Самой главной задачей при включении динамиков является их правильное соединение так, чтобы ни один из них не был перегружен, т.к перегрузка запросто может вывести из строя любой динамик. Важно знать и следовать правило, которое гласит что на динамик следует подавать мощность либо ниже, либо равную номинальной (расчетной). Иначе, рано или поздно даже самый отличный и фирмовый динамик выйдет из строя.

Рассмотрим наиболее простой способ соединения динамиков - последовательный, обратимся к схеме:

При последовательном соединении динамиков их сопротивление суммируется, поэтому у нас получится общее сопротивлением 32 ома. Это достаточно большое сопротивление поэтому если его подключить к 8-ми омному выходу УНЧ, то из-за большого сопротивления ток через динамики будет течь низкий и они будут звучать не громко. Эффективной работы усилителя и нагрузки не получится.

При динамиков, общее сопротивление высчитывается вот по такой формуле и в нашем случае получим 2 Ома. Подключать такой составной каскад к 8-ми омному УНЧ нельзя иначе усилитель просто сгорит, по этому рассмотрим наиболее часто встречающийся метод

Данный пример соединения динамиков уже подойдет для 8-ми омного усилителя. По аналогии можно собрать составной динамик на любое необходимое сопративление.

Кроме выше изложенного при включении нескольких динамиков желательно учитывать и полярность, чтобы они работали синфазно (согласованно).Для этого на клеммах производителями указывается полярность («+» и «-»). В случае монофонического звуковоспроизведения на полярность можно и забить, а вот при стереофоническом звуковоспроизведении согласованное включение играет весьма существенную роль. Т.к требуется чтобы диффузоры каждого из динамиков колебались синхронно.

Если динамики будут работать не согласно, то произойдет искажение и смещение звуковой картины, так как звуковые волны при распространении будут частично компенсировать друг друга, а при синфазной работе звуковые колебания будут суммироваться, создавая реальную и наиболее полную звуковую атмосферу.

При включении динамиков параллельно, их плюсовые клеммы "+" соединяются вместе и подключаются к "+" аудио-выхода УНЧ. Аналогично подключаем и по минусу.

При последовательном соединении фазировка динамиков будет немного другой.

При самостоятельной сборке и наладке акустических устройств, следует помнить, что если вы используете низкочастотные или высокочастотный фильтры, то они могут изменять фазу сигнала на противоположную.

Обычно базовая конфигурация акустической системы без всяких причуд способна удовлетворить все потребности рядового пользователя. Ведь система подбирается, как правило, сразу под конкретные нужды – например, так, чтобы мощности хватало для прослушивания музыки в конкретном помещении. Однако в некоторых случаях может случиться так, что характеристик имеющейся акустики стало не хватать для данных условий эксплуатации. Тогда пользователь начинает искать способы модернизировать систему с минимальными затратами.

Конечно, лучшим вариантом становится прогрессивное улучшение – например, замена старой стереопары на современную многоканальную систему. Если же финансовые возможности не позволяют купить новый дорогой набор акустических устройств, становится интересно, как увеличить количество колонок в имеющейся системе. И тут может возникнуть вопрос: «Можно ли подключить еще одну пару колонок к уже использующейся?» Ответ: нет, напрямую колонки друг к другу не подключаются. Но с некоторыми оговорками. В каких же ситуациях подключение колонок к колонкам может стать возможным?

Способы сборки акустической системы

Строго говоря, колонки в любом случае подключаются друг к другу – иначе не обеспечивалась бы цельность системы, необходимая для создания равномерности и единства звукового окружения.

Тонкости подключения зависят от типа акустической системы. Она бывает:

• стерео – имеет две фронтальные колонки, принимающие общий сигнал с двух передних каналов;
• многоканальная – принимающая раздельный сигнал, по одному на каждую колонку.

В первом случае соединение колонок друг с другом либо не требуется, если разные динамики находятся в общем корпусе – например, в случае магнитофона или радиоприемника, хотя такое встречается и в обычных стереопарах для компьютера, либо колонки соединяются простым подключением второстепенного устройства к главному посредством обычного кабеля со штекером 3,5 мм. Помните: главная колонка – это та, на которой расположены основные выходы, органы управления и световая индикация. От второй же отходит только один провод – тот самый, которым она подключается к главной.

Многоканальная же система может предполагать как прямое, так и косвенное соединение колонок. Во втором случае колонки объединяются только посредством ресивера или самой звуковой карты источника звука – устройства, которое разделяет общий сигнал на отдельные каналы. Такая схема используется, как правило, в случае применения колонок активного типа. Если же колонки пассивные, и должен быть использован внешний усилитель звука, схема усложняется. Обычно в таком случае используются специальные акустические кабели с клеммами, которые, в отличие от штекеров, подсоединяются не к разъемам, а к двум отдельным клеммам.

Как и на аккумуляторе, клеммы имеют разные полюса – плюс и минус, которые нельзя путать, чтобы не сломать электрические устройства при первом же включении в сеть. Это любой человек должен помнить еще с уроков физики. Оттуда же нужно помнить, что электронные приборы могут подключаться двумя способами: последовательным или параллельным. Соединяя таким образом колонки друг с другом, важно помнить о необходимости соответствия электротехнических параметров – в основном, показателя сопротивления всех приборов. Колонки должны иметь одинаковое сопротивление, а их сумма не должна превышать сопротивление усилителя звука.

Последовательное соединение колонок

Как известно, при последовательном подключении электрических устройств их сопротивления суммируются. Такое свойство может использоваться для снижения выходных характеристик – например, при подключении вспомогательных колонок (задних или боковых), которым не нужна высокая мощность. Что же касается максимального количества подключаемых последовательно колонок, то этот параметр должен рассчитываться исходя из их собственного сопротивления. При суммировании показатель не должен превысить максимально допустимое сопротивление усилителя – чаще всего это 16 Ом, большее число встретить практически нельзя.

Как и следует из названия способа, устройства должны подключаться друг за другом, образуя замкнутую цепь. Провод от плюсовой клеммы усилителя идет к плюсу первой колонки, провод от минуса первой колонки – ко плюсу второй, а минус второй соединяется с минусом усилителя. Все предельно просто.

Если соединяется больше двух колонок, схема точно такая же, только имеет больше шагов. Главное – прийти от плюса усилителя к его же минусу, совмещая только разнозначные полюса, за исключением начала и конца цепи.

В некоторых случаях последовательное соединение – единственно возможный вариант. Есть у вас, к примеру, два пассивных сабвуфера с сопротивлением по 4 Ом и усилитель с двумя каналами по 100 Вт. Такой усилитель, как правило, не может функционировать, если подаваемый на него сигнал имеет сопротивление меньше 2 Ом – именно таков он будет, если подключить колонки параллельно. Однако при последовательном подключении сопротивления обоих сабвуферов сложатся, и в результате на каждый канал усилителя звука будет подан сигнал с сопротивлением 8 Ом. Это практически идеальный показатель – до предела в 16 Ом еще далеко, а выхода устройства из строя из-за недостатка сопротивления можно и вовсе не опасаться.

Стоит учитывать, что при подключении нескольких колонок к одному каналу усилителя, максимальная мощность оного делится на все устройства поровну с учетом сопротивления. Так, усилитель мощностью 100 Вт и минимальным сопротивлением, равным 2 Ом, отдаст каждой из двух колонок по 100:2:2=25 Вт.

При параллельном же подключении колонок все манипуляции с физическими параметрами происходят в зеркальном порядке: сопротивление падает, а мощность возрастает. Но колонки в таком случае не соединяются непосредственно друг с другом, поэтому этот момент будет рассмотрен в другой статье.

Зная тонкости всех способов подключения колонок друг к другу и другим участникам акустической системы, легко с точностью рассчитать все реальные параметры используемых устройств.

Хорошо, если у установщика есть возможность применить схему поканального усиления. Однако в большинстве случаев это считается непозволительной роскошью, и в процессе инсталляции аудиосистемы в девяти случаях из десяти возникает потребность нагрузить, к примеру, двухканальный аппарат четырьмя динамиками или четырехканальный - восемью.

Собственно, страшного в этом ничего нет. Важно только держать в памяти несколько основных способов соединения громкоговорителей. Даже не несколько, а всего-то два: последовательный и параллельный. Третий - последовательно-параллельный - производная из двух перечисленных. Другими словами, если у вас имеется больше одного динамика на канал усиления и вы знаете с какими нагрузками может справиться аппарат, то выбрать одну, наиболее приемлемую схему из трех возможных не так уж и сложно.

Последовательное соединение динамиков

Понятно, что когда драйверы соединены в последовательную цепочку, возрастает сопротивление нагрузки. Также понятно, что с увеличением количества звеньев оно растет. Обычно потребность увеличения сопротивления возникает для снижения выходных показателей акустики. В частности, при установке тыловой подзвучки или динамика центрального канала, которые в основном выполняют вспомогательную роль, и значительных мощностей от усилителя им не требуется. В принципе последовательно можно соединить сколько угодно динамиков, однако их общее сопротивление не должно превышать 16 Ом: усилителей, работающих с более высокими нагрузками, немного.

На рисунке 1 показано, каким образом две динамические головки включаются в последовательную цепочку. Положительный выходной разъем канала усилителя соединяется с плюсовой клеммой динамика А, а "минус" того же драйвера - с "плюсом" динамика В. После чего минусовая клемма динамика В подключается к отрицательному выходу того же канала усиления. По той же схеме строится и второй канал.

Это два динамика. Если требуется последовательно соединить, скажем, четыре громкоговорителя, то метод аналогичный. "Минус" динамика В вместо того, чтобы подключаться к выходу усилителя, соединяется с "плюсом" С. Дальше от минусовой клеммы C бросается провод на "плюс" D, а уже от "минуса" D происходит соединение с отрицательным выходным разъемом усилителя.

Вычисление эквивалентного сопротивления нагрузке канала усиления, на который нагружена цепочка последовательно соединенных динамиков, производится простым сложением по следующей формуле: Zt = Za + Zb, где Zt - эквивалентное сопротивление нагрузке, а Za и Zb соответственно

сопротивление динамиков А и В. К примеру, имеется у вас четыре 12-дюймовых сабвуферных головки сопротивлением в 4 ома и один-единственный стереоусилитель 2 х 100 Вт, не терпящий низкоомных (2 Ом и меньше) нагрузок. В этом случае последовательное соединение НЧ-динамиков - единственно возможный вариант. Каждый канал усиления при этом обслуживает пару головок с общим сопротивлением 8 Ом, что легко вписывается в указанные выше 16-омные рамки. Тогда как параллельное включение динамиков (о нем позже) приведет к недопустимому (меньше 2 Ом) снижению сопротивления нагрузки обоих каналов и в результате выходу из строя усилителя.

Когда к одному каналу усиления последовательно подключается более одного динамика, это неизбежно отражается на выходной мощности. Вернемся к примеру с двумя соединенными последовательно 12-дюймовыми головками и одним 200-ваттным стереоусилителем, минимальное сопротивление нагрузки которого 4 Ом. Чтобы выяснить, сколько ватт при таких условиях сможет отдать динамикам усилитель, нужно решить еще одно несложное уравнение: Po = Pr x (Zr/Zt), где Po - подводимая мощность, Pr - измеренная мощность усилителя, Zr - сопротивление нагрузке, при котором проводились измерения реальной мощности усилителя, Zt - суммарное сопротивление динамиков, нагруженных на данный канал. В нашем случае получается: Po = 100 x (4/8). То есть 50 ватт. Динамиков у нас два, поэтому "полтинник" делится на два. В итоге каждая головка получит по 25 ватт.

Параллельное соединение динамиков

Здесь все в точности до наоборот: при параллельном соединении сопротивление нагрузке падает пропорционально количеству динамиков. Соответственно вырастает выходная мощность. Число громкоговорителей ограничено способностью усилителя работать на низких нагрузках и мощностными пределами самих динамиков, включенных параллельно. В большинстве случаев усилители вполне справляются с нагрузками в 2 ома, реже в 1 ом. Существуют аппараты, которым по зубам и 0,5 ома, но это уже действительно большая редкость. Что касается современных громкоговорителей, то здесь разброс мощностных параметров от десятков до сотен ватт.

Рисунок 2 демонстрирует, как подключить пару драйверов в параллель. Провод от плюсового выходного разъема соединяется с положительными клеммами динамиков А и В (проще всего соединить сначала выход усилителя с "плюсом" динамика А, а затем уже от него тянуть провод к динамику В). По той же схеме соединяются минусовой вывод усилителя с "минусами" обоих динамиков.

Вычисление эквивалентного сопротивления нагрузке канала усиления при параллельном соединении динамиков несколько сложнее. Формула такая: Zt = (Za x Zb) / (Za + Zb), где Zt - эквивалентное сопротивление нагрузке, a Za и Zb - сопротивление динамиков.

Теперь представим, что на низкочастотное звено в системе отводится опять-таки 2-канальный аппарат (2 х 100 Вт на нагрузку 4 Ом), но стабильно работающий при 2 омах. Включение двух 4-омных сабвуферных головок в параллель позволит значительно увеличить выходную мощность, поскольку сопротивление нагрузке канала усиления сократиться вдвое. По нашей формуле получаем: Zt = (4 + 4) / (4 + 4). В результате имеем 2 Ом, что при условии хорошего запаса по току у усилителя даст 4-кратный прирост мощности на канал: Po = 100 x (4/2). Или 200 ватт на канал вместо 50, полученных при последовательном соединении динамиков.

Последовательно-параллельное соединение динамиков

Обычно эта схема применяется для увеличения количества динамиков на борту транспортного средства с тем, чтобы добиться повышения суммарной мощности аудиосистемы при сохранении адекватного сопротивления нагрузке. То есть на один канал усиления можно задействовать сколько угодно динамиков, если их суммарное сопротивление находится в уже обозначенных нами пределах от 2 до 16 Ом.

Подключение, к примеру, 4 динамиков по этому способу производится следующим образом. Кабель от положительного выходного разъема усилителя соединяется с плюсовыми клеммами динамиков А и С. Затем "минуса" A и C подключаются к "плюсам" громкоговорителей B и D соответственно. Наконец, кабель от отрицательного выхода усилителя соединяется с минусовыми клеммами динамиков B и D.

Для вычисления суммарного сопротивления нагрузке канала усиления, который работает с четырьмя головками, соединенными по комбинаторному способу, применяется следующая формула: Zt = (Zab x Zcd) / (Zab x Zcd), где Zab - суммарное сопротивление динамиков А и В, а Zcd - суммарное сопротивление динамиков C и D (между собой они соединены последовательно, поэтому сопротивление суммируется).

Возьмем все тот же пример с 2-канальным усилителем, стабильно функционирующим при 2 омах. Только на этот раз два 4-омных сабвуфера, включенных параллельно, нас уже не устраивают, и мы хотим подключить к одному каналу усиления 4 НЧ-головки (тоже 4-омные). Для этого нам нужно знать, выдержит ли аппарат такую нагрузку. При последовательном соединении суммарное сопротивление будет равно 16 Ом, что никого не устраивает. При параллельном - 1 Ом, что уже не вписывается в параметры усилителя. Остается последовательно-параллельная схема. Простые подсчеты показывают, что в нашем случае один канал усиления будет нагружен стандартными 4 Омами, раскачивая при этом сразу четыре саба. Поскольку 4 Ом - нагрузка стандартная для любого автомобильного усилителя мощности, то никаких потерь и приростов мощностных показателей в данном случае не произойдет. В нашем случае - это 100 ватт на канал, поровну поделенные на четыре 4-Омных динамика.

Подводим итоги. Главное при построении подобных схем - не переусердствовать. Прежде всего в том, что касается минимальной нагрузки усилителя. Большинство современных аппаратов вполне справляются с 2-омными нагрузками. Однако это совсем не значит, что они будут работать и при 1 Оме. Кроме того, на низких нагрузках снижается способность усилителя контролировать движение диффузора динамика, что чаще всего результируется в "размытом" басе.

Все три приведенных выше примера касались исключительно низкочастотного звена аудиокомплекса. С другой стороны, теоретически на одном двухканальном аппарате можно построить всю акустическую систему в автомобиле с мид-басами, среднечастотниками и твитерами. То есть с динамиками, играющими в разных областях частотного спектра. Следовательно придется задействовать пассивные кроссоверы. Здесь важно помнить, что их элементы - конденсаторы и индуктивности - должны быть согласованы с эквивалентным сопротивлением нагрузке данного канала усиления. Кроме того, фильтры сами привносят сопротивление. При этом чем дальше сигнал от полосы пропускания фильтров, тем больше сопротивление.

Для того, чтобы полноценно насладиться звучанием автомобильной акустической системы, не достаточно правильного выбора аппаратуры. Важным аспектом качественного звука является и правильная установка динамиков к усилителю. Как подключить колонки к усилителю в машине? Если установка сабвуфера и усилителя рассчитывается из мощности и месторасположения, то схема подключения автомобильных динамиков к усилителю имеет ряд дополнительных нюансов, которые играют важную роль.

Разработка схемы

Схема подсоединения зависит от количества входов усилителя, расположения и мощности динамиков, наличия или отсутствия сабвуфера.

Усилители мощности бывают:

• двухканальными, рассчитаны на подключение только пары колонок;
• четырех-, используются для подключения двух колонок и сабвуфера или четырех (к ним также существует схема последовательного подключения четырех штук и сабвуфера);
• шести-, используются для стандартного подключения четырех штук и сабвуфера.

Также важно учитывать номинальную мощность (Вт, W) и сопротивление всей подключенной аппаратуры (Ом). Их можно найти или на маркировке устройств или в технических документах. Суммарное сопротивление соединения не должно превышать максимально допустимую норму.

Подсоединять колонки к усилителю можно тремя способами.

1. Последовательно - однотипные динамики поочередно соединяются друг к другу, а затем к устройству.
2. Параллельное - выполняется полярным соединением напрямую к выходам устройства, при этом их сопротивление и мощность может отличаться.
3. Последовательно-параллельное — применяется в тех случаях, когда необходимо соединить две колонки с одинаковым сопротивлением и дополнительные с другими параметрами.

Пошаговая инструкция последовательного подключения

В данном варианте сопротивление суммируется и рассчитывается по формуле:

где R — общее,

R 1 — первого динамика,

R 2 — второго динамика.

При этом R 1 должен равняться R 2 или в противном случае акустическая система будет быстро изнашиваться, а ожидаемые звуковые эффекты не оправдают надежд. По такой схеме можно подсоединить сколько угодно колонок, но их значение R не должно превышать максимально допустимое R усилителя. Также стоит учитывать, что чем больше колонок соединено последовательно, тем меньше звуковой мощности будет на выходе.

1. Минусовой 1 соединяется с положительным каналом колонки 2.
2. Плюсовой 1 подключается к минусовой клемме устройства.
3. Минусовой 2 подключается к положительному выходу.

Последовательное соединение трех и более колонок осуществляется по такой же схеме, где каждая последующая полярно подключается к предыдущей, а крайние их контакты полярно соединяются с клеммой устройства.

Усилители звуковых частот рассчитаны на определенное сопротивление нагрузки. Особенно это касается ламповых УМЗЧ, но и транзисторные обеспечивают заявленные технические характеристики в достаточно узком диапазоне нагрузок.

При конструировании групповых излучателей или при необходимости подключения нескольких громкоговорителей к одному усилителю мощности низкой частоты необходимо учитывать получающееся эквивалентное сопротивление.

Как подключить динамики?

Понятно, когда динамики подключены в последовательную цепочку (рис.1), сопротивление нагрузки Zобщ возрастает. Оно складывается из эквивалентных сопротивлений головок Zi и рассчитывается по формуле:

Zобщ=Z1+Z2+…+Zn. (1)

Обычно увеличение сопротивления нужно для снижения выходных показателей усилителя. В частности при установке тыловой «подзвумки» или динамика центрального канала в домашнем кинотеатре, которые играют вспомогательную роль, значительных мощностей от усилителя им не требуется.

В принципе, последовательно можно соединить сколько угодно динамиков, однако Zобщ больше 16 Ом нежелательно, поскольку усилителю будет трудно их «раскачать» (упадет выходная мощность). Главное, соблюдать фазировку головок, чтобы их диффузоры всегда двигались в одну сторону (синфазно). На клеммах современных головок обычно указывают маркировку «+» и «-» но на старых ее может не быть.
В этом случае проще всего взять батарейку напряжением 4,5…9 В и, кратковременно касаясь ее контактами клемм головки, наблюдать, в какую сторону при этом «идет» диффузор. Остается только пометить клеммы одинаковым образом у всех головок. При параллельном соединении громкоговорителей (рис.2) сопротивление нагрузки уменьшается пропорционально количеству динамиков.

Соответственно возрастает выходная мощность УМЗЧ. Число громкоговорителей ограничено способностью усилителя работать на низких нагрузках. В большинстве случаев мощные усилители вполне справляются с нагрузками в 2 Ом. Общее эквивалентное сопротивление нагрузки Zобщ в этом случае рассчитывается по формуле:

1/Zобщ=1/Z1+1/Z2+…+1/Zn. (2)

Для двух головок она преобразуется к виду.