Co určuje kvalitu zesilovače a jak jej vybrat pro ideální zvuk?

Poměrně často se automobiloví nadšenci potýkají s problémem výběru výkonového zesilovače pro své auto. Málokdo přitom ví, na co přesně se při nákupu zaměřit.

V tomto článku se podíváme na hlavní kritéria a vlastnosti pro výběr, protože kvalita zvuku a třída celého stereo systému jako celku závisí na správném výběru elektroniky automobilu. Proto je před výběrem zesilovače jednoho nebo druhého modelu lepší, jak se říká, „měřit sedmkrát“.

Ve skutečnosti je automobilový zesilovač jedním z hlavních prvků stereo systému a používá se k zesílení zvukového signálu přicházejícího z rádia na požadovanou úroveň.

Jaké jsou třídy a série kritérií v automobilových zesilovačích?

Zesilovače do auta se výrazně liší cenou, která se určuje v závislosti na počtu kanálů zesilovače, jeho třídě a řadě dalších kritérií (výkon, odstup signálu od šumu atd.).

Podívejme se blíže na každou z kategorií.

Na základě počtu kanálů jsou zesilovače rozděleny do podtypů od jednoho do šesti kanálů.

Jednokanálový zesilovač je monoblok, nejjednodušší typ. Používá se, když je připojený subwoofer a dodává se pouze ve dvou třídách (AB a D). Monoblok třídy D může pracovat jak s 1 Ohmovým vinutím, tak s 2 a 4 Ohmovými subwoofery, a proto je jeho použití výhodnější a rozšířenější než monoblok třídy AB. Použití zesilovače s nízkou zátěží 1 ohm umožňuje získat vysoký výkon signálu s minimální zátěží baterie.

Dvoukanálový zesilovač je designově složitější a je určen pro připojení dvou reproduktorů nebo jednoho pasivního subwooferu. Je schopen podporovat nízké zatížení (1-2 ohmy) a funguje pouze pomocí můstkového připojení. Tento typ zesilovače také podporuje doplňkové funkce, mezi nimiž je nejčastější schopnost plynule zvyšovat úroveň nízkých frekvencí.

Tříkanálové zesilovače jsou v praxi poměrně vzácné. To je vysvětleno skutečností, že jsou v podstatě totožné s 2kanálovými. Jejich jediným rozdílem je schopnost pracovat v tri-módu (současné zapojení dvou stereo a jednoho mono systému).

Čtyřkanálový zesilovač je v praxi nejoblíbenější možností. Konstrukčně se jedná o dva dvoukanálové zesilovače zabudované v jednom pouzdře, a proto jsou jeho schopnosti shodné se zesilovačem se dvěma kanály. Jejich hlavním účelem je zvýšit výkon zadního nebo předního akustického stupně. Zesilovač se 4 kanály je navržen pro nízký výkon (50 až 100 W na kanál). Umožňuje připojit 4 reproduktory nebo 2 subwoofery (pomocí 2 kanálů na subwoofer a přemostěné připojení).

Pětikanálové zesilovače slouží k současnému připojení jednoho subwooferu (pomocí mono kanálu) a 4 reproduktorů.

Šestikanálový zesilovač má nejvyšší náklady díky širokému výběru možných možností připojení různých akustických prvků:

• šest reproduktorů;
• subwoofer (můstkové připojení) a čtyři reproduktory;
• tři subwoofery (můstkové připojení) atd.

Mezi třídy zesilovačů patří: třídy A, B, AB a D.

Hlavní kritérium pro oddělení: účinnost a zkreslení zvukového signálu.

Zesilovače třídy „A“ – umožňují získat nejvyšší kvalitu zvuku s minimální úrovní zkreslení. Používá se v drahých luxusních akustických systémech. Hlavní nevýhodou této třídy zesilovačů je nízká účinnost (20-25%), ztráta výkonu signálu. V praxi je to poměrně vzácné, což se vysvětluje jeho vysokými náklady a méně než ideálními technickými vlastnostmi.

Zesilovače třídy „B“ mají účinnější výkon ve srovnání s třídou „A“, ale ztrácejí na úrovních zkreslení. Kvůli špatné „čistotě“ reprodukovaného signálu se tato třída zesilovačů také často nepoužívá v audio audiu při budování stereo systému.

Třída zesilovačů „AB“ je nejběžnější a nejžádanější mezi automobilovými nadšenci. Vyznačuje se průměrnou kvalitou zvuku, dostatečným výkonem signálu, čistým zvukem (nízké zkreslení) a jeho účinnost je 45-50%. Tato třída se vyznačuje průměrnou cenou a velkými rozměry zesilovačů. Ideální pro subwoofery s jmenovitým výkonem mezi 500 a 600 watty.

Zesilovače třídy D se používají ke zpracování digitálních signálů. Mají kompaktní rozměry a vysoký výkon, ale nízkou kvalitu zvuku v kombinaci s nízkou úrovní zkreslení. Účinnost ve třídě „D“ je nejvyšší a je 90–98 %. Tento typ zesilovače nepoužívá chladicí radiátor, protože se prakticky nezahřívají. Také jsou dražší, a proto nejsou mezi automobilovými nadšenci a audiofily příliš oblíbené.
Takže jsme zjistili vlastnosti zesilovačů v závislosti na počtu použitých kanálů a třídě.

Podívejme se na další kritéria výběru

Jedním z nejdůležitějších kritérií je výkon zesilovače. Existují dva typy napájení:

maximum (RMPO) nebo vrchol. Ve skutečnosti byste neměli věnovat pozornost číselné hodnotě maximálního výkonu, protože tento parametr nemá přímý vztah ke kvalitě zvuku, ale obchodníci a výrobci se na něj často zaměřují a aktivně klamou kupující;

nominální (RMS). Jmenovitý výkon ukazuje „skutečný obraz“ povahy budoucího zvuku a umožňuje vám adekvátně posoudit vlastnosti zesilovače. Problém je, že se výrobci uchýlí k malému triku, kdy hodnotu výkonu uvádějí napájecím napětím 13.8 až 14.4 V. V praxi je napětí v palubní síti vozu maximálně 12-13 V, což je až o 20 % nižší, než je uvedeno.

Pro získání kvalitního zvuku při vysoké hlasitosti je proto vhodné zvolit zesilovač s výkonovou rezervou až 30 % při koordinaci s reproduktorem (čtěte zde) nebo subwooferem (a zde).

Dalším kritériem výběru, kterému byste měli věnovat pozornost, je odstup signálu od šumu (S/N poměr). Tento parametr charakterizuje, o kolik je úroveň reprodukovaného signálu větší než šum pozadí, který zesilovač produkuje. Čím vyšší je číselná hodnota této charakteristiky, tím lépe. Pro třídu „D“ je optimální poměr S/N 60-80 dB. Pro třídu „AB“ by hodnota měla být od 90 do 100 dB, ideálně blízko 110 dB.

Harmonické zkreslení (THD) je dalším kritériem pro výběr zesilovače do auta. Tento parametr charakterizuje zkreslení, které zesilovač vnáší do odchozího audio signálu. Kvalita a čistota zvuku jsou nepřímo úměrné THD. Pro třídu „D“ je limitní hodnota koeficientu 1 %; pro „AB“ – méně než 0.1%.

Tlumicí faktor je koeficient, který určuje interakci výkonového zesilovače s reproduktorem. Protože reproduktor je zařízení, které vibruje, zvuk je trochu rozmazaný. Úkolem zesilovače je urychlit proces tlumení těchto vibrací a faktor tlumení udává, jak se s tímto úkolem vypořádá. Čím vyšší je hodnota faktoru, tím čistší je výstupní zvuk a tím rychleji je tlumena setrvačnost impulsů reproduktoru. Většina zesilovačů rozpočtové třídy má hodnotu koeficientu 200-300; zesilovače, které patří do střední cenové kategorie – koeficient více než 500; drahé – více než 1000. Přitom u jednotlivých zesilovačů Hi-end třídy se koeficient může přiblížit hodnotě od 3000 do 4000.

Vstup Hi Level je doplňkovou možností pro zesilovač do auta. Určeno pro připojení k autorádiu, která nemají linkový výstup. Použití těchto vstupů má výhody i nevýhody. Mezi nevýhody patří přidání úrovně zkreslení, mezi výhody možnost použít k propojení standardní reproduktorový kabel, který je mnohem levnější než speciální.

Dolní propust (LPF) je součást zesilovače, která umožňuje propustit signál s frekvencí, která je nižší než mezní frekvence. Je vyžadován pro zesilovač, ke kterému je připojen sub. Označuje horní hranici frekvencí reprodukovaných subwooferem a odděluje nízké frekvence reprodukované subwooferem od vysokých (středních) frekvencí reproduktoru. Optimální hodnota mezní frekvence pro dolní propust je od 80 do 150 Hz.

Horní propust (HPF) je součást zesilovače, která je navržena tak, aby propouštěla ​​signály s frekvencí vyšší, než je mezní frekvence. Používá se při použití reproduktorů v předním a zadním nastavení. Ve stereo systému, který je vybaven subwooferem, je mezní frekvence FVS 80-150 Hz. V systémech bez subwooferu je mezní frekvence 50-60 Hz. Slouží k vyloučení možnosti přehrávání nízkofrekvenčních zvuků reproduktory, které bez vysokopropustného filtru mohou vést ke zkreslení zvuku a mechanickému poškození reproduktorů.

Režim Bridge – umožňuje výrazně zvýšit přípustný výkon zesilovače spojením dvou kanálů do jednoho. Nejčastěji se používá při připojení subwooferu. Současně je v můstkovém připojení důležité vzít v úvahu takovou nuanci, jako je odpor zatížení. Tento parametr je při přemostění vyšší než u kanálu, takže je důležité zachovat poměr zatížení zesilovače a subwooferu.

Abychom to shrnuli, rádi bychom poznamenali, že po pečlivém prostudování všech hlavních kritérií a charakteristik zesilovačů bude proces výběru mnohem jednodušší a budete si moci vybrat přesně to, co potřebujete, aniž byste přepláceli.

NejběžnějšíёTou chybou při vytváření audiosystému je nedostatečné odhalení akustických systémů, jinými slovy neschopnost zesilovače ovládat reproduktory. Kromě tohoto okamžiku však existuje takéё Existuje mnoho problémů, kterým byste měli věnovat pozornost při připojování reproduktorů a zesilovače. V této poznámce pro milovníka hudby se podíváme na nejdůležitější body, numožňuje dosáhnout maximaа z AC a neutrácejte peníze.

1. Citlivost reproduktoru je prvním a nejdůležitějším parametrem pro posouzení požadavků na zesílení

Citlivost je nejzáludnějším ukazatelem ve výkonnostních charakteristikách reproduktorů. Formálně se jedná o hladinu akustického tlaku, kterou reproduktor vyvine, když je na něj aplikován výkon 1 W při frekvenci 1 kHz. Ve skutečnosti se ukazuje, že snížení frekvence o oktávu zdvojnásobí požadované nároky (to znamená, že při frekvenci 500 Hz se 1 W změní na 2 W a pro basy 37 Hz až 32 W) – navíc rozdíl v citlivosti 3 dB zajistí ještě jedno zdvojnásobení požadavků (například pro 90 dB je žádoucí 50 W a pro citlivost 87 dB bude potřeba 100 W). Vlastně závěr z toho všeho je jednoduchý – při výběru se zaměřte na reproduktory s maximální citlivostí pro daný cenový segment – ​​ty se budou otevírat nejsnáze. Zhruba řečeno, pokud je citlivost uvedena v pasu od 94 dB – vynikající, 91–92 – normální, pod 89 dB – potíže jsou prakticky zaručeny se zesílením rozpočtu.

2. Impedance reproduktoru a hlavně impedanční křivka – druhý indikátor zatěžující zesilovač

Celková elektrická impedance akustiky, opět pro štítek v návodu k obsluze reproduktorů, je měřena při frekvenci 1 kHz – ale ve skutečnosti, izolovaně od celé frekvenční charakteristiky, vypadá indikátor velmi nedůmyslně. Řekněme, že reproduktory mohou ukazovat 8 ohmů při 1 kHz a klesnout na 2 ohmy při 50 Hz. co to znamená? Ano, těch 90% obyčejných zesilovačů prostě při takové zátěži adekvátní regulaci basů nezajistí! Vždy si proto prostudujte rozsah odporu a odhadněte jeho minimum – pokud tento parametr není ve výkonnostních charakteristikách reproduktorů, přijdou na pomoc testy zájmového akustického modelu s měřením tohoto parametru. Čím vyšší odpor, tím snadněji bude zesilovač ovládat reproduktory. U moderních reproduktorů je stabilní impedance 6 ohmů již vzácností.

3. Dumping faktor – charakteristika stability chování zesilovače na nízkých frekvencích

Výstupní zesilovač neinteraguje s jedním rezistorem, ale s velkým komplexem zvaným akustický systém (se složitými impedančními, kapacitními a indukčními součástkami); Navíc všechny koncové zesilovače nemají na výstupu ideální nulovou impedanci. Výsledkem je, že taková interakce mezi odporem reproduktorového systému a výstupní impedancí zesilovače vede ke ztrátám výkonu a vzniku parazitního EMF. Koeficient tlumení ukazuje, jak stabilní bude interakce mezi zesilovačem a akustikou, především při nízkých frekvencích. U elektronkových zařízení s vysokou výstupní impedancí lze tento koeficient měřit v jednotkách, u seriózních tranzistorových zařízení ve stovkách až tisících jednotek (podle normy DIN nesmí být koeficient tlumení menší než 20, což se počítá např. , 0,2 Ohm výstupního odporu zesilovače na impedanci reproduktoru 4 ohmy). Shrnutí je následující: při výběru elektronkového a tranzistorového vybavení věnujte pozornost hodnotě tlumícího faktoru a vyhodnoťte složitost odporu vašich reproduktorů.

4. Výstupní výkon zesilovače při posuzování jeho „dopadu“ na kvalitu zvuku se výrazně liší u elektronkových zařízení třídy A, tranzistorových zesilovačů třídy A a dalších obvodů (AB a dalších)

Zesilovače třídy A jsou časem prověřeným, ale papírově relativně nízkovýkonovým obvodem s nízkou účinností (a obrovským odvodem tepla). To je pochopitelné – například u takového obvodu je tranzistor vždy pod napětím, i když na vstupu není žádný užitečný signál). Jiné zesilovací obvody prostě neaktivují stejný tranzistor bez užitečného signálu, čímž dosahují účinnosti znatelně větší než 25 % třídy A. Uši se však ošálit nedají – linearita zesilovačů třídy A je vyšší, pokud jsou hodnoceny přes v celém frekvenčním pásmu, a ne v žádném segmentu – takže 50 W zesílení třídy A a 50 W zesílení třídy AB bude na stejných reproduktorech znít znatelně jinak. A přeplácení za řešení založená na zesílení třídy A je vždy oprávněné, pokud to rozpočet umožňuje.

5. Kabel reproduktoru musí v první řadě zajistit přenos požadované síly proudu

Při výběru kabelu pro připojení reproduktorů k zesilovači mnoho lidí zapomíná na základní pravidlo pro výpočet průřezu. Nejprve se vyplatí odhadnout proudovou sílu zesilovače (buď podle výkonových charakteristik, nebo podle vzorce, kdy se maximální výkon zesilovače vynásobí odporem, z hodnoty se vezme odmocnina a proudová síla se určí vydělením výkon výsledným napětím). Nyní můžete zvolit průřez kabelu – například, pokud je proud 15 A, pak 1,5 mm2, pokud 25 A, pak 2,5 mm2 atd. – samozřejmě s „marží“.

6. Ztráty kabelů během přenosu signálu lze minimalizovat

V konektoru budou vždy ztráty – kvůli odporu, kapacitě, indukčnosti a úniku izolace. Zde je důležité připomenout, že kapacita reproduktorových kabelů se obvykle pohybuje v rozmezí 10 – 100 pF/m, indukčnost je 0,1 – 1 μH/m a odpor vychází z geometrie a materiálu, u běžné mědi je to 0,017 Ohm na 1 mm2. A tady nastává problém – koneckonců, jak jsme zkoumali výše, k přenosu velkého proudu potřebujete velký průřez vodiče. Ale stejná norma DIN45500 vyžaduje, aby u reproduktorů s odporem 2 – 20 Ohmů nepřekročil odpor kabelu 0,1 – 0,5 Ohmů. Už se tak začnou odřezávat obří kabely s průřezem nad 10 mm2 v délce 5 m.

7. . nebo můžete udělat něco radikálnějšího – použijte co nejkratší kabel a monobloky!

Ale existuje cesta ven – co nejvíce zkrátit délku drátu. Pokud používáte monobloky, umístěte je do blízkosti zadní části reproduktorů a propojte je půlmetrovým reproduktorovým kabelem. Ztráty se radikálně sníží. Pokud používáte integrovaný zesilovač, neumisťujte jej na stranu reproduktorů, ale umístěte jej striktně do středu a pro připojení použijte co nejkratší kabely.

8. Hornové reproduktory dosahují vysoké citlivosti, ale dokážou „zvednout“ vysoké frekvence – proto je pro ně optimální použít lampové zesílení

Lampové zesilovače zůstávají důležitými hráči na trhu – jejich pozici se zatím nikdo otřást nedokázal (teplý sametový zvuk stojí za hodně). Tento typ zesílení se nejlépe hodí k hornovým reproduktorům – jejich nejvyšší citlivost umožňuje i zařízením s nízkým výkonem poskytnout potřebnou kontrolu a mírně zvýšené výškové frekvence jsou kompenzovány měkkostí a plasticitou lampy.

9. Moderní kompaktní levné reproduktory mají zpravidla nízkou citlivost – a k jejich ovládání budete potřebovat výkonný a stabilní zesilovač

Nepodléhejte triku – kompaktní a velmi levné Hi-Fi reproduktory mají často nominální impedanci 4 Ohmy s reálnou citlivostí 86 – 95 dB – to znamená, že požadavky na zesílení budou „lámat“ a zaniknou všechny úspory na akustice.

10. Značky často používají pravidlo – čím větší a dražší (v modelové řadě vyšší) reproduktorový systém, tím snáze ho rozhoupete

Ano, mnoho audiofilů při studiu obrovských reproduktorů předpokládá, že k jejich zesílení budou potřebovat „svařovací stroj“. Proudu samozřejmě není nikdy moc, ale řada firem má opačné pravidlo – nízkocitlivé reproduktory jsou levnější na výrobu než vysoce citlivé. Někdy má tedy smysl jít o krok výš, dokonce i s přeplácením za reproduktory, ale získat větší flexibilitu v zesílení.

11. Antivibrační držáky jsou důležité pro každou třídu zařízení

Standardní nosiče reproduktorů v levném segmentu neobstojí v kritice a totéž může platit pro levné zesilovače. Klidně je vyměňte a získejte zvýšení kvality. Ale je lepší to nepřehánět s filtrováním výkonu – zesilovačům se to opravdu nelíbí a dynamika může trpět.

12. Při identifikaci zájemců o koupi se vše rozhoduje pouze na základě výsledků osobního konkurzu

Konečný výběr je vždy na konkurzu a pouze na základě osobních dojmů z konkurzu. Teoretizovat „na papíře“ můžete, jak chcete – tento postup však utne pouze zjevně ztracené kombinace, ale vybrat si ty nejlepší z optimálních pro váš vkus a peněženku můžete pouze „živou“ komunikací se systémem.

Jak vybrat předzesilovač pro koncový zesilovač najdete zde.