Как подобрать динамики к автомагнитоле по мощности

Выходная мощность магнитолы. Заблуждения и реальность.

Автор статьи — Александр Мананников (alarm), установщик дополнительного оборудования из Тамбова

При покупке музыки в машину возникает множество вопросов. Один из самых часто задаваемых вопросов — как по мощности подобрать акустику к магнитоле? И мне, как установщику с большим стажем, уже просто надоело отвечать на этот вопрос. Поэтому я взял на себя смелость написать небольшую статью с разъяснениями на эту тему. Сразу оговорюсь — это мой первый опыт, и то о чем пишу не раз указывалось и писалось во многих источниках.

Итак, первый вопрос — мощность магнитолы. Из школьной программы физики мы знаем, что мощность это ни что иное как — работа, произведенная за единицу времени. Под работой применительно к нашему случаю, мы понимаем количество энергии, которую усилитель получает в форме постоянного тока от АКБ автомобиля и преобразует ее в электрическую в форме переменного тока. Так чем же отличается мощность, которая написана на коробке с усилителем (магнитолы) от мощности, которая написана на коробке с акустикой? А тем, что усилитель отдает мощность, а динамик принимает.

Теперь остановимся на двух главных вопросах, сколько может максимально отдать усилитель и сколько может принять динамик. Максимальная мощность усилителя определится как величина максимального напряжения на выходе, возведённая в квадрат и поделенная на сопротивление нагрузки. Иными словами если на выходе усилителя 6 В а сопротивление большинства автомобильных динамиках 4 Ома получается:

6 квадрат / 4 = 9 Вт. (1)

Вы зададите вопрос. А почему 6 В? ведь к усилителю подходит 12? Да потому что у нас на выходе переменный сигнал т.е. амплитуда. И ее будем считать равной 6 В. То что мы получили в (1) называется пиковая мощность. Тут следует отметить, что величину переменного напряжения можно мерить по разному, соответственно расчетная выходная мощность будет зависеть от способа этого измерения. Не буду останавливаться на этом подробно скажу лишь, что большинство уважающих себя производителей пользуются шкалой среднеквадратичных значений или по-английски root mean square или RMS. Этим сокращением мы и будем пользоваться в дальнейшем. В чем смысл: для синусоиды значение напряжения RMS меньше амплитудного в 1,41 раза.

(6 / 1,41) квадрат / 4 = 4,5 Вт (2)

Таким образом, мы получили, что усилитель большинства автомагнитол при питании 12В не может выдать больше 4,5 Вт RMS. Что не совсем верно. Так как существует мостовое включение, а при нем на одну нагрузку работают два усилителя, включённые так, что размах синусоиды на выходе удваивается. Здесь уже выходная мощность будет в четыре раза больше, чем 4,5 Вт, потому что напряжение возводится в квадрат, стало быть — 18.

(12 / 1,41) квадрат / 4 = 18 Вт (3)

Это максимальная мощность RMS которую можно выжать из усилителя при питании 12В.

Откуда же берутся 4х50 Вт. Дело в том, что в современных магнитолах в усилителях есть специальная цепь, способная на короткое время дать выходным каскадам увеличенное напряжение питания. Эта цепь способна только на долю секунды поднять мощность до 50 Вт. Вот это и дает производителю моральное право указывать на коробках эти самые 50 Вт. Но если вы внимательно просмотрите паспорт на свою магнитолу то где-нибудь в конце паспорта мелким шрифтом можете прочитать что мощность вашей магнитолы 18-20 Вт RMS при КНИ 10%. Что это такое. КНИ это коэффициент нелинейных искажений или по-английски THD (Total Harmonic Distortion). Не буду рассматривать этот параметр в рамках этой статьи, если кому интересно можно почитать в журнале “Автозвук” №1-2 за 2005год, скажу лишь что наиболее комфортное прослушивание при КНИ не более 0,5 %. Кстати, производители автомагнитол в большинстве своем указывают выходную мощность RMS при КНИ 10% и поверте слушать музыку при таком КНИ без вреда для своего здоровья невозможно.

Выяснили, почему на магнитоле написано 4х50 Вт теперь вопрос про акустику. На динамиках в громадном большинстве своем пишут значение мощности которая может вывести из строя динамик. То есть если на коробке написано 180 Вт то это не та мощность на которой он работает, а та мощность при которой он сгорит. Тут следует отметить что КПД динамика 0,5% значит 99% подводимой к нему мощности рассеивается в тепло и становится понятным почему так просто его спалить. Но и здесь все не так ясно, дело в том что вся проблема во времени подведения этой мощности к динамику, иными словами если к динамику подвести на несколько миллисекунд сигнал мощностью превышающей те самые 180 Вт то он спокойно его переварит и будет играть дальше. И в то же время если к динамику подвести сигнал мощностью меньше заявленных 180 Вт но с высоким КНИ то он крикнет в последний раз.

Так как же спросите вы подобрать акустику к магнитоле или усилителю по мощности. Да никак. Грубо говоря, любой типовой усилитель будет работать с любой типовой акустикой. Но определенные ориентиры есть. Например, специалисты журнала “Автозвук”, и исходя из своего опыта я сними согласен, рекомендуют для 6-дюймовой компонентной акустики 40 — 90 Вт, для 5-дюймовой — закономерно ниже, 30 — 70 Вт.

Вывод из всего этого очень простой: мощность — это не все. Самый простой способ подобрать акустику к понравившейся магнитоле — это слушать ушами и путем банального подбора остановится на лучшем варианте. Ну или обратиться к специалистам.

Большинство автолюбителей после покупки машины начинают решать непростую задачу: как подобрать динамики к автомагнитоле по мощности? Для многих автолюбителей музыка – это не только приятная спутница по жизни, но и ее стиль. Поэтом ни дня без музыкального сопровождения, тем более в приятной компании друзей или близких.

Если вы хотите наслаждаться чистым воспроизведением звука в салоне автомобиля, то, конечно же, в первую очередь нужно подумать о надежной акустической системе (динамиках, сабвуфере), а также усилителе для магнитолы. Для этого нужно досконально изучить всю информацию в инструкции об акустических составляющих. Некоторые инструкции не раскрывают полной информации о всех показателях мощности аппаратуры, поэтому при покупке, нужно взять консультацию у менеджера.

Рассматривая варианты покупки динамиков, обратите внимание, чтобы частота диапазона, мощность и чувствительность аппаратуры были соответственным образом подобраны друг другу.

Усилитель

При выборе аппаратуры, следует обратить внимание на то, чтобы номинальная мощность усилителя была выше мощности колонок в 1,6 раза. Это будет наиболее приемлемым вариантом, поскольку значение данного коэффициента говорит о том, что функционирование усилителя и динамиков формирует качественное звучание на 60 и 90% от номинальной мощности соответственно. При показателе ниже этих значений возникает эффект «Клиппинга». Это форма искажения звука, при которой происходит ограничение амплитуды звукового сигнала. Это может привести динамики в непригодное состояние.

Сила звучания аппаратуры бывает номинальной, максимальной и пиковой. Акустическая система будет воспроизводить звук без каких-либо заметных искажений, если установлена номинальная мощность. При максимальной, будут заметны некоторые погрешности в работе. Если же установить аппаратуру на пиковую силу звука, то это способно привести к потере работоспособности.

Сабвуфер

Важным элементом качественного звука является также правильное соответствие уровня мощности динамиков и уровня баса сабвуфера. Поскольку сила звука сабвуфера будет намного превосходить аудиосистему, и она его не будет «тянуть», то в результате звук будет некачественным и просто ужасным.

Как правило, в рекомендациях специалистов указывается на то, что для достижения наиболее оптимального звучания сабвуфера, необходимо, чтобы усилители басов превосходили аналогичные показатели широкополосных акустиков в 2-4 раза.

Динамики

Есть мнение, что при большей мощности динамиков и звук будет громким. Нет и еще раз нет. Многие ведутся на эту удочку. На самом деле нужно, чтобы мощность акустических колонок была не меньше мощности самой автомагнитолы.
По типу, звуковые колонки делятся на:

• коаксиальные (в простонародье двух или трех полосные динамики);
• компонентные.

Последних отличает то, что высокие частоты отделены от средних и низких. Кроме того, их стоимость намного выше коаксиальных.
Сопротивление колонок не должно быть низким (2-3 Ома), в противном случае автомагнитоле будет нанесен непоправимый ущерб, поскольку такая нагрузка для усилителя крайне нежелательна.

Если вы хотите иметь громкий звук, то это, конечно же, зависит от мощности динамиков. Отдавая предпочтение качеству звучания, надо выбрать чувствительные акустические колонки, но имеющие меньшую мощность. В этом случае получают качественное и приемлемое по силе звучание, но с меньшими потерями по стоимости аппаратуры.

Нужно подчеркнуть, что сила звучания динамиков, которую заявляет изготовитель, не соответствует фактической, которую акустические динамики выдают на самом деле. При этом если у продукции именитых торговых марок такая разница небольшая, то у товаров китайского производства такой разрыв может быть существенным. Поэтому не стоит покупать дешевые колонки, поскольку, их работа на пределе возможностей приведет к порче акустического оборудования.

И, конечно же, выбирая акустическую систему, нужно учитывать технические характеристики электрической бортовой сети вашего автомобиля, а также его конструктивные особенности. Сегодня производители предлагают для рынка, как круглые динамики, так и овальные самого разного дизайна и величины.

Для владельцев иностранных марок при выборе динамиков рекомендовано придерживаться тех стандартов, которые устанавливает производитель.

Отвлекаться за рулем авто крайне нежелательно. Однако как побороть усталость и монотонность долгой дороги? Большинство водителей отвечают на этот вопрос однозначно: включить музыку или трансляцию радиостанции. И каждому при этом хочется иметь качественный звук, без которого прослушивание превращается в настоящую пытку.

Если в машину покупается новый комплект, важно знать, как сделать подбор колонок к магнитоле. При неверном выборе комплектующих может возникнуть ситуация, когда один компонент системы не сможет полностью раскрыть свои способности. Или возрастает вероятность поломки с последующей необходимостью ремонта.

Как определить мощность магнитолы

Сначала немного теории. Мощность любого устройства для воспроизведения, к которому подключаются колонки для автомагнитолы, не может превышать параметрику бортовой электросети. В случае звуковой системы — это граница напряжения в 12 В. С позиции чистой физики, головное устройство или магнитола не могут иметь мощность на канал выше 4.5 Вт.

Правильность такого утверждения подтверждают крайне дешевые варианты электроники. Если купить, например, магнитофон за 400-500 рублей — он будет выдавать именно такую маленькую мощность и колонки к автомагнитоле должны выбираться соответственно.

Современная электроника среднего класса работает с мостовой схемой включения. Ее усилитель может выдавать до 18-20 Вт чистой мощности. Если в магазине найдется модель с такой параметрикой — ее можно смело покупать, потому что именно она не подкинет никаких неожиданностей. Изделие данного типа работает физически правильно, по классической схеме, подобранные колонки к автомагнитоле гарантированно не смогут испытать неожиданной перегрузки и выйти из строя.

Но что же означают магические цифры в 45, 50, 80 Вт на выходе усилителя авто магнитолы, гордо продублированные надписями, наклейками на передней панели? Это одновременно маркетинговая ложь и технический прием. В контуре усиления подобных моделей установлен промежуточный накопитель мощности. Это конденсатор, который заряжается в тот промежуток времени, когда звуковая картина позволяет работать на мощности сигнала ниже 20 Вт.

В период возрастания амплитуды, например, при резком ударе барабана или мощном нарастании громкости трека — конденсатор отдает энергию, усилитель превышает физически правильный уровень сигнала. Такой подход использует особенности человеческого слуха. Когда заряд конденсатора иссякнет, общая громкость падает, однако человек этого не замечает из-за эффекта инерции восприятия.

На основании понимания базовой физики — проще осознать, что именно означают указанные в паспорте на магнитолу данные.

1. Мощность в Ваттах — пик значения сигнала, кратковременный. Если в документации к устройству приводится значение PMPO, оно не требует преобразования и может использоваться как ориентир, когда выбираются динамики к магнитоле. В случае, когда приводится мощность RMS — показатель нужно разделить на 1.41 для получения нужного параметра.
2. Звуковая схема. Сегодня стандартная стерео система достаточно редко встречается в предложениях рынка. Обычная магнитола имеет 4, 5 выходных каналов, может снабжаться отдельным портом подключения сабвуфера.

Все данные можно найти в документации к звуковоспроизводящему устройству или посмотреть на бирке, помещенной на корпус. Полученная информация будет использоваться, когда придется время выбирать динамики к автомагнитоле по мощности.

Определяем место под колонки и их размер

В большинстве случаев, производители автомобиля уже все решили за среднестатистического владельца. В конструкции корпуса уже предусмотрены места для установки акустик. Если это сделано, рекомендуется воспользоваться предложениями авто производителя.

В штатных местах под акустику предусмотрены все меры нейтрализации вибраций и создана конструкционная прочность. Установленный динамик не будет излишне дребезжать, ему будет достаточно объема для выдачи качественного звука и работы на номинальной мощности.

Все, что остается владельцу современного автомобиля — заглянуть в документацию или визуально определить, какие динамики могут быть установлены в штатные отделения. Машина достаточно просто позволяет к ним добраться, в том числе — во время прокладки проводки.

Если в авто не предусмотрены места под акустику — рекомендуется не сразу браться за электроинструмент для разборки салона и прорезания отверстий, а воспользоваться опытом других мастеров. В интернете, на специализированных форумах достаточно данных, включая видео, о том, как правильно установить колонки в машину. При решении данной задачи нужно не только получить хороший звук и удобную прокладку проводки, но и не нарушить конструкционную прочность элементов кузова.

Сегодня существуют следующие штатные места для установки динамиков:

• в дверях, здесь размещаются среднечастотные громкоговорители;
• в передних стойках крыши, в зоне переднего стекла, для размещения высокочастотных сателлитов;
• в задней полке, где устанавливаются динамики высокой мощности с близким к басам диапазонами.

Отдельно рассматривается размещение саба. Он может иметь конструкционное решение, прямо указывающее его позицию внутри кузова автомобиля. Например, это может быть акустический блок для монтажа в багажнике, на полу с плоской формой, в виде изделия для размещения под задними сидениями.

В случае, если один или несколько элементов акустической системы требуют для своей работы собственный усилитель — нужно тщательно продумать его размещение. При этом стоит опитаться на рекомендации производителя и здравый смысл. Устройству потребуется отдавать много тепла, поэтому устанавливать его в замкнутом, ограниченном пространстве нельзя.

Определяем необходимое сопротивление, чувствительность и другие параметры

Электротехнические характеристики акустики играют большую роль в формировании качественного звука и общей функциональной пригодности отдельного громкоговорителя. Каждый динамик или колонка выбираются по следующим критериям:

1. Сопротивление. Желательно, чтобы данная характеристика соответствовала значению, указанному в паспорте магнитолы. В этом случае акустика будет работать в штатном режиме, одновременно не вызывая искажений сигнала со стороны усилителя.
2. Чувствительность. С одной стороны, этот параметр описывает, насколько быстро динамик реагирует на изменение сигнала. С другой — описывает звуковое давление. Когда приходит время выбирать акустику, стоит помнить об одной особенности автомобильной энергосети. В ней есть достаточно сильные помехи. Поэтому будет неправильно подобрать динамики с высокой чувствительностью. Разумным выходом будет купить акустику с значением параметра в пределах 90-95.
3. Добротность. Данный параметр описывает, как сильно инертность диффузора оказывает влияние на правильность воспроизведения. Для колонок, устанавливаемых в авто, желательно выбирать динамики с показателем Qts не менее 0.6.

Последнее и самое главное — выбор мощности акустики. На основании физики работы усилителя и механики подачи сигнала в разные отрезки времени, стоит опираться на следующие постулаты.

1. Номинальная мощность акустики должна быть минимум в полтора-два раза выше указанного в паспорте на магнитолу значения. Это главное требование к автомобильным динамикам.
2. Максимальная мощность не должна быть меньше трехкратного показателя усилителя. Это желательное, но не обязательное требование соответствия.
3. В отдельных случаях, когда производитель акустики указывает пиковую, а не максимальную мощность — стоит выбирать изделие, у которого есть точный трехкратный запас (или выше).

Некоторые принципы выбора стоит пояснить. Указанная номинальная мощность динамика — это полученные данные в результате тестирования. На акустику подают сигнал в широком спектре частот. Испытание проводится по схеме минута работы — две минуты простоя.

Поэтому номинальная мощность означает некий технический максимум, который достигается при воспроизведении среднестатистического аудиосигнала с непостоянным уровнем громкости.

Совсем не гарантируется, что колонка не сгорит, если усилитель будет часами подавать на нее номинальную мощность с близкими к пику показателями. Поэтому рекомендуется принимать полуторный или двойной запас при выборе динамиков. Этим достигается гарантия работоспособности акустики при воспроизведении музыки на протяжении часов и даже суток.

Максимальная мощность показывает параметрику входного сигнала, который колонка может выдержать в течение минуты (у некоторых производителей до 5 минут). Данный параметр не измеряется тестированием. Он вычисляется по характеристикам обмотки и другим инженерным параметрам.

В реальных условиях магнитола может сжечь динамик при резком броске мощности, близкой к его максимуму. Поэтому для этого параметра также рекомендуется иметь трехкратный запас, главным образом, для недопущения перегрева обмотки.

Пиковая мощность характеризует шансы динамика выжить при кратковременном интенсивном импульсе сигнала. Эти данные получаются производителем в результате тестирования партии изделий. Поэтому, если в паспорте акустики указан именно допустимый пик мощности — выбор с трехкратным запасом делается обязательно.

Коаксиальные или компонентные колонки

Покупка коаксиальных колонок или многоточечной акустической системы зависит не только от пожеланий владельца авто. Играет роль магнитола.

1. Коаксиальные колонки воспроизводят звук в широком диапазоне частот. Они могут работать на одной громкости во всех точках салона, формируя равнораспределенную звуковую картину, практически одинаковую для пассажиров и водителя.
2. Компонентные системы представляют собой несколько динамиков, работающих в разных диапазонах частот. Такой комплект необходимо настраивать, чтобы получить приемлемую звуковую картину для пассажиров или водителя. Магнитола должна уметь регулировать канальную громкость.

Часто для управления компонентной системой используются отдельные усилители, дополняющие возможности штатного воспроизводящего устройства.

Среднестатистическому автовладельцу, не страдающему аудиофилией — рекомендуется купить коаксиальные динамики. Это устройства, в которых два звукоизлучателя. Сегодня на рынке можно подобрать модели, обеспечивающие высокое качество звука в широком частотном диапазоне.

Людям, для которых без полностью аутентичного звукового окружения и натурального звучания музыкальных инструментов не мила жизнь — не обойтись без покупки компонентной системы. Для ее балансировки и настройки, возможно, придется потратить уйму времени. Однако конечный результат этого стоит.

Популярные торговые марки

Чтобы сразу предсказывать характеристики звуковой картинки в салоне автомобиля, не имея специальных знаний — можно купить акустику того или иного производителя. Каждая торговая марка отличается четко различимыми особенностями звучания и конструкционного исполнения своих колонок или отдельных громкоговорителей.

KENWOOD

Продукция KENWOOD предлагает весь спектр акустических систем. Можно купить коаксиальные широкополосники или компонентный комплект. Но особенно интересны предложения динамиков для штатных мест. Такие наборы позволяют с минимальными усилиями оснастить салон качественной акустикой.

Звучание KENWOOD — это сбалансированная звуковая картинка без подчеркивания басов. Они хорошо воспринимаются, различимы, однако ситуации, когда музыка превращается в сплошной низкий гул — невозможны при любых регулировках и настройках. При работе с магнитолами бренда акустика KENWOOD показывает очень чистый, качественный звук.

Pioneer

Консорциум Pioneer работает на рынке авто акустики давно. Цены на колонки и динамики не отличаются демократичностью. Однако это легко объясняется тем, что компания даже в самых дешевых системах своего производства использует свои самые продвинутые инженерные решения.

Акустика Pioneer интересна автомобилистам тем, что в позициях ассортимента можно найти готовый набор динамиков для установки в штатные места машины конкретной модели. Звук динамиков отличается малым уровнем искажений. Диффузоры и катушки динамиков показывают быстрый отклик, отлично переносят перегрузки. Большинство моделей хорошо работает в области низких частот.

Данная компания — эталон применения мер защиты динамиков. Здесь можно найти продуманные схемы вентилирования, особые конструктивные решения катушек и многое другое. Динамики звучат очень чисто и сочно, вне зависимости от типа.

Среди предложений компании есть отдельные динамики, коаксиальные системы, активные и пассивные сабвуферы. К особенностям изделий относится четкое соответствие реальных параметров заявленным значениям. Поэтому, чтобы гарантировать долгую стабильную работу акустики — нужно правильно выбирать динамики и колонки Edge.

Акустика данного бренда рекомендована тем, кто хочет получить оптимальное соотношение стоимости и качества. Динамики отличаются продуманной конструкцией и применением классических инженерных решений. Коаксиальная акустика рассчитывается для работы в малом объеме.

Изделия Sony предлагают качественный звук без изысков, смещений звуковой картинки вниз или вверх по частотной полосе. Каждая модель полностью оправдывает ожидания покупателя. Не последним достоинством продуктов бренда является приемлемая цена и широкий ассортимент представленных на рынке моделей.

Hertz

Акустика Hertz для многих выступает синонимом качества. Динамики бренда отличаются высокой скоростью реакции на изменения входного сигнала. Поэтому акустика звучит сочно, мощно, передавая мельчайшие оттенки мелодии.

Динамики Hertz пригодны для воспроизведения музыки любого стиля. При этом даже относительно малые по размеру диффузоры хорошо справляются с воспроизведением басов. В ассортименте предложений компании можно найти не только акустику практически любого типа, но и все для самостоятельного построения качественной системы. Можно купить усилители, кроссоверы, сабы, специальные автомобильные исполнения электроники с фильтрацией помех.