Можно ли использовать усилитель без колонок

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.

Как появляется звук в колонке?

Излучатель звука – это устройство для преобразования электрических сигналов в акустические волны (звук) и излучения их в окружающее пространство.

Извлечение звука и его усиление

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.

Зачем нужен автомобильный усилитель звука?

Сегодня многие автомобили оснащаются аудиосистемой еще на заводе. Большинству автолюбителей возможностей штатной аудиосистемы вполне достаточно, и, если вы не испытываете дискомфорта от качества звучания штатной магнитолы, и у вас никогда не возникало желания выкрутить регулятор громкости на максимум, то усилитель вам не нужен. Но если качество стандартного звука вас не устраивает, или если вам хочется поставить в машину сабвуфер и «зажигать» на «тусовках» и «фестах», то без усилителя звука не обойтись.

Какой выбрать?

Усилитель по своим характеристикам обязательно должен соответствовать подключаемым к нему динамикам. Несоответствие мощностей и сопротивления динамиков возможностям усилителя могут привести к выходу из строя усилителя или заметному снижению качества звучания. Входное сопротивление динамиков ни в коем случае не должно быть ниже поддерживаемого усилителем.

Прежде чем перейти к подбору усилителя по характеристикам, следует подготовиться к тому, что покупка выйдет дорогостоящей: усилители относятся к тем видам техники, в которых дорогая модель может быть плохой, но дешевая модель хорошей быть не может. Даже суммарная стоимость одних комплектующих (качественные разъемы, тяжелый алюминиевый радиатор, силовые полупроводниковые приборы) уже тянет на немаленькую сумму. И, чтобы не потратить зря деньги, настоятельно рекомендуется обратить внимание на проверенных производителей аудиотехники, таких как Alpine и Hertz. Либо на более бюджетные, но пока еще качественные модели от Swat, JBL, Pioner, Kenwood, Sony и т.д.

Характеристики усилителей.

Класс усилителя. Несмотря на большое количество типов усилителей (A, B, C, D, AB) сейчас наибольшее распространение имеют AB и D классы.

AB – обладают хорошим качеством выходного сигнала, но низким КПД (наилучший показатель — 65%, обычно намного меньше). Из низкого КПД проистекают и другие недостатки этого класса: невысокая выходная мощность (на 100 Вт потребленной мощности на выходе будет только 50) и большие размеры (~50% мощности выделяется в виде тепла на мощных транзисторах выходного каскада и это тепло необходимо рассеять с помощью радиаторов).

В усилителях класса D мощные транзисторы не используются. При одной с AB-классом потребляемой мощности такой усилитель будет иметь большую выходную мощность и намного меньшие габариты. КПД усилителей D-класса доходит до 95%. К сожалению, при одной мощности с усилителем AB-класса, самый дешевый усилитель D-класса будет стоить заметно больше и выдавать при этом менее качественный звук. Зато усилители D-класса бывают очень мощными при небольших размерах: с помощью такого усилителя можно будет подключить к автомобильной аудиосистеме самый мощный сабвуфер.

Количество каналов. Это, проще говоря, количество выходов, к каждому из которых можно подсоединить по динамику.

Хотя можно и к двум каналам подсоединить один более мощный динамик по «мостовой схеме», и к одному каналу подсоединить два динамика, посчитав суммарное сопротивление по соответствующей формуле.

Одноканальные усилители (моноблоки) обычно предназначены для подключения сабвуфера к имеющейся аудиосистеме. Соответственно, при выборе такого усилителя важны те параметры, которые пригодятся при подключении сабвуфера. Наличие фильтра высоких частот в моноблоке не обязательно (нет смысла подключать к нему высокочастотные «пищалки»), а вот наличие НЧ-фильтра практически обязательно. Диапазон воспроизводимых частот в таких усилителях обычно смещен вниз, и максимальная частота редко превышает 250 Гц. Для подключения мощных сабвуферов желательно наличие в усилителе фильтра сверхнизких частот (subsonic) для «срезания» неслышимых ухом, но вредных и для оборудования и для организма человека частот ниже 20 Гц. Регулировка уровня баса также будет нелишней, особенно если её нет в штатной магнитоле.

Двухканальные усилители – более универсальный вариант. Могут использоваться как для подключения двух колонок, так и для подключения одной мощной колонки (сабвуфера) по мостовой схеме. Усиление в них производится уже во всем слышимом диапазоне: 20-20000 Гц. Соответственно, обычно оснащены как НЧ, так и ВЧ-фильтрами.

Трехканальные усилители предназначены для подключения двух колонок и сабвуфера. Такие усилители зачастую имеют дополнительные возможности для работы с сабвуфером, вроде subsonic фильтра или регулировки баса.

Четырехканальные – наиболее универсальный вариант, чаще всего использующийся для построения аудиосистемы целиком. Представляет собой два двухканальных усилителя, объединенных в одном корпусе. Чаще всего каждый усилитель имеет свой кроссовер (комплект раздельных фильтров), что позволяет использовать усилитель как для подключения четырех динамиков, так и для подключения двух динамиков и сабвуфера. Впрочем, в некоторых моделях для снижения цены одна пара каналов предназначена для воспроизведения высоких частот, другая – низких (обычно обозначены как «front» – «передняя» – для ВЧ и «rear» – «задняя» – для НЧ). Соответственно, ВЧ-фильтра, к примеру, на задней паре может не оказаться.

Пятиканальные предназначены для подключения четырех колонок и сабвуфера.

Номинальная выходная мощность. Один из важнейших показателей усилителя. Производители это понимают и нередко пытаются ввести покупателя в заблуждение, указывая на корпусе усилителя числа, либо относящиеся к пиковой мощности, либо к потребляемой, либо вообще не имеющие никакого отношения к реальной мощности устройства.

Номинальная выходная мощность (RMS) – это мощность, с которой усилитель может работать продолжительное время (минимум 1 час). Пиковая мощность – мощность, которую усилитель может выдавать кратковременно, длительная работа с такой мощностью усилитель гарантированно повредит.

Выходная мощность усилителя обратно пропорциональна внутреннему сопротивлению подключенных динамиков: при увеличении сопротивления динамиков вдвое, мощность также падает вдвое. Поэтому номинальная мощность приводится обязательно с упоминанием внутреннего сопротивления (импеданса) подключенных динамиков.

Если к одному каналу подключается сразу два динамика, их сопротивление меняется — для последовательного подключения складывается, для параллельного считается по формуле (R1*R2)/(R1+R2).

Если вы собираетесь использовать пару каналов для включения сабвуфера в мостовом режиме, убедитесь, позволяет ли усилитель такое подключение и выясните, каково минимальное сопротивление динамика при таком подключении.

Минимальная и максимальная воспроизводимая частотаобычно охватывает весь слышимый диапазон – от 20 до 20000 Гц. Превышение этих пределов в обе стороны встречается, но практического смысла не имеет. Скорее, диапазон в 10-50000 Гц указывается на шкале амплитудно-частотной характеристики некоторых усилителей, как свидетельство того, что в слышимом диапазоне (20 Гц-20 кГц) АЧХ ровная и усиление сигнала производится независимо от частоты. В моноблоках, предназначенных исключительно для подключения сабвуферов, максимальная частота часто урезана до 250-300 Гц. Это нормально, более высокие частоты сабвуферу воспроизводить незачем.

Для ценителей качества большое значение имеют такие показатели, как коэффициент гармонических искажений и соотношение сигнал-шум.

Гармоническое искажение – это привносимый в сигнал гармонический шум (периодический сигнал отличающейся от самого сигнала частоты). Высокий уровень гармонических искажений проявляется пропаданием чистоты звука, звук становится глухим, шипящим, что особенно хорошо заметно на высоких частотах. Коэффициент гармонических искажений – это отношение амплитуды вносимых гармоник к амплитуде полезного сигнала. Для качественного звучания необходимо, чтобы он был не более 1% на всех частотах. Для Hi-Fi техники принято иметь коэффициент гармонических искажений в районе 0,5-0,7%, а топовые Hi-End модели могут похвастаться показателем в сотые и тысячные доли процента, хотя большого смысла в этом нет: гармоники амплитудой менее 0,5% сигнала человеческих ухом неразличимы.

Кроме гармоничного шума, усилитель привносит в сигнал еще и шум случайный, источником которого служит множество факторов: тепловой шум, низкая разрядность АЦП, паразитные связи, самовозбуждение и т.д. Уровень такого шума, вносимого усилителем, характеризуется соотношением сигнал/шум. Параметр этот, грубо говоря, показывает, насколько сильный будет шум при нулевом сигнале на входе усилителя. Параметр этот не должен быть ниже 75 дБ, а для высококачественной техники – не ниже 95 дБ.

Чувствительностьюназывается та величина входного сигнала, при которой усилитель еще способен выдать сигнал номинальной мощности. Автомобильные усилители часто оснащают регулятором чувствительности («gain», «input level», «input sensitivity»), чтобы их сопряжение с разномастными аудиосистемами не вызвало проблем. Если вы собираетесь подключать усилитель на выход предусилителя аудиосистемы, на выход другого усилителя или отдельного кроссовера, убедитесь, что выбранный усилитель имеет регулируемую чувствительность и что выходной сигнал предыдущего устройства в цепочке находится в пределах чувствительности усилителя.

Проверьте, какие защиты включил производитель в выбранный вами усилитель. Считается хорошим тоном наличие защит от короткого замыкания и от перегрузки.

Также обратите внимание на размеры выбранного усилителя. Мощные АВ-усилители могут иметь довольно большие размеры и лучше сразу предусмотреть для них место в машине – защищенное от брызг и пыли с улицы, но со свободным доступом воздуха для охлаждения радиатора.

Варианты выбора.

Если вы желаете подключить сабвуфер к уже имеющейся аудиосистеме, оптимальным выбором будет приобретение одноканального усилителя. Такой обойдется вам в 6000-15000 рублей в зависимости от производителя и мощности сабвуфера.

Если вам нужен недорогой усилитель для создания аудиосистемы с парой динамиков и опциональным сабвуфером не самой большой мощности, обратите внимание на трех- и четырехканальные усилители АВ-класса по цене от 3000 до 10000 рублей.

Если вам нужен усилитель для создания высококачественной аудиосистемы, выбирайте модель с минимальным коэффициентом гармонических искажений и хорошим соотношением сигнал/шум. Такие усилители стоят 5500 — 19000 рублей. Но, стремясь к высокому качеству звука, не стоит выбирать модель из нижней части ценгового диапазона.