Zapojení reproduktorů do série a paralelně – Lada 21104, 1,5 l, 2004 | auto audio | JÍZDA2

Je dobré, pokud má instalační technik možnost použít zesilovací obvod pro každý kanál. Ve většině případů je to však považováno za nedostupný luxus a při instalaci audiosystému je v devíti případech z deseti potřeba nahrát například dvoukanálové zařízení se čtyřmi reproduktory nebo čtyřkanálové zařízení s osmi. Ve skutečnosti na tom není nic hrozného. Jen je důležité mít na paměti pár základních způsobů připojení reproduktorů. Dokonce ani ne několik, ale pouze dva: sériový a paralelní. Třetí – sériově paralelní – je derivátem dvou uvedených. Jinými slovy, pokud máte více než jeden reproduktor na zesilovací kanál a víte, jakou zátěž zařízení zvládne, pak není výběr jednoho, nejpřijatelnějšího obvodu ze tří možných, tak těžký.

Daisy řetězení reproduktorů

Je jasné, že když jsou drivery zapojeny do sériového řetězce, zátěžový odpor se zvyšuje. Je také jasné, že jak počet odkazů narůstá, roste. Obvykle vzniká potřeba zvýšit odpor, aby se snížil výstupní výkon akustiky. Zejména při instalaci zadních reproduktorů nebo reproduktorů se středovým kanálem, které hrají převážně pomocnou roli, nevyžadují významný výkon ze zesilovače. V zásadě můžete zapojit do série tolik reproduktorů, kolik chcete, ale jejich celkový odpor by neměl přesáhnout 16 Ohmů: existuje jen málo zesilovačů, které zvládnou vyšší zátěž.

Obrázek 1 ukazuje, jak jsou dva ovladače zapojeny do sériového řetězce. Kladný výstupní konektor kanálu zesilovače je připojen ke kladné svorce reproduktoru A a záporná svorka stejného měniče je připojena ke kladné svorce reproduktoru B. Poté je záporná svorka reproduktoru B připojena k zápornému výstupu reproduktoru B. stejný zesilovací kanál. Druhý kanál je postaven podle stejného schématu.

Jedná se o dva reproduktory. Pokud potřebujete zapojit řekněme čtyři reproduktory do série, pak je postup podobný. „Mínusový“ reproduktor B, namísto připojení k výstupu zesilovače, je připojen k „plus“ C. Dále od záporné svorky C je drát hozen na „plus“ D a od „mínus“ D je provedeno připojení k zápornému výstupnímu konektoru zesilovače.

Výpočet ekvivalentního zatěžovacího odporu zesilovacího kanálu, který je zatížen řetězcem sériově zapojených reproduktorů, se provede jednoduchým sčítáním podle následujícího vzorce: Zt = Za + Zb, kde Zt je ekvivalentní zatěžovací odpor a Za a Zb představují odpor reproduktorů A a B. Například máte čtyři 12palcové 4ohmové subwooferové hlavy a jeden stereo zesilovač 2 x 100 W, který netoleruje nízkoimpedanční (2 ohmy nebo méně) zátěže. V tomto případě je jedinou možnou možností zapojení basových reproduktorů do série. Každý zesilovací kanál obsluhuje dvojice hlav s celkovým odporem 8 ohmů, které se snadno vejdou do výše zmíněné 16ohmové kostry. Zatímco paralelní zapojení reproduktorů (o tom později) povede k nepřijatelnému (méně než 2 ohmy) snížení zatěžovacího odporu obou kanálů a v důsledku toho k poruše zesilovače.

Pokud je více než jeden reproduktor zapojen do série ke stejnému zesilovacímu kanálu, bude to nevyhnutelně ovlivněno výstupním výkonem. Vraťme se k příkladu se dvěma 12palcovými hlavami zapojenými do série a jedním 200wattovým stereo zesilovačem s minimální zatěžovací impedancí 4 ohmy. Chcete-li zjistit, kolik wattů může zesilovač za takových podmínek dodat do reproduktorů, musíte vyřešit další jednoduchou rovnici: Po = Pr x (Zr/Zt), kde Po je vstupní výkon, Pr je naměřený výkon zesilovače. , Zr je zátěžový odpor, při kterém se měří skutečný výkon zesilovače, Zt je celkový odpor reproduktorů zatížených na daném kanálu. V našem případě to vyjde: Po = 100 x (4/8). To je 50 wattů. Máme dva reproduktory, takže „padesát dolarů“ je rozděleno na dva. Výsledkem je, že každá hlava obdrží 25 wattů.

Paralelní zapojení reproduktorů

Zde je vše přesně naopak: při paralelním zapojení klesá zátěžový odpor úměrně počtu reproduktorů. Výstupní výkon se odpovídajícím způsobem zvyšuje. Počet reproduktorů je omezen schopností zesilovače pracovat při nízké zátěži a výkonovými limity samotných reproduktorů, zapojených paralelně. Ve většině případů zesilovače zvládnou zátěž 2 ohmy, méně často 1 ohm. Existují zařízení, která zvládnou 0,5 ohmu, ale to je opravdu vzácnost. U moderních reproduktorů se výkonové parametry pohybují v desítkách až stovkách wattů.

Obrázek 2 ukazuje, jak paralelně zapojit pár ovladačů. Vodič z kladného výstupního konektoru se připojí ke kladným svorkám reproduktorů A a B (nejjednodušší způsob je nejprve připojit výstup zesilovače ke „plusu“ reproduktoru A a poté z něj vytáhnout vodič do reproduktoru B). Pomocí stejného obvodu je záporná svorka zesilovače připojena k „mínusům“ obou reproduktorů.

Výpočet ekvivalentního zatěžovacího odporu kanálu zesílení při paralelním zapojení reproduktorů je poněkud složitější. Vzorec je: Zt = (Za x Zb) / (Za + Zb), kde Zt je ekvivalentní zátěžový odpor a Za a Zb jsou impedance reproduktoru.

Nyní si představme, že nízkofrekvenční linka v systému je opět přiřazena 2-kanálovému zařízení (2 x 100 W na 4 ohmové zatížení), ale stabilně pracující při 2 ohmech. Paralelní zapojení dvou 4ohmových subwooferových hlav výrazně zvýší výstupní výkon, protože zátěžový odpor kanálu zesilovače se sníží na polovinu. Pomocí našeho vzorce dostaneme: Zt = (4 * 4) / (4 + 4). Výsledkem je 2 Ohmy, které za předpokladu, že zesilovač má dobrou proudovou rezervu, poskytnou čtyřnásobné zvýšení výkonu na kanál: Po = 4 x (100/4). Nebo 2 wattů na kanál místo 200 získaných zapojením reproduktorů do série.

Sériově paralelní zapojení reproduktorů

Typicky se tento obvod používá ke zvýšení počtu reproduktorů na palubě vozidla, aby se dosáhlo zvýšení celkového výkonu audio systému při zachování přiměřeného odporu zátěže. To znamená, že na jeden zesilovací kanál můžete použít tolik reproduktorů, kolik chcete, pokud je jejich celkový odpor v limitech, které jsme již uvedli, od 2 do 16 Ohmů.

Připojení například 4 reproduktorů pomocí této metody se provádí následovně. Kabel z kladného výstupního konektoru zesilovače je připojen ke kladným svorkám reproduktorů A a C. Záporné svorky A a C jsou pak připojeny ke kladným svorkám reproduktorů B a D. Nakonec se k záporným svorkám reproduktorů B a D připojí kabel ze záporného výstupu zesilovače.

Pro výpočet celkového zátěžového odporu zesilovacího kanálu, který pracuje se čtyřmi hlavami zapojenými kombinatoricky, se používá následující vzorec: Zt = (Zab x Zcd) / (Zab x Zcd), kde Zab je celkový odpor reproduktorů A a B a Zcd je celkový odpor reproduktorů C a D (jsou zapojeny do série, takže odpor se sečte).

Vezměme si stejný příklad s 2kanálovým zesilovačem pracujícím stabilně při 2 ohmech. Jen nám tentokrát přestaly vyhovovat dva paralelně zapojené 4ohmové subwoofery a do jednoho zesilovacího kanálu chceme zapojit 4 LF hlavy (rovněž 4ohmové). K tomu potřebujeme vědět, zda zařízení takovou zátěž vydrží. Při sériovém zapojení bude celkový odpor 16 Ohmů, což nikomu nevyhovuje. S paralelním – 1 Ohm, který se již nevejde do parametrů zesilovače. Co zůstává, je sériově paralelní obvod. Jednoduché výpočty ukazují, že v našem případě bude jeden zesilovací kanál zatížen standardními 4 ohmy, při buzení čtyř subwooferů najednou. Vzhledem k tomu, že 4 Ohmy jsou standardní zátěží pro jakýkoli automobilový výkonový zesilovač, nedojde v tomto případě k žádným ztrátám ani nárůstům výkonu. V našem případě je to 100 wattů na kanál, rovnoměrně rozdělených mezi čtyři 4ohmové reproduktory.

Pojďme si to shrnout. Hlavní věcí při budování takových schémat není přehánět to. V první řadě s ohledem na minimální zatížení zesilovače. Většina moderních zařízení si docela dobře poradí s 2ohmovou zátěží. To však vůbec neznamená, že budou pracovat na 1 ohm. Navíc se při nízké zátěži snižuje schopnost zesilovače řídit pohyb reproduktorového kužele, což má za následek nejčastěji „vyprané“ basy.

Všechny tři výše uvedené příklady se týkaly výhradně nízkofrekvenční části audio komplexu. Na druhou stranu teoreticky na jednom dvoukanálovém zařízení můžete postavit celý reproduktorový systém v autě se středobasovými, středotónovými a výškovými reproduktory. Tedy s reproduktory hrajícími v různých oblastech frekvenčního spektra. Proto budete muset použít pasivní výhybky. Zde je důležité pamatovat na to, že jejich prvky – kondenzátory a induktory – musí být přizpůsobeny ekvivalentnímu zátěžovému odporu daného zesilovacího kanálu. Navíc samotné filtry vnášejí odpor. Navíc, čím dále je signál od propustného pásma filtrů, tím větší je odpor.