Curious sobre amplificadores de carro? Você tem um problema de áudio para resolver ou está pensando em atualizar o sistema de som do seu veículo?

Se você se perguntou “O que um amplificador de carro faz?” você veio ao lugar certo.

Neste post, vou cobrir tudo o que você precisa saber, incluindo como eles funcionam e os diferentes tipos.

Infográficos – Fatos do amplificador de carro

O que um amplificador de carro faz?

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Um diagrama simplificado mostrando as seções básicas de um amplificador de carro e como ele funciona. Há muito mais, mas o básico é bastante simples. Um sinal pequeno, de nível muito baixo, é introduzido de um estéreo e amplificado para uma forma de onda elétrica muito maior – mas idêntica. Desta forma, ele pode oferecer muita potência e acionar alto-falantes com bom volume. A alimentação de +12V é “intensificada” (aumentada) para conduzir uma tensão mais alta para os estágios do transistor de saída.

Um amplificador de carro aumenta um sinal de áudio elétrico muito pequeno para uma tensão muito maior capaz de conduzir alto-falantes.

A maioria dos auto-falantes não pode oferecer uma saída de alta potência que pode conduzir alto-falantes com alto volume e clareza. Um grande exemplo é adicionar um subwoofer ao seu carro. É preciso muita potência para obter graves “batendo”!

Como funciona um amplificador de carro?

Amperes de carro usam um tipo especial de fonte de alimentação interna para fornecer o seu circuito de amplificador interno com uma potência maior. Essas seções então pegam um sinal de áudio condicionado (fornecido por um estéreo), aumentam-no, e o entregam aos terminais dos alto-falantes.

Todos os amplificadores têm algumas seções básicas que são críticas para a condução de alto-falantes de apenas uma fonte de +12V. Há também algumas outras secções que são essenciais e algumas que são opcionais.

Todos os amplificadores de carro típicos hoje em dia têm as seguintes subsecções no seu design:

1. A fonte de alimentação de alta potência DC-DC (corrente contínua)
2. Circuito de prevenção de ruídos (“ground loop”)
3. Circuito de crossover do altifalante
4. Circuito de ponte
5. Estágios de entrada ao nível do altifalante

Nota que #5 (recurso de entrada ao nível do altifalante) é uma opção específica do produto e pode ou não ser incluída. No entanto, os outros são encontrados em quase todos os amplificadores de carro com boa potência vendidos hoje em dia. Explicarei mais sobre as entradas de nível de alto-falante conforme vamos.

Como você pode ver no diagrama que eu forneci, alguns componentes eletrônicos estão anexados ao corpo metálico do amplificador. Isso porque à medida que a energia é fornecida aos alto-falantes, alguns são desperdiçados como calor. Para ajudar a arrefecer os transístores de alta potência, eles estão ligados à carroçaria metálica pesada do amplificador.

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Amperes de alimentação do amplificador de carro explicados

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As partes principais ilustradas da fonte de alimentação do modo interruptor de um carro (SMPS). Mostrado aqui é o simpático pequeno e pequeno canal de 4 canais Crunch PD2000.4 ampère orçamento que eu comprei da Amazon e abri para você. O transformador é acionado por transistores de alta potência extremamente rápido (muitos milhares de vezes por segundo). O chip SMPS controla quando o transístor liga e desliga rapidamente de acordo com as exigências de potência. O transformador usa campos magnéticos para emitir uma fonte de tensão mais alta no outro lado da fonte de +12V.

Embora sejam alimentados pela conexão da bateria do veículo, é impossível para um estéreo ou amplificador do carro dirigir alto-falantes diretamente com alta potência a partir de apenas 12 volts. O motivo é as propriedades matemáticas da energia eléctrica e a impedância (resistência) dos altifalantes.

A lei de Ohm é uma regra fundamental usada para perceber coisas como a energia entregue a uma carga (aqui, um altifalante) com base numa determinada voltagem. Uma voltagem mais alta pode produzir uma potência mais alta, tal como você já deve ter adivinhado. O mesmo se aplica às colunas de som no seu carro, tal como acontece com uma lâmpada em sua casa.

A fonte de alimentação do modo switch-mode do amplificador do carro (SMPS) é o que torna tudo o resto possível – é a parte mais importante do amplificador. É uma seção crítica e necessária para obter alta potência de apenas uma fonte de 12V.

Um chip de circuito integrado de comutação (IC) aciona transistores de alta corrente milhares de vezes por segundo. Eles alternam ciclos que habilitam e desabilitam a alimentação de +12V para o transformador. Ao fazer isso, o transformador, baseado no número de voltas do fio de cobre sobre ele, produz tensões mais elevadas na sua saída.

A fonte de alimentação de comutação de um amplificador de carro liga e desliga rapidamente o transformador de alta-corrente milhares de vezes por segundo. Dois lados do lado de entrada (+12V conexão de entrada) são ligados e desligados em ciclos alternados. As formas de onda parecem-se com estas que você vê aqui.

Interessantemente, ele produz tanto tensões positivas como negativas! Isto é para permitir uma gama completa de polaridade quando um sinal de áudio é aumentado e reproduzido na saída.

Amplificadores de carro podem extrair muita corrente eléctrica. Muitos podem facilmente extrair até 50A (amperes), mas isso normalmente é apenas quando a potência máxima está próxima. Durante o uso normal, de baixo volume, eles extraem apenas alguns amperes.

Amplificadores são normalmente conectados por um fusível diretamente à bateria do veículo para o fio positivo. O fio de terra (negativo) é normalmente ligado a uma ligação de metal limpo na carroçaria. Isto porque o fio original de um veículo normalmente não consegue lidar com a quantidade de corrente que um amplificador exige sob uso pesado.

Como os amplificadores de carro ligam e desligam

Para evitar que o amplificador fique ligado quando você não o está usando, um fio “remoto ligado” é usado. Normalmente isto liga-se a um fio dedicado no seu sistema de som. Em alternativa, pode ser ligado a um fio de ignição que se desliga quando a posição acessória do interruptor de ignição é desligada.

O fio remoto, quando a 0V, desliga a alimentação para o chip SMPS. Isto faz com que ele pare de funcionar. O amplificador então não tira energia da sua bateria.

Você pode usar um fio muito pequeno como 18 ou 20 calibres, já que a entrada do fio remoto de quase todos os amplificadores tira apenas uma pequena quantidade de corrente – geralmente menos de 25 milliAmperes (.025A).

Estágio de entrada, seções do amplificador e estágios de saída

Mostrados aqui estão mais duas das principais seções funcionais em um amplificador de carro: o amplificador & seção de saída e os estágios de entrada. A placa de estágios de entrada consiste em muitos circuitos menores para fazer coisas como fornecer funções de crossover, tornando possível a ponte para mais potência, fornecendo controle de ganho e bloqueando o ruído do loop de terra. Os estágios do amplificador pegam o sinal de áudio da placa de estágios de entrada, usam a saída da fonte de alimentação e a impulsionam para criar uma saída poderosa.

Estágio de entrada

Os estágios de entrada (muitas vezes agrupados, neste caso em uma placa de circuito impresso separada, como mostrado acima) têm uma série de trabalhos a serem executados.

Estes são:

• Disponibilizar o amplificador para ligar a estéreo sem tomadas RCA (entradas ao nível do altifalante)
• Prevenir que ruídos terríveis de “loop de terra” sejam amplificados
• Disponibilizar funções de crossover passa-alto e passa-baixo
• Disponibilizar o ajuste do ganho, ou nível de amplificação, do amp

Os estágios de entrada são compostos por um tipo de componente eletrônico extremamente versátil chamado amplificador op (amplificador operacional). Os amplificadores op são basicamente pequenos circuitos de amplificação incorporados num pequeno chip que é utilizado para uma vasta gama de modelos.

Prevenção do ruído

Ruído de loop de terra, que você pode conhecer como “choramingar do alternador”, é um problema muito frustrante e problemático no mundo dos auto-rádios. É um ruído eléctrico que aparece como um lamuriar terrível que aumenta e diminui com a velocidade do motor do seu veículo.

Este tipo de ruído deve-se às correntes eléctricas que fluem dentro da carroçaria de um veículo e às ligações dos componentes de áudio. Quando há uma diferença de potencial elétrico em 2 ou mais pontos do sistema, pode haver uma pequena diferença de tensão.

Amplificadores modernos para carros incluem circuitos para virtualmente eliminar isso em instalações típicas.

Crossovers

Diagrama mostrando como funcionam os crossovers (passivos) de alto-falantes como aqueles em sistemas de alto-falantes de 2 vias. Os Crossovers são uma característica maravilhosa que pode prevenir possíveis danos aos alto-falantes. Eles também ajudam a evitar distorções e permitem dirigir os alto-falantes em volumes maiores com som claro. Eles são um tipo de filtro, pois bloqueiam o som indesejado que chega aos alto-falantes que você está usando. Os crossovers electrónicos em amplificadores desempenham a mesma função mas sem componentes grandes como indutores e condensadores.

Crossovers são uma excelente funcionalidade fornecida pelos amplificadores de carro actuais. A maioria dos circuitos de crossovers eletrônicos vendidos hoje em dia incluem os estágios front-end (entrada) do amplificador.

Crossovers eletrônicos oferecem uma maneira econômica e eficiente em termos de espaço para enviar apenas graves ou apenas som de faixa superior para um alto-falante, conforme desejado. Por exemplo, ao conduzir subwoofers, o uso do crossover passa-baixo num amplificador irá bloquear tudo, excepto os graves. Da mesma forma, você pode bloquear os graves baixos de alto-falantes menores usando o recurso de alto-falantes.

Isso oferece uma maneira de dirigir alto-falantes com muito mais clareza e volume do que você poderia de outra forma.

Ganho do amplificador

Como o nome implica, os amplificadores funcionam amplificando um sinal de entrada a partir de um estéreo. Como não há tensão de sinal máxima padrão usada por diferentes estéreos, um ajuste de ganho é necessário.

Um ajuste de ganho do amplificador permite uma melhor correspondência entre o nível de saída do alto-falante e o nível do sinal de entrada. É também uma forma de reduzir o ruído, uma vez que alguns auto rádios têm sinais de saída bons e fortes. Nesse caso, o nível de ganho de um amplificador pode ser reduzido e o nível de ruído do amplificador (silvo de fundo) será muito baixo.

Gain é uma característica incrivelmente importante e a base de todos os amplificadores no mundo electrónico.

Any tipo de amplificador, desde amplificadores de carro a home stereos e até mesmo equipamentos de home DJ têm um ganho que impulsiona o sinal. Entretanto, eles precisam ser ajustados corretamente.

Seções de amplificadores e estágios de saída

Identificação simplificada dos estágios de amplificação e saída que a maioria dos amplificadores de carro usam. Um amplificador de carro tem grandes transistores de saída capazes de lidar com grandes quantidades de corrente. Estes são fornecidos pela fonte de alimentação de comutação e accionam o altifalante. Eles são controlados por alguns componentes menores necessários para dividir o sinal de áudio em metades positivas e negativas.

Aplificadores de carro (como visto na imagem anterior que eu forneci) têm uma secção dedicada à condução de colunas. Estas secções contêm pequenos componentes como transístores miniatura que dividem o sinal de áudio em duas metades.

Estes sinais são então usados para conduzir transístores maiores e mais potentes desde a saída da fonte de alimentação de alta tensão até ao altifalante.

Ao fazê-lo, o sinal musical é amplificado e o altifalante é agora capaz de receber um sinal muito mais potente. O altifalante é conduzido por uma forma de onda idêntica mas muito maior a partir do sinal de entrada recebido de um auto-rádio.

O que são canais num amplificador?

Canais são caminhos de áudio independentes que são usados para criar uma saída de som a partir de um amplificador. Nas gravações estéreo, estas são fontes de áudio esquerda e direita que diferem e fornecem um som de áudio esquerdo vs. direito.

Canais de áudio esquerdo e direito são saídas separadas de um estéreo de carro ou outra fonte.

São usados para dar um som mais completo e realista quando se ouve. Adicionalmente, alguns estéreos fornecem pares de saídas frontais e traseiras, embora estes sejam simplesmente os mesmos sinais fornecidos para conduzir um par extra de altifalantes na traseira.

Na maioria dos amplificadores de carro de hoje em dia, os canais de amplificação podem ser “bridged”. Isto significa que 2 canais podem trabalhar em conjunto para conduzir uma ou mais colunas e, portanto, oferecer mais potência do que um canal sozinho.

Conexões e controlos típicos dos amplificadores de carro

Mostrar: a maioria dos amplificadores de carro têm conexões e controlos muito semelhantes, com conexões de potência e saídas de colunas numa das extremidades. As entradas de áudio e os controles de ganho estão normalmente na outra extremidade. Este amplificador de 4 canais Crunch PD2000.4 é um bom exemplo de um amplificador típico. Ele inclui entradas de nível de alto-falante (rotuladas como “Hi Input”, imagem superior, conectores brancos).

A maioria dos amplificadores de carro, sejam eles caros ou de preço acessível, são muito semelhantes na forma como são configurados. Geralmente, as ligações de alimentação estão ligadas numa extremidade (imagem inferior) e os conectores RCA e outros controlos estão na outra (imagem superior).

Na imagem superior, pode ver os mostradores cruzados ajustáveis e os interruptores para os activar. O ponto em que certas faixas de música são bloqueadas, chamado de freqüência de corte, é ajustável neste caso pelo usuário.

Em outros modelos, é um ajuste fixo operado com um switch.

Conexões de potência

Bornes de conexão de potência e alto-falantes em um amplificador de carro Pioneer GM-D9605.

Conexões de potência são normalmente feitas usando fio de cobre de bitola maior e conectores, muitas vezes incluídos em um kit de fiação amp. Os cabos RCA são usados para conectar o amplificador às saídas de sinal de áudio da unidade principal da qual a música é reproduzida.

Note que para ligar 2 canais no amplificador e fornecer mais potência como um único canal, eles são conectados de uma forma particular. A imagem inferior acima mostra a polaridade e as ligações eléctricas necessárias. Eles estão marcados como “Bridged” como você pode ver.

No modo bridged, um canal fornece a conexão positiva do alto-falante e o outro fornece a negativa.

Entradas de nível de alto-falante

Uma cablagem de entrada de nível de alto-falante para um amplificador de carro. As saídas dos alto-falantes de uma fábrica ou outro aparelho de som são conectadas à fiação e, em seguida, conectadas a um conector no amplificador. Os sinais de alto nível são convertidos em sinais de baixo nível semelhantes às entradas RCA.

Para estéreos instalados de fábrica, os conectores RCA normalmente não estão disponíveis. Nesse caso, podem ser usadas entradas de alto nível (também chamadas de “alto nível”), se disponíveis. Estas pegam o sinal de nível de alto-falante de alta voltagem diretamente da fiação do alto-falante e o reduzem para um nível menor que o amplificador pode usar.

A outra opção é usar um adaptador de nível de alto-falante para fazer a mesma coisa.

Como os amplificadores de carro são instalados

Uma instalação típica para um amplificador de carro. Fios de alimentação de grande calibre são conectados aos terminais de alimentação e apertados com parafusos. A cablagem do altifalante está ligada de forma semelhante. Após a instalação, o sistema de som é testado e o controle de ganho e crossovers do amplificador são ajustados conforme necessário.

Para funcionar corretamente, os amplificadores de carro devem ser instalados com tamanho e tipo de fio suficientes. A razão mais importante para isso é porque a fiação original de um veículo não pode suportar as demandas de alta corrente de um amplificador.

Por exemplo, alguns amplificadores de carro podem extrair até 50 amperes em alto volume ou ao dirigir subwoofers com muita força. A fiação de fábrica não é classificada para estes tipos de exigências e uma perda de voltagem (e consequentemente, de potência) para o amplificador ocorreria. Portanto, nós encaminhamos um cabo de energia suficientemente grande para a bateria e asseguramos uma boa e limpa conexão elétrica.

Um fusível suficientemente dimensionado, mantido em um porta-fusíveis, protege o cabo de energia positiva. Se ocorrer um problema como um curto-circuito, o fusível explodiria e protegeria contra causar um incêndio.

Existem várias ligações eléctricas utilizadas em todos os amplificadores de carro:

1. Um fio de alimentação de grande calibre fundido para a bateria (+12V)
2. Conexão negativa à “terra”: terminal de bateria negativo ou corpo metálico do carro
3. Cabo de ligação para ligar e desligar o amplificador com o interruptor estéreo ou de ignição
4. Sinais de entrada de áudio: Cabos RCA ou entradas ao nível do altifalante
5. Conexões de cablagem do altifalante

Felizmente, esta cablagem é frequentemente facilmente encontrada pré-embalada e pronta a usar, comprando um kit de cablagem do amplificador.

Aqui está um diagrama que criei para ajudar a explicar melhor visualmente como é que um amplificador de carro é normalmente instalado. Ii mostra um dos usos mais comuns de um amplificador de carro: adicionar um subwoofer para ter grandes graves.

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Diagrama de instalação do amplificador de carro

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Como são benéficos os amplificadores de carro?

Os amplificadores de hoje podem alimentar todo um sistema de estéreo de carro com excelente som e potência. Alguns como este excelente modelo Alpine MRV-F300 de 4 canais são muito compactos e podem ser instalados sob um assento. Um bom amplificador fornece várias vezes a potência que um auto-rádio médio pode fornecer. Além disso, eles são muito mais claros e nítidos.

Amplificadores de carro têm muitos benefícios, além de serem uma necessidade em alguns casos. Os auto-rádios típicos, ainda hoje, só conseguem produzir cerca de 15 a 18 watts de potência por canal, no máximo.

Em volumes maiores e ao tentar conduzir altifalantes que precisam de mais potência, o som de um auto-rádio torna-se distorcido e terrível. Dirigir alto-falantes com maior volume é basicamente impossível com apenas um estéreo de carro.

É aí que entra um amplificador de carro.

Amperes de carro oferecem um som muito melhor, especialmente para música de baixo peso. Existem também algumas situações especiais em que são a única opção para actualizar o som de um veículo:

• Sistemas estéreo de fábrica sem woofer
• Aplicadores instalados de fábrica que morreram ou são fracos
• O desejo de potência, som nítido ao desfrutar de música de maior qualidade
• Detentores de veículos que querem um volume pesado

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• Petroleiros e outros proprietários de veículos ao ar livre (os veículos ao ar livre precisam de potência extra para um som melhor)

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Vantagens adicionais

Como mencionei anteriormente, muitos oferecem características como crossovers incorporados que podem evitar a distorção e permitir reproduzir colunas em volumes mais elevados com maior clareza. Os sistemas de fábrica normalmente não conseguem fazer isto e o som irá “quebrar” mais cedo quando ligado a volumes mais altos.

Instalar um amplificador aftermarket resolve este problema e permite um maior controlo sobre o seu sistema de áudio. Adicionalmente, um sistema pode ser facilmente expandido para adicionar um subwoofer para graves em falta, ou adicionando um 2º amplificador ou usando 2 canais de um amplificador de 4 canais para conduzi-lo.

2 canais vs 4 canais amps – quais são as diferenças?

Pense em 4 canais amps como uma extensão de um modelo de 2 canais. Eles adicionam 2 canais de potência de altifalante mas são frequentemente mais compactos que dois amplificadores separados.

4 canais Os amplificadores de 4 canais são quase idênticos aos modelos de 2 canais. No entanto, eles têm algumas diferenças e em algumas situações são mais benéficos.

4 canais Os amplificadores de 4 canais são diferentes principalmente no seu design: eles têm um extra de 2 canais para adicionar mais colunas.

Existem vários benefícios em utilizar um amplificador de 4 canais em vez de um único amplificador de 2 canais:

• Pode conduzir colunas frontais e traseiras
• Conduzir colunas frontais de gama completa e usar os canais 3 e 4 para subwoofers
• São normalmente mais compactos que 2 amplificadores estéreo separados

A maioria dos amplificadores de 4 canais hoje em dia também podem ser ligados em ponte, por isso são muito flexíveis na forma como podem ser usados. Isto quer dizer que você não está limitado a usá-los apenas para 2 ou mais alto-falantes: você pode usar 4, 2, ou mesmo 3 canais, dependendo do uso do recurso de ponte.

Resumo

Esperosamente você aprendeu o que precisava saber sobre amplificadores de carro. Aqui estão as coisas fundamentais a lembrar:

• Amplificadores de carro impulsionam um sinal pequeno para um sinal maior do que pode conduzir altifalantes
• São usados para resolver muitos problemas de áudio de carros e melhorar o som
• Os amplificadores de carro não podem fornecer uma saída de alta potência como um amplificador pode

Interessado em encontrar alguns grandes amplificadores que você vai adorar? Tenho um guia de compras útil e alguns dos melhores amplificadores que você pode encontrar aqui.

Pensando em conectar um amplificador às caixas acústicas frontal e traseira? Veja o meu guia de como ligar um amplificador às colunas frontais e traseiras.