Ako si vybrať zosilňovač

Účelom auto zosilňovača je vziať nízku úroveň signálu zo zdrojového zariadenia (autorádio) a transformovať ho na vysokú úroveň signálu pre riadenie reproduktorov.
Výkon dnešných audio zosilňovačov do osobných automobilov sa pohybuje od slabých 20W na kanál až po uši drviaci výkon sahajúcí na 1kW (1000W) na kanál. Dnes, v dobe neuveriteľné „kvalitných čínskych výrobkov", je možné kúpiť zosilňovač do auta už za 40 euro. Výrobcovia ale myslia aj na movitejších milovníkov audia a ponúkajú zosilňovače v cenových hladinách samotného auta (1000 euro = 2 Škoda Favority v obstojnom stave).

Najbežnejšie konfigurácie zosilňovačov v automobiloch sú 2-kanálové a 4-kanálové. V poslednej dobe sa však značne rozšírili aj 1-kanálové zosilňovače (tzv. mono-zosilňovače), ktoré pumpujú výkon hlavne do subwooferov.

*** Triedy zosilňovačov

Trieda A – Na rovinu, ak vidíte v obchode zosilňovač do automobilu, ktorý je triedy A, tak rýchlo ruky preč. Tieto zosilňovače sú pre automobily absolútne nevhodné, pretože majú vysokú spotrebu a ich účinnosť je veľmi nízka. Našťastie, tieto zosilňovače sa väčšinou používajú iba na zosilnenie výstupu pre slúchadlá. Ale jeden nikdy nevie čo sú tí Číňania schopný poslať do EU.

Trieda B – zosilňovače tejto triedy v automobiloch nenájdete, ale my si veľmi stručne zhrnieme ich vlastnosti. V týchto zosilňovačoch sú použité samostatné tranzistory pre obe polvlny signálu. Preto je na zosilnenie celého signálu potreba dva prvky. Trieda B vykazuje v porovnaní s triedou A väčšiu účinnosť, ale trpí veľkým skreslením v oblasti, kde signál prechádza nulou. V reálnom zosilňovači pri veľmi malých signáloch/ampli­túdach sú aktívne oba tranzistory, pretože prúd v reálnych podmienkach nikdy nemôže byť nulový, a preto nie je trieda B vhodná pre milovníkov kvalitného audia.

Trieda A/B – je najrozšírenejšou triedou zosilňovačov pre osobné automobily. Táto trieda zosilňovačov je veľmi efektívna (v porovnaní s triedou A) a vykazuje menšie skreslenie (oproti triede B). Za všetko vďačíme posunu pracovného bodu tranzistorov tak, aby pracovali aj v oblasti minimálnych amplitúd, kde zosilňovač typu B vykazuje nechcené chyby v linearite.

Trieda D – Zosilňovače v tejto triede pracujú v pulzom režime podobne ako spínacie napájacie zdroje. Systém zosilňovača prepína výstup medzi maximálnym a nulovým napätím veľmi rýchlo, pričom rýchlosť zapínania výstupu je mnohonásobne vyššia ako prenášaný kmitočet. Bežný reproduktor nie je schopný tieto zmeny registrovať, takže okamžitá výchylka membrány závisí od pomeru dôb, keď je výstup zosilňovača zapnutý a keď je vypnutý. Spínaný signál pre koncový stupeň sa získa puzne-šírkovou moduláciou (PWM), ktorá ponúka na rozdiel od bežných techník vysokú účinnosť presahujúcu 90%. Vysoká účinnosť zosilňovača je daná tým, že tranzistory sú vždy naplno otvorené alebo úplne uzavreté. Vďaka tomu sú prakticky vylúčené situácie, keď je tranzistor otvorený iba čiastočne a pri veľkom prúdovom zaťažení na ňom vzniká veľký úbytok napätia – veľká časť energie sa premení na teplo, ktoré je pre nás zbytočné. Tieto zosilňovače sa z počiatku používali iba na napájanie subwooferov. To bolo spôsobené hlavne ich spomínanou vysokou účinnosťou a tiež preto, že neposkytovali tak verný výstup ako zosilňovače triedy A/B. Avšak, dnešné moderné zosilňovače triedy D už poskytujú rovnakú vernosť reprodukcie ako zosilňovače triedy A/B, pričom ich účinnosť je omnoho vyššia.

Bohužiaľ, aj dnes, a hlavne dnes, sa stretnete pri výbere zosilňovača s tým, že nie každý výrobca meria výstupný výkon zosilňovača rovnako. Preto odporúčam, držte sa osvedčených značiek a neexperimentujte. Jediným skutočným meradlom výkonu je R.M.S. alebo po slovensky – stredná efektívna hodnota.

Ak použijete zosilňovač s menším výkonom a budete ho vyťažovať na maximum, tak dôjde k rapídnemu skresleniu zvukového výstupu a u menej kvalitných zosilňovačoch sa dokonca môže na výstupe objaviť jednosmerné napätie, ktoré vaše reproduktory nemusia prežiť. Samozrejme, to že použiť výkonnejší zosilňovač na reproduktory ktoré na to nie sú stavané je vám určite jasné.

Okrem R.M.S existuje ešte jedna norma/metóda merania a tou je CEA 2006. V tomto prípade sa test zosilňovača vykonáva pri 14,4 V a 4 ohm impedancii (odpore). Podstatou je aby mal zosilňovač v rozsahu 20Hz – 20kHz maximálnu úroveň skreslenia 1% T.H.D. Výhodou tejto metódy je, že ak vyťažíte zosilňovač na hodnotu definovanú výrobcom, tak zvuk bude stále vynikajúci.

Medzi ďalšie parametre výkonu, s ktorými sa môžete pri výbere zosilňovača stretnúť sú špička (Peak) a maximálny výkon. Tieto parametre môžete veselo ignorovať a slúžia iba na pobavenie nakupujúceho, poprípade na oklamanie klasického zákazníka. Často krát sa stretnete s tým že hodnota Peak je 2-krát väčšia ako R.M.S. Áno, z technického hľadiska je to možné, z praktického to znamená asi toľko, že môžete zosilňovač vyťažiť na udávanú Peak hodnotu, teda ak Vám nevadí, že za pár sekúnd môžete ísť do obchodu po nový. Maximálny výkon je výkon, ktorý je zosilňovač schopný dodávať kontinuálne. Nevýhodou však je, že zvuk idúci z Vašich reproduktorov sa už vôbec nebude podobať na originál a ostane z neho iba nepríjemné chrčanie.

Ozaj, a ak na zosilňovači, alebo na takzvaných boosteroch uvidíte hodnotu I.L.S, tak nad tým ani nepremýšľajte a držte sa od týchto marketingových podvodov čo najďalej.

Poučenie: Jediná objektívna hodnota – R.M.S poprípade ešte lepšie CEA

*** Koľko výkonu vlastne potrebujete...?

Ak ste niekedy podrobnejšie čítali špecifikácie reproduktora, tak ste určite narazili na hodnotu citlivosti v decibeloch. Ako príklad uvediem 90 decibelov. Táto hodnota znamená, že ak budete od reproduktora vzdialený jeden meter, tak pri výkone 1W na vaše ucho bude pôsobiť práve týchto 90 decibelov. Možno sa Vám to zdá málo, ale verte mi, je to naozaj dosť. Teraz si predstavme, že sme v uzavretom vozidle a týchto reproduktorov je tu viac. Hodnota tak môže dosiahnuť aj 100 decibelov.

Otázka teda je, koľko výkonu potrebujete. Samozrejme, ak si zakladáte na poriadnej basovej linke, tak tento odstavec nie je pre Vás. Pre tých, čo si ale radi vypočujú hudbu v celej jej kráse, a nie len extrémne dunenie, ktoré zničí celý hudobný zážitok, bude 500 W zostava úplne dostačujúca. Ako príklad použijeme už spomínaných 90 decibelov. Ak k tomu jednému wattu, pri ktorom bol reproduktor schopný vyprodukovať hluk 90 decibelov pridáte 100W, tak navýšite celkovú intenzitu zvuku o 20 decibelov. Ak k tomu pridáte ďalších 100W, tak sa intenzita zvuku zvýši už iba o 3 decibeli. Takže, ak reproduktoru poskytnete výkon 400W, tak dosiahnete 116 decibelov (vždy keď zdvojnásobíte výkon, tak intenzita zvuku stúpne o 3 decibeli). Tak, a 116 decibelov je už pekne veľké číslo, ktoré vás môže pripraviť o sluch.

Pre tých čo to náhodou nevedia, tak decibel je nelineárna jednota, čo znamená že 100 decibelov nie je 2-krát väčšia intenzita zvuku ako 50 decibelov, ale niekoľko krát väčšia intenzita zvuku.

Ďalším faktorom na zváženie pri kúpe zosilňovača je cena elektrickej sústavy. Ak ste fanatik do basov, a 500W sa vám zdá málo, tak určite budete musieť investovať peknú sumu do nových káblov, alternátora, poprípade druhej batérie, pretože prúdové zaťaženie vašej elektrickej sústavy bude nad rámec jej možností. Ak sa budete hnať za výkonom, tak si zrazu uvedomíte, že ste za tieto „prkotinky“ zaplatili 3-krát viac ako za zosilňovač.

Zapojenie reproduktorov do zosilňovača

Existuje niekoľko spôsobov zapojenia reproduktorov k zosilňovaču. My si popíšeme dva hlavné typy – paralelné a sériové. Čokoľvek iné je vždy už iba kombinácia týchto dvoch.

Paralelným zapojením rozumieme, klasické zapojenie kladného pólu reproduktora na kladný pól zosilňovača a záporný pól reproduktora na záporný pól zosilňovača.

 

Sériové zapojenie zahŕňa pripojenie kladného pólu zosilňovača na kladný pól prvého reproduktora. Ďalej záporný pól prvého reproduktora sa pripojí na kladný pól druhého reproduktora. Tak, a nakoniec nám ostáva už len pripojiť záporný pól druhého reproduktora na záporný pól zosilňovača.

 

Sériové zapojenie je vhodné iba pre subwoofery, pretože chyby generované prvým reproduktorom majú vplyv na druhý reproduktor a zvuk môže byť skreslený.

*** Ceľková kvalita zosilňovača

Kvalitný zosilňovač musí byť vidieť na prvý pohľad. Pri výbere zosilňovača majte na pamäti, že kvalitné kúsky sú často veľké a ťažké. Na kvalite súčiastiek sa nešetrí a to platí aj o ich chladení. Samozrejme, taktiež treba brať do úvahy, že moderné zosilňovače triedy D sú ľahšie ako triedy A/B pretože majú vysokú účinnosť a nepotrebujú také chladenie, takže váha a veľkosť zosilňovača nie je pri výbere zas až tak smerodajná.

Ako dobrý indikátor skutočnej hodnoty výstupu zosilňovača môžete použiť jeho poistku. Všeobecne platí, že napätie je 12V – 14.4V. Účinnosť A/B zosilňovačov je 0,6 a účinnosť D zosilňovačov je 0,85.

Použijeme vzorec: hodnota poistky X napätie X účinnosť

Príklad: Ak má naša poistka hodnotu 30A, tak 30A x 14.4V x 0.6 = 259.2 W

Ak je teda výkon udávaný výrobcom 400W, tak vieme že to nie je pravda, pretože už pri výstupnom výkone 259.2 W poistka zareaguje a zničí sa.

Držíme vám palce pri výbere zosilňovača do svojho miláčika...