Есть вопросы? Ответим!

Очень часто поступает вопрос - как построить громкий фронт. Какой мощности подобрать усилитель под громкий фронт с поканальным усилением чтобы получить максимальную громкость? Как выбрать динамики для 3-полосного фронта? Какая мощность нужна под эстрадные динамики?

Задача подбора усилителя по мощности не такая простая, как может показаться на первый взгляд. Мощность динамиков нам известна, если даже не известна, её легко оценить по размеру звуковой катушки. Казалось бы, подбирай усилитель такой же мощности и вперёд. Такая система будет работать долго и счастливо, но не оптимально. Для начала, стоит отметить, что мощность и громкость это не одно и то же. Все мы знаем, что чувствительность динамиков (грубо говоря, громкость на единицу мощности) бывает разная. При подаче сигнала одной мощности, динамик с большей чувствительностью звучит громче. Это очевидно. Кроме того человеческий слух устроен таким образом, что лучше всего мы слышим звук на средних частотах, максимальная чувствительность слуха находится в диапазоне от 500 до 2500 Гц. Звук среднечастотника для нас всегда громче чем басовика или пищалки, даже если на эти динамики подается одинаковая мощность. Отсюда сдедует, что между громкостью и мощностью связь есть, но она не прямая. Именно потому что середину мы слышим лучше, подавляющее большинство систем с громким фронтом построено на среднечастотниках разных размеров.

Далее. Громкий фронт - это Обычно это или 2-х или 3-х полосная система. Чтобы подобрать усилители для поканального усиления нужно понимать какие мощности рассеваются ("прилетают") по полосам. Музыкальный сигнал принято делить на три диапазона: низкие частоты (НЧ), средние частоты (СЧ), высокие частоты (ВЧ). В 3-х полосной системе каждый диапазон отыгрывает отдельный динамик, в 2-полосной - НЧ/СЧ диапазоны отыгрываются одним динамиком, который называют мидбасом. Музыкальные сигналы - то есть музыка - могут быть совершенно разными, с разным тональным балансом, в каких-то очень много баса, в некоторых много звенящих звуков, есть жанры, в которых используются не музыкальные звуки, которые создают повышенную нагрузку и в СЧ и в ВЧ диапазоне. Что бы учесть все возможные варианты музыкальных сигналов при проектировании акустических систем, в звукотехнике ввели понятие - обобщенный музыкальный сигнал. Это статический шумовой сигнал, усредненный по всем жанрам. Количество верхов, середины и низов в этом сигнале перекрывает любой жанр. Если вы рассчитали систему под обобщенный сигнал, она отыграет музыку с любым тональным балансом в пределах заданной мощности. Важнейшим свойством этой средней по всем жанрам музыки является то, что для нее можно точно выяснить распределение мощности по полосам звучания. Распределение мощности по диапазонам обобщенного звукового сигнала следующее:

• низкие частоты: 63 - 250 Гц, 60% общей мощности
• средние частоты: 250 - 5000 Гц, 30% общей мощности
• высокие частоты: 5000 - 20000 Гц, 10% общей мощности

Если систем 2-полосная, на мидбас играющий в диапазоне от 63 до 5000 Гц приходится 90% мощности.

Разделение на частотные диапазоны общепринятое, каноническое. Все современные 2-х и 4-х канальные усилители являются широкополосными и линейными(коэффициент усиления постоянный во всем диапазоне звучания). Поэтому в таких же пропорциях мощность усилителя распределяется по диапазонам. То есть усилитель развивает в Нч диапазоне не более 60% от своего номинала (дальше клип, грязный сигал, сгоревшая катушка), в СЧ диапазоне не более 30%, в ВЧ диапазоне - 10%.

Какие практические выводы можно сделать из описанного выше?

1. Если вы подбираете широкополосный усилитель для среднечастотника и хотите чтобы он звучал максимально громко, берите усилитель с номинальной мощностью примерно в 3 раза превышающей номинал динамика. Если вы не будете нагружать динамик басами и выберите нижнюю границу диапазона 250 Гц, этот усилитель выдаст на вашу середину не более трети своей мощности и полностью нагрузит динамик. Получите максимально громкое звучание. Если понизить частоту нижней границы диапазона звучания, это приведет к увеличению рассеиваемой на динамике мощности. Может пойти дым. Стоит понизить уровень громкости или выбрать усилитель с меньшей мощностью, громкость при этом так же снизится.

Усилитель под басовик подбирается по таким же принципам - берете номинал динамика и делите его на 0.6 Получаете номинал усилителя, который нагрузит его полностью в диапазоне от 63 до 250 Гц. Если повысить нижнюю границу, мощность снизится. Если повысить верхнюю границу - нагрузка на динамик вырастет.

С пищалками все несколько сложнее. Номинальная мощность почти никогда не известна. Но почти все современные рупоры построены на одной и той же подвижке, которая выдерживает примерно 10-15 Вт мощности. Уровня их громкости хватает для большинства популярных середин, таких как X6 и подобные.

Нижняя граница ВЧ диапазона в последнее время выбирается не менее 8 КГц, а то и выше, поэтому их мощностью можно пренебречь и выбирать их только по чувствительности. Про чувствительность позже. Не стоит выбирать 8-омные бюджетные пищалки, их чувствительность на много меньше чем 4-омных. Исключение - профессиональные рупоры типа P.Audio

2. Если вы хотите построить сбалансированную 3-полосную систему подбирайте динамики с номинальными мощностями в пропорции НЧ:СЧ:ВЧ - 6:3:1 Если пропорция не соблюдается, максимальная громкость будет определятся тем динамиком, чья доля ниже оптимальной. Например, вы хотите построить 3-полоску с номинальной мощностью 100 Вт. Идеальным решением будет подобрать динамики с номиналами: 60 Вт - НЧ динамик, 30 Вт - СЧ динамик, 10 Вт - ВЧ динамик.

3. Если вы строите 2-полосный фронт, используя мидбас, подбирайте к нему усилитель с таким же или немного большим номиналом. Мощностью пищалки можно не заморачиваться. Если фильтр ВЧ будет её "резать" выше 5 КГц, что чаще всего и бывает в 2-полосных системах, мощность рассеиваемая на пищалках будет незначительной и ею можно пренебречь. Поканальное усиление в 2-полосной системе делать не обязательно, можно подключить пищалку к мидбасам параллельно, использую комплектный конденсатор или сделать чуть более сложный фильтр. Нагрузка на усилитель при этом возрастет не значительно. Общее сопротивление нагрузки будет равно сопротивлению мидбаса.

4. Очень важно! Если вы строите 2-х или 3-х полосную систему с поканальным усилением, нужно подбирать усилители с одинаковой мощностью на все полосы. Такие усилители имеют одинаковые коэффициенты усиления, у них на выходе сигнал с одинаковым уровнем. Небольшое не соответствие громкостей по полосам легко устраняется регулировкой. Если усилители имеют разную мощность, то максимальная громкость системы будет определятся самым слабым из них. Например, очень часто для поканалки покупается мощный усилитель для середин, а на пищалки усилитель блаупункт или мистери с номиналом 50 Вт. Человек выбирает его, руководствуясь соображением: мощность пищалки намного меньше мощности усилителя, его и так с головой хватает. Но, если пищалка включена через фильтр -конденсатор или цифровой фильтр в процессорной голове, не важно - усилитель с номиналом 50 Вт не сможет выдать более 5 Вт чистого сигнала и регулировкой ничего сделать не получится. Дальше усилитель будет клиповать, "грязный" сигнал на выходе прикончит пищалку. Лично я считаю, что слабый усилитель - это единственная причина выхода из строя рупорных пищалок. Особенно если они 8-омные, тогда усилитель клипует на громкости примерно на 3 дБ меньшей по сравнению с 4-омными. Исключением может быть профессиональный ВЧ излучатель с гигантской чувствительностью. Для него мощность усилителя может быть значительно меньше, но в автомобиле применяются они редко из-за огромных размеров.

Теперь вернемся к чувствительности. Как уже говорилось в начале, при одинаковой подводимой мощности разные динамики могут звучать с разной громкостью. Если вы хотите построить систему, в которой звучание по НЧ, СЧ и ВЧ диапазонам будет гармоничным, выбирайте динамики с примерно одинаковой чувствительностью. При подборе динамиков для 3-полоски стоит ориентироваться на чувствительность измеренную на сигнале с амплитудой 2.83В на расстоянии 1м (2.83В/1м) Если указана другая чувствительность - 1Вт/1м - её легко привести к нужной размерности:

• если динамик имеет сопротивление 8 Ом, то для него чувствительность 2.83В/1м такая же как при 1Вт/1м
• если сопротивление динамика 4 Ома, то для него чувствительность 2.83В/1м будет на 3 дБ больше чем при 1Вт/1м

Низкочастотный динамик и середина должны иметь примерно одинаковую чувствительность +/- 0.5 дБ Настроить систему будет не проблема как при поканальном усиление, так и с пассивным кроссовером. Если чувствительность басовика ниже чувствительности середины примерно на 3 дБ, то в системе будет явный провал на басах. Такая ситуация возникает практически всегда, если сопротивление НЧ и СЧ динамиков одинаковое. Найти басовый динамик с такой же чувствительностью как и середина при одинаковом сопротивлении практически не возможно. Это обусловлено конструктивными особенностями басовика. Исключением могут быть басовики построенные на моторе с неодимовым магнитом. Чтобы решить проблему можно использовать динамики с разным сопротивлением: НЧ - 4 Ома, СЧ - 8 Ом. Можно так же удвоить количество басовиков, это тоже даст не достающую громкость в НЧ диапазоне. Если у вас поканальное усиление, можно отрегулировать всю систему по громкости басовика, но в этом случае потенциал середины и пищалки будет использован не полностью.

Вообще, низкая по сравнению с серединами, чувствительность - основной недостаток НЧ динамиков. Кроме того они гораздо крупнее и тяжелее середин при одинаковом типоразмере. Именно поэтому настоящие басовые динамики почти не применяются в громком фронте. В качестве басового в системах сейчас ставят середины большого размера. Некоторые из них могут играть от 100-150 Вт, но отдача на низах у них мизерная и считать эти системы 3-полосными на самом деле нельзя. Это 2-полоски со среднечастотными динамиками разного размера.

Подобрать пищалки по чувствительности очень просто. Как правило она указывается в инструкции и достаточно достоверна. На типовых рупорах она всегда заметно больше чем у популярных среднечастотников. Делается это конечно не случайно. Пищалку очень легко настраивать как при поканальном, так и при пассивном разделении. Избыток высоких частот корректируется либо громкостью соответствующих каналов усилителя, либо гасится включенным последовательно резистором при пассивном разделении.

В последнее время наметился тренд - чтобы получить большую громкость люди подключают среднечастотники и пищалки мостом. Резон очень простой, при мостовом подключении с усилителя можно снять гораздо большую мощность, а значит и колонки будут звучать громче.
Это верно для сабвуферов и басовых динамиков. Дело здесь вот в чем.

Мостовое подключение прежде всего увеличивает отдачу по току, это очевидно, два канала, работющие на одну нагрузку пропустят больший ток. Мгновенная мощность это, в общем виде, произведение напряжения на ток. В нашем случае под напряжением подразумевается уровень выходного сигнала, а он не увеличиваеся, остается прежним, т.к. не меняются характеристики блока питания усилителя. Мощность растет за счет увеличения отдачи по току.

Природа музыкального сигнала такова, что на низких и суббасовых частотах сосредоточено примерно 60% мощности. В этих диапазонах нужна большая отдача по току, иначе просад, клип и т.д. На средних и высоких частотах токи значительно меньше, поэтому в этих диапазонах усилители перегружаются по амплитуде выходного сигнала, а она при мостовом подключении остается прежней.

Реальное увеличение громкости можно получить только если взять усилитель с большей номинальной мощностью на канал на нагрузку 4 Ома. У такого усилителя выше коэффициент усиления, больше уровень выходного сигнала и соответственно с него можно будет получить большую громкость.

Подключать середины мостом как правило бесполезно, иногда громкость не много больше, иногда не много меньше - зависит от конкретного усилителя.

Прилагаемое видео не стоит принимать как доказательство, это просто иллюстрация к озвученному мнению. Кто-то скажет что это не так. Правильнее было бы подключить два динамика поканально и два параллельно мостом и измерить уровень громкости на синусе. Или хотя бы сравнить на слух

В чем суть вопроса? Очень часто встречаются рассуждения такого типа: "я купил себе 150-ватный усилитель на миды, а для пищалок возьму мистери 2.50, а что, им же много не надо, они же 150 Вт не выдержат". Естественно речь идет о поканальном усилении, не важно, с процессором или нет.

Эти рассуждения в корне не правильны, потому что

Мощности усилителей в СЧ и ВЧ полосах должны быть одинаковыми.

А еще лучше, чтобы усилители были одинаковыми. Поясню почему.
Высказывание о том что для пищалок не нужен мощный усилитель, в корне не верно. Мощность - сложный параметр. У нас с вами на СЧ и ВЧ используются широкополосные усилители. Специальных для ВЧ или СЧ нет пока в продаже. Свою паспортную мощность усилитель способен развить только в широком диапазоне частот. А мы же его используем как усилитель для ВЧ сигнала, а это далеко не широкая полоса. Тогда встает вопрос - сколько мощности звукового сигнала в ВЧ диапазоне. Ответ есть - для музыкального сигнала (именно музыкального, не шумового) мощность его ВЧ составляющей равна примерно 10% от общей. То есть, если ограничить диапазон работы усилителя только высокими частотами, то он сможет развить не более 10% своей паспортной мощности. Больше просто не сможет.

Не дорогие рупорные пищалки вполне могут выдержать 15-20 Вт. То есть чтобы их полностью нагрузить, надо "дать им" усилитель с номиналом 150 - 200 Вт. Иначе будет дисбаланс, пищалки "не догонят" середины.

Чтобы понять почему, давайте проведем эксперимент в уме.
Представим, что у нас есть компонентные колонки. Например пионер. Мидбас, пищалки и кроссовер. Мы собираем эту компонентную АС и подключаем к 2-канальному усилителю с номиналом 50Вт. Все нормально играет. Но нам захотелось громче. Мы меняем усилитель на другой, с номиналом 2х100Вт. Будет ли громче? Ответ - да будет, безусловно максимальный уровень громкости будет выше. То есть громкость мидбаса повысится? - да, повысится. И громкость пищалок повысится? - да, повысится.

А теперь давайте представим, что мы сделали поканалку на усилителях с разной мощностью. На мидбасы у нас усилитель с номиналом 100Вт, а на пищалки усилитель с номиналом 50Вт. Разве не очевидно, что будет разбалансировка. Потенциал мидбаса будет в два раза выше, чем ВЧ звена. При повышении громкости, пищалка отвалится первой, так как ее усилитель перегрузится раньше. Причина в том, что 100-ватный усилитель имеет коэффициент усиления в полтора раза выше, чем 50-ватный. И никакая регулировка Gain не поможет вам эту разницу убрать.

Если делаете поканалку, используйте одинаковые усилители в полосах. Если считаете что это слишком затратно - применяйте пассивное разделение.

Немножко истории, все самые именитые производители автомагнитол, такие как: Pioneer, Alpine, Kenwood, JVC, Sony - производились в Японии

Сейчас из-за политики, курса валют и т.д. перенесли свои производства в Индонезию, Тайланд.

Все обладают равной выходной мощностью и на борту имеют плюс минус равный функционал.

Но отличие все же есть, каждая магнитола имеет свой фирменный характер звучания:

• Alpine - ярко выраженные верхние частоты и жесткий хлесткий басс
• Kenwood и JVC - приглушенная середина, относительно других частот 
• Pioneer - сбалансированное звучание во всем диапазоне 

Также есть отличие в управлении магнитолой, но тут уже кто к чему привык, люди владеющие например Pionееr имеют сложности с переходом на другую марку, так же как и остальные переходя на Pioneer.

При выборе динамиков многие задаются вопросом что громче мидбасс или среднечастотники?

Мидбасс - это динамик воспроизводящий диапазон среднего баса. Принято условное деление, мидбас 80-400 Гц. Но обычно в эстрадной акустике под этим понятием подразумевают динамик который способен играть от 80-ти и до 5 КГц.

Среднечастотник - динамик, который чаще всего связан с воспроизведением тонов в среднем диапазоне частот, в который попадает и воспроизведение человеческого голоса.

Когда стоит вопрос что же взять для громкого фронта мидбасс или среднечастотник ?

То здесь нужно определится с тем, что хочется получить по итогу:
Максимальную громкость или баланс между громкостью и качеством

• Если нужна максимальная громкость то ваш выбор среднечастотник
• Если нужен баланс то ваш выбор мидбасс
• В оба варианта идеально будет добавление твитера

Есть третий вариант и называется он 3-х полосный фронт - это когда ставят мидбасс и среднечастотник вместе, добавляя при этом твитер, т.е. получается 3 полосы.

Сколько ватт выдает этот саб или динамик ?

Поймите, ни динамик, ни сабвуфер не выдает ватты! Он их выдерживает, т.е. на динамике написано RMS - 50 Вт, это означает лишь то, что он сможет их выдержать и при этом остаться целым.

В любой системе всё должно соответствовать друг другу, взял мощный динамик - нужно взять соответствующей мощности усилитель иначе пустая трата денег.

Простой пример, на динамике написано 500 Вт
Это не значит что он выдает 500 Вт, это мощность которая нужна для его раскачки

Например у вас есть сила чтоб качать, жать штангу с весом 80 Кг.
Но что будет если вам дать штангу с весом в 500 Кг, - это же не будет означать что вы теперь выжмите 500 Кг! Вы возможно сможете ее приподнять, пошевелить, пощекотать но не сможете выжать её ни разу! Вот и в автозвуке так:

Усилитель - это сила, он ее выдает чтоб качать и жать
Динамик - это вес, который жмет усилитель

И если на слабый усилитель повесить большой вес - результат будет нулевым.

Все должно быть подобрано и рассчитано.

Сейчас рассмотрим основные причины из-за которых усилитель уходит в защиту.

Первая причина:

Наступила жара, и с ее появлением усилитель стал отключаться.
Почему ? В большинстве машин усилитель находился на полке либо даже на коробе, под стеклом. Даже если стекло тонированное - это не спасает усилитель от быстрого нагрева солнца. Плюс ко всему сам по себе усилитель нагревается при своей работе.

Решение - убрать усилитель от попадания солнечных лучей, под усилителем должно быть расстояние для свободного потока воздуха.

К этой же теме относятся те у кого на усилителе навешан и саб и динамики или даже две пары динамиков! Дело в том что чем ниже сопротивление - тем сильней нагревается усилитель. Решить такую задачу тоже посилам, просто установите дополнительные вентиляторы, которые будут давать приток воздуха на корпус усилителя.

Причина вторая:

Не зависимо от того усилитель у вас 2-х, 3-х, 4-х канальный или даже моноблок. Не пренебрегайте инструкцией или просто заявкам усилителя. Очень много людей подключают разные динамики с разным сопротивлением и еще вдобавок в параллель друг с другом на один канал усилителя. Так делать нельзя!

Если у усилителя по заявкам минимальное сопротивление 2 Ом, то нельзя подключать ниже этого сопротивление - это неоправданный риск. И если усилитель сломается скорей всего вам откажут в гарантии!

Причина номер три:

Очень часто усилитель уходит в защиту из-за короткого замыкания, как проверить где оно ?
Все просто короткое замыкание может быть как на динамике так и на проводе идущему к динамику. Берем и поочередно отсоединяем по одному проводу от канала усилителя. 

Например отключаем канал 1 и включаем, если усилитель вышел из защиты то ищем причину в этом проводе или динамике на этом проводе. Если не вышел из защиты - то продолжаем отсоединять следующие провода и так пока не найдем.

Важно: если все отсоединили и усилитель остался в защите - то 99% что усилитель неисправен и нужно нести его в сервис.

Несколько полезных советов, которые помогут правильно использовать ваш сабвуферный динамик в повседневной системе!

• Самое важное это правильное питание, выбирайте медный кабель, соответствующее сечение.
• Просадки-ЗЛО. Установите хотя бы дешевый вольтметр. Следите за питанием, при сильных просадках, клип получите раньше.
• Не хватает мощности? Не надо крутить BASSBOOST. Забудьте про него.
• Эквалайзер на BASS, так же не советую. Забудьте про него.
• Купив мощный сабвуфер, но нет денег на хороший усилитель — деньги на ветер.
• Покупайте усилитель с запасом мощности. Рекомендую в 50-100% мощнее от сабвуфера.
• Не надо валить и выдавливать из сабвуфера все соки. Вы не на соревнованиях.
• Штатное ГУ с подключением преобразователя на низкий уровень сигнала. Забудьте про нормальный звук.
• Настройте правильно фильтр LPF. Использовать сабвуфер выше 60 Гц смысла нет. Не думайте что он вам компенсирует мидбас.
• В оформлении ФИ и ЧВ настройте правильно SUBSONIC
• Слушайте только оригинальную музыку. Срок службы сабвуфера в разы уменьшится из за заниженных треков.