Статьи

Структура автомобильных усилителей мощности


По своей схемотехнике автомобильные усилители мощности практически не отличаются от "домашних". Однако область применения придает им ряд специфических особенностей, что и выделяет их в совершенно самостоятельный класс устройств.

Во-первых, это наличие импульсного преобразователя напряжения. Напряжение питания усилителя должно быть двухполярным (чтобы исключить разделительный конденсатор на выходе) и иметь значение в интервале ±25...50 В. В усилителях высокого класса блок питания для каждого канала или группы каналов отдельный — это снижает взаимное влияние и помехи.

Во-вторых, автомобильные усилители представляют собой усилители мощности с развитой системой регулировок. В большинстве конструкций имеются встроенные фильтры. Они отсутствуют или в простейших моделях, или в профессиональных, предназначенных для работы с внешними активными фильтрами (электронными кроссоверами). Назначение фильтров — разделение частотного диапазона при создании многополосных систем. Как правило, встроенные фильтры усилителей имеют крутизну спадов АЧХ 12 дБ на октаву, реже — 18 и выше. В простых моделях фильтры нерегулируемые, в более сложных можно изменять частоты среза (плавно или ступенчато) и менять характер работы фильтра (НЧ/ВЧ). Если фильтры не нужны, допустимо их отключить.

В-третьих, во многих моделях усилителей, помимо обычных линейных входов (входное сопротивление 10—20 кОм, чувствительность 0,5—1,5 В), имеются также входы высокого уровня (High Input). Эти входы предназначены для использования усилителей с головным аппаратом (например, магнитолой), не имеющим отдельного линейного выхода. В таком случае сигнал приходится снимать с выходов на громкоговорители, поэтому чувствительность входов высокого уровня составляет 2,5—10 В, а входное сопротивление небольшое: 50...200 Ом. В некоторых моделях усилителей входы высокого уровня одновременно являются и управляющими. При включении головного аппарата на его выходах появляется постоянное напряжение, которое и используется для включения усилителя.

Помимо этого, возможно наличие диф-ференциальных(балансных) входов, у которых значительно снижена чувствительность к наводкам и помехам. Естественно, что для полного использования их преимуществ головной аппарат должен иметь балансные линейные выходы. Поскольку в последнее время появилась устойчивая тенденция к повышению напряжения на линейном выходе головного аппарата до 4 В, линейные входы большинства современных усилителей также рассчитаны на такое напряжение.

Структура автомобильных усилителей достаточно разнообразна — однока-нальные, двухканальные, четырех, пяти и шестиканальные. Усилители с большим числом каналов обычно допускают работу в различных вариантах включения усилительных каналов и нагрузки и чаще всего используются в системах с многополосным усилением.

Одноканальные усилители с развитой системой регулировок используются для работы с сабвуфером, двухканальные — для фронтальной АС с пассивными фильтрами либо в мостовом включении — с сабвуфером. В некоторых установках высокого уровня для левого и правого каналов используют отдельные двухканальные усилители в мостовом включении.

Четырехканальные усилители, пожалуй, можно считать самыми распространенными. В аудиосистемах начинающих их чаще всего используют в конфигурации "2+1", когда два канала, включенных мостом, работают на сабвуфер, а два осг тавшихся — на фронтальную АС с пассивными разделительными фильтрами. Иногда, правда, встречается распределение каналов "фронт—тыл" (как в магнитоле). Используют их и в установках с многополосным усилением. В этом случае одна пара каналов используется для усиления сигналов полосы НЧ, вторая — для полосы СЧ—ВЧ. Частота раздела обычно выбирается в диапазоне 250...600 Гц.

Пяти- и шестиканальные усилители обладают широкими возможностями и предназначены для создания развернутых аудиосистем среднего и высокого класса при минимальных затратах на установку и дополнительное оборудование. Многоканальный усилитель занимает меньше места, уменьшается количество межблочных соединений, поэтому помехозащищенность и надежность такой системы выше. Недостаток многоканальных усилителей по сравнению с независимыми устройствами — невысокое переходное затухание между каналами, вызванное связью через общий блок питания. Поэтому в современных многоканальных усилителях все чаще встречаются отдельные блоки питания для каждого канала.

Пятый канал пятиканальных усилителей специально рассчитан на работу с сабвуфером и обычно имеет в 2—3 раза большую мощность. В современных изделиях усилитель мощности звуковой частоты этого канала обычно работает в импульсном классе D. Чтобы исключить влияние пятого канала на работу остальных, для него предусматривается самостоятельный блок питания. Такой усилитель фактически представляет собой два независимых устройства в общем корпусе. Остальные каналы, как правило, используются для двухполосного усиления, реже — в конфигурации "фронт—тыл". Шестиканальные усилители могут работать в различных вариантах включения с обычным и мостовым подключением нагрузки.

В качестве примера на рис. 1 приведена структура левой группы каналов простого шестиканального усилителя "Quipix QA-8900". Он снабжен встроенными фильтрами, позволяющими использовать его в различных конфигурациях, в том числе и с линейной АЧХ.

Рис. 1


Усилители левого канала выполнены инвертирующими, что позволяет использовать мостовое включение нагрузки. В усилителях правого канала отсутствуют инверторы, в остальном схемы идентичны. Для каждой пары каналов можно независимо задать режим работы. Каналы 1 и 2 предназначены для работы с одним или двумя сабвуферами с частотой среза ФНЧ 80 или 120 Гц. Каналы 3 и 4 также могут работать с сабвуфером с частотой среза ФНЧ 80 Гц или с мидбасом с частотой среза ФВЧ 120 Гц. Каналы 5 и 6 могут работать с частотой среза ФВЧ 120 Гц (мидбас) или 5 кГц (пищалки).

Назад

© 2006 Integral