Зачем нужен усилитель для акустических систем?
Скажите честно, задумывались ли вы хоть раз, как появляется звук в колонке? Вы наверняка слышали, что для того, чтобы акустика работала и играла музыку, нужен усилитель. В некоторых акустических системах усилитель уже спрятан внутри, но в большинстве случаев в системах используются отдельные устройства – усилители.
На фото: » Black Power Set » — вот так выглядит классический стерео комплект: источник, усилитель и акустическая система
Конечно, большое количество людей весьма подкованы в этом вопросе и прекрасно разбираются в типах усилителей, их назначении, да и вообще, как собрать хороший акустический комплект. Но мы все чаще сталкиваемся с вопросом от представителей самых разных поколений, а зачем нужен усилитель? И как понять, в каких системах он нужен, а в каких нет? Так давайте разберемся.
На фото: SYNTHESIS Soprano — вот так может выглядеть современный ламповый усилитель высокого класса
На самом деле, усилитель нужен всегда, когда требуется, чтобы динамик начал звучать – он есть в смартфонах и телевизорах, да даже в «говорящих» детских игрушках.
В этой статье мы попробуем максимально простым языком ответить на вопросы: «что такое усилитель?» и «зачем он нужен для звука в акустических системах?»
Как вообще рождается звук?
Самое простое объяснение принципа работы любого усилителя для акустики кроется в самом процессе, как рождается звук нашей любимой музыки, которую мы слышим из колонок. И вот несколько простых определений для нашей базы:
Звук – это физическое явление, энергия, которая распространяется в пространстве в виде упругих волн вследствие механических колебаний.
Т.е. движение какого-то объекта создает колебания в воздухе, эти колебания волнами начинают заполнять пространство вокруг, а наше ухо слышит характерный этому движению звук. Если резко махнуть рукой, то тот самый звук «шух», который вы услышите – это и есть новорожденный звук, появившийся после конкретного механического движения вашей рукой.
В данной статье частотные диапазоны, амплитуды колебания и прочие термины мы затрагивать намеренно не будем.
Как появляется звук в колонке?
Излучатель звука – это устройство для преобразования электрических сигналов в акустические волны (звук) и излучения их в окружающее пространство.
Излучатели различают сразу нескольких типов по принципу действия, но мы пока остановимся, пожалуй, на самом распространенном и понятном примере – электродинамический громкоговоритель или, просто, «динамик».
На фото: фирменный медный динамик Klipsch Reference — таким мы, чаще всего, динамик себе и представляем
Мы обязательно напишем отдельную и подробную статью об устройстве динамика и принципе его работы. Сейчас же акцентируем внимание на самой сути, простыми словами.
Электрический сигнал приходит в динамик и дает ему информацию, как ему «толкать воздух», он создает механические колебания и толкает воздух таким образом, чтобы в звуковых волнах мы услышали именно ту музыку, которая и была заложена в исходном электрическом сигнале.
Сам этот электрический сигнал берется из источника звука – проигрыватель винила, CD-плеер, кассетный плеер, медиа плеер, телевизор, плеер внутри смартфона (и все другое виды, какие только сможете придумать).
На фото: проигрыватель винила Pro-Ject Essential III — классический аналоговый источник, золотой стандарт Hi-Fi индустрии
Извлечение звука и его усиление
Но почему этот сигнал изначально «слаб» и его нужно усиливать? Здесь важна небольшая историческая справка.
Очень давно процесс извлечения звука и его воспроизведения был полностью механическим. Например, помните громоздкие патефоны с огромным рупором? Так вот, там механическая игла «скребет» канавки пластинки, а считанные колебания усиливаются с помощью раструба-рупора. Когда мы говорим в рупор, наш голос тоже становится громче по такому же принципу.
На фото: патефон с рупором начала XX века
С развитием Hi-Fi индустрии в середине 20 века в такую чисто механическую схему приходит преобразование этих механических колебаний в электрический сигнал. Как раз в погоне за более высоким качеством воспроизведения звука. Первооткрывателем этого стандарта стала легендарная датская компания Ortofon, которая разработала звукосниматель (картридж проигрывателя винила) как раз для решения этой задачи.
Полученный с помощью этого картриджа электрический сигнал сам по себе не обладает достаточной мощностью, чтобы быть сразу преобразованным в звук динамиком. Вот тут-то и появляется задача для усиления этого сигнала.
На фото: Ortofon MC Windfeld Ti — звукосниматель считывает с пластинки механический сигнал и преобразовывает его в электрический
Причем, на нашем примере, чем громче мы хотим услышать звук, тем более мощный динамик нам нужен, а это значит, что еще более мощный сигнал должен приходить в этот динамик.
С цифровым сигналом ситуация слегка иная, но схожая. Для того чтобы цифровую музыку в виде электричества подать на динамики, ее сначала нужно преобразовать из цифры в аналог. Для этого используются цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП), о них мы много и подробно поговорим в других статьях. Важно то, что и у них электрический сигнал на выходе точно также «слаб» для любого динамика и тоже требует усиления.
На фото: SYNTHESIS Roma 14DC+ — пример современного CD-проигрывателя класса High End
Усилитель – это устройство (цепочка устройств), которое позволяет исходному электрическому сигналу от источника обрести достаточную мощность, чтобы быть поданным на динамик акустической системы. И в результате получится громкий и четкий звук, которым мы с вами и будем наслаждаться.
На фото: современный ламповый усилитель Hi-Fi класса TAGA Harmony
Надеемся, что на таких простых примерах нам удалось объяснить, зачем же нужен усилитель и какова его роль в звуке Hi-Fi-системы. Еще лучше вы сможете разобраться в вопросе, поняв внутреннее устройство усилителя, его самые важные параметры, принцип работы, а также, какие типы усилителей бывают и где используются. И об этом мы поговорим с вами в следующих статьях.
Источник
Выбираем усилитель в машину — пособие для начинающих
Мы расскажем, почему усилитель является важной частью музыкальной системы в машине. А также объясним, как выбрать подходящую модель. При этом надо учесть несколько факторов. Во-первых, с какой акустикой этому устройству предстоит создавать для вас музыкальное сопровождение в дороге. Во-вторых, насколько вы требовательны к качеству звучания и сколько денег вы готовы потратить на такую покупку.
Почему так важно купить автоусилитель? Этот вопрос задают люди, которые верят в цифры мощности на магнитолах вроде 4х50W. А максимальная мощность магнитолы 4х50 Вт и номинальная мощность дополнительного усилителя 4х50 Вт — это совсем не одно и то же. Кстати, на некоторых современных магнитолах указывают уже реальную номинальную мощность 4х18 Вт. К тому же, многофункциональное головное устройство с компактным маломощным усилителем не может сравниться по качеству звука со специализированным большим усилителем мощности. Сравнивая качество звука внешнего усилителя со встроенным в магнитолу, можно сказать, что у последнего более узкий динамический диапазон и менее глубокий бас.
Дело в том, что при подключении внешнего усилителя, встроенный усилитель не используется, звук снимается с предусилителя минуя не качественный, «плоско» играющий встроенный усилитель. В некоторых автомагнитолах даже есть функция отключения встроенного усилителя. Звук магнитольного усилителя считается «плоским». Потому что, верхушки синуса звукового сигнала (музыки) становятся действительно плоскими, когда регулятор громкости магнитолы выкручен на максимум. Процесс, когда сигнал превышает максимально допустимый уровень и обрезаются его верхушки, называется клиппированием (клиппингом).
Проявляется эта проблема не только в ухудшении звучания. При этом динамики больше греются. А перегретая звуковая катушка может выйти из строя. Это приведёт к покупке нового комплекта динамиков, которые может ждать та же участь, если не принять меры. В данном случае решением проблемы будет покупка внешнего усилителя мощности. Можно, конечно, не доводить уровень громкости магнитолы до слышимых искажений. Только дело в том, что даже на уровне громкости более 50% у встроенного в магнитолу усилителя уже довольно высокий коэффициент гармонических искажений, что портит качество звука.
Выбираем подходящее решение
Итак, у вас есть автомагнитола и несколько динамиков в машине. Вопрос: какой усилитель подойдёт для вашей аудиосистемы? В первую очередь нужно знать, сколько линейных выходов имеет ваша магнитола. Если ни одного, тогда для подключения внешнего усилителя вам понадобится специальный адаптер, которые берет высоковольтный акустический сигнал с магнитолы и преобразует его в низковольтный. Некоторые усилители имеют встроенный аналогичный преобразователь Hi-Level. Большинство бюджетных автомагнитол имеют одну пару линейных выходов для подключения через внешний усилитель тыловой акустики или сабвуфера. А более продвинутые головные устройства имеют две или три пары линейных выходов. С помощью Y-разветвителей (вроде Mystery MRCA Y.M.) можно из одной пары выходов сделать и две, и три пары, но без возможности регулировать отдельно по уровню громкости сабвуфер, тыл и фронт.
Усилитель с каким количеством каналов нужен?
 |
| Pioneer GM-A5602 — 2-х канальный усилитель мощности с возможностью мостового включения |
Теперь разберёмся сколько надо каналов усиления в той или иной ситуации. Если магнитольный усилитель имеет четыре выходных канала, то дополнительные усилители имеют от одного до шести каналов. Если вы хотите регулировать все каналы независимо друг от друга с головного устройства, тогда усилитель подбирается, исходя из количества линейных выходов вашей магнитолы. То есть к магнитоле, имеющей 4 линейных выхода, подойдёт один 4-канальник или два 2-канальника. Но на практике обычно нужна регулировка только уровня громкости сабвуфера. А независимая регулировка между передней и задней акустикой необходима, только если магнитола оснащена процессором DSP.
Одноканальник (моноблок) вроде Kicx KAP 10M используется для подключения к обычному монофоническому сабвуферу. В автозвуке стереосабвуферы не используются, а несколько низкочастотных колонок устанавливают только для увеличения звукового давления.
При использовании 2-канальника (например, Blaupunkt GTA-270) в стереорежиме на два передних или два задних динамика вопросов не возникает. А вот при использовании 2-канальника в монорежиме с мостовой схемой подключения есть небольшой минус — теряется чёткость низких частот особенно при воспроизведении музыки с быстрым басом. Не бубнящие и более сочные низкие частоты можно получить, используя моноблок. А так как он стоит дороже, чем 2-х канальный усилитель, то в бюджетных аудиосистемах 2-канальники, включенные мостом на сабвуфер, встречаются чаще.
Для 4-канальных усилителей наподобие Helix Xmax 4.2 существует несколько вариантов подключения. Наиболее распространены — классический на четыре динамика (фронт и тыл) и 3-х канальный режим использования усилителя на два передних динамика и один сабвуфер (где 34 каналы включены в мостовой схеме). Менее распространённый вариант включения 4-канальника – это 2-х канальный режим (два мостовых подключения). Такой режим используется, например, при подключении двух сабвуферов или двух мощных мидбасов.
Самый редкий вариант использования 4-х канальных усилителей называют поканальным (bi-amping), где 12 каналы подключаются на твитеры, а 34 каналы — на дверные мидбасы. Этот вариант даёт наилучшее звучание аудиосистемы (его иногда называют Hi-Fi режимом). Почему же он реже всего используется? Во-первых, из-за неосведомлённости не только покупателей, но и некоторых продавцов в сфере автозвука. Во-вторых, 4-канальник предназначен только для фронтальной компонентной акустики и такое решение выходит немного дороже. Главное, в поканальном подключении – это наличие фильтров LPHP, способных работать на частотах от 2 до 6 Кгц. Например, такие поканальные фильтры должны быть или в магнитоле или в 4-канальном усилителе, что большая редкость. Если вы собираетесь использовать 4-канальник только в системе стереофронт + один сабвуфер, тогда лучше взять 3-х канальный усилитель, например JBL GTO-3EZ. Хотя если учесть, что со временем мы обычно меняем автомобили и аудиосистемы в них, то 4-канальник более универсален.
 |
| Пример усилителя с фильтрами LPHP — DLS MRA41 |
6-канальники теперь редко встречаются в продаже. Поэтому мы рассмотрим аналогичный по назначению 5-канальный усилитель (например, к ним относится Blaupunkt GTA-5350). Данный вид многоканального усилителя, как правило, используют для двух фронтальных компонентов и двух тыловых овалов плюс один сабвуфер. Усиление пяти каналов сразу выходит дешевле, но один блок питания, призванный работать на пять каналов одновременно, в реальности будет, прежде всего, обслуживать самый нуждающийся в энергии низкочастотный канал. 12 каналы и 34 каналы могут работать в мостовой схеме подключения, но 5-канальники никогда не используют на три сабвуфера. В поканальном режиме данные усилители можно использовать, например, с головным устройством Alpine CDE-195BT, оснащённым поканальными фильтрами, но не разумно использовать усилитель для улучшения качества звука фронтальных компонентов, где сабвуферный пятый канал будет портить звук.
 |
| Панель с разъемами 5-ти канального усилителя Alpine PDX-V9 |
Из всего выше написанного следует, что дополнительный усилитель мощности мы выбираем себе, исходя из количества линейных выходов у магнитолы, помня, что применение Y-разветвителей каналов решает проблему недостаточного количества линейных выходов, но в ущерб качеству звука и регулированию каналов. А также усилитель подбирают, исходя из заранее продуманного состава аудио системы, то есть количества динамиков в салоне автомобиля.
С этим не все так просто, как кажется — многие неправильно считают каналы. Например, две высокочастотные пищалки в торпедо или уголках дверей и два мидбаса внизу передних карт дверей – это не четыре канала, а два компонентных. Тыловая акустика в стоковой комплектации иногда состоит из четырех каналов, но это если два канала в задних дверях, а два в задней полке или в задней ляде (полке за задним сидением). Как правило, в тыльной части салона всего два канала. Компонентную заднюю акустику считаем тоже как два канала, аналогично фронтальной компонентной. То есть классическая аудиосистема это 4+1 (стерео фронттыл + сабвуфер). Но более качественной по звуку считается аудиосистема 2 + 1 (стерео фронт + сабвуфер).
У вас может возникнуть вопрос: почему 3 канала лучше, чем 5? Дело в том, что тыловая акустика в аудиосистеме с сабвуферным звеном используется только для пассажиров на заднем сидении. Заботясь о них, мы портим звук в зоне водительского места. В аудиосистемах стерео фронт + сабвуфер с помощью DSP-процессора звук сфазирован только в одной точке автомобиля. И если в такую настроенную систему добавить тыловую акустику, то звук будет менее четким. Представьте нескольких танцоров на сцене, слаженно выполняющих одинаковые движения — их танец будет красивым. А если вывести кого-нибудь из зала на сцену и попросить повторить движения артистов, то это испортит общую картину.
Следовательно, лучше заранее определить, какую вы хотите себе аудиосистему для корректного подбора усилителя.
В запланированную или уже существующую аудиосистему фронттыл + сабвуфер самым бюджетным дополнительным усилителем будет 2-канальник, только для сабвуфера.
В следующую ценовую категорию попадают два варианта комплектации аудиосистемы усилителем. Вариант добавления к сабвуферному 2-канальному усилителю ещё одного 2-канальника для передних или задних динамиков не верен, потому что тогда усиленные каналы надо подгонять по уровню к не усиленным клиппированым (искажённым) двум каналам с магнитолы. Аналогичным по цене, но более верным будет озвучка всех каналов 5-канальником. Если сабвуфер уже оснащён усилителем, тогда следует усилить переднюю и заднюю акустику 4-канальником.
В запланированную аудиосистему фронт + сабвуфер (без тыловой акустики) подойдут также усилители разной конфигурации:
1) один 2-канальник или моноблок для сабвуфера, где фронтальная акустика подключена к магнитольному усилителю;
2) два 2-канальника или один четырёхканальник, где усилены все каналы;
3) один 5-канальный или 4-канальник + моноблок для поканального Hi-Fi-режима: 12 каналы для пищалок, 34 для мидбаса и пятый канал или один моноблочный для сабвуфера.
Источник