Тримай заряд
Автосигналізації для електромобілів
Вибір аудіокомпонентів. Поради інженера
У цій статті я спробую доступною мовою розповісти про ті помилки у виборі апаратури, які допускають практично всі починаючі користувачі.
Помилка 1. Потужність автомагнітоли
Всі бачили, як на упаковці від будь-якої, навіть найдешевшої магнітоли, красується напис: MosFet 4×50. Що ж насправді означають ці цифри? Ось скріни від специфікації виробників двох, найбільш затребуваних на сьогодні, розробників інтегральних підсилювачів для автомагнітол — Toshiba & SGS Thomson.
На перший погляд, начебто все правильно — 4 канали по 50 W. Але придивіться уважно, за яких умов це досягається? Максимальне значення потужності виходить при 15,2 В живлення, причому, про викривлення нічого не написано, оскільки вони перевищують всі мислимі межі! А чи можлива така напруга в автомобілі? Те ж відбувається і при навантаженні в 2 Ома! Виходить, якщо скласти суму потужностей всіх каналів, виходить 200W при 4-х Омах і 320W при 2-х Омах! Але ж силовий запобіжник розрахований на 15 А, тобто на споживання 200W при живленні 13,7 Вольт. А ККД підсилювача все ті ж 50%. Звідки беруться недостатні Ватти?
Насправді ці вимірювання проводяться лише на одному каналі, а потім ми в своєму розумі приплюсовуються інше. Хто-небудь бачив розмір радіатора магнітоли? Це тонка смуга, зазвичай 3 мм завтовшки, прикручена по периметру торця (задньої стінки) магнітоли. Ну, хіба це тепловідвід для підсилювача в 200 W? Звичайно ж ні! А скільки ж тоді? На наступних скронях це видно:
«Чесна потужність», при якій музика ще сприймається якісно, не перевищує 15-19 W. Все, що голосніше, це вже вінегрет з набору звуків, коли спотворення перевищують рівень корисного сигналу. Крім того, не варто забувати, що і ця потужність досягається лише при «холодному» радіаторі — в 25° С. Але вже через кілька хвилин температура підвищиться до 55-60° С і потужність складе вже 2/3 від початкової. На жаль, але це особливість роботи будь-яких напівпровідників, і з цим потрібно змиритися. Якщо є примусове обдування радіатора (зазвичай це у 2-дінових апаратів і у дорогих 1-дінових), тоді можна «вичавити» номінал. В інших випадках тривала потужність не перевищить 15 W на канал, тобто 60 W в сумі. А на заглушеному двигуні при напрузі 12,6 Вольт «залишиться» всього 45-50 W... Але й це ще не все... Якість на рівні Hi-Fi (спотворення менш 0,007%) виходять при потужності не більше 7 W на канал. Забігаючи на перед, скажу — для тих, хто планує використовувати зовнішній підсилювач, підключений по високорівневому вході (до проводів, що йдуть на динаміки з магнітоли), не варто очікувати шикарного якості, навіть при використанні дуже дорогих підсилювачів. Як видно з таблиць, вимірювання проводилися на синусоїдальному сигналі частотою 1 кГц, тобто на середніх частотах. Відповідно, в нижньому регістрі ці показники будуть дещо гірше. А якщо сюди додати ще й рівень власних шумів цього підсилювача, стане ясно, чому такий спосіб не найвдаліший.
Помилка 2. Потужність комплектних динаміків
З історії розвитку аудіо техніки ми пам'ятаємо, що чим вище клас апаратури, тим ширше смуга відтворення частот підсилювальним трактом. Сьогодні вже практично немає такого поділу, ну якщо брати автомобільний сектор. І заявлені 20 Гц-20 кГц вже можна зустріти і в дешевих підсилювачах, і в магнітолах молодшої цінової категорії. А що ж стосовно динаміків? Тут поки ще не все так райдужно... У більшості випадків, нижній діапазон відтворення складає близько 45-48 Гц.
Тепер змоделюємо ситуацію: маємо в передніх дверях ось такі автоколонки Hertz DCX690.3. Розробник заявляє до 90 W номінальної потужності, на магнітолі написано 4х50 W, начебто у динаміків є «запас», у них дуже висока чутливість 93 dB, але при максимальній гучності динаміки хриплять. Деякі «гуру» заявляють — це слабкі динаміки, купи по потужніше. Інші кажуть, навпаки, це слабка магнітола, купуй підсилювач і не парся. Але ж Італійці одні з кращих у світі розробників аудіотехніки, та й магнітоли «адаптовані» під будь динаміки. У чому ж проблема? А, виявляється, потрібно просто розуміти параметри динаміка і під нього підлаштовувати частотний діапазон магнітоли. У кінці таблиці видно один з найважливіших параметрів динаміка — Xmax. Тут вказано допустиме відхилення рухомої системи ВВЕР + вниз щодо середнього положення, при якій якісні і потужності параметри будуть витримані. У даній моделі всього 2 мм.
Але чому хрипить динамік? Та тому, що при перевищенні амплітуди ходу зрушення, змінюються та електромеханічні характеристики динаміка. І якщо при потужності 5-7 W цей динамік буде відмінно тиснути басом, то вже при потужності понад 10 W, для нього розпочнеться перевантаження в області НЧ. Любителям баса нижче 50 Гц ці динаміки не підійдуть і просто необхідно ставити зовнішній сабвуфер. А якщо ні, то обмежити рівень низьких частот нижче 50 Гц на позначці -4 dB або навіть нижче, або зрушувати нижній діапазон до 100-120 Гц. Тільки при дотриманні цієї умови можна досягти максимальної потужності звуку на магнітолі і максимальної якості на динаміках. Все просто!
Ну а якщо хочеться і голосно, і баса по більше, то тоді реально потрібні інші динаміки, але їх вибір не залежить від допустимої потужності, а визначається ось цією величиною Xmax. Чим вона вища, тим більше допустимого рівня баса можна «вичавити» з динаміка. Так що уважно читайте характеристики, краще, якщо є така інфа на сайті розробника і не бійтеся запитати консультацію у фахівця. Адже ви ризикуєте не тільки витраченими своїми грошима, але і ймовірністю спалити динаміки й розчаруватися в продукції тих, хто знає толк в автозвуці! І пам'ятайте: навіть магнітолі необхідні потужні дроти живлення не менше 2,5 мм², з акустичними теж не варто економити, я б ще порадив встановити конденсатор біля вхідного роз'єму, можна взяти звичайний вивідний електроліт 100.000 мкф х 16 В. Різницю почуєте самі!
Пару слів про сам конденсаторі. Його завдання підтримувати струм живлення біля вхідного коннектора, оскільки будь-які проводи мають опір, і це зумовлює просідання напруги. В апараті встановлений власний конденсатор, але його ємність мала, і потрібен він як фільтр від імпульсних перешкод. А от якщо його ємність велика, то при піках струму споживання підсилювачем потужності, він більш плавно утримує напругу, тим самим знижуючи динамічні спотворення (про це я говорив на початку першого розділу — залежність вихідної потужності підсилювача від рівня живлячої напруги). Такий варіант дешевше автомобільних конденсаторів, а для самої магнітоли його майже достатньо (струм перезаряду становить близько 10 А). Місця він займає мало, а закріпити його можна прямо на коннекторе біля радіатора.
Помилка 3. Вибір підсилювача потужності
На питання — навіщо він взагалі потрібен, мало хто зможе дати адекватну відповідь. Адже це не просто банальний підсилювач, а складний комплекс регулювань рівнів, фаз і частот, що забезпечує максимально якісне посилення вихідного сигналу і правильний розподіл звукового тиску в салоні. У попередній статті я описував, чому до динаміків поняття потужністю не правильно, а саме звуковий тиск. Воно визначає рівень гучності, який ми чуємо від підведеної з підсилювача потужності. А чим визначити рівень звукового тиску? Ну, ось приклад двох динаміків однієї серії, але різних розмірів (міні і максі):
Як бачите, чутливість у них майже рівна 92/93 dB. Тепер скажіть, який з них буде грати голосніше? Очевидно, що другий. І не в один децибел різниця, а в розмірі площі дифузорів. І чим вона більше, тим голосніше буде звучати динамік, при рівній потужності, що підводиться. Відповідно, якби мався коаксіал діаметром 2 5см (10"), то він зміг би створити звукову сцену достатньої гучності, щоб не застосовувати сабвуфер. Але! Де його встановлювати, якщо площину карти дверей не має достатнього місця для такого девайса? Ось тут і приходить на допомогу зовнішній підсилювач.
У самому простому випадку ми купуємо дорогі і потужні коаксіали, монтуємо 4-х канальний підсилювач і насолоджуємося більш гучного і досить якісною музикою в авто. Інша справа, якщо потрібно побудувати якісну систему з високою потужністю, і не менш високою якістю. У цьому випадку просто необхідно компонентне рішення акустики. Шляхом розкладання частотного діапазону на 2, а краще на 3 смуги, та ще й саб на додачу, можна досягти відмінних показників. Але як підібрати «правильний підсилювач»? Давайте розберемося. Отже, спочатку будуємо проект нашої системи в розумі, вивчивши попередньо, бюджет і можливості авто. Припустимо, вибрали версію 2.1 (передні динаміки на фронт + саб на тил в міст, задні залишаться працювати від магнітоли як підзвучка). Зазвичай для таких цілей вибирають 4-х канальник, який цілком справляється з цим завданням. Однак, правильний підбір підсилювача і акустики — справа не проста, а на полицях магазинів і в інтернеті повно найхимерніших моделей, які, тим не менш, не завжди виправдовують наші надії.
Як же підібрати підсилювач? Маючи схему, я знаю про них навіть те, чого не знають продавці та менеджери, тому мені простіше. Ось чому я хочу і вам допомогти навчитися їх вибирати. Так, з чого почати? Головне, це постаратися в пресі (паперовій або електронній) знайти рекламну статтю про цей апарат, по можливості, з фото. На них приблизно видно, що всередині виробу.
Головні чинники — діаметр трансформатора перетворювача напруги, розмір і загальна ємність електролітів вторинного живлення, тип вихідних транзисторів, розмір і загальна вага підсилювача, сумарний струм запобіжників. Чим все це візуально більше, тим імовірніше, що заявлені параметри близькі до фактичних. Ось приклад одного з таких варіантів для високоякісної аудіо системи: Це підсилювач Focal FPS-4160, флагманська модель в цій серії. У ньому є масивний литий корпус, конденсатори великої ємності (мається можливість їх подвоїти шляхом приєднання зовнішніх за допомогою спец. конекторів), 2 потужних трансформатори по одному на кожну пару каналів, потужні MosFet транзистори, запобіжники 2х40 А, також є вбудований кулер 80х80х25 мм (на фото не показаний). Такий апарат без проблем розгойдає аудіо систему і створить потужний звук у вашому авто. Дана модель була розроблена як підсилювач, здатний брати участь у змаганнях з авто звуку, а багатофункціональний кросовер дозволить правильно налаштувати будь-яку акустику під формат класу Hi-Fi.
Інша справа, якщо вам запропонували «економ варіант», який-небудь китайський підсилювач, дуже компактний і навіть з прозорим корпусом їх акрилу. Що ж можна з нього отримати, крім облому... Перше, що помітите в звуці — млявість і низька потужність з похрипуванням на максимальному рівні. Крім того, сабвуфер такий підсилювач не розгойдає, які б заходи ви не вживали. Навіть його доопрацювання, як я це практикую, не дозволить йому повністю реалізуватися, оскільки доведеться «городити» зовнішні кулера для обох сторін. Одним словом бляшанка. Звичайно ж, навряд чи хтось піде на такі крайнощі вибору, але якщо є товар, обов'язково знайдеться і покупець. Головне, не викинути на вітер гроші і зусилля. Завжди є безпрограшні варіанти, вони ідуть у категорії «Хіт продажів». Але навіть у цьому випадку потрібно уважно читати специфікації виробів, щоб вірно спрогнозувати підсумок майбутньої інсталяції і уникнути переробок в процесі прослушки і настройки.
Ось які подробиці зустрічаються в даній категорії товару. Можна засуджувати чи нахвалювати тих чи інших виробників аудіо техніки, але вибір завжди за клієнтом. А моє завдання підказати те, про що часто замовчують при продажу товару. І якщо знайдеться людина, якій це допоможе, значить, я буду займатися цим і далі, удосконалюючи свій досвід і майстерність. А вам бажаю завжди робити правильний вибір і ніколи не шкодувати витраченого часу на вивчення матеріалу. Не дарма кажуть: Знання — Сила! Підсилювач звуку купити в Івано-Франківську, Львові, Тернополі з доставкою по Україні можна на 130.com.ua.
Матеріали по темі
