Схема автозвука с 2 усилителями и сабвуфером

Обновлено: 08.07.2024

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.

Последовательно — однотипные динамики поочередно соединяются друг к другу, а затем к устройству.
Параллельное — выполняется полярным соединением напрямую к выходам устройства, при этом их сопротивление и мощность может отличаться.
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:

R₁ — первого динамика,

R₂ — второго динамика.

При этом R₁ должен равняться R₂ 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.

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

Схема параллельного подключения

При параллельном соединении сопротивление нагрузки падает и выходная мощность увеличивается в пропорциональном соотношении к количеству динамиков. Здесь следует обращать внимание на максимально допустимую нагрузку на усилитель и количество каналов.

Большинство моделей рассчитаны на нагрузку в 2 Ом, реже в 1 Ом, но для качественного звучания и долговечности аппаратуры желательно создать оптимальную для устройства нагрузку. Так, например, при подключении двух динамиков с R = 4 Ом и двух динамиков с R = 8 Ом к усилителю с R = 8 Ом, мы получим допустимое сопротивление всех динамиков (4+4+8+8=24 — суммарное; 24:4=6 — общее сопротивление на устройство).

Минусовой канал динамика 1 и динамика 2 соединяется с положительной клеммой устройства.
Положительный — к минусовому контакту того же канала.
Все остальные подключаются по тому же принципу.

Схема параллельно-последовательного подключения

Это самый популярный способ подключения, так как он позволяет регулировать мощность, подаваемую на устройство и избегать перенагрузки на него. При этом получается качественное звучание. В такой схеме соединения совмещаются оба метода.

Пошаговая инструкция соединения четырех колонок к двум каналам устройства.

Минусовой контакт динамика 1 соединяется с плюсовым динамика 2.
Минусовой контакт 3 соединяется с плюсовым
Плюсовой контакт 1 выводится в общий плюсовой канал с плюсовым контактом 3.
Минусовые контакты 2 и 4 выводятся в общий минусовой контакт.
Выведенные общие каналы подключаются к усилителю, учитывая полярность контактов.

Таким же образом в эту систему можно подключить и сабвуферы, если используется двухканальная аппаратура. При четырехканальном — сабвуферы соединяются отдельно мостом.

Подключать сабвуфер к магнитоле необходимо только через усилитель. Так как встроенной мощности магнитолы не хватит для правильной работы сабвуфера и нормального баса вы не получите. Цепочка подключения простая: магнитола-усилитель-сабвуфер. Магнитола передает сигнал на усилитель. Усилитель в свою очередь этот сигнал усиливает и отправляет его на сабвуфер.

Для чего нужен усилитель?

Если у вас активный сабвуфер, то дополнительный усилитель вам не потребуется, потому что он уже встроен в корпус саба (подробнее об активных сабвуферах). Для пассивного сабвуфера придется подобрать усилитель (как правильно это сделать читайте на этой странице).

Как подключить сабвуфер к усилителю

Одноканальное подключение

Подключить сабвуфер к усилителю не сложно, достаточно соединить выходной аудио разъем усилителя с катушкой или катушками сабвуфера с помощью акустических проводов.

Провода не должны быть тонкими. В большинстве случаев выбирайте медную проводку сечением от 4,2 кв. мм и никаких проблем не будет.

Подключение акустических проводов

Такая схема подключения сабвуфера подойдет для одного канала усилителя или моноблока. Если у 1-канального усилителя имеются по два плюса и минуса, то не теряйтесь, эти пары просто запараллелены для удобства коммутации. И нет разницы к какому из плюсов и минусов подсоединять соответствующий провод.

Моноблкок – одноканальный усилитель, предназначенный специально для сабвуферов.

Подключение к сабвуферу через клеммник Подключение к сабвуферу напрямую

Подключение сабвуфера мостом

В случае использования многоканального усилителя, саб можно подключить к двум каналам одновременно, используя минус одного и плюс другого, такое подключение называется мостовым, при данном способе мощность выдаваемая усилителем значительно увеличивается (конкретные цифры смотрите в характеристиках).

Так можно подключить сабвуфер к двух или к четырехканальному усилителю, используя 2 канала для акустики, а оставшиеся 2 для сабвуфера.

Для подключения сабвуфера мостом, убедитесь что ваш усилитель поддерживает такую возможность.

Если подключить низкочастотный динамик к усилителю изменив полярность, то есть плюс сабвуфера подключить к минусу выхода усилителя и наоборот, то динамик будет работать в противофазе, ничего страшного в этом нет, иногда такое подключение используется намеренно, если в усилителе нет фазовой регулировки (подробнее о регулировке фазы).

Подключение катушек сабвуфера

В технической документации на сабвуфер написано сопротивление его катушек (1 Ом, 2 Ом, 4 Ом, редко 0.5 Ом), а в технической документации усилителя указано с какими сопротивлениями он может работать, сведения эти нужны для того, что бы вы правильно и эффективно подключили сабвуфер к усилителю. Чем меньше сопротивление у саба, тем больше мощности выдаст усилитель, при условии что он может работать при данном сопротивлении. Сабвуферный динамик может иметь несколько катушек (1 или 2, редко 4).

При последовательном соединении катушек сопротивление увеличивается, при параллельном уменьшается. Если не хотите учить определения и считать дроби, просто сохраните себе эту шпаргалку (параллельное и последовательное подключение).

Варианты подключений

На сколько Ом подключать сабвуфер

Чем выше сопротивление — тем лучше качество звучания, чем ниже — тем больше мощности отдает усилитель. Если вам нужно много громкого баса, то включайте в минимум который может обеспечить усилитель, а если на первом месте общее качество звучание системы, то это 2 Ом или 4 Ом в зависимости от выдаваемой мощности.

Видео о том, как подключить 2 сабвуфера и больше. Схема подключения сабвуфера 2х2 Ом, 4х4 Ом, 1х1 Ом. Последовательное подключение динамиков. Параллельное подключение динамиков. Основные принципы.

Представленный самодельный усилитель работает в стандарте 2+1 (стерео + сабвуфер). Он изготовлен на основе популярной (и главное дешёвой) микросхемы TDA2050, что дает выходную мощность около 30 Вт на канал с сопротивлением нагрузки АС 4 Ома и питании +/-22В. Схема подходит для работы с любым стандартным источником аудио сигнала: mp3-плеер, смартфон или компьютер, так как оснащена предусилителем с регулировками тембра. Сигнал на сабвуфер формируется через низкочастотный активный фильтр второго порядка. Составляющие сигнала выше 200 Гц обрезаются, после чего сигнал поступает на усилитель мощности НЧ. Схема может питаться напряжением не более +/-25 В.

Схема усилителя аудио системы 2.1

Работа темброблока

Регулировка частот построена классическим образом, элементы, вносящие изменения в характеристики сигнала, находятся в петле отрицательной обратной связи микросхемы U4A. На сопротивлении X1 состоят конденсаторы C17 (4,7 nF), C20 (33nF) и резистор R7 (10k), "половина" потенциометров P1A (100k), P2A (100k) и элементов R8 (10k) и R13 (3,3 к). Сопротивление X2 представляет собой конденсаторы C18 (4,7 nF), C21 (33nF), резистор R9 (10k), "половина" потенциометров P1A, P2A и элементов R8 и R13. Помочь понять может рисунок далее:

Когда любой из ползунков потенциометров P1A или P2A будут переведены со своего среднего положения - это приведет к изменению значения X1 и X2, а, следовательно и значение усиления становится отлично от -1 и начинает зависеть от частоты. Обратите внимание то, что значения X1 и X2 всегда зависят от частоты, поэтому фиксируется только в случае X1=X2.

Потенциометр P1A отвечает за регулировку низких частот. Для высоких частот сигнала конденсаторы C20 и C21 являются проводниками, так что регулировка с помощью потенциометра не дает никакого эффекта для этих частот. Потенциометр P2A позволяет регулировать высокие частоты, а благодаря конденсаторам C17 и C18 он не влияет на регулировку баса. Для низких частот конденсаторы C17 и C18 представляют собой размыкание из-за чего потенциометр отключается от схемы и его влияние на регулирование становится незначительным.

Сигнал с выхода темброблока поступает через R12 (4,7 k) на потенциометр для регулировки громкости P3A (100k) и далее еще на ОУ U5A (NE5532). Элементы R14 (15k) и R15 (33k) задают усиление около -2 (-33k/15k). С выхода U5A сигнал через фильтр R17 (100Р), C3 (1uF) и R4 (100k) попадает на вход усилителя мощности УМЗЧ.

Граничную частоту фильтра для сабвуфера можно рассчитать с помощью программ или изменяя значения элементов экспериментально.

Второй канал предусилителя работает аналогично, пассивные элементы в нем, возникающие обозначены дополнительно буквой "а", а потенциометры и операционные усилители имеют маркировку "Б".

Дополнительным модулем является сумматор и активный фильтр низких частот, изготовленный с помощью операционного усилителя U6 (NE5532). Выделенный в этой части цепи сигнала используется после соответствующего усиления для раскачки сабвуфера. Сигнал с обоих выходов предусилителя попадает через C22-C23 (220nF) и R2-R3 (100k) на вход U6A. Потенциометр P4 (220k) позволяет регулировать усиление по отношению к главному регулятору громкости P3. P4, R2 и R3 вместе с U6A образуют усилитель с регулируемым коэффициентом усиления в диапазоне 0-2,2. Второй операционный усилитель (U6B) - это активный фильтр низких частот. Значения элементов подобраны так, что система работает как фильтр Баттерворта второго порядка с граничной частоты в районе 200 Гц. Сигнал с выхода фильтра через цепь C24 (220nF), R5 (100k) попадает на вход усилителя мощности.

Блок питания УНЧ

Весь усилитель питается двухполярным напряжением в пределах 17-25 В. Напряжение питания для операционных усилителей формируется с помощью стабилизаторов U1 (78L15/L12), U2 (79L15/L12) и фильтруют с помощью емкостей C4-C5 (100uF) и C7-C8 (47uF). Кроме того, питание каждого из четырех операционных усилителей сглаживается с помощью конденсаторов C9-C16 (100nF).

Работа узла УМЗЧ

Усилитель мощности построен на базе популярной микросхемы U7 (TDA2050). Это наверное самый распространённый аудио усилитель, работающий в классе AB. При общих гармонических искажениях на уровне 0,5% он позволяет достичь мощности порядка 30 Вт. Конденсатор C8 (1uF) отсекает постоянную составляющую сигнала и в то же время представляет собой фильтр высоких частот на входе. R20 (22k) определяет сопротивление на входе усилителя мощности.

Цепь обратной связи - резисторы R21 (680R) и R22 (22k), изменение их соотношения приводит к изменению усиления, причем снижение R22 или увеличение R21 вызывает уменьшение усиления. В даташите микросхемы TDA2050 производитель рекомендует чтоб оно было больше 24 дб. Конденсатор C29 (22uF) отсекает постоянную составляющую на входе усилителя. Резистор R19 (2,2 Ома) и конденсатор C32 (470nF) предотвращает самовозбуждение усилителя. Питание УМЗЧ фильтруют конденсаторы С26-C27 (2200uF) и C30-C31 (100nF). Остальные два канала работают аналогично.

Сборка

Схема паяется на общей печатной плате. В первую очередь надо впаивать все перемычки. Дальше можно приступить к пайке резисторов. Все они мощностью 0.25 Вт. Далее закрепите панельки под операционные усилители. В самом конце размещайте на плате стабилизаторы напряжения, электролитические конденсаторы и потенциометры. При установке потенциометров следует обратить внимание на то, чтобы они были на одной линии - из эстетических соображений. Металлические корпуса потенциометров необходимо подключить на массу с помощью проводов. Это вызывает экранирование корпусов переменников, снижая помехи и фон переменного тока при прикосновении к ручкам потенциометров.

Все три TDA2050 могут быть посажены на общий радиатор, на котором будет потенциал отрицательной шины питания. Чтобы избежать этого, примените изоляционные шайбы. Вы должны быть осторожны, чтобы не замкнуть радиатор на металлический корпус массы усилителя.

Схему усилителя лучше питать от трансформатора мощностью около 100 Вт и напряжением 2x16 В, выпрямителя и двух конденсаторов, фильтрующих напряжение переменки.

Запуск и настройка схемы

При первом запуске не вставляйте в панельки операционные усилители и после включения питания проверьте, что на каждой панельке имеются правильные напряжения питания. Потом уже можно всунуть их по местам. Потенциометр громкости должен быть закручен на минимум (до упора влево), а на вход надо подать сигнал с mp3-плеера или компьютера. Усилитель хорошо работает как с динамиками (колонками акустических систем) с сопротивлением 4, так и 8 Ом.

В роли выходных усилителей мощности работают микросхемы TDA2050, TDA2030 или TDA2040, обеспечивая выходную мощность, соответственно 14, 20 или 30 Ватт на канал. Не обязательно все микросхемы усилители должны быть одинаковые. Вы можете установить те что слабее в роли УНЧ стерео, а более мощный усилитель оставить для сабвуфера.

Форум по обсуждению материала СТЕРЕО УСИЛИТЕЛЬ С САБВУФЕРОМ И ФНЧ

Приводятся основные сведения о планарных предохранителях, включая их технические характеристики и применение.

Что такое OLED, MiniLED и MicroLED телевизоры - краткий обзор и сравнение технологий.

Вещь, о которой мы сейчас расскажем, как понятно из названия статьи, является самодельным усилителем для сабвуфера, в народе называемом “Саб”. Устройство имеет активный фильтр НЧ, построенный на операционных усилителях, и сумматор, обеспечивающий ввод сигнала с выхода стерео.

Поскольку сигнал для схемы берется с выходов на акустические системы, нет необходимости вмешательства в работающий усилитель. Получение сигнала с динамиков имеет еще одно преимущество, а именно – позволяет сохранить постоянное соотношение громкости сабвуфера к стереосистеме.

Естественно, усиление канала сабвуфера можно регулировать с помощью потенциометра. После отфильтровывания высоких частот и выделения низких (20-150 Гц), звуковой сигнал усиливается с помощью микросхемы TDA2030 или TDA2040, TDA2050. Это дает возможность настройки выходной мощности басов по своему вкусу. В этом проекте успешно работает любой динамик НЧ с мощностью более 50 Ватт на сабвуфер.

Схема фильтра с УМЗЧ сабвуфера

Схема принципиальная ФНЧ и УМЗЧ сабвуфера

Описание работы схемы усилителя

Стерео сигнал подается на разъем In через C1 (100nF) и R1 (2,2 М) на первом канале и C2 (100nF) и R2 (2,2 М), в другом канале. Затем он поступает на вход операционного усилителя U1A (TL074). Потенциометром P1 (220k), работающем в цепи обратной связи усилителя U1A, выполняется регулировка усиления всей системы. Далее сигнал подается на фильтр второго порядка с элементами U1B (TL074), R3 (68k), R4 (150к), C3 (22nF) и C4 (4,7 nF), который работает как фильтр Баттерворта. Через цепь C5 (220nF), R5 (100k) сигнал поступает на повторитель U1C, а затем через C6 (10uF) на вход усилителя U2 (TDA2030).

Конденсатор С6 обеспечивает разделение постоянной составляющей сигнала предусилителя от усилителя мощности. Резисторы R7 (100k), R8 (100k) и R9 (100k) служат для поляризации входа усилителя, а конденсатор C7 (22uF) фильтрует напряжение смещения. Элементы R10 (4.7 k), R11 (150к) и C8 (2.2 uF) работают в петле отрицательной обратной связи и имеют задачу формирования спектральной характеристики усилителя. Резистор R12 (1R) вместе с конденсатором C9 (100nF) формируют характеристику на выходе. Конденсатор C10 (2200uF) предотвращает прохождение постоянного тока через динамик и вместе с сопротивлением динамика определяет нижнюю граничную частоту всего усилителя.

Сборка сабвуфера

Вся система паяется на печатной плате. Монтаж следует начинать от впайки двух перемычек. Порядок установки остальных элементов любой. В самом конце следует впаивать конденсатор C11 потому что он должен быть установлен лежа (нужно согнуть соответствующим образом ножки).

Плата печатная для устройства

Схему следует питать от трансформатора через выпрямительный диодный мост, фильтрующий конденсатор стоит уже на плате. Трансформатор должен иметь вторичное напряжение в пределах 16 – 20 В, но чтобы после выпрямления оно не превышало 30 В. К выходу следует подключить сабвуфер с хорошими параметрами – от головки очень многое зависит.

Читайте также: