Публикация от: 12-06-2010, 10:18
  • 100
Конденсатор в автомобильной аудиосистеме


Из школьных уроков физики известно, что конденсаторы — это устройства, которые могут накапливать и отдавать электрический заряд, что емкость — измеряется в фарадах (Ф), и что конденсатор емкостью 1 Ф, заряженный до напряжения 1 В, накапливает электрический заряд, эквивалентный силе тока 1 А, протекающего в течение 1 секунды. Именно эти параметры — емкость и способность быстро отдавать ток — делают конденсатор полезным для улучшения звучания и прежде всего нижнего регистра. Усилитель может кратковременно потреблять пиковую мощность, в три раза превышающую среднюю. Если проводить аналогию с домашним усилителем, то он, потребляя от источника питания ту же мощность, что и автомобильный, во-первых, требует от сети гораздо меньше тока, поскольку питается от напряжения 220 В, а во-вторых, берет от сети этот ток просто с той скоростью, которая нужна. Автомобильному намного сложней, поскольку штатный аккумулятор призван решать другие задачи и просто не способен мгновенно обеспечить усилитель требуемым количеством тока. — как следствие, возникают звуковые искажения (невнятный бас), связанные с токовым голоданием и снижением выходной мощности. В отличие от штатного аккумулятора, конденсатор умеет быстро разряжаться, он как бы сглаживает падение напряжения, обеспечивая усилитель необходимым током в эти короткие промежутки времени. Звук сохраняет хорошее качество.
Сегодня на рынке представлено достаточно большое количество конденсаторов: от самых простых, стоимостью порядка нескольких десятков долларов, до элитных, которые при том же номинале могут стоить несколько сотен долларов. Обычно их емкость колеблется от 0,25 до 2 Ф, однако в последнее время появились и совершенно экстремальные варианты емкостью 10 и даже 20 Ф, — на демонстрациях от этих „экстремалов” даже заводят двигатель с помощью стартера. Как правило, подобные конденсаторы, используемые в мощных звуковых системах, уже оборудованы дистрибьютором для подключения нескольких усилителей. Здесь было бы полезно ответить и на такой вопрос: что лучше — один большой конденсатор или несколько поменьше номиналом? По законам физики, включение в параллель нескольких конденсаторов уменьшит их сопротивление, то есть амплитуда импульса тока будет больше. Знают это и разработчики, строя мощный современный конденсатор из батареи маленьких.


А нужен ли конденсатор?


Наличие хорошего конденсатора заметно увеличивает стоимость системы. Поэтому решение об использовании столь солидного компонента следует принимать только после оптимизации цепей питания с целью сокращения потерь на передачу мощности от аккумулятора к усилителям. Длина кабелей питания должна быть минимальной, сечение - как можно больше. Большое значение также имеет качество контакта в месте подключения - кабели обязательно должны быть оборудованы хорошими соединительными зажимами с малым сопротивлением.
После того как все провода укорочены до предела и оснащены блестящими зажимами, следует провести оценку эффективности принятых мер. Включите двигатель, выберите музыку с хорошими басами, и включите ее на полную громкость. Обратите внимание на лампы панели приборов. Если они присваивают себе функции цветомузыки, тускнея при воспроизведении глубокого баса, значит? мощность системы превышает возможности аккумулятора, и покупка конденсатора будет небесполезной.


Как выбрать "правильный" конденсатор


Основные характеристики конденсатора - емкость и рабочее напряжение. Чем выше эти величины, тем больше габариты конденсатора и значительней цифра в правой колонке прайс-листа. Требуемую емкость конденсатора довольно просто определить с помощью простейшего правила "1 фарад на киловатт выходной мощности". Например, для "поддержания" системы мощностью 250 Вт следует применять конденсатор емкостью 250 000 мкФ (0,25 Ф). Допустимое рабочее напряжение конденсатора (на импортных компонентах этот параметр обозначается аббревиатурой WVDC) должно составлять 20 В. Приобретать конденсаторы с более высокими значениями емкости или напряжения нет смысла - качество звука не улучшится.
Помимо емкости и допустимого рабочего напряжения, следует обращать внимание на другую важную характеристику конденсатора - эквивалентное последовательное сопротивление (ESR). Требуемые значения данного параметра приведены в таблице 1.

Конденсаторы, кабели и ...Менее известный, но не менее важный параметр - эквивалентная последовательная индуктивность (ESL) конденсатора. Эта характеристика определяет сопротивление конденсатора при работе на высоких частотах (в частности, в случае подключения конденсатора к мощным импульсным источникам питания). Для того, чтобы конденсатор продолжал выполнять свои функции и на высоких частотах, его эквивалентная последовательная индуктивность должна быть меньше значения того же параметра проводов питания. Нормальное значение составляет приблизительно 1 мкГн. К сожалению, производители конденсаторов далеко не всегда указывают значение ESL.
Практически все конденсаторы большой емкости содержат электролит. Испарение электролита со временем приводит к снижению емкости и резкому повышению величины ESR. Стойкость конденсатора к высыханию можно косвенно оценить по указанному диапазону рабочих температур. Как правило, предельная температура работы конденсаторов составляет от 85 С до 105 С. При покупке конденсаторов предпочтение следует отдавать моделям с большим значением предельно допустимой температуры (95 С или выше). Основным преимуществом "высокотемпературных" компонентов является не возможность работы в условиях сауны, а продолжительный срок службы.
Специально для максималистов, готовых расстаться со значительной суммой, предлагаются модели конденсаторов со встроенным электронным блоком, контролирующим работу накопителя. Как правило, такие конденсаторы оснащены светодиодным индикатором заряда, либо графическим дисплеем. Некоторые модели оборудованы более полезной опцией - устройством защиты от подключения в неверной полярности.


Установка конденсатора по питанию


Поскольку сопротивление конденсатора очень мало, то, для предотвращения снижения амплитуды тока из-за сопротивления соединительных проводов, устанавливать его необходимо непосредственно рядом с усилителем. Максимальное расстояние составляет 60 см, но чем меньше, тем лучше. Например, некоторые фирмы предлагают вариант, когда конденсатор крепится непосредственно на самом усилителе, что удобно и практично. В некоторых инсталляциях приходится видеть такое: усилители размещены на одной боковой стенке багажника, конденсаторы — на другой. Даже если это будет выглядеть красиво и зрелищно, проку от такого размещения мало — слишком велико расстояние между конденсатором и усилителями.

Главное при установке конденсатора - не перепутать полярность (в противном случае можно стать свидетелем выброса электролита). Вообще, конденсатор представляет собой некое подобие сжатой пружины, поэтому любые подключения следует выполнять только после двукратной проверки. Конденсатор следует устанавливать возле усилителя рядом с проводами питания. Не стоит сразу же подключать его к проводам: из-за высокого тока заряда сгорит предохранитель. Заряжать конденсатор следует в следующем порядке:
1. Подключите провод "массы" к отрицательному выводу конденсатора (положительный вывод пока подключать не следует);
2. Возьмите любую автомобильную лампу и включите ее в цепь между "плюсовым" проводом аккумулятора и положительным выводом конденсатора. При этом конденсатор начнет заряжаться, но ток заряда будет меньше, по сравнению с прямым подключением. Процесс заряда конденсатора легко контролировать по "поведению" лампы: она горит во время заряда и гаснет после того, как конденсатор зарядился полностью;
3. Подключите "плюсовый" провод к положительному выводу конденсатора;
После этого следует только убедиться, что деньги были потрачены не зря, и хороший бас не "подсаживает" лампочки панели приборов. Если это так, можно приступать к выбору других полезных компонентов, призванных улучшить звучание мощной автомобильной системы или упростить ее эксплуатацию.

Кабели для подключения динамиков


Конденсаторы, кабели и ...Достаточно открыть любой аудиофильский журнал, чтобы понять - кабели являются едва ли не более важными компонентами системы, чем динамики или усилители. Способности экспертов поражают: кто-то может на слух определить, в какой стране добывалась медь для кабеля, другие чувствуют тонкое различие между проводами квадратного и круглого сечений. Нет сомнения, фирменные кабели будут "звучать" лучше, чем четыре метра телефонного провода, но качество звука зависит в основном от сечения кабеля и качества контакта, а не от направления ориентации кристаллов меди, формы в поперечном сечении и прочих "оккультных" факторов. По сравнению с обычным медным проводом достаточного сечения, преимущества "фирменных" проводов сводятся к косметическим отличиям.
Кабели для динамиков следует выбирать по величине сопротивления. Для подключения 4-оммных динамиков желательно использовать провода с сопротивлением менее 0,1 Ом. Использование проводов с более высоким сопротивлением может привести к появлению искажений при воспроизведении глубоких басов.

Конденсаторы, кабели и ...Сопротивление сильно зависит от длины провода и его сечения. В таблице 2 данные, позволяющие выбрать сечение провода в зависимости от его длины (приведены минимальные значения). Провода с таким сечением гарантированно имеют сопротивление менее 0,1 Ом. При использовании более коротких проводов (или проводов увеличенного сечения) сопротивление будет еще меньше.
Поскольку при инсталляции систем часто применяются импортные кабели, данные о сечении проводов приведены в виде калибра AWG (American Wire Gauge). Чем меньше калибр AWG, тем больше диаметр провода (см. таблицу 3). При использовании динамиков сопротивлением 2 Ом от соответствующего значения калибра AWG следует отнять 2. Например, при длине до 9 м следует взять кабель калибра 10.


Кабели для соединения компонентов


Как и провода для подключения динамиков, фирменные кабели для соединения компонентов обладают массой загадочных особенностей, за наличие которых производители предлагают заплатить нешуточные деньги. Чаще других упоминаются особый материал изоляции и "правильный" импеданс. Однако обращать внимание на значения этих величин стоит лишь при передаче СВЧ-сигналов или в случае очень длинных проводов, а на передачу сигнала звуковой частоты в пределах автомобиля эти факторы не оказывают совершенно никакого влияния. Покрытие проводов слоем золота обеспечивает дополнительную защиту от коррозии, но тратить на них небольшое состояние нерационально - гораздо разумнее приобрести позолоченные наконечники.
Чтобы не вызвать бурю негодования со стороны убежденных аудиофилов, отметим возможное преимущество "фирменных" кабелей перед обычными - лучшее экранирование и, соответственно, более надежную защиту от шума. Это преимущество может проявляться в следующих случаях:
используются соединительные кабели большой длины (например, от головного устройства к усилителям, установленным в багажнике);
по кабелю передается низковольтный (менее 2 В) сигнал уровня предусилителя;
в системе используются усилители высокой мощности (свыше 2 ? 100 W).
К сожалению, производители кабелей редко указывают степень защиты от шума в виде количественной величины, предпочитая подчеркивать экзотические особенности своей продукции. В лучшем случае, приводятся фразы типа double-shielded (двойное экранирование) либо 100 % foil shield (сплошное экранирование фольгой). Здесь необходимо заметить, что экранирование не всегда является стопроцентной мерой защиты от шума: часто лучшие характеристики достигаются при использовании неэкранированной витой пары.
Таким образом, самые дорогие кабели едва ли обеспечивают какие-либо серьезные преимущества, по сравнению с более доступными моделями. Для соединения компонентов системы следует покупать простые экранированные кабели с наконечниками. Возможно, единственная особенность, на которую следует обращать внимание - наличие в кабеле дополнительного провода для дистанционного включения усилителя, что избавит вас от необходимости прокладки лишних проводов. Не верьте рекламе!

Теги: Автозвук