Интернет-магазин для радиолюбителей

РадиоКОТ - популярно об электронике. Авторские схемы, новые разработки. Обучение по электронике, микроконтроллерам, ПЛИС. Форум

 

Подключение автомобильного усилителя

 
 

Подключение автомобильного усилителя в автомобиле у многих вызывает страх. Конечно, для человека, даже со средним техническим образованием это может быть просто. Но для многих остальных может оказатmся труднорешаемой задачей. В данном случае люди обращаются в автосервисы, в автостудии или к народным умельцам.

В этой статье я постараюсь доступным и простым языком рассказать и показать, что подключение автомобильного усилителя на самом деле простая задача.

С чего же начать? Есть автомобиль, желание наслаждаться в нем хорошим звуком и желание сделать все самому - это самое главное.

Для начала необходимо определиться, что мы хотим получить. Вариантов построения автомобильной аудиостистемы превиликое множество, ну и конечно, раз мы решили оборудовать своего железного коня автомобильным усилителем - значит, что то нас не устраивает, качество звука или недостаточная громкость.

Несколько слов о том, что такое автомобильный усилитель.

Усилитель - от слова усиливать, устройство для усиления уровня сигнала, в нашем случае - звукового сигнала. У многих дома есть усилитель, в составе музыкального центра или домашнего кинотеатра - но это стационарные усилители и они питаются от сети 220 вольт. В автомобиле такого напряжения нет, есть только 12 вольт бортовой сети, а автомобильный усилитель потому и называется автомобильным, т.к. рассчитан на это небольшое напряжение в авто.

Как же он выдает нам большую мощность при низком напряжении? Все очень просто и очень сложно одновременно. То что сложно я рассказывать не буду, это огромная и скучная лекция по радиоэлектронике и радиофизике, объясню по простому. В автомобильном усилителе имеется импульсный преобразователь напряжения - он повышает имеющиеся 12 вольт, до двухполярного напряжения, амплитудой от 30 до 100 вольт (зависит от мощности усилителя). Таким образом, усилитель сам себе обеспечивает необходимое напряжение из имеющегося. Если кому то было очень интересно и он заглянул внутрь автомобильного усилителя - то увидел там трансформатор намотанный на кольцо из ферромагнитов - вот это и есть основная часть повышающего импульсого преобразоваиеля напряжения.

В остальном это обычный усилитель звука, практически такой же, как и домашний.

Выбор автомобильного усилителя.

Самая распространенная причина установки автомобильного усилителя это сабвуфер. Для сабвуфера нам понадобится, как минимум, двухканальный усилитель, можно использовать один из его каналов или объединить два в мостовой режим, т.е. когда левый и правый канал работают на одну нагрузку - динамик сабвуфера.

Другой вариант. Не нравится, что колонки на большой мощности начинают хрипеть. Это случается, когда динамики подключены к усилителю автомагнитолы. Конечно, автомагнитола тоже имеет свой усилитель, но он маломощный и максимальное что он может выдать - это до 25-27 Вт на канал и не верьте надписям 40-50 Вт и более - это не музыкальная мощность, а пиковая шумовая, когда вместо звук получаем искажения с хрипом и треском.

В этом случае, все динамики подключаются к автомобильному усилителю имеющему 2 или 4 канала.

Когда нужен первый и второй вариант одновременно - поможет либо пятиканальный усилитель, либо два раздельных.

Еще одним важным моментом, является наличие на автомагнитоле линейных выходов для подключения автомобильного усилителя. Это разъемы RCA ("Тюльпан") находящиеся на задней её части. Если Вы не знаете есть ли они у Вас и сколько их - посмотрите в документации или поищите по названию магнитолы в интернете, нас интересует пункт - линейные выходы. Их может не быть вовсе, может быть 2, 4, 5 и т.д. для более продвинутых экземпляров.

Если их нет, то это не повод отчаиваться, есть выход - автомобильный усилитель можно подключить прямо к выходу на динамики автомагнитолы. Но конечно не напрямую, а через специальный аттенюатор (устройство для уменьшения амплитуды). Конструкция его элементарно простая, все что потребуется - 4 резистора, два сопротивлением 100 Ом и два по 1 кОм (килоОм). Купить их можно на радиорынке, в радиомагазине, отковырять из старого телевизора, приемника и т.п. В общем - это самая дешевая и распространенная деталь из всех существующих.

Маркировка: на корпусе резистора сопротивлением в 1 кОм будет надпись - 1к, либо цветовые полосы - коричневый, черный, красный, серебристый. На корпусе резистора сопротивлением 100 Ом - к10, либо 100, либо цветные полосы - коричневый, черный, коричневый, серебристый. Могут встречаться резисторы с европейской маркировкой, в этом случае резистор в 1 кОм будет иметь маркировку 102, а резистор в 100 Ом - 101. Здесь первые две цифры номинал, а третья - множитель. Схема подключения резисторов будет выглядеть вот так:

Если же линейные выходы есть - то все намного проще. Для двухканального усилителя на сабвуфер понадобятся два RCA на фронт или тыл. Столько же хватит, если Вы захотите подключить к автомобильному усилителю тыловую акустику (блины). Если необходимо разделить фронт и тыл - понадобится уже 4 RCA разъема (фронтальный и тыловой выход соответственно). На некоторых моделях автомагнитол выход на сабвуфер выполнен в виде 1 RCA разъема. Для двухканального усилителя в мостовом режиме его придется разветвить на левый + правый.

Итак, маленькая хитрость, если RCA линейный выход только один, а надо подключить два усилителя или разветвить его на фронт и тыл. На помощь придут RCA разветвители. Вариантов их исполнения огромное множество, но суть одна - один "тюльпан" на вход и по два на выход.

Что куда подключать разобрались, теперь переходим к выбору автомобильного усилителя.

Выбрать автомобильный усилитель, среди множества представленных в продаже на самом деле не просто. Есть и недорогие и очень дорогие. По производителям - всем известные Hyundai, Prology и т.п. и более дорогие - Rockford, Poweramper, Kicker, Lanzar и т.д. Выбор производителя за Вами, или на что Вас уговорит продавец ).

Если с количеством каналов мы определились, то следующим параметром будет - мощность на канал. Для фронтальной/тыловой акустики, желательно брать мощность канала немного меньше номинальной мощности динамика, это сбережет его от перегрузки и не будет противных хрипов. Для сабвуфера - смотрим параметр подключение в мостовом режиме, опять же, желательно, чтобы было немного меньше номинальной мощности динамика сабвуфера.

Следующий параметр - сопротивление нагрузки. Нагрузка - это и есть динамик, у него есть сопротивление катушки, значение может быть 2, 4, 6 или 8 Ом. Сопротивление нагрузки на которую рассчитан автомобильный усилитель - не должно быть меньше номинала, можно больше, но не меньше. К примеру, динамики у Вас на 2 Ома, а усилитель рассчитан на 4. В таком случае есть большой шанс "спалить" и усилитель и динамики. Следует выбирать равные значения, либо сопротивление динамиков должно быть больше.

КНИ - или коэффициент нелинейных искажений. От этого параметра напрямую зависит качество звука, параметр КНИ показывает, как искажается сигнал на выходе усилителя от поданного на его вход. Для качественных и премиум систем, этот параметр может быть от 0,1% и до 0,0001%. Для сабвуфера допустим параметр и в 1%, потому что для баса это не критично, а вот для остального звукового диапозона - уже будут заметные искажения.

Частотный диапазон. Человеческое ухо в идельном случае слышит диапазон частот от 20 Гц до 20 000 Гц  (20 кГц), желательно, чтобы автомобильный усилитель имел такой же или шире.

Наличие кроссовера. Кроссовер в усилителе - уже стал привычным элементом. Он позволяет работать в различных режимах, с сабвуфером, с средними частотами или со всем диапазоном.

Для дальнейшего "апгрейда", рекомендую, по возможности, выбрать автомобильный усилитель с транзитным линейным выходом - это позволит подключить к нему еще один, при надобности.

Итак, усилитель выбрали, переходим дальше.

Выбор проводов.

Не менее важный элемент, чем и сам автомобильный усилитель. Провода нам понадобятся: питающий (толстый) и межблочный кабель, а также, один дополнительный проводок, позже обьясню для чего.

Питающий провод выбирается исходя из максимальной суммарной мощности всех каналов автомобильного усилителя, а если их несколько, то сумму мощностей всех усилителей. К примеру, у нас два усилителя по 2 канала каждый с мощностью по 50 вт на канал. Итого получаем 4 канала по 50 вт = 200 вт в сумме. К этому числу необходимо прибавить еще 30% - это потери из-за низкого КПД и запас. Получаем 260 вт, это та мощность, которую будут потреблять усилители при максимальной громкости. Исходя из этой величины необходимо выбрать сечение провода. Сечение провода выбирается по току, который будет по нему течь. Ток вычисляется тоже просто, по закону Ома I=P/U, ток равен мощности делёной на напряжение. Напряжение в нашем случае - 12 вольт бортовой сети. Подставив значения получаем потребляемый максимальный ток - 21,6 А.

Для тока в 10А нам потребуется медный провод сечением - 0,5 мм2, для 15А - 0,75 мм2, для 20А - 1,2 мм2, для 30А - 2,5 мм2, для 40А - 4 мм2. Провода встречающиеся в продаже маркируются по международному стандарту и обозначаются как xxAWG (где xx - циферное обозначение). Выбираем для нашего тока в 21,6А - провод сечением около 1,2мм2, по международному стандарту - 16AWG. никогда не жалейте и берите с запасом, пусть будет в два раза больше - 10AWG, на случай если захотим подключить еще усилители или другой, более мощный.

Межблочный кабель обеспечивает подачу звукового сигнала от автомагнитолы до автомобильного усилителя. От него зависит в каком виде он дойдет от источника, с искажениями или без. Дешевые кабели много радости не принесут, они тонкие, с слабой изоляцией и плохим экранированием от помех. Провод должен быть в хорошей, прочной изоляции, с сплошным экранированием, с хорошей центральной жилой, плюс хороший RCA разъем.

При выборе стоит помнить - хороший кабель дешевым быть не может!

Естественно всю проводку необходимо брать той длинны, что бы Вам хватило свободно ее проложить по салону автомобиля. Межблочный от автомагнитолы к усилителю и питающий - от аккумулятора к усилителю, плюс около метра.

Для завершения проволочной эпопеи - приобретаем предохранитель с током выше чем максимальный потребляемый ( в нашем случае - 21,6А) - т.е. ближайший по значению - 30А. Для него можно приобрести красивую колбу-держатель, вот здесь уже не особо важно какой фирмы, главное, чтоб к ней надежно присоединялся провод.

Дополнительный проводок необходимо взять такой же длинны, как и межблочный, сечение можно любое, на мой взгляд оптимально 0,5мм.

 

Усилитель автомобильный - подключение.

Обычно автомобильный усилитель располагают в багажнике, на самом деле, вы можете закрепить его в любом понравившемся месте, главное чтобы там не было влаги и высокой температуры. Влага выведет его из строя и создаст короткое замыкание, а от высокой температуры он быстро перегреется, да и сам автомобильный усилитель во время работы выделяет немало тепла.

После того как выбрали место для усилителя приступаем к прокладке проводов.

Межблочный (сигнальный) кабель прокладываем от автомагнитолы до усилителя под обшивкой автомобиля. Вариантов множество и зависит от конструкции Вашего автомобиля, единственное желательное замечание - проложить его подальше от проводов автомобильной бортовой сети. Эта проводка обычно идет по левой стороне автомобиля, так что межблочный кабель лучше проложить по правой. Вместе с межблочным кабелем необходимо "прокинуть" и тот самый дополнительный поводок.

Питающий провод можно тянуть рядом с проводкой автомобиля. Прокладывается он от аккумуляторной батареи до усилителя. Колбу с предохранителем располагаем как можно ближе к АКБ, причем отрезок провода между ним и колбой надо стараться сделать как можно короче, а еще лучше - взять его сечением побольше. Еще один важный момент, желательно кинуть дополнительный провод от минуса АКБ на кузов автомобиля. Именно на кузов, штатная проводка навряд ли рассчитана на дополнительный ток потребляемый усилителем. Берем тот же провод что кидали на плюс усилителя и дублируем им массу. Причем желательно подключить его к оголенному участку металла, для хорошего и надежного контакта.

Итак, все провода протянуты, можно подключать. Межблочный подключаем к Line-in автомобильного усилителя и Line-Out на автомагнитоле. Питающий провод к + на усилителе, а от - (gnd) на кузов, в багажнике тоже ищем участок с оголенным металлом и подключаем тем же питающим проводом. И кстати, настало время того дополнительного проводка, о котором я говорил ранее. Подключается он на усилителе к контакту Remote, а на автомагнитоле - к синему проводу помеченному как B+ Ant. Контакт Remote включает усилитель при подаче на него +12в. А в автомагнитоле - на синем порводе при включении как раз и появляются +12в, правда задуманы они как питание для антенны радиоприемника, но и для усилителя вполне сгодится. Если хотите управлять автомобильным  усилителем самостоятельно, подключите Remote на постоянные +12в через выключатель. Взять постоянные +12в можно к примеру на прикуривателе.

Окончательным этапом подключения будет подсоединение к клеммам динамиков. Учтите, что при мостовом подключении - плюс на динамик идет с первого канала, а минус - со второго канала. Впрочем, в инструкции к усилителю все подробно показано.

Ну вот, все подключено, осталось настроить, проверить и наслаждаться звуком!
Для настройки автомобильного усилителя, на лицевой его части располагаются органы управления - переключатели и регуляторы. Попробую вкратце рассказать, что для чего на примере Blaupunkt GTA-475. 

По скольку усилитель - 4-х канальный, верний ряд - Front (Фронт) и нижний ряд - Rear (Тыл) абсолютно идентичные.
Начну слева направо.
Power и Protection - два светодиода, первый сигнализирует о  включении усилителя, второй о срабатывании защиты (от перегрева, от КЗ в нагрузке, от переполюсовки и т.п.)
Регулятор "Bass Boost"  - регулирует усиление на низких частотах, крутим его если баса много или мало.
Регулятор "Low Pass"  - задает частоту среза на низких частотах, т.е. задает границы. Например, можно верхнюю частоту на сабвуфер ограничить в 100 Гц
Регулятор "HI Pass"  - задает нижнюю частоту в режиме СЧ+ВЧ. Можно выставить начало диапозона в промежутке от 50Гц до 250Гц.
Переключатель "Crossover Selector"  - задает режим работы кроссовера. "LP" - для сабвуфера, "HP" - для всех частот кроме НЧ, "Flat" - выключает все фильтры и усилитель воспроизводит весь частотный диапозон, от НЧ до ВЧ.
Регулятор "Level"  - устанавливает усиление для поданного сигнала. Если сигнал слишком слаб - его можно увеличить, если слишком сильный - ослабить.
Разъем "Hi Input" - специальный вход для подключения прямо к динамикам автомагнитолы. Этот разъем используется, если в автомагнитоле нет линейных выходов, в принципе, реализована та же схема, что я приводил ранее с резисторами. Только в данном случае - уже ничего не надо, просто подключить.
Разъем "AUX In" - разъем типа 3,5" Jack для подключения к источникам сигнала.
Разъемы "Line In"  - два тюльпана, левого и правого каналов, для подключения к автомагнитоле или другому источнику звука.

У некоторых усилителей регуляторы Bass Boost и Level могут быть выполнены в виде выносного блока - пульта, его располагаем рядом с местом водителя.

Надеюсь не запутал. Если просто то, когда используете сабвуфер - выставляете переключатель "Crossover selector" на "LP" и регулируете уровень басов с помощью регуляторов "Bass boost" и "Level", задаете верхнюю частоту работы сабвуфера регулятором "Low Pass" (обычно достаточно 100 Гц).
Если сабвуфер уже стоит и вы подключаете все остальные динамики, то бас им воспроизводить уже не нужно, ставим переключатель "Crossover selector" на "HP" и регулируете уровень громкости регулятором "Level", задаете частоту среза "Hi Pass", т.е. "отрезаем" басы которые нам воспроизводить не надо.
Если без сабвуфера, а просто широкополосные (или многополосные) динамики которые могут воспроизводить весь частотный диапозон - ставим переключатель "Crossover selector" на "Flat" и регулируем уровень громкости регулятором "Level". Так же, этот режим можно выбрать, когда в автомагнитоле есть свой кроссовер и им можно управлять прямо из меню. Это удобнее, не нужно будет трогать усилитель вообще. На многих автомагнитолах, таких как Pioneer, Alpine и т.п. можно из меню регулировать и частоты среза для сабвуфера и уровень сигнала и усиление басов. Так что просто включите режим Flat.

Накопительный конденсатор.

Накопитеьный конденсатор это не понтовая вещица-цилиндр висящая рядом с автомобильным усилителем - это вспомогательное устройство, помогающее бортсети легче справиться с возросшей нагрузкой от автомобильного усилителя, но и инструмент для улучшения качества воспроизводиого звука. При высоких мощностях напряжение бортсети падает, это связано с тем, что усилитель отдавая в динамики большую мощность потребляет ее в том же количестве от аккумулятора, в этот момент напряжение с 12 вольт может упасть до 9-10-ти и ниже, появляются искажения, хрип, к тому же и лампочки в автомобиле могут тоже начать "помаргивать". Накопительный конденсатор держит в себе заряд равный напряжению в автомобиле и в моменты просаживания напряжения - подпитывает автомобильный усилитель собственным накопленным зарядом, тем самым стабилизируя напряжение бортовой сети. Подключается он прямо к клеммам питания на автомобильном усилителе и опять же, жлательно, что его провода были как можно короче и того же сечения.
И очень важно! - соблюдайте полярность, плюс к плюсу, минус к минусу !!!

Накопительные конденсаторы для автозвука различаются емкостью - 0.5, 1.0, 2.0 ... т.д. Фарад. Соотвественно, чем мощнее у Вас система - тем больше должна быть его емкость. Конденсатора в 1.0 Фарад должно хватить для усилителей мощность около 1 кВт (1000 Вт), но значение с запасом будет только плюсом.

 

Вот и все, включайте любимый трек и наслаждайтесь.