Curioso degli amplificatori per auto? Hai un problema audio da risolvere o stai pensando di aggiornare il sistema audio del tuo veicolo?

Se ti sei chiesto “Cosa fa un amplificatore per auto?” sei arrivato nel posto giusto.

In questo post, coprirò tutto quello che devi sapere, incluso come funzionano e i diversi tipi.

Infografica – Fatti sull’amplificatore per auto

Cosa fa un amplificatore per auto?

Un diagramma semplificato che mostra le sezioni base di un amplificatore per auto e come funziona. C’è molto di più, ma le basi sono abbastanza semplici. Un piccolo segnale di livello molto basso viene immesso da uno stereo e amplificato in una forma d’onda elettrica molto più grande – ma identica. In questo modo può offrire molta potenza e pilotare gli altoparlanti con un buon volume. L’alimentazione a +12V è “stepped up” (aumentata) per pilotare una tensione più alta agli stadi di uscita a transistor.

Un amplificatore per auto amplifica un segnale audio elettrico molto piccolo a una tensione molto più alta in grado di pilotare gli altoparlanti.

La maggior parte delle autoradio non può offrire un’uscita ad alta potenza che possa pilotare gli altoparlanti con volume e chiarezza elevati. Un grande esempio è l’aggiunta di un subwoofer alla vostra auto. Ci vuole un sacco di potenza per ottenere bassi “sbatacchianti”!

Come funziona un amplificatore per auto?

Gli amplificatori per auto usano un tipo speciale di alimentazione interna per alimentare i loro circuiti interni di amplificazione con una potenza maggiore. Queste sezioni prendono poi un segnale audio condizionato (fornito da uno stereo), lo amplificano e lo consegnano ai terminali degli altoparlanti.

Tutti gli amplificatori hanno alcune sezioni di base che sono fondamentali per pilotare gli altoparlanti solo da una sorgente a +12V. Ci sono anche alcune altre sezioni che sono essenziali e alcune che sono opzionali.

Quasi tutti i tipici amplificatori per auto oggi hanno le seguenti sottosezioni nel loro progetto:

1. Un alimentatore switching DC-DC (corrente continua) ad alta potenza
2. Circuito di prevenzione del rumore (“ground loop”)
3. Circuito di crossover per altoparlanti
4. Circuito di bridging
5. Stadi di ingresso a livello altoparlanti

Nota che #5 (funzione di ingresso a livello altoparlanti) è una opzione specifica del prodotto e può essere inclusa o meno. Tuttavia, gli altri si trovano in quasi tutti gli amplificatori per auto di buona potenza venduti oggi. Spiegherò di più sugli ingressi a livello di altoparlanti mentre andiamo.

Come potete vedere nello schema che ho fornito, alcuni componenti elettronici sono attaccati al corpo metallico dell’amplificatore. Questo perché quando la potenza viene erogata agli altoparlanti, una parte viene sprecata come calore. Per aiutare a raffreddare i transistor ad alta potenza, essi sono attaccati al pesante corpo metallico dell’amplificatore.

Alimentatori per auto spiegati

Le parti principali illustrate di un alimentatore switching (SMPS) per auto. Qui è mostrato il piccolo e simpatico amplificatore economico a 4 canali Crunch PD2000.4 che ho comprato da Amazon e che ho aperto per voi. Il trasformatore è pilotato da transistor ad alta potenza estremamente veloci (molte migliaia di volte al secondo). Il chip SMPS controlla quando il transistor si accende e si spegne rapidamente secondo le richieste di potenza. Il trasformatore usa campi magnetici per emettere una tensione di alimentazione più alta dall’altro lato dell’alimentazione a +12V.

Anche se sono alimentati dalla connessione della batteria del veicolo, è impossibile per un’autoradio o un amplificatore guidare direttamente gli altoparlanti con alta potenza da soli 12 volt. La ragione è la proprietà matematica della potenza elettrica e l’impedenza (resistenza) degli altoparlanti.

La legge di Ohm è una regola fondamentale usata per calcolare cose come la potenza fornita a un carico (qui, un altoparlante) in base a una certa tensione. Un voltaggio più alto può produrre una potenza più alta, proprio come avrete già capito. Lo stesso vale per gli altoparlanti della vostra auto proprio come per una lampadina a casa vostra.

L’alimentatore switching (SMPS) di un amplificatore per auto è ciò che rende possibile tutto il resto – è la parte più importante dell’amplificatore. È una sezione critica e necessaria per ottenere alta potenza da un’alimentazione di soli 12V.

Un circuito integrato a commutazione (IC) aziona transistor ad alta corrente accesi e spenti migliaia di volte al secondo. Essi alternano cicli che abilitano e disabilitano l’alimentazione +12V al trasformatore. Così facendo, il trasformatore, in base al numero di giri di filo di rame su di esso, produce tensioni più alte sulla sua uscita.

L’alimentazione switching di un amplificatore per auto accende e spegne rapidamente il trasformatore ad alta corrente migliaia di volte al secondo. Due lati del lato d’ingresso (connessione d’ingresso +12V) sono accesi e spenti in cicli alternati. Le forme d’onda sono come queste che vedete qui.

Interessante, produce sia tensioni positive che negative! Questo per permettere una gamma completa di polarità quando un segnale audio viene amplificato e riprodotto in uscita.

Gli amplificatori per auto possono assorbire molta corrente elettrica. Molti possono facilmente assorbire fino a 50A (ampere), ma di solito solo quando sono vicini alla massima potenza. Durante l’uso normale, a basso volume, assorbono solo pochi ampere.

Gli amplificatori sono normalmente collegati con un fusibile direttamente alla batteria del veicolo per il filo positivo. Il filo di terra (negativo) è normalmente collegato a una connessione metallica pulita sul corpo. Questo perché il filo originale di un veicolo di solito non può gestire la quantità di corrente richiesta da un amplificatore in caso di uso pesante.

Come si accendono e si spengono gli amplificatori per auto

Per evitare che l’amplificatore rimanga acceso quando non lo si usa, si usa un filo “acceso a distanza”. Normalmente questo si collega a un filo dedicato sullo stereo. In alternativa, può essere collegato a un filo di accensione che si spegne quando la posizione accessoria dell’interruttore di accensione è spenta.

Il filo remoto, quando è a 0V, spegne l’alimentazione al chip SMPS. Questo fa sì che smetta di funzionare. L’amplificatore quindi non preleva alcuna energia dalla batteria.

Puoi usare un filo molto piccolo come 18 o 20 gauge, poiché l’ingresso del filo remoto di quasi tutti gli amplificatori assorbe solo una piccola quantità di corrente – spesso meno di 25 milliAmpere (.025A).

Stadi d’ingresso, sezioni dell’amplificatore e stadi d’uscita

Sono mostrate qui altre due delle principali sezioni funzionali in un amplificatore per auto: la sezione d’uscita dell’amplificatore &e gli stadi d’ingresso. La scheda dello stadio d’ingresso consiste di molti circuiti più piccoli per fare cose come fornire funzioni di crossover, rendere possibile il bridging per una maggiore potenza, fornire il controllo del guadagno e bloccare il rumore del ground loop. Gli stadi di amplificazione prendono il segnale audio dalla scheda dello stadio di ingresso, usano l’uscita dell’alimentatore e lo amplificano per creare un’uscita potente.

Stadi di ingresso

Gli stadi di ingresso (spesso raggruppati insieme, in questo caso su un circuito stampato separato come mostrato sopra) hanno una serie di compiti da svolgere.

Questi sono:

• Consentire all’amplificatore di collegarsi a stereo senza prese RCA (ingressi a livello di altoparlanti)
• Evitare che il terribile rumore “ground loop” venga amplificato
• Fornire funzioni di crossover passa alto e passa basso
• Consentire la regolazione del guadagno, o livello di amplificazione, dell’amplificatore

Gli stadi di ingresso sono costituiti da un tipo di componente elettronico estremamente versatile chiamato amplificatore operazionale. Gli amplificatori operazionali sono fondamentalmente piccoli circuiti amplificatori incorporati in un piccolo chip che viene utilizzato per una vasta gamma di progetti.

Prevenzione del rumore

Il rumore del loop di massa, che potresti conoscere come “lamento dell’alternatore”, è un problema molto frustrante e fastidioso nel mondo dell’autoradio. Si tratta di un rumore elettrico che appare come un terribile lamento che aumenta e diminuisce con la velocità del motore del vostro veicolo.

Questo tipo di rumore è dovuto alle correnti elettriche che scorrono all’interno del corpo di un veicolo e i collegamenti dei componenti audio. Quando c’è una differenza di potenziale elettrico in 2 o più punti del sistema, può esistere una piccola differenza di tensione.

I moderni amplificatori per auto includono circuiti per eliminare virtualmente questo problema nelle installazioni tipiche.

Crossover

Diagramma che mostra come funzionano i crossover (passivi) per altoparlanti come quelli nei sistemi a 2 vie. I crossover sono una caratteristica meravigliosa che può prevenire potenziali danni ai diffusori. Aiutano anche a prevenire la distorsione e permettono di pilotare gli altoparlanti a volumi più alti con un suono chiaro. Sono un tipo di filtro perché bloccano il suono indesiderato dal raggiungere gli altoparlanti che stai usando. I crossover elettronici negli amplificatori svolgono la stessa funzione ma senza grandi componenti come induttori e condensatori.

I crossover sono una grande caratteristica fornita dagli amplificatori per auto di oggi. La maggior parte di quelli venduti oggi include circuiti elettronici di crossover negli stadi front-end (di ingresso) dell’amplificatore.

I crossover elettronici offrono un modo a basso costo ed efficiente in termini di spazio per inviare solo i bassi o solo il suono della gamma superiore a un altoparlante, come desiderato. Per esempio, quando si pilotano i subwoofer, usando il crossover passa-basso in un amplificatore si blocca tutto tranne i bassi. Allo stesso modo, è possibile bloccare i bassi da altoparlanti più piccoli utilizzando la funzione passa-alto.

Questo offre un modo per guidare gli altoparlanti con molta più chiarezza e volume che si potrebbe altrimenti.

Gli amplificatori di guadagno

Come il nome implica, gli amplificatori lavorano amplificando un segnale di ingresso da uno stereo. Poiché non c’è una tensione massima di segnale standard usata da diversi stereo, è necessaria una regolazione del guadagno.

La regolazione del guadagno di un amplificatore permette di adattare meglio il livello di uscita degli altoparlanti al livello del segnale d’ingresso. È anche un modo per ridurre il rumore, dato che alcune autoradio hanno buoni e forti segnali di uscita. In questo caso, il livello di guadagno di un amplificatore può essere ridotto e il livello di rumore (sibilo di fondo) dell’amplificatore sarà molto basso.

Il guadagno è una caratteristica incredibilmente importante e la base di tutti gli amplificatori nel mondo elettronico.

Ogni tipo di amplificatore, dagli amplificatori per auto agli stereo di casa e persino le apparecchiature home DJ hanno un guadagno che aumenta il segnale. Tuttavia, devono essere impostati correttamente.

Sezioni dell’amplificatore e stadi di uscita

Illustrazione semplificata degli stadi di amplificazione e di uscita che la maggior parte degli amplificatori per auto utilizza. Un amplificatore per auto ha grandi transistor di uscita in grado di gestire grandi quantità di corrente. Questi sono alimentati dall’alimentatore switching e pilotano l’altoparlante. Sono controllati da alcuni componenti più piccoli necessari per dividere il segnale audio in metà positive e negative.

Gli amplificatori per auto (come si vede nell’immagine precedente che ho fornito) hanno una sezione dedicata al pilotaggio degli altoparlanti. Queste sezioni contengono piccoli componenti come transistor in miniatura che dividono il segnale audio in due metà.

Questi segnali sono poi usati per pilotare transistor più grandi e potenti dall’uscita dell’alimentatore a tensione più alta all’altoparlante.

In questo modo, il segnale musicale viene amplificato e l’altoparlante è ora in grado di ricevere un segnale molto più potente. L’altoparlante è pilotato da una forma d’onda identica ma molto più grande del segnale d’ingresso ricevuto da un’autoradio.

Cosa sono i canali su un amplificatore?

I canali sono percorsi audio indipendenti che vengono utilizzati per creare un’uscita sonora da un amplificatore. Nelle registrazioni stereo, si tratta di sorgenti audio sinistra e destra che differiscono e forniscono un suono audio sinistro rispetto a quello destro.

I canali audio sinistro e destro sono uscite separate da un’autoradio o da un’altra sorgente.

Sono usati per dare un suono più pieno e realistico all’ascolto. Inoltre, alcuni stereo forniscono coppie di uscite anteriori e posteriori, anche se questi sono semplicemente gli stessi segnali forniti per guidare una coppia extra di altoparlanti nella parte posteriore.

Nella maggior parte degli amplificatori per auto di oggi, i canali dell’amplificatore possono essere “a ponte”. Questo significa che 2 canali possono lavorare insieme per pilotare uno o più altoparlanti e quindi offrire più potenza di un canale da solo.

Connessioni e controlli tipici degli amplificatori per auto

Visualizzati: la maggior parte degli amplificatori per auto hanno connessioni e controlli molto simili, con connessioni di alimentazione e uscite per altoparlanti su un’estremità. Gli ingressi audio e i controlli di guadagno sono di solito all’altra estremità. Questo amplificatore Crunch PD2000.4 a 4 canali è un buon esempio di un tipico amplificatore. Include ingressi a livello di altoparlanti (etichettati come “Hi Input”, immagine in alto, connettori bianchi).

La maggior parte degli amplificatori per auto, sia costosi che economici, sono molto simili in come sono impostati. In generale, le connessioni di alimentazione sono cablate da un lato (immagine in basso) e i connettori RCA e altri controlli sono dall’altro (immagine in alto).

Nell’immagine in alto, si possono vedere i quadranti del crossover regolabile e gli interruttori per attivarli. Il punto in cui vengono bloccate determinate gamme musicali, chiamato frequenza di cutoff, è regolabile in questo caso dall’utente.

In altri modelli, è un’impostazione fissa azionata con un interruttore.

Connessioni di alimentazione

Morsetti di connessione dell’alimentazione e degli altoparlanti su un amplificatore per auto Pioneer GM-D9605.

Le connessioni di alimentazione sono in genere effettuate utilizzando cavi e connettori di rame di calibro maggiore, spesso inclusi in un kit di cablaggio dell’amplificatore. I cavi RCA sono utilizzati per collegare l’amplificatore alle uscite del segnale audio dell’unità principale da cui viene riprodotta la musica.

Nota che per collegare 2 canali sull’amplificatore e fornire più potenza come un singolo canale, sono collegati in un modo particolare. L’immagine in basso sopra mostra la polarità e le connessioni di cablaggio necessarie. Sono marcati come “Bridged” come puoi vedere.

In modalità bridged, un canale fornisce la connessione positiva dell’altoparlante e l’altro fornisce il negativo.

Ingressi a livello di altoparlante

Un cablaggio di ingresso a livello di altoparlante per un amplificatore per auto. Le uscite degli altoparlanti da uno stereo di fabbrica o di altro tipo sono collegate al cablaggio e poi inserite in un connettore sull’amplificatore. I segnali di alto livello sono convertiti in segnali di basso livello simili agli ingressi RCA.

Per gli stereo installati in fabbrica, i jack RCA non sono tipicamente disponibili. In questo caso si possono usare gli ingressi a livello di altoparlante (chiamati anche “alto livello”), se disponibili. Questi prendono il segnale a livello dell’altoparlante ad alta tensione direttamente dal cablaggio dell’altoparlante e lo riducono ad un livello più piccolo che l’amplificatore può usare.

L’altra opzione è quella di usare un adattatore a livello dell’altoparlante per fare la stessa cosa.

Come sono installati gli amplificatori per auto

Una tipica installazione per un amplificatore per auto. I cavi di alimentazione di grosso calibro sono collegati ai terminali di alimentazione e fissati con viti. Il cablaggio degli altoparlanti è collegato in modo simile. Dopo l’installazione, il sistema audio viene testato e il controllo del guadagno dell’amplificatore e i crossover vengono regolati come necessario.

Per funzionare correttamente, gli amplificatori per auto devono essere installati con cavi di dimensioni e tipo sufficienti. La ragione più importante per questo è perché il cablaggio originale di un veicolo non può gestire le richieste di alta corrente di un amplificatore.

Per esempio, alcuni amplificatori per auto potrebbero disegnare fino a 50 ampere ad alto volume o quando si guidano i subwoofer molto forte. I cablaggi di fabbrica non sono classificati per questo tipo di richieste e si verificherebbe una perdita di tensione (e di conseguenza di potenza) per l’amplificatore. Perciò instradiamo un cavo di alimentazione abbastanza grande verso la batteria e ci assicuriamo che sia fatta una connessione elettrica buona e pulita.

Un fusibile di valore sufficiente, tenuto in un portafusibili, protegge il cavo di alimentazione positivo. Se si verifica un problema come un cortocircuito, il fusibile salta e protegge dal causare un incendio.

Ci sono diversi collegamenti usati su tutti gli amplificatori per auto:

1. Un cavo di alimentazione fusibile di grosso calibro alla batteria (+12V)
2. Connessione negativa alla “terra”: terminale negativo della batteria o corpo metallico dell’auto
3. Filo di accensione per accendere e spegnere l’amplificatore con lo stereo o l’interruttore di accensione
4. Segnali di ingresso audio: Cavi RCA o ingressi a livello dell’altoparlante
5. Collegamenti del cablaggio dell’altoparlante

Fortunatamente, questo cablaggio si trova spesso facilmente preconfezionato e pronto all’uso acquistando un kit di cablaggio dell’amplificatore.

Ecco un diagramma che ho creato per aiutare a spiegare meglio visivamente come un amplificatore per auto è tipicamente installato. Mostra uno degli usi più comuni di un amplificatore per auto: l’aggiunta di un subwoofer per avere ottimi bassi.

Schema di installazione dell’amplificatore per auto

Come sono utili gli amplificatori per auto?

Gli amplificatori di oggi possono alimentare un intero sistema stereo per auto con suono e potenza eccellenti. Alcuni come questo eccellente modello Alpine MRV-F300 a 4 canali sono molto compatti e possono essere installati sotto un sedile. Un buon amplificatore fornisce diverse volte la potenza di un’autoradio media. Inoltre, hanno un suono molto più chiaro e nitido.

Gli amplificatori per auto hanno molti vantaggi oltre ad essere una necessità in alcuni casi. Le tipiche autoradio, anche oggi, possono produrre solo circa 15-18 watt di potenza per canale al massimo.

A volumi più alti e quando si cerca di pilotare altoparlanti che hanno bisogno di più potenza, il suono da uno stereo diventa distorto e terribile. Guidare gli altoparlanti con un volume più alto è praticamente impossibile solo con un’autoradio.

Ecco dove entra in gioco un amplificatore per auto.

Gli amplificatori per auto offrono un suono molto migliore, specialmente per la musica pesante sui bassi. Ci sono anche alcune situazioni speciali in cui sono l’unica opzione per migliorare il suono in un veicolo:

• Sistemi stereo di fabbrica senza woofer
• Amplificatori installati in fabbrica che sono morti o sono deboli
• Il desiderio di un suono potente, Il desiderio di un suono potente e chiaro quando si gode di musica di alta qualità
• Proprietari di veicoli che vogliono un volume elevato
• Proprietari di barche e altri veicoli all’aperto (i veicoli all’aperto hanno bisogno di potenza extra per un suono migliore)

Benefici aggiuntivi

Come ho detto prima, molti offrono caratteristiche come crossover integrati che possono prevenire la distorsione e permetterti di suonare gli altoparlanti a volumi più alti con maggiore chiarezza. I sistemi di fabbrica normalmente non possono fare questo e il suono si “romperà” presto quando si accende a volumi più alti.

Il montaggio di un amplificatore aftermarket risolve questo problema e permette un maggiore controllo sul vostro sistema audio. Inoltre, un sistema può essere facilmente ampliato per aggiungere un subwoofer per i bassi mancanti aggiungendo un secondo amplificatore o usando 2 canali di un amplificatore a 4 canali per pilotarlo.

Amplificatori a 2 canali contro 4 canali – quali sono le differenze?

Pensa agli amplificatori a 4 canali come un’estensione di un modello a 2 canali. Aggiungono 2 canali di potenza ai diffusori ma sono spesso più compatti di due amplificatori separati.

Gli amplificatori a 4 canali sono quasi identici ai modelli a 2 canali. Tuttavia, hanno alcune differenze e in alcune situazioni sono più vantaggiosi.

Gli amplificatori a 4 canali sono diversi principalmente nel loro design: hanno 2 canali extra per aggiungere più altoparlanti.

Ci sono diversi vantaggi nell’usare un 4 canali invece di un singolo amplificatore a 2 canali:

• Puoi pilotare gli altoparlanti anteriori e posteriori
• Puoi pilotare gli altoparlanti anteriori full-range e usare i canali 3 e 4 per i subwoofer
• Di solito sono più compatti di 2 amplificatori stereo separati

La maggior parte degli amplificatori a 4 canali oggi sono anche collegabili, quindi sono molto flessibili in come possono essere usati. Vale a dire che non siete limitati ad usarli solo per 2 o più altoparlanti: potete usare 4, 2, o anche 3 canali a seconda di come usate la funzione di collegamento.

Sommario

Spero che abbiate imparato quello che c’era da sapere sugli amplificatori per auto. Ecco le cose fondamentali da ricordare:

• Gli amplificatori per auto amplificano un piccolo segnale in un segnale più grande che può pilotare gli altoparlanti
• Sono usati per risolvere molti problemi dell’audio dell’auto e migliorare il suono
• Le autoradio non possono fornire un’alta potenza di uscita come può fare un amplificatore

Interessato a trovare alcuni grandi amplificatori che amerai? Ho un’utile guida all’acquisto e alcuni dei migliori amplificatori che puoi trovare qui.

Pensi di collegare un amplificatore ai diffusori anteriori e posteriori? Guarda la mia guida su come collegare un amplificatore ai diffusori anteriori e posteriori.

Pensando di collegare un amplificatore ai diffusori anteriori e posteriori?