Как подключить автомобильный усилитель

Внешний усилитель в автомобиле: для чего нужен, как устроен и работает

Итак, основным элементом, влияющим на звук, является на само устройство, а встроенный в магнитолу усилитель, который обычно слабый, искажает звучание даже на средней громкости, не способен «раскачать» более мощную акустику и т.д. Устанавливая другой усилитель (внешний), повышается не только качество звука, но и мощность самого звукового сигнала. Основное назначение устройства заключается в усилении поступающего на него от магнитолы сигнала без искажений. Сигнал малой амплитуды, поступающий от магнитолы на вход усилителя, на выходе увеличивается до определенного значения, необходимого для нормальной работы динамиков.

Еще усилитель можно подключить к сабвуферу, это позволит оптимально настроить аудиосистему автомобиля, так как входной и входной сигналы отличаются только мощностью.

Также подключение через кроссовер позволяет воспринимать звук лучше на всех диапазонах частоты. Как показывает практика, напряжение в 14.2 В, обеспечивающие максимальную мощность усилителя, не всегда соответствует напряжению бортовой сети автомобиля.

По этой причине возникает необходимость установки электролитических конденсаторов большой емкости, которые накапливая необходимый заряд при пиковой нагрузке, не допускают «проседания».

Конструкция любого усилителя, причем независимо от количества каналов (1-6) и от способа усиления (аналоговый и цифровой сигналы), состоит из трех основных узлов:

• Входная схема — «чувствительность» входного узла должна соответствовать уровню подаваемого с магнитолы сигнала (любой источник звука имеет свой уровень выходного напряжения). Несоответствие уровней может привести к искажению сигнала на выходе;
• БП (блок питания) – преобразовывает (увеличивает) напряжение поступающие от аккумулятора автомобиля (АКБ). Использование в БП трансформатора позволяет контролировать и повышать напряжение питания;
• Выходной каскад (ВК) – усиливает сигнал, подающийся на динамические головки. Одним из основных элементов ВК является транзистор большой мощности, который, работая в режиме ключа, обеспечивает подачу большого напряжения с БП на выход усилительного устройства посредством преобразования напряжения с блока питания.

Подключение усилителя — процедура не самая простая, но и не сложная. Для начала нужно определиться с выбором усилителя, потом с местом его установки, затем подключить его к магнитоле, сабвуферу и колонкам. При этом нужно четко следовать инструкциям.

Количество предлагаемых сегодня на рынке усилителей достаточно велико. Все они классифицируются по способу усиления, их два: цифровой D и аналоговый (AB), также есть отличия по количеству каналов.

Краткая характеристика устройств разной классификации по количеству каналов:

• 1-но канальный усилитель применяется в основном для сабвуферов. Тип усиления с номинальной нагрузкой 2Ом (специальный регулятор звука позволяет настроить под себя аудиосистему);
• 2-х канальный усилитель позволяет реализовать подключение двух динамических головок с большой мощностью;
• 3-х канальный (довольно редко встречающийся);
• 4-х канальный позволяет использование в двухканальном режиме, подключение к сабвуферу либо подключение четырех динамиков (возможность подключения сабвуфера и двух динамиков);
• 5-ти канальный УМ – подключение четырех динамиков и одного сабвуфера;
• 6-ти канальный УМ используется редко, поскольку быстро разряжает АКБ автомобиля (подключение четырех динамиков и одного сабвуфера).

Последовательное соединение динамиков

Последовательное соединение — это когда они включены один за другим по типу вагонов. Если посмотрите на схему, то подключение проводов идет так. Минус с выхода усилителя подаем на минус колонки А, плюс — на плюс громкоговорителя В. А их свободные входы (плюс у А и минус у В) соединяем между собой.

Последовательное подключение динамиков: сопротивление суммируется, выходная мощность падает

Обратите внимание, что сопротивление цепочки динамиков растет. Оно суммируется из всех составляющих

В примере соединены последовательно два динамика по 2 Ома. Суммарное сопротивление уже 4 Ома. Такое соединение хорошо в том случае, если усилитель не может работать с низкоомной нагрузкой. Низкоомная — это 2 Ома и ниже. В таком случае либо подключают колонки с более высоким сопротивлением, либо последовательно соединяют низкоомные.

Как подключить последовательно три и больше колонок

Как подключить последовательно три колонки на один канал? Да все также — одну за одной. Минус, подаем на минус первой (А); плюс — на плюс третей С (или последней). Свободный плюс с элемента А заводим на минус элемента В. Потом плюс В подаем на минус С. Вот и получили цепочку из трех динамиков, подключенных к одному каналу.

Как подключить 3 динамика на 1 канал последовательно

Если надо на один канал подключить последовательно четыре фрагмента и больше, их просто вставляем в середину. Не забывайте, что сопротивление цепи суммируется. С каждым новых элементом в цепочке оно становится больше.

Мощность при последовательном соединении

Так как сопротивление растёт, выходная мощность будет падать. Сколько ватт получит каждый из динамиков при последовательном подключении? А можно посчитать. Есть формула — она на рисунке.

Подводимая мощность — это мощность, которую выдаст усилитель в канал, то есть то, что мы пытаемся рассчитать. Измеренная мощность — это та, которая указана в характеристиках (то, что идет в канал по паспортным данным). И Zr — сопротивление, при котором мощность измерялась. Обычно она пишется в характеристиках как минимальная нагрузка на канал. А суммарное сопротивление — это сопротивление колонок, которые вы планируете «повесить» на этот канал.

Формула вычисления реальной мощности, подаваемой на канал усилителя

Давайте применим формулу на примере. Пусть у нас есть 2-х канальный усилитель, который в каждый канал выдает по 100 Вт (2*100 Вт). Работать с низкоомной нагрузкой (2 Ома и ниже) он не может. Потому решено на каждый канал последовательно подключить по две колонки сопротивлением 2 Ома. Подставляем данные в формулу: 100 Вт * (4 Ом / 8 Ом) = 100 Вт * 0,5 = 50 Вт. Это то, что пойдет в каждый канал.

Так как на канале будет по два громкоговорителя с одинаковыми параметрами, то канальная мощность разделится пополам. Вот и получаем, что на каждый динамик будет приходить 25 Вт. Если добавить желаемый запас мощности, то придется искать динамики мощностью не менее 30—35 Вт.

Подключение

Установить дополнительное оборудование и изготовить подиумы – половина дела. Требуется подключить установленные устройства. Как подключить рупора через штатную магнитолу или динамики?

Когда подключение происходит напрямую к магнитоле (без усилителя) – требуется использовать конденсатор, являющийся фильтром для определённых частот. Он позволяет увеличить срок службы динамиков, но возможности его ограничены. При покупке нового оборудования конденсатор идёт в комплекте, но если его нет – требуется подобрать и приобрести его самостоятельно. Подключаются рупора напрямую к выводам магнитолы, но на плюсе должен быть установлен конденсатор.

Подключить рупора к динамикам можно так же, как и обычные колонки. Плюс подключается к положительному проводу (через конденсатор), а минус – к отрицательному.

Подключить рупора к усилителю можно по принципу обычных колонок, и различий в подключении нет. Сам усилитель устанавливается по схемам, указанным в инструкции к оборудованию. В большинстве случаев, подключение осуществляется специальными проводами (межблочными) к магнитоле, а затем проводятся силовые провода (питание). После этого подключаются акустические провода к колонкам или сабвуферу, соблюдая полярность.

Ещё один вид подключения – через кроссовер. Это устройство для разделения сигнала по частотам. Изготовлено чаще всего в виде отдельного блока и отлично подходит для подключения многокомпонентной аудиосистемы.

При подключении требуется соблюдать все требования безопасности.

Подключение динамиков к усилителю в авто

Схема подключения автомобильного усилителя к колонкам не представляет сложности, если каналов всего два. На задней стенке устройства расположены винтовые клеммы для подключения колонок. На них указана полярность подключения. Знаки «+» и «–» имеются так же и на акустических системах. Достаточно использовать правильные соединительные кабели и не ошибиться в полярности при подключении. Провод REM (Remout Control) или дистанционное управление предназначен для включения усилителя от автомагнитолы. При её включении на провод подаётся управляющее напряжение +12 В и устройство включается. Схема подключения автомобильного усилителя к магнитоле подразумевает автоматическое управление питанием блока мощности, но некоторые автолюбители устанавливают тумблер и подают напряжение включения через него.

HPF / LPF (ФВЧ / ФНЧ)

Hight pass filter (HPF), он же фильтр высоких частот (ФВЧ) — отфильтровывает (отсекает) низкие частоты, оставляя высокие.

При настройке сабвуферного усилителя установите регулятор примерно на 20 Hz, чтобы отсечь инфразвук и не тратить энергию, так как вы все равно его не услышите. Для среднечастотных динамиков HPF выставляется в районе 80 Hz, чтобы убрать диапазон низких частот, для которого динамик не предназначен и не сможет его отыграть. Если у вас выделены отдельные каналы или даже отдельный усилитель для твиттеров (пищалок) — HPF выставляется в районе 3000 — 5000 Hz в зависимости от модели, что бы не спалить их.

Все приведенные цифры являются примерными, для получения более точных и безопасных значений изучите характеристики ваших динамиков!

Low pass filter (LPF), он же фильтр низких частот (ФНЧ) — противоположен HPF и срезает верхние частоты, оставляя нижние.

Для сабвуферов устанавливается в районе 50-80 Hz в зависимости от типа оформления (ЗЯ, ФИ, и т.п.), чтобы отсечь частоты, для которых сабвуфер не предназначен. Аналогично и со среднечастотниками, для них режьте в районе 1400-1600 Hz.

Если есть возможность, то можно ограничить твиттеры на 20 000 Hz, но это не обязательно.

Как подключить автомобильный усилитель своими руками

На первый взгляд, подключение усилителя в машину может показаться сложным. Проложить питание, подключить магнитолу и динамики. Но если в ваших руках есть хорошая пошаговая инструкция, проблем не возникнет, и без разницы 4 или 2-х канальный усилитель. Не спешите обращаться в автосервис, установка специалистами обойдётся дорого, поэтому в целях экономии стоит попытаться разобраться в подключении самостоятельно, в этом поможет данная статья.

Для работы усилителя необходимо:

1. Подать на него хорошее питание;
2. Подать сигнал от магнитолы. Более подробную информацию можете прочитать изучив схему подключения магнитолы;
3. Подключить акустику или сабвуфер.

Более подробно о том, как подключить усилитель, можно ознакомиться ниже.

Сравнительные особенности

То есть, активный сабвуфер – это пассивный сабвуфер с усилителем мощности, который располагается внутри или снаружи корпуса. И если в случае активного сабвуфера о нас уже позаботился разработчик, то к пассивному сабвуферу усилитель придется покупать отдельно. При этом иногда в продаже встречаются и наборы, состоящие из пассивного сабвуфера, отдельного усилителя мощности, подобранного производителем, а также набора проводов для подключения.

И для активных и для пассивных сабвуферов (отдельный сабвуферный динамик также можно назвать пассивным сабвуфером, разве что он идет без корпуса) используются конструкции корпусов – закрытый ящик (полностью герметичный объем для динамика) и фазоинверторный ящик (в ящике предусмотрен отводной порт или щель). Также в пассивных сабвуферах часто используется конструкция ящика Bandpass (ящик разделен на два объема и предусмотрена более сложная конфигурация отводных портов), которая очень редко используется в активных сабвуферах. При этом у активных сабвуферов часто встречаются конструкции в компактном исполнении (достигается наименьший объем конструкции), которые, конечно же, не используются в пассивных сабвуферах.

Установка и пассивных и активных сабвуферов (не учитывая компактное исполнение) производится в багажник автомобиля, вне зависимости от кузова. Компактные активные сабвуферы, как правило, устанавливаются на спинку задних сидений или под сиденье автомобиля.

А теперь о самом главном – о преимуществах и недостатках активных и пассивных сабвуферов. Рассмотрим три основных аргумента, которые в большей степени интересуют автовладельцев – стоимость, компактность установки и возможный конечный результат.

Активный или пассивный / Сравнение стоимости оборудование и установки

Как правило, стоимость активных сабвуфер несколько выше, чем пассивных, что обусловлено наличием встроенного усилителя мощности. Но благодаря тому, что для пассивного сабвуфера необходимо приобретать отдельный усилитель мощности, а также устанавливать его, то стоимость оборудования и установки пассивного сабвуфера оказывается выше, чем у активного сабвуфера.

Активный или пассивный / Сравнение компактности установки

Производители стараются сделать корпус для активного сабвуфера как можно компактней, даже с учетом места под усилитель. Это уже не говоря об активных сабвуферах в компактном исполнении, которые вообще не занимают хоть сколько-нибудь существенный объем свободного места. То есть пассивные сабвуферы занимают больше свободного места (хотя и не всегда), тем более что некоторое место требуется и под установку усилителя мощности.

Активный или пассивный / Сравнение конечного результата

В большинстве своем, активный сабвуфер используется как доигровка к основной звуковой сцене. То есть он привносит некоторую низкочастотную составляющую, но какой-то ощутимой акцентуации на ней не происходит. При этом пассивная система позволяет добиться от звучания сабвуфера необходимых характеристик – качества, мощности, глубины баса. И хотя имеются весьма неплохие активные системы, но все они весьма дорогостоящи, что перечеркивает вышеперечисленные преимущества подобных сабвуферов.

Теория. Типы соединений

В электрике есть два типа соединений — последовательное и параллельное. При последовательном соединении сопротивление суммируется, при параллельном становится ниже, чем самое малое из соединённых. Это то, что стоит помнить и что пригодится для того, чтобы правильно подключить динамики.

Основные формулы для параллельного и последовательного подключения

Есть ещё смешанное соединение. Это когда последовательные цепочки и параллельное подключение «намешаны». В таком случае применяют формулы расчёта, постепенно приходя к одной из «чистых» схем — параллельному или последовательному.

Смешанное соединение и его преобразование в «простое»

На рисунке показано последовательное преобразование сложного смешанного соединения в простое.

Узнайте заранее, что вам нужно

Перед покупкой компонентов обязательно определите схему подключения. Она определяет, что именно вам нужно, а также теоретический ценовой диапазон. Далее представлены наиболее распространенные и удобные схемы.

1. Головное устройство — фронт-сабвуфер — 4-канальный усилитель на фронт и сабвуфер. Классика. Бюджетна, легка в установке и настройке. Хороша еще и тем, что экономит место в автомобиле. В недостатках можно указать невысокую мощность системы, но на качестве звучания это сказывается несильно.
2. Головное устройство — фронт — тыл — сабвуфер — 5-канальный усилитель на фронт, тыл и сабвуфер. В ее основе лежит предыдущая схема. Отличается лишь тем, что дает подзвучку и в заднюю часть салона. В настройке сложнее, чем первая схема, и не всегда удается добиться желаемого результата.
3. Головное устройство — фронт — сабвуфер — 2-канальный усилитель на фронт — 2-канальный усилитель на сабвуфер. Любите мощные басы? Тогда эта схема для вас. Получаем большую мощность, подключая мостом двухканальный усилитель на сабвуфер.
4. Головное устройство — фронт — сабвуфер — 4-канальный усилитель на фронт — 2-канальный усилитель на сабвуфер. Самая дорогостоящая из представленных схем. И самая лучшая. Качество звучания и мощность достигаются посредством поканального усиления.

Проблемы и их решение

Если установленный блок не включается, причиной дефекта является нарушение целостности цепи питания или встроенного адаптера, который можно проверить вне автомобиля, подключив изделие дома через блок питания, выдающий постоянный ток, напряжением 12 В. Если в бытовых условиях оборудование включилось корректно, необходимо проверить состояние кабелей на автомобиле при помощи тестового прибора. Налет окислов и ржавчины на контактах ухудшает передачу электроэнергии, при повышении силы тока образуются разрывы цепи.

От магнитолы идет кабель, по которому пропускается сигнал на активацию усилительного контура. При нормальных условиях напряжение в кабеле составляет 5 В, при снижении параметра требуется проверить надежность контакта и убедиться в отсутствии переломов шнура. Дополнительно проверяется состояние предохранителей и надежность заземления контура питания и межблочных кабелей.

В конструкции усилителей предусмотрен защитный блок, который выдает ошибку (мигание контрольного индикатора) при обнаружении неисправного динамика или при замыкании звуковых кабелей. Для восстановления работоспособности следует поочередно отключить громкоговорители, чтобы найти поврежденную цепь. Для определения нарушения заземления используется омметр, который пользователь поочередно подключает к цепям репродукторов.

Скрипы при воспроизведении указывают на перегрузку усилительного устройства. Рекомендуется снизить громкость звучания или подобрать динамики с улучшенными характеристиками. Дефект возникает при повреждении коммутационных кабелей, поэтому дополнительно следует проверить точки соединения проводов для подключения сабвуфера и усилителя. При периодическом пропадании звука следует проверить состояние межблочных и акустических кабелей. Если нарушается трансляция только по одному входу, следует искать поломку в магнитоле.

Как работает усилитель

Все автомобильные усилители состоят из трех узлов.

Входной. На него подается аудио сигнал с магнитофона. Каждый усилитель ограничен не только выходной мощностью, но и силой входного сигнала. Если он будет выше чувствительности входного узла, то в колонках музыка будет искажаться

Поэтому, подбирая прибор, важно проверить соответствие сигналов на выходе из магнитолы и на входе в усилок – находятся ли они в одном диапазоне.
Блок питания. Этот узел оснащается трансформатором, чтобы увеличить напряжение, поступающее от аккумулятора

Так как аудио сигнал переменный, то и напряжение в системе питания динамиков тоже должно быть положительным и отрицательным. Чем большей будет разница этих показателей, тем выше будет мощность усилителя. Вот пример. Если блок питания выдает 50В (+25В и -25В), то при использовании колонок с сопротивлением в 4Ом, максимальная мощность усилителя составит 625 Вт (квадрат напряжения 2500В разделить на сопротивление 4Ом). Значит, чем большей будет разница напряжения блока питания, тем мощнее усилок.
Выходной. В этом узле образуется измененный аудио сигнал и подается на динамики. Он оснащен мощными транзисторами, которые включаются и выключаются в зависимости от сигнала, поступающего от магнитолы.

Итак, данный прибор работает по следующему принципу. С головного устройства аудиосистемы поступает сигнал с маленькой амплитудой. Блок питания увеличивает ее до необходимого параметра, а на выходном каскаде создается усиленная копия этого сигнала.

Подробней о принципе работы автоусилителя рассказано в следующем видео:

Обзор автомобильных усилителей

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.

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.

Зачем необходим усилитель

Название устройства говорит само за себя. Однако оно не только делает звук в колонках громче. Он позволяет передать сигнал более качественно, благодаря чему при воспроизведении через это устройство можно услышать разницу в тонких настройках эквалайзера.

Для любителей басистой музыки к прибору можно подсоединить сабвуфер. А если к аудиосистеме подключить еще и кроссовер, то можно насладиться звучанием во всех частотах и не сжечь при этом динамики разной мощности. Дополнительный конденсатор в схеме аудиосистемы не позволит «проседать» басам при пиковой нагрузке на отдельном канале.

Все эти узлы важны для передачи качественного звука. Но они не будут работать должным образом, если не подать на них более сильный сигнал. Как раз эту функцию выполняет автоусилитель.

Заключение

Вы ознакомились с процессом установки усилителя и подключения его к магнитоле авто. Если не хотите столкнуться с проблемами в будущем, то для правильного монтажа должна использоваться качественная проводка. Желание автолюбителей сэкономить в процессе установки приводит к тому, что впоследствии приходится укладывать проводку заново.

Укладка проводки для акустики не должна осуществляться рядом с проводкой питания. При взаимодействии импульсов силовые кабеля могут издавать звучание, похожее на звук сирены. Проводка для питания и аудио систем должна осуществляться по разным сторонам транспортного средства. Процедура монтажа усилка будет считаться законченной, когда проводка будет подключена. Когда все действия завершены, проверьте работоспособность устройства.