Автоусилитель звука своими руками – высококачественный усилитель с колоссальной мощностью

Как сделать усилитель в машину своими руками и из каких этапов состоит этот процесс? Какие модели для автомобильных сабвуферов наиболее популярны в 2018 году? Ответы на эти вопросы вы сможете найти здесь

Самодельный усилитель для сабвуфера

Усилитель для саба своими руками лучше сделать на интегральной микросхеме. Сейчас выпускается большое количество интегральных компонентов, которые стабильно работают от автомобильного аккумулятора, обеспечивают хорошие характеристики и надёжны в любых условиях эксплуатации. Схема, собранная на дискретных элементах, содержит большое количество паек и соединений, что негативно сказывается при работе в условиях постоянной вибрации. Конструкция для автомобильного саба может быть собрана по одной из двух схем:

  • Класс АВ
  • Класс D

Аналоговый вариант с низким КПД, средней мощностью и высоким качеством воспроизведения всего спектра звуковых частот хорошо подходит для автомобиля. Низкочастотная система класса А обеспечивает лучшие показатели, но в реальных условиях они применяются редко. Класс Dили цифровая схема обеспечивает высокий КПДи большую выходную мощность. Благодаря особому режиму работы выходных полупроводниковых приборов, в звучании присутствуют нелинейные искажения, отчего звук приобретает неестественный оттенок.

Шаг 1: Как сделать фотографии

Вам не потребуется специального оборудования, хватит обычной камеры с приближением и хорошего освещения.

Я использовал для съемки iPhone 5S.

Важно: попробуйте сделать снимок на открытом воздухе. Как видно в сравнении, это имеет значение (первый снимок я сделал с обычным флуоресцентным освещением, второй — на улице). Попробуйте поснимать в разных положениях относительно солнца, поэкспериментируйте с экспозицией, фокусом и расстоянием, а также постарайтесь избежать падения теней и бликов.

Предназначение

Автомобильный усилитель предназначен для повышения мощности звука аудиосистемы в машине, а также нормального функционирования сабвуфера. Это устройство будет полезным, если штатные динамики создают недостаточно громкий звук.

Акустика в машине

Нередко автомагнитолы не имеют специального усилителя, предназначенного для работы с сабвуфером. Если подключить низкочастотный динамик напрямую, то качество аудио оставит желать лучшего.

Зачем нужен автомобильный усилитель звука?

При активации звучания на полную мощность автомагнитолы начинают издавать неприятные для человеческого слуха шумы и хрипы. Это связано с тем, что штатный усилитель для автомобильной аудиосистемы слишком слабый и не справляется с нагрузкой, которая на него возлагается. Особенно если аудиосистема дополнена сабвуфером. Для устранения сторонних и неприятных шумов могут использоваться усилители.

Усилительное устройство не должно изменять звучание, его предназначение заключается в поддержке качества звука на соответствующем уровне.

Канал Treicer100 наглядно дал ответ на вопрос, с какой целью в автомобили устанавливаются усилительные устройства.

Мощный усилитель для сабвуфера своими руками

самодельный усилитель для сабвуфера

Простой усилитель для саба своими руками можно сделать на микросхеме TDA1562Q.Интегральная микросхема представляет собой мощный УНЧ, который подходит для построения автомобильных звуковых систем. Преимущество TDA1562Q заключается в том, что собранный на ней блок не требует для своей работы двухполярного источника питания и может подключаться непосредственно к автомобильному аккумулятору. Полоса воспроизводимых частот начинается с 15 Гц, поэтому микросхема подойдёт в качестве низкочастотного усилителя для сабвуфера. На нагрузке 4 Ома номинальная мощность составляет 50 ватт при коэффициенте гармоник 0,05% и соотношении сигнал/шум — 90 dB. На нагрузке 8 Ом мощность падает до 30 ватт.Максимальная мощность достигает 70 ватт. Минимальное и максимальное напряжение питания микросхемы составляет 8 и 18 вольт соответственно. Чтобы обеспечить нормальный тепловой режим, микросхему нужно установить на радиатор площадью не менее 400 см2.Самодельный усилитель для сабвуфера содержит небольшое количество дискретных элементов.

Основные характеристики усилителей звука для автомобилей

При выборе устройства для усиления громкости надо обратить внимание не только на производителя, но и на основные характеристики.

К ним относятся:

  • класс устройства;
  • число каналов;
  • величина номинальной выходной мощности;
  • параметр максимальной и минимальной воспроизводимой частоты;
  • чувствительность устройства;
  • величина гармонических искажений, а также соотношение шума и сигнала.

Класс устройства

В продаже можно встретить устройства классов:

  • А;
  • В;
  • С;
  • D;
  • АВ.

Последние два варианта более популярны, поэтому следует остановиться на них:

  1. Устройства класса АВ характеризуются высоким качеством выходных импульсов, но пониженным коэффициентом полезного действия. В результате этого величина выходной мощности будет невысокой, из 100 Вт на выходе не более 50 Вт. Габариты таких устройств больше, поскольку около половины мощности выделяется в виде теплового потока, который надо рассеять с помощью радиаторных устройств.
  2. В устройствах типа D не применяются мощные транзисторные механизмы. Но величина выходной мощности будет выше, а размеры усилительного прибора — меньше. Параметр КПД в D-усилителях составит до 95%, но стоимость такого оборудования значительно выше. Использование усилительного устройства класса D позволит потребителю подключить к машинной магнитоле мощный сабвуфер.

Канал Ensemb показал практические примеры и подробно рассказал о классификациях автомобильных усилительных устройств.

Число каналов

Усилительные устройства могут иметь разное количество каналов:

  1. Моноблоки или одноканальное оборудование используется для подсоединения сабвуфера к установленной в автомагнитоле. Моноблоки могут не иметь фильтрующего устройства повышенных частот, но важно, чтобы они оснащались низкочастотными фильтрами. Диапазон проигрываемых частот в подобных устройствах, как правило, смещается вниз, а параметр наибольшей мощности обычно не более 250 Гц. Если планируется подключение мощного саба, усилительный прибор должен оснащаться фильтрующим элементом сверхнизких частот, это позволит срезать вредные и неприятные звуки. Если в штатной аудиосистеме отсутствует регулятор уровня баса, то моноблок должен быть оснащен этой функцией.
  2. Двухканальное оборудование представляет собой более универсальный тип устройств. Такие усилители применяются для подсоединения двух динамиков либо одного мощного саба по схеме моста. Процедура усиления в двухканальном оборудовании выполняется в слышимом для человеческого уха диапазоне — от 20 до 20 тысяч Гц. Такие усилители оборудуются низко-, а также высокочастотными фильтрующими устройствами.
  3. Трехканальные устройства используются для подсоединения двух динамиков и саба. Такое оборудование в зависимости от производителя обычно оснащается дополнительными функциями для работы с сабами. Как правило, это фильтрующие элементы и регуляторы басов.
  4. Универсальный вариант — оборудование, рассчитанное на 4 канала, обычно применяется для создания полной аудиосистемы. Такой девайс выполнен из двух усилителей по 2 канала, которые установлены в один корпус. Каждое из устройств оснащается собственным кроссовером, что дает возможность применения оборудования для соединения с 4 динамиками либо с двумя колонками и одним сабвуфером. Иногда два канала применяется для проигрывания повышенных частот, а другие два — для воспроизведения пониженных.
  5. Устройства, рассчитанные на пять каналов. Такое оборудование используется для соединения с сабом и четырьмя динамиками.

Величина выходной мощности

Этот параметр — один из основных, который надо учитывать при покупке. Величина выходной мощности представляет собой значение, с которым оборудование может функционировать на протяжении длительного времени не менее 60 минут. Чтобы ввести потребителей в заблуждение, изготовители устройств могут указывать на упаковках числа, относящиеся к пиковой мощности. Эта величина представляет собой мощность, которую оборудование выдает кратковременно. Но длительное функционирование при таком параметре может привести к повреждению оборудования.

Параметр выходной мощности представляет собой величину, обратно пропорциональную значению внутреннего сопротивления установленных колонок. Если показатель их сопротивления возрастает в два раза, то мощность снижается на 50%. При подсоединении двух колонок к одному каналу усилителя величина сопротивления изменится. При необходимости применения пары каналов надо удостовериться, что оборудование позволяет выполнить такое подключение.

Частота воспроизведения

Параметр частоты проигрывания охватывает весь воспроизводимый диапазон 20-20000 Гц. Возможно превышение этих значений, но по факту это роли не играет. В одноканальном оборудовании, использующимся для работы с сабвуферами, величина наибольшей частоты может составить до 300 Гц. Этого достаточно для качественной работы саба, большую частоту проигрывать нет смысла.

Сергей Лебедев подробно рассказал о регулировке параметра частоты при работе автомобильного усилительного устройства.

Параметр искажений и соотношение шума и сигнала

Если потребитель ценит высокое качество звучания, важно обратить внимание на эти характеристики. Величина искажения представляет собой шум, который привносится в воспроизводимые импульсы. Повышенное значение искажений может проявляться исчезанием чистоты звучания. Сам звук при этом будет более глухим, проявляется шипение, в частности, при увеличении громкости.

Параметр гармонических искажений представляет собой соотношение величины вносимой гармоники к амплитуде полезных импульсов. Обеспечение высококачественного звука возможно при 1% гармонических искажений на любых частотах. Слух человека не сможет различить гармоническое искажение меньше 0,5%, поэтому покупать дорогие усилители, обладающие меньшим параметром, нет смысла.

Помимо гармонического шума, усилительное оборудование воспроизводит и случайный, в качестве источника могут быть:

  • пониженная разрядность центрального процессора магнитолы;
  • тепловой шум, появляющийся в результате перегрева оборудования;
  • самовозбуждение устройства;
  • различные паразитные связи и т. д.

Величина этого шума характеризуется соотношением звука с импульсом. Данное значение определяет, каким будет шум, если на входе оборудование импульс равен нулю. Для качественного звучания эта величина должна составить не менее 75 децибел. Если в автомобиле установлена элитная магнитола премиум класса, то этот параметр должен быть не менее 95 децибел.

Чувствительность

Параметр представляет собой значение входного импульса, при котором оборудование позволяет воспроизводить сигналы номинальной мощности. Машинные приборы для усиления оборудуются регуляторными устройствами, что позволяет их устанавливать на любые мультимедийные системы. Если потребитель планирует подсоединить усилительное устройство к выходу предусилителя магнитолы либо другого оборудования или кроссовера, надо учесть один момент. Подобранный прибор должен обладать функцией настройки параметра чувствительности. А выходной импульс девайса, установленного в цепочке до усилка, должен быть в диапазоне чувствительности оборудования.

Чтобы выбрать качественное устройство, надо убедиться в наличии защит, добавленных производителем в оборудование. Желательно, чтобы усилительный прибор был защищен от перенагрузки и замыкания в электроцепи. При покупке надо учесть и размеры оборудования. Мощное устройство характеризуется большими габаритами, поэтому перед установкой нужно продумать, где его разместить. Место установки должно быть защищено от воздействия влаги и пыли, но иметь свободный доступ воздуха для охлаждения радиатора.

Канал Vinokurov Audio подробно рассказал о настройке параметров чувствительности в автомобильных аудиосистемах.

Шаг 3: Разбираемся в устройстве

Читая техпаспорт, я начинаю проверять контакты и каналы, выделенные на изображении. Я проверяю непрерывность каналов мультиметром, чтобы удостовериться, что я правильно догадался.

Я обозначил на изображении все каналы, которые требовались для работы усилителя. Также я проверил выходы динамиков с задней панели. Заземление легко найти, я подсветил заземление синим (все в машине, что прикреплено к шасси, заземлено, поэтому проверить непрерывность легко). Красным я выделил линию 12В, которая питается от желтого провода, идущего от аккумулятора автомобиля. Каждый из четырех аудиовходов выделен отдельным цветом.

Остальное мне было не нужно, поэтому я сломал некоторые дорожки, которые питали другие части системы. Мне нужно было лишь добавить перемычку к резервному входу IC, который до этого питался микроконтроллером, когда радио было включено.

Я подключил всё прямо к входным отверстиям, и вуаля — звук пошел из динамиков.

Поскольку на задней панели было несколько разъемов RCA, я просто перенаправил звук из аудиовыходов на усилитель.

Шаг 5: Меняем каналы звука

Поскольку это 4-канальный усилитель, а у меня было только 2 подключенных входа, я решил сделать своего рода сабвуфер, используя два маленьких динамика и два вуфера.

Я сделал 2 низкочастотных канала, которые будут производить большую часть баса, и два канала полного диапазона, а также добавил аттенюатор на 12 дБ, чтобы улучшить каналы нижних частот.

Фильтр нижних частот состоит из простого РЦ фильтра, который даст выкат из -3 дБ на октаву с частотой среза fc = 79.5774715459 [Гц]. Параллельно подключается резистор 10к с 2 керамическими конденсаторами на 100 нФ.

И на весь диапазон я добавил делитель напряжения 10к-2к, чтобы немного ослабить бас, но сделать более выраженным, чем остальные диапазоны. ссылка

Выбор и монтаж динамиков

Если вы еще не определились с выбором динамиков, можете изучить нашу подборку лучшей коаксиальной и компонентной акустики в ценовом сегменте до 25 000 рублей. 

Здесь мы не будем затрагивать вопросы демпфирования дверей, монтажа и ориентации «пищалок», соответствия ТХ акустики салону, выбора мест размещения компонентов и ряд других моментов: эта тема слишком обширна, а материала хватит на отдельную статью. Видеоролики с доступным изложением, ориентированные на новичков, легко найти на YouTube.

Компонентная акустика U-Dimension Element EL Comp 8B на замену «штатки» BMW 

Отметим лишь пару самых важных моментов:

  • Коаксиальные колонки могут стать заменой штатных динамиков только при невысоких требованиях к автозвуку. По-настоящему качественное звучание коаксиалы не дадут. Но их главные преимущества — это установка в штатные места и невысокая стоимость. 
  • В компонентных АС очень важны выбор мест монтажа компонентов, их ориентация и ряд других параметров. Но при грамотном подходе можно получить действительно идеальный звук.

Шаг 6: Громкость

У меня нет регулятора громкости, но это не проблема, я просто могу регулировать громкость на источнике, например на iPod, телевизоре и т.д. Или можно добавить стерео потенциометр на линию с входом, а при желании можно сделать совсем модно, и добавить цифровой регулятор громкости с дистанционным управлением.

Видео «Рекомендации по подключению и настройке усилка»

Канал Avtozvuk в видеоролике дал подробные советы по регулировке основных параметров и настройке автомобильного усилителя после установки.

Загрузка ...

 Загрузка …

Доработка или замена ГУ

Многим автолюбителям достаточно шумовиброизоляции и замены штатной акустики. Добившись приемлемого для себя качества звучания, водители радуются жизни и оставляют в покое аудиосистему транспортного средства. Сложности начинаются при подключении внешних усилителей, поскольку в штатных ГУ попросту нет соответствующих линейных выходов. 

Типовая схема подключения магнитолы. Распиновка обычно указана на верхней крышке ГУ

У пользователя есть четыре варианта решения проблемы:

  1. Пассивная схема понижения уровня сигнала (1-2 тыс. руб.). Минус: сильные искажения. Плюс: простота подключения.
  2. Активные схемы — готовые устройства стоимостью 5-15 тыс. руб. с интеллектуальной обработкой сигнала и меньшим количеством искажений.
  3. Доработка штатной магнитолы (организация вывода линейного сигнала с интегрированного усилителя на внешний). 
  4. Замена штатной ГУ. 

В большинстве случаев оптимальный вариант – доработка штатного ГУ. Если не уверены в своих силах, поручите это дело любому человеку, способному найти точку подключения к внутреннему усилителю, пусть даже он никогда не имел дела именно с автомобильной электроникой. Если не планируете менять автомагнитолу на более продвинутую модель, лучше доработать ГУ без всяких «костылей» в виде активных и пассивных схем. Чем проще система, тем она надежней. Да и лишних источников искажений не появится.  

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...