Как правильно подбирать усилитель для колонок

Как подобрать усилитель к колонкам

Сегодня на рынке массовой компьютерной акустики (да и не только) преобладают активные колонки. Усилитель уже встроен в их корпус, а это значит, что их достаточно подключить к источнику звука (кабелем или по Bluetooth) и к источнику питания.

Однако старые добрые пассивные колонки тоже не сдаются. Как правило, они применяются в профессиональной сфере и в сегменте Hi-Fi и Hi-End. Высококачественные акустические системы часто не имеют встроенного усилителя: владельцу предлагается докупить подходящий отдельно.

Как выбрать усилитель для колонок правильно? Задача не такая простая: неверный подбор усилителя в худшем случае может привести к их перегрузке и порче. А в самом невинном случае колонки просто не раскроют свой потенциал и не обеспечат вам качественный звук. Поэтому перед тем, как подобрать усилитель к колонкам, надо узнать параметры своих колонок.

Рассмотрим самый простой случай: вы решили купить полный усилитель, а не набор из предварительного и оконечного. Сегодня выпускается достаточно много.

Что надо знать о колонках для выбора

Предположим, колонки у вас уже есть. Вы начали собирать с них свою аудиосистему по советам знатоков (если так, то они правильно вам посоветовали), или просто по случаю выгодно купили комплект акустики. На что надо обратить внимание?

• Мощность. Этот параметр обычно указывается и в документации колонок, и на их корпусе. Следует отличать пиковую мощность, на которую колонки способны кратковременно, и номинальную. Ту мощность, на которой звук воспроизводится без искажений. Именно на второй мощности следует использовать акустику.
• Сопротивление. Считается, что, чем сопротивление выше, тем качественнее звук: гасятся шумы и искажения. Однако, в отличие от наушников, где значение сопротивления может колебаться в очень широком диапазоне, колонки обычно имеют сопротивление лишь от 4 до 8 Ом. Важно учесть: чем выше (при прочих равных) сопротивление, тем меньше энергопотребление колонок и, следовательно, громкость воспроизведения.

Таким образом, перед тем, как выбрать усилитель звука для колонок, надо знать их данные. Усилители тоже имеют соответствующие параметры — выходная мощность и сопротивление. И они должны соответствовать у обоих устройств. Однако в реальности, конечно, сопротивление и мощность могут отличаться. Так ли это страшно?

Опасности неверного подбора усилителя

Что может пойти не так при неправильном выборе? И как подобрать усилитель к колонкам по мощности так, чтобы избежать возможных проблем?

Рассмотрим такие случаи:

• Мощность усилителя больше мощности колонок. Это не страшно, если вы не будете включать его на полную. В идеале достаточно будет 50-70% от максимума. Более того, такое сочетание, как считается, обеспечивает наиболее качественный звук. Однако есть риск, что однажды вы, забывшись, поставите громкость на максимум — и это повредит диффузорам колонок. Можете пересмотреть «Назад в будущее» — в начале фильма Марти Макфлай именно это и делает, с разрушительными последствиями.
• Мощность усилителя соответствует мощности колонок. Вроде бы всё идеально. Однако на максимальной громкости акустика начинает выдавать искажения, а усилитель на своём максимуме может подавать на колонки постоянный ток, что портит их. Качественные усилители, конечно, снабжают специальными конденсаторами во избежание «жарки» колонок постоянным током. Но лучше не рисковать и запускать такую систему на те же 50-70% громкости от силы.
• Мощность усилителя меньше мощности акустики. Казалось бы, здесь риск исключён. Однако нет: опасность «жарки» постоянным током, если усилитель работает на полную, всё ещё есть. Если же включить его на 60-70%, риск исключается. Однако акустика не раскрывает потенциал.

Что же до сопротивления (импеданса), то сочетания сводятся к следующим вариантам:

• Сопротивление усилителя меньше сопротивления колонок. Опасное сочетание: такие колонки могут не справиться с подаваемым от усилителя сигналом и испортиться. Лучше его избегать.
• Сопротивление усилителя соответствует сопротивлению колонок. Идеальный случай.
• Сопротивление усилителя меньше сопротивления колонок. Вы не рискуете исправностью техники, однако фактическая выходная мощность будет в полтора-два раза ниже реальных способностей вашей акустики. То есть, колонки толком не зазвучат.

Некоторые усилители оснащаются либо селектором импеданса, либо разными каналами с разным сопротивлением. Такую модель можно просто переключить в режим, соответствующий вашим колонкам. Другие модели совместимы как с 4-омными, так и с 6- и 8-омными колонками, однако мощность будет падать обратно пропорционально сопротивлению. Выигрыш здесь будет в гарантии того, что колонки будут работать исправно. К тому же, если вы однажды задумаетесь, как подобрать колонки под усилитель, у вас будет более широкий выбор.

Вопросы вкуса

Какой звук вы любите: старый мягкий, или современный, «во все частоты»? От этого тоже зависит ответ на вопрос, как подобрать усилитель к колонкам к вашему удовольствию. Ведь если звук вам не по душе, то правильный подбор параметров не спасёт.

Здесь можно рассмотреть два наиболее распространённых типа усилителей:

• Ламповые. Хотя выражение «тёплый ламповый звук» уже трудно воспринимать без иронии, характер звука всё равно отличается: меньше шумов, меньше искажений при кратковременных перегрузках, дополнительные искажения, которые создают «привкус». Если вы слушаете старую музыку или её современную трактовку, записанную аналоговым способом, с винила, кассет или в высококачественных рипах, то есть смысл прислушаться к «лампе».
• На интегральных микросхемах. Это более современный тип, отличающийся более точным звуком, без характерных ламповых искажений, придающих «теплоту». Это хороший выбор для современной музыки — от рока до клубных стилей и хип-хопа.

Принципы подбора по совместимости остаются в силе для обоих типов.

Источник

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.

Источник