывать закон Ома! Для снижения сопротивления печатных проводников можно использовать разные приёмы. Например, покрыть дорожку толстым слоем олова или припаять вдоль дорожки лужёную толстую проволоку. Варианты показаны на фото:
Импульсы заряда
Для предотвращения проникновения фона сети в усилитель нужно принять меры от проникновения импульсов заряда фильтрующих конденсаторов в усилитель. Для этого дорожки от выпрямителя должны идти непосредственно на конденсаторы фильтра. По ним циркулируют мощные импульсы зарядного тока, поэтому ничего другого к ним подключать нельзя. цепи питания усилителя должны подключаться к выводам конденсаторов фильтра.
Правильное подключение (монтаж) блока питания для усилителя с однополярным питанием показан на рисунке:
Увеличение по клику
На рисунке показан вариант печатной платы:
Пульсации
Большинство нестабилизированных источников питания имеют после выпрямителя только один сглаживающий конденсатор (или несколько включенных параллельно). Для улучшения качества питания можно использовать простой трюк: разбить одну ёмкость на две, а между ними включить резистор небольшого номинала 0,2-1 Ом. При этом даже две ёмкости меньшего номинала могут оказаться дешевле одной большой.
Это дает более плавные пульсации выходного напряжения с меньшим уровнем гармоник:
При больших токах падение напряжения на резисторе может стать существенным. Для его ограничения до 0,7В параллельно резистору можно включить мощный диод. В этом случае, правда, на пиках сигнала, когда диод будет открываться, пульсации выходного напряжения опять станут «жесткими».
Продолжение следует...
Статья подготовлена по материалам журнала «Практическая электроника каждый день»
Вольный перевод: Главного редактора «РадиоГазеты»