Арифметика підсилювачів
Варіанти комбінованого підключення акустичних систем до підсилювачів розглядалися неодноразово, і хоча в сучасних установках такі рішення використовуються все рідше, ці питання варто висвітлити ще раз.
Нарощування автомобільної аудіосистеми починається із придбання підсилювача. Найкращий варіант, звісно - "один канал - один динамік", але для бюджетної установки він не завжди придатний. Оскільки якість звучання вбудованих підсилювачів головних апаратів за останні роки помітно покращилася, багато хто обмежується лише додаванням сабвуфера. У цій ситуації вибір відбувається між активним сабвуфером, одноканальним або двоканальним підсилювачем.
Активний сабвуфер – річ зручна, все "в одному флаконі". Встановлення та підключення потребують професійного підходу лише у разі особливого бажання клієнта. Ще одна перевага - мале споживання енергії. Вже кілька років в активних сабвуферах використовують економічні імпульсні підсилювачі класу D. Однак спроектовані такі сабвуфери для якогось "середнього" салону і звучання в конкретно взятому автомобілі буде іншим. Тому при вищих вимогах до "кількості та якості" басу краще використовувати сабвуфер з окремим підсилювачем.
ля сабвуфера потрібен монофонічний, сигнали лівого та правого перед подачею на підсилювач необхідно підсумовувати. Зазвичай і додавання сигналів, і фільтрація отриманого сигналу для сабвуфера виконуються одним пристроєм, що входить до складу вбудованого або зовнішнього кросовера. Однак "вузька спеціалізація" такого підсилювача не може не позначитися на його ціні та й вибір моделей невеликий. Тому вибір зазвичай робиться на користь двоканального підсилювача.
Варіантів використання двоканального підсилювача багато, але, перш ніж перейти до них, необхідно з'ясувати, чи може"кандидат" працювати з бруківкою схемою включення.
До речі, наявність чи відсутність такої можливості не можна розглядати як гідність чи недолік. Підсилювачі з можливістю роботи в мостовому включенні (таких серед автомобільних - переважна більшість) мають більшу гнучкість застосування, ніж полегшують життя установнику (або власнику). Однак зворотний бік цієї гнучкості викликає гнів аудіофілів. Справа в тому, що інвертуючий та неінвертуючий канали мостового підсилювача виконані за однією схемою, але на шляху сигналу в одному каналі є додатковий каскад, що інвертує сигнал. Тому при використанні такого підсилювача над мостовому включенні число каскадів для сигналу лівого і правого каналів буде різним. Різним буде час проходження сигналу через підсилювальний тракт. Втім, ні виміряти, ні почути цю різницю практично неможливо, хоча любителі експерименту можуть спробувати поміняти подекуди канали підсилювача - раптом жадана сцена стане туди, куди потрібно, без зайвих витрат.
Якщо підсилювач не може працювати у мостовому включенні, це ще не означає, що його можна використовувати лише традиційним способом (як двоканальний). Підсумовуючи сигнали на виході, можна змусити два канали підсилювача працювати на загальне навантаження. Найчастіше таке включення використовується під час роботи на сабвуфер, що має здвоєну звукову котушку. У цьому випадку кожна з обмоток з'єднується з виходом окремого каналу (обов'язково з дотриманням фазування!). Якщо ж у сабвуфера лише одна обмотка, доведеться використати суматор. Його пристрій розглянуто наприкінці статті.
Оскільки кожен із каналів підсилювача працює зі "своїм" сигналом, а сумарний (монофонічний) сигнал виходить простим змішуванням сигналів двох каналів, такий режимроботи називають mixed mono (змішане моно). Потужність сумарного каналу при цьому дорівнює подвоєній потужності одного вихідного каналу (мінус втрати на суматорі). Але найцікавіший варіант включення двоканального підсилювача – tri-mode. Два канали підсилювача працюють при цьому кожен на свою акустичну систему ("лівий-правий"), і обидва разом - на сумарний канал. Для того, щоб не перевантажити вихідні каскади підсилювачів, діапазони робочих частот лівого-правого та сумарного каналів не повинні перетинатися. Канали використовуються як широкосмугові, вбудованими кросоверами користуватися не можна і застосування пасивних фільтрів на виході підсилювача неминуче. Це один недолік цього способу включення, не настільки вже суттєвий. Оскільки багатосмугова акустика при роботі з двоканальним підсилювачем вже використовує пасивний кросовер, додавання ще однієї ланки мало що змінить, крім порядку розрахунку Інший, серйозніший недолік - повна неможливість регулювати співвідношення потужностей каналів. Тому при виборі динаміків для роботи в tri-mode необхідно враховувати їхню чутливість і втрати в суматорі. Сказане вище ілюструється такою схемою (для простоти акустичні системи лівого і правого каналів показані широкосмуговими.
Підсилювач із можливістю роботи "мостом" при включенні в двоканальний режим має особливість. Інверсія сигналу в одному з каналів враховується зворотним фазуванням динаміків одного каналу. Це зазначено на вихідних клемах підсилювача, тому немає потреби заглядати в схему, але при включенні підсилювача в бруківку для підключення навантаження потрібно використовувати саме вказані для цього клеми - на іншій парі звуку не буде зовсім. Під час роботи в мостовому режимі потужність сумарного каналу дорівнює 4-й потужностіодного вихідного каналу. Однак при включенні в tri-mode уникнути застосування кросоверів не вдасться. Всі недоліки цього режиму такі самі, як і в попередньому випадку. Плюс тільки в тому, що розрахунок кросоверів стандартний і його можна виконати за будь-якою відомою методикою.
Застосування tri-mode та mixed mono не обмежується сабвуферами. У такий же спосіб можна організувати сумарний мідбасовий канал у "надбюджетній" установці або центральний канал. При цьому можна використовувати вбудовані підсилювачі головного апарату. У тих випадках, коли можливості головного апарату вичерпані, потрібен підсилювач з числом каналів більшим, ніж два. Підсилювачі, що "продаються", в модельному ряду будь-якої фірми - чотириканальні. Вони мають ще більшу гнучкість. Завдяки наявності чотирьох каналів можна використовувати їх як порізно, так і спільно в бруківці або звичайній схемі включення (або їх комбінаціях). Давати якісь конкретні рекомендації тут важко – все залежить від моделі. Все сказане вище стосується і чотирьохканальних підсилювачів, але особливою популярністю користується режим "2+1". Два канали включаються мостом на сабвуфер, а два решти - як завжди, на ліву та праву акустичні системи. Оскільки канали підсилювача за такого включення повністю незалежні, можна використовувати вбудовані кросовери підсилювача. За бажання можна організувати tri-mode і в цьому випадку, причому сумарних каналів може бути навіть два!
А тепер, як обіцяно - схеми суматорів.
Всі варіанти засновані на підсумовуючому трансформаторі, хоча замість нього (з гіршими результатами) можна застосувати і дві окремі котушки однакової індуктивності. При розрахунку частоти зрізу кросоверів використовується еквівалентна індуктивність L. У разі використанняокремих котушок їхня розрахункова індуктивність приймається рівною еквівалентною. Розрахункова індуктивність кожної обмотки підсумовує трансформатора приймається рівною 2L. Конструктивні дані розраховуються за будь-якою відомою методикою. При намотуванні підсумовуючого трансформатора обмотки повинні бути намотані в один бік. Найкраще робити намотування одночасно в два дроти.