Curios despre amplificatoarele auto? Aveți o problemă audio auto de rezolvat sau vă gândiți să modernizați sistemul audio al autovehiculului dumneavoastră?

Dacă v-ați întrebat „Ce face un amplificator auto?”, ați ajuns la locul potrivit.

În această postare, voi acoperi tot ceea ce trebuie să știți, inclusiv modul în care acestea funcționează și diferitele tipuri.

Infografic – Informații despre amplificatorul auto

Ce face un amplificator auto?

O diagramă simplificată care arată secțiunile de bază ale unui amplificator auto și cum funcționează acesta. Există mult mai multe, dar elementele de bază sunt destul de simple. Un semnal mic, de nivel foarte scăzut, este introdus de la un sistem stereo și amplificat la o formă de undă electrică mult mai mare – dar identică. În acest fel, poate oferi multă putere și poate conduce difuzoarele cu un volum bun. Alimentarea de +12V este „intensificată” (crescută) pentru a conduce o tensiune mai mare către etajele tranzistorului de ieșire.

Un amplificator auto amplifică un semnal electric audio foarte mic la o tensiune mult mai mare, capabilă să acționeze difuzoarele.

Majoritatea aparatelor stereo auto nu pot oferi o putere de ieșire mare care să poată acționa difuzoarele cu volum și claritate ridicată. Un exemplu excelent este adăugarea unui subwoofer la mașină. Este nevoie de multă putere pentru a obține un bas „trântitor”!

Cum funcționează un amplificator auto?

Amplificatoarele auto utilizează un tip special de sursă de alimentare internă pentru a alimenta circuitele lor interne de amplificare cu o putere mai mare. Aceste secțiuni preiau apoi un semnal audio condiționat (furnizat de un sistem stereo), îl amplifică și îl livrează la bornele difuzoarelor.

Toate amplificatoarele au câteva secțiuni de bază care sunt esențiale pentru acționarea difuzoarelor doar de la o sursă de +12V. Există, de asemenea, alte câteva secțiuni care sunt esențiale și câteva care sunt opționale.

Aproape toate amplificatoarele auto tipice de astăzi au următoarele subsecțiuni în designul lor:

1. O sursă de alimentare cu comutație de mare putere DC-DC (curent continuu) de mare putere
2. Circuitele de prevenire a zgomotului („buclă de masă”)
3. Circuitele de crossover pentru difuzoare
4. Circuitele de punte
5. Etapele de intrare la nivel de difuzor

Rețineți că #5 (caracteristica de intrare la nivel de difuzor) este o opțiune specifică produsului și poate fi sau nu inclusă. Cu toate acestea, celelalte se regăsesc în aproape toate amplificatoarele auto cu putere bună vândute în prezent. Voi explica mai multe despre intrările la nivel de difuzor pe parcurs.

După cum puteți vedea în diagrama pe care v-am furnizat-o, unele componente electronice sunt atașate la corpul metalic al amplificatorului. Acest lucru se datorează faptului că, pe măsură ce puterea este livrată către difuzoare, o parte este irosită sub formă de căldură. Pentru a ajuta la răcirea tranzistoarelor de mare putere, acestea sunt atașate la corpul metalic greu al amplificatorului.

Sursele de alimentare ale amplificatorului auto explicate

Părți principale ilustrate ale sursei de alimentare cu comutație (SMPS) a unui automobil. Aici este prezentat micul și simpaticul amplificator de buget Crunch PD2000.4 cu 4 canale pe care l-am cumpărat de pe Amazon și pe care l-am desfăcut pentru voi. Transformatorul este acționat de tranzistori de mare putere extrem de rapid (de multe mii de ori pe secundă). Cipul SMPS controlează momentul în care tranzistorul se activează și se dezactivează rapid în funcție de cererea de putere. Transformatorul folosește câmpuri magnetice pentru a emite o tensiune de alimentare mai mare pe cealaltă parte a sursei de alimentare +12V.

Deși sunt alimentate de la conexiunea bateriei vehiculului, este imposibil ca un sistem stereo sau un amplificator auto să acționeze direct difuzoarele cu putere mare de la doar 12 volți. Motivul este reprezentat de proprietățile matematice ale puterii electrice și de impedanța (rezistența) difuzoarelor pentru difuzoare.

Legea lui Ohm este o regulă fundamentală folosită pentru a calcula lucruri precum puterea livrată unei sarcini (aici, un difuzor) în funcție de o anumită tensiune. O tensiune mai mare poate produce o putere mai mare, așa cum probabil v-ați dat seama până acum. Același lucru este valabil pentru difuzoarele din mașină la fel de mult ca și pentru un bec din casă.

Sursa de alimentare în comutație (SMPS) a unui amplificator auto este cea care face ca toate celelalte lucruri să fie posibile – este cea mai importantă parte a amplificatorului. Este o secțiune critică și necesară pentru a obține o putere mare din doar o alimentare de 12 V.

Un cip de circuit integrat (IC) de comutare pornește și oprește tranzistori de curent mare de mii de ori pe secundă. Aceștia alternează cicluri care activează și dezactivează alimentarea cu +12V a transformatorului. Procedând astfel, transformatorul, în funcție de numărul de spire ale firului de cupru de pe el, produce tensiuni mai mari la ieșire.

Sursa de alimentare cu comutare a unui amplificator auto pornește și oprește rapid transformatorul de curent ridicat de mii de ori pe secundă. Două părți ale părții de intrare (conexiunea de intrare +12V) sunt pornite și oprite în cicluri alternante. Formele de undă arată ca acestea pe care le vedeți aici.

În mod interesant, produce atât tensiuni pozitive, cât și negative! Asta pentru a permite o gamă completă de polaritate atunci când un semnal audio este amplificat și reprodus la ieșire.

Amplificatoarele auto pot absorbi o mulțime de curent electric. Multe dintre ele pot absorbi cu ușurință până la 50A (amperi), dar acest lucru se întâmplă de obicei numai atunci când se apropie de puterea maximă. În timpul unei utilizări normale, de volum redus, acestea consumă doar câțiva amperi.

Amplificatoarele sunt în mod normal conectate printr-o siguranță direct la bateria vehiculului pentru cablul pozitiv. Firul de masă (negativ) este conectat în mod normal la o conexiune metalică curată de pe caroserie. Acest lucru se datorează faptului că, de obicei, firul original al vehiculului nu poate suporta cantitatea de curent pe care o cere un amplificator în condiții de utilizare intensă.

Cum se pornesc și se opresc amplificatoarele auto

Pentru a evita ca amplificatorul să rămână pornit atunci când nu îl folosiți, se folosește un fir de „pornire de la distanță”. În mod normal, acesta se conectează la un fir dedicat de pe sistemul dvs. stereo. Alternativ, acesta poate fi conectat la un fir de aprindere care se oprește atunci când poziția accesoriu a comutatorului de aprindere este oprită.

Firul de la distanță, atunci când este la 0V, oprește alimentarea cipului SMPS. Acest lucru face ca acesta să nu mai funcționeze. Astfel, amplificatorul nu mai preia energie de la baterie.

Puteți folosi un fir foarte mic, cum ar fi un fir de calibru 18 sau 20, deoarece intrarea firului de la distanță a aproape tuturor amplificatoarelor consumă doar o cantitate infimă de curent – adesea mai puțin de 25 miliAmperi (.025A).

Etapele de intrare, secțiunile de amplificare și etapele de ieșire

Aici sunt prezentate încă două dintre principalele secțiuni funcționale ale unui amplificator auto: secțiunea de ieșire a amplificatorului & și etapele de intrare. Placa etajului de intrare este formată din multe circuite mai mici pentru a face lucruri cum ar fi asigurarea funcțiilor de crossover, făcând posibilă crearea de punți pentru mai multă putere, asigurând controlul câștigului și blocarea zgomotului de buclă de masă. Etapele amplificatorului preiau semnalul audio de la placa etajului de intrare, folosesc ieșirea sursei de alimentare și îl amplifică pentru a crea o ieșire puternică.

Etapele de intrare

Etapele de intrare (adesea grupate împreună, în acest caz pe o placă de circuite imprimate separată, așa cum se arată mai sus) au o serie de sarcini de îndeplinit.

Acestea sunt:

• Permit amplificatorului să se conecteze la aparate stereo fără mufe RCA (intrări la nivel de difuzor)
• Previn ca zgomotul teribil de „buclă de masă” să nu fie amplificat
• Oferă funcții de crossover trece-înalt și trece-jos
• Permit reglarea câștigului, sau nivelul de amplificare, al amplificatorului

Etapele de intrare sunt alcătuite dintr-un tip de componentă electronică extrem de versatilă numită amplificator operațional (amplificator operațional). Amplificatoarele operaționale sunt, în esență, mici circuite de amplificare încorporate într-un mic cip care este utilizat pentru o gamă largă de proiecte.

Prevenirea zgomotului

Zgomotul de buclă de masă, pe care îl cunoașteți poate sub numele de „vuietul alternatorului”, este o problemă foarte frustrantă și supărătoare în lumea stereo-urilor auto. Este un zgomot electric care apare ca un vuiet teribil care crește și scade odată cu turația motorului autovehiculului dumneavoastră.

Acest tip de zgomot se datorează curenților electrici care circulă în interiorul caroseriei unui autovehicul și în conexiunile componentelor audio. Atunci când există o diferență de potențial electric în 2 sau mai multe puncte din sistem, poate exista o mică diferență de tensiune.

Amplificatoarele auto moderne includ circuite pentru a elimina practic acest lucru în instalațiile tipice.

Crossovere

Diagramă care arată cum funcționează crossoverele (pasive) ale difuzoarelor, cum sunt cele din sistemele de difuzoare cu 2 căi. Crossoverele sunt o caracteristică minunată care poate preveni deteriorarea potențială a difuzoarelor. De asemenea, ele ajută la prevenirea distorsiunilor și permit pilotarea difuzoarelor la volume mai mari cu un sunet clar. Ele sunt un tip de filtru, deoarece blochează sunetul nedorit să ajungă la difuzoarele pe care le folosiți. Crossoverele electronice din amplificatoare îndeplinesc aceeași funcție, dar fără componente mari, cum ar fi inductori și condensatori.

Crossoverele sunt o caracteristică minunată oferită de amplificatoarele auto de astăzi. Majoritatea celor vândute în prezent includ circuite electronice de crossover în etapele frontale (de intrare) ale amplificatorului.

Crossoverele electronice oferă o modalitate ieftină și eficientă din punct de vedere al spațiului de a trimite doar basul sau doar sunetul din gama superioară către un difuzor, după cum se dorește. De exemplu, atunci când se pilotează subwoofere, utilizarea crossover-ului trece-jos într-un amplificator va bloca totul, cu excepția basului. În mod similar, puteți bloca basul din gama joasă de la difuzoarele mai mici prin utilizarea caracteristicii high-pass.

Aceasta oferă o modalitate de a conduce difuzoarele cu mult mai multă claritate și volum decât ați putea face altfel.

Câștigul amplificatorului

Așa cum sugerează și numele, amplificatoarele funcționează prin amplificarea unui semnal de intrare de la un sistem stereo. Deoarece nu există o tensiune maximă standard a semnalului folosită de diferite aparate stereo, este necesară o reglare a câștigului.

Reglarea câștigului unui amplificator permite o mai bună potrivire a nivelului de ieșire al boxelor cu nivelul semnalului de intrare. Este, de asemenea, o modalitate de a reduce zgomotul, deoarece unele casetofoane auto au semnale de ieșire bune și puternice. În acest caz, nivelul de câștig al unui amplificator poate fi redus, iar nivelul de zgomot (șuierat de fond) al amplificatorului va fi foarte scăzut.

Câștigul este o caracteristică incredibil de importantă și stă la baza tuturor amplificatoarelor din lumea electronică.

Chiar orice tip de amplificator, de la amplificatoare auto la casetofoane și chiar echipamente DJ de acasă au un câștig care amplifică semnalul. Cu toate acestea, ele trebuie să fie setate corect.

Secțiunile amplificatorului și etapele de ieșire

Ilustrație simplificată a etapelor de amplificare și a ieșirii pe care le folosesc majoritatea amplificatoarelor auto. Un amplificator auto are tranzistoare de ieșire mari, capabile să gestioneze cantități mari de curent. Aceștia sunt alimentați de sursa de alimentare cu comutație și comandă difuzorul. Ei sunt controlați de unele componente mai mici necesare pentru a împărți semnalul audio în jumătăți pozitive și negative.

Amplificatoarele auto (așa cum se vede în imaginea anterioară pe care am furnizat-o) au o secțiune dedicată acționării difuzoarelor. Aceste secțiuni conțin componente mici, cum ar fi tranzistori miniaturali, care împart semnalul audio în două jumătăți.

Aceste semnale sunt apoi folosite pentru a comanda tranzistori mai mari, mai puternici, de la ieșirea sursei de alimentare de tensiune mai mare către difuzor.

În acest fel, semnalul muzical este amplificat, iar difuzorul este acum capabil să primească un semnal mult mai puternic. Difuzorul este acționat de o formă de undă identică, dar mult mai mare, de la semnalul de intrare primit de la un sistem stereo auto.

Ce sunt canalele unui amplificator?

Canalele sunt căi audio independente care sunt folosite pentru a crea o ieșire de sunet de la un amplificator. În înregistrările stereo, acestea sunt sursele audio stânga și dreapta care diferă și oferă un sunet audio stânga vs. dreapta.

Canalele audio stânga și dreapta sunt ieșiri separate de la un casetofon auto sau de la o altă sursă.

Ele sunt folosite pentru a oferi un sunet mai plin, mai realist atunci când ascultați. În plus, unele casetofoane oferă perechi de ieșiri față și spate, deși acestea sunt pur și simplu aceleași semnale furnizate pentru a acționa o pereche suplimentară de difuzoare în spate.

În majoritatea amplificatoarelor auto de astăzi, canalele de amplificare pot fi „pontate”. Acest lucru înseamnă că 2 canale pot lucra împreună pentru a conduce unul sau mai multe difuzoare și, prin urmare, oferă mai multă putere decât un singur canal.

Conexiuni și comenzi tipice ale amplificatoarelor auto

În figura: majoritatea amplificatoarelor auto au conexiuni și comenzi foarte asemănătoare, cu conexiuni de alimentare și ieșiri pentru difuzoare la un capăt. Intrările audio și comenzile de câștig sunt de obicei la celălalt capăt. Acest amplificator Crunch PD2000.4 cu 4 canale este un bun exemplu de amplificator tipic. Acesta include intrări la nivel de difuzor (etichetate ca „Hi Input”, imaginea de sus, conectori albi).

Majoritatea amplificatoarelor auto, fie că sunt scumpe sau de buget, sunt foarte asemănătoare în ceea ce privește modul în care sunt configurate. În general, conexiunile de alimentare vorbind sunt cablate la un capăt (imaginea de jos), iar conectorii RCA și alte comenzi sunt la celălalt capăt (imaginea de sus).

În imaginea de sus, puteți vedea cadranele de crossover reglabile și comutatoarele pentru a le activa. Punctul la care sunt blocate anumite game muzicale, numit frecvență de tăiere, este reglabil în acest caz de către utilizator.

În alte modele, este o setare fixă acționată cu un comutator.

Conexiuni de alimentare

Terminalele de conectare a puterii și a difuzoarelor de pe un amplificator auto Pioneer GM-D9605.

Conexiunile de alimentare se fac de obicei folosind fire de cupru de calibru mai mare și conectori, adesea incluse într-un kit de cablare a amplificatorului. Cablurile RCA sunt folosite pentru a conecta amplificatorul la ieșirile de semnal audio ale unității principale de la care se ascultă muzică.

Rețineți că pentru a face punte între 2 canale de pe amplificator și a livra mai multă putere ca un singur canal, acestea sunt conectate într-un mod special. Imaginea de jos de mai sus arată polaritatea și conexiunile de cablare necesare. Acestea sunt marcate ca fiind „Bridged”, după cum puteți vedea.

În modul „Bridged”, un canal asigură conexiunea pozitivă a difuzorului, iar celălalt canal asigură conexiunea negativă.

Intrare la nivel de difuzor

Un cablaj de intrare la nivel de difuzor pentru un amplificator auto. Ieșirile difuzoarelor de la un sistem stereo din fabrică sau de la un alt sistem stereo sunt conectate la cablaj, apoi se conectează la un conector de pe amplificator. Semnalele de nivel înalt sunt convertite în semnale de nivel scăzut similare cu intrările RCA.

Pentru casetofoanele stereo instalate din fabrică, mufele RCA nu sunt de obicei disponibile. În acest caz, pot fi folosite intrările la nivel de difuzor (numite și „high level”), dacă sunt disponibile. Acestea preiau semnalul de înaltă tensiune de nivel difuzor direct de la cablajul difuzorului și îl reduc la un nivel mai mic pe care amplificatorul îl poate utiliza.

O altă opțiune este de a utiliza un adaptor de nivel difuzor pentru a face același lucru.

Cum se instalează amplificatoarele auto

O instalare tipică pentru un amplificator auto. Firele de alimentare de calibru mare sunt conectate la bornele de alimentare și fixate cu ajutorul unor șuruburi. Cablarea difuzoarelor este conectată în mod similar. După instalare, sistemul de sunet este testat, iar controlul de câștig al amplificatorului și crossoverele sunt ajustate după cum este necesar.

Pentru a funcționa corect, amplificatoarele auto trebuie instalate cu cabluri de dimensiuni și tipuri suficiente. Cel mai important motiv pentru acest lucru este faptul că instalația electrică originală a unui vehicul nu poate face față cerințelor de curent ridicat ale unui amplificator.

De exemplu, unele amplificatoare auto ar putea absorbi până la 50 de amperi la volum ridicat sau atunci când se acționează foarte tare subwooferele. Cablajul din fabrică nu este dimensionat pentru aceste tipuri de solicitări și ar avea loc o pierdere de tensiune (și, în consecință, de putere) către amplificator. Prin urmare, vom ruta un cablu de alimentare suficient de mare până la baterie și ne vom asigura că se face o conexiune electrică bună și curată.

O siguranță suficient de mare, ținută într-un suport pentru siguranțe, protejează cablul de alimentare pozitiv. Dacă apare o problemă, cum ar fi un scurtcircuit, siguranța ar sări și ar proteja împotriva producerii unui incendiu.

Există mai multe conexiuni de cablare utilizate la toate amplificatoarele auto:

1. Un cablu de alimentare cu siguranțe de calibru mare la baterie (+12V)
2. Conectare negativă la „masă”: borna negativă a bateriei sau caroseria metalică a mașinii
3. Cablu de pornire pentru a porni și opri amplificatorul cu sistemul stereo sau cu întrerupătorul de contact
4. Semnale de intrare audio: Cabluri RCA sau intrări la nivel de difuzor
5. Conexiuni de cablare a difuzoarelor

Din păcate, această cablare se găsește adesea cu ușurință preambalată și gata de utilizare prin cumpărarea unui kit de cablare a amplificatorului.

Iată o diagramă pe care am creat-o pentru a ajuta la o mai bună explicare vizuală a modului în care este instalat de obicei un amplificator auto. Ii arată una dintre cele mai comune utilizări ale unui amplificator auto: adăugarea unui subwoofer pentru a avea un bas excelent.

Diagrama de instalare a amplificatorului auto

Cum sunt benefice amplificatoarele auto?

Amplificatoarele de astăzi pot alimenta un întreg sistem stereo auto cu sunet și putere excelente. Unele, cum ar fi acest excelent model Alpine MRV-F300 cu 4 canale, sunt foarte compacte și pot fi instalate sub un scaun. Un amplificator bun oferă de câteva ori mai multă putere decât o poate face un sistem stereo auto obișnuit. De asemenea, acestea au un sunet mult mai clar și mai clar.

Amplificatoarele auto au multe beneficii, precum și sunt o necesitate în unele cazuri. Radiocasetofoanele auto obișnuite, chiar și în zilele noastre, nu pot produce decât cel mult 15 până la 18 wați de putere pe canal.

La volume mai mari și atunci când se încearcă acționarea unor difuzoare care au nevoie de mai multă putere, sunetul de la un sistem stereo devine distorsionat și teribil. Acționarea difuzoarelor cu un volum mai mare este practic imposibilă doar cu un casetofon auto.

Aici intervine un amplificator auto.

Amplificatoarele auto oferă un sunet mult mai bun, în special pentru muzica cu volume mari de bas. Există, de asemenea, unele situații speciale în care acestea sunt singura opțiune pentru îmbunătățirea sunetului într-un vehicul:

• Sisteme stereo de fabrică fără woofer
• Amplificatoare instalate din fabrică care au murit sau sunt slabe
• Dorința de a avea amplificatoare puternice, sunet clar atunci când vă bucurați de muzică de calitate superioară
• Proprietarii de vehicule care doresc un volum mare
• Proprietarii de ambarcațiuni și de alte vehicule în aer liber (vehiculele în aer liber au nevoie de putere suplimentară pentru un sunet mai bun)

Beneficii suplimentare

Așa cum am menționat mai devreme, multe dintre ele oferă caracteristici precum crossoverele încorporate care pot preveni distorsiunea și vă permit să redați difuzoarele la volume mai mari cu o claritate sporită. În mod normal, sistemele de fabrică nu pot face acest lucru, iar sunetul se va „sparge” mai devreme atunci când este ridicat la volume mai mari.

Instalarea unui amplificator aftermarket rezolvă această problemă și permite un control mai mare asupra sistemului audio. În plus, un sistem poate fi extins cu ușurință pentru a adăuga un subwoofer pentru basul care lipsește, fie prin adăugarea unui al doilea amplificator, fie prin utilizarea a 2 canale ale unui amplificator cu 4 canale pentru a-l acționa.

Amplificatoare cu 2 canale vs. amplificatoare cu 4 canale – care sunt diferențele?

Gândiți-vă la amplificatoarele cu 4 canale ca la o extensie a unui model cu 2 canale. Acestea adaugă 2 canale de putere pentru difuzoare, dar sunt adesea mai compacte decât două amplificatoare separate.

Amplificatoarele cu 4 canale sunt aproape identice cu modelele cu 2 canale. Cu toate acestea, ele au câteva diferențe și, în unele situații, sunt mai avantajoase.

Amplificatoarele cu 4 canale sunt diferite în principal prin designul lor: au 2 canale suplimentare pentru adăugarea mai multor difuzoare.

Există mai multe beneficii ale utilizării unui amplificator cu 4 canale în locul unui singur amplificator cu 2 canale:

• Puteți conduce difuzoarele frontale și posterioare
• Puteți conduce difuzoarele frontale full-range și folosiți canalele 3 și 4 pentru subwoofere
• De obicei sunt mai compacte decât 2 amplificatoare stereo separate

Majoritatea amplificatoarelor cu 4 canale din ziua de azi sunt, de asemenea, bridgeabile, astfel încât sunt foarte flexibile în ceea ce privește modul în care pot fi utilizate. Adică nu sunteți limitat să le folosiți doar pentru 2 sau mai multe difuzoare: puteți folosi 4, 2 sau chiar 3 canale, în funcție de utilizarea funcției de punte.

Rezumat

Sperăm că ați învățat ceea ce trebuia să știți despre amplificatoarele auto. Iată care sunt lucrurile fundamentale pe care trebuie să le rețineți:

• Amplificatoarele auto amplifică un semnal mic la un semnal mai mare decât cel care poate acționa difuzoarele
• Sunt folosite pentru a rezolva multe probleme audio auto și pentru a îmbunătăți sunetul
• Stereoscoapele auto nu pot oferi o putere de ieșire mare așa cum o poate face un amplificator

Vă interesează să găsiți niște amplificatoare excelente pe care le veți iubi? Am un ghid al cumpărătorului util și câteva dintre cele mai bune amplificatoare pe care le puteți găsi aici.

Vă gândiți să conectați un amplificator la difuzoarele din față și din spate? Consultați ghidul meu despre cum să conectați un amplificator la difuzoarele din față și din spate.