Jak připojit reproduktory? — DRIVE2

Dobrý den!
Chci hned říci, že všechny informace a ilustrace jsou shromážděny z článků různých autorů.

Jak připojit reproduktory?
Sériové, paralelní a smíšené připojení reproduktorů
Nejdůležitější při zapojování reproduktorů je provést zapojení tak, aby ani jeden reproduktor nebyl přetížen. Přetížení hrozí poškozením reproduktoru.
Je důležité pochopit, že reproduktor může být napájen výkonem menším nebo rovným jmenovitému výkonu, pro který je ve skutečnosti navržen. V opačném případě dříve nebo později selže kvůli přetížení i ten nejkvalitnější reproduktor.
Je jasné, že před připojením reproduktorů je musíte definovat:
• Jmenovitý výkon (W, W);
• Aktivní odpor kmitací cívky (Ohm, Ω).
To vše je zpravidla uvedeno na magnetickém systému reproduktoru nebo na koši.
1W znamená 1W, 4Ω je odpor kmitací cívky. Připojení reproduktoru. Příklad.
Začněme takříkajíc od základů – jasné příklady. Představme si, že máme 6wattový zesilovač zvuku (AMP) a 3 reproduktory. Dva 1W reproduktory (odpor cívky 8 Ω každý) a jeden 4W reproduktor (8 Ω). Úkolem je připojit všechny 3 reproduktory k zesilovači.
Nejprve se podívejme na příklad nevěrný zapojení těchto reproduktorů Zde je vizuální nákres.

Jak vidíte, odpor všech tří reproduktorů je stejný a rovná se 8 Ω. Vzhledem k tomu, že se jedná o paralelní připojení reproduktorů, bude proud rovnoměrně rozdělen mezi 3 reproduktory. Při maximálním výkonu zesilovače (6 W) obdrží každý reproduktor 2 W výkonu. Je jasné, že budou přetíženy 2 ze 3 reproduktorů – ty, jejichž jmenovitý výkon je 1 W. Je jasné, že takové schéma zapojení není vhodné.
Pokud by zesilovač vydával pouze 3 W zvukového výkonu, pak by byl takový obvod vhodný, ale 4 W reproduktor by nefungoval na plnou kapacitu – „filonil“. I když to není vždy kritické.
Nyní si uveďme příklad správného zapojení stejných reproduktorů. Použijme tzv. smíšené zapojení (sériové i paralelní).
Zapojme dva 1wattové reproduktory do série. Díky tomu bude jejich celkový odpor 16 Ω.
Nyní k nim paralelně připojíme 4wattový reproduktor s odporem 8 Ω.

Když zesilovač pracuje na maximální výkon, proud v obvodu se rozdělí na základě odporu. Vzhledem k tomu, že odpor sériového obvodu dvou reproduktorů je 2krát větší (tj. 16 Ω), budou reproduktory přijímat pouze 2 watty zvukového výkonu ze zesilovače (každý 1 watt). Ale 4wattový reproduktor spotřebuje 4 watty. Ale bude fungovat podle svého jmenovitého výkonu. S takovým spojením nedojde k přetížení. Každý reproduktor bude fungovat normálně.
A ještě jeden příklad.
Máme 4-wattový audio zesilovač (UMZCH, neboli „zesilovač“). 4 reproduktory, výkon každého je 1 watt a odpor každého je 8 Ω. Na výstup zesilovače lze připojit zátěž s odporem 8 Ω. Reproduktory je potřeba propojit tak, aby jejich celkový odpor byl 8 Ω.
Jak v tomto případě správně propojit reproduktory k sobě?
Sériové zapojení reproduktorů.
Nejprve zapojme všechny reproduktory do série. Co jako výsledek získáme?

Jelikož při sériovém zapojení se odpor reproduktorů sčítá, výsledkem je kompozitní reproduktor s odporem 32 ohmů! Je jasné, že takové schéma připojení nebude fungovat. Mimochodem, stejný odpor (32 Ω) má i kapsle sluchátek – lidově „špunty“.
Připojíme-li takovýto 32 Ω složený reproduktor na 8ohmový výstup našeho zesilovače, tak díky vysokému odporu bude reproduktory protékat málo proudu. Reproduktory budou znít velmi tiše. Efektivní přizpůsobení mezi zesilovačem a zátěží (reproduktory) nebude fungovat.
Paralelní zapojení reproduktorů.
Nyní zapojíme všechny reproduktory paralelně – co se stane?

Při paralelním zapojení se celkový odpor vypočítá pomocí tohoto složitého vzorce.

Jak vidíte, celkový odpor (Rtot) je 2 Ω. To je méně, než je nutné. Připojíme-li naše reproduktory pomocí tohoto obvodu na 8 ohmový výstup zesilovače, pak bude reproduktory protékat velký proud díky nízkému odporu (2 Ω). Z tohoto důvodu může zesilovač selhat.
Paralelní a sériové zapojení reproduktorů (smíšené zapojení).
No, když použijeme smíšenou směs, dostaneme tohle.

Když jsou reproduktory zapojeny do série, jejich odpor se sečte, dostaneme 2 ramena po 16 Ω. Dále vypočítáme odpor pomocí zjednodušeného vzorce, protože máme pouze 2 paralelně zapojená ramena.

Toto zapojení je již vhodné pro náš zesilovač. Tím jsme sladili výstupní impedanci zesilovače se zátěží – naším kompozitním reproduktorem (reproduktorem). Zesilovač dodá zátěži plný výkon bez přetížení.
Při připojování reproduktorů nezapomeňte na jejich soufázové přepínání „+“ „-“.
VÝPOČET ODPORU NĚKOLIKA REPRODUKTORŮ.

Daisy řetězení reproduktorů
Při řetězovém zapojení (obr. 1) jsou reproduktory zapojeny do série, jeden po druhém. Je velmi důležité správně nafázovat reproduktory a propojit plus jednoho reproduktoru s mínusem druhého. Při sériovém zapojení se celkový odpor zvyšuje a výstupní výkon klesá. Tuto metodu lze použít ke snížení výstupního výkonu kanálu, který podporuje zvuk ostatních, jako jsou zadní nebo středové kanály. Je lepší zapojit ne více než dva reproduktory do série, protože více reproduktorů výrazně sníží výstupní výkon. Nemůžete připojit reproduktory s různými impedancemi, například čtyř- a osmiohmové, protože v tomto případě bude mít každý z nich jinou hlasitost. Sériově lze zapojit pouze naprosto identické reproduktory, protože různé reproduktory mohou mít i různé odpory v rozsahu 0.5 Ohm.

Při sériovém zapojení se impedance reproduktoru vypočítá podle vzorce:
R = R1 + R2,
kde R je odpor, který získáme jako výsledek takového spojení, a R1 a R2 jsou odpory reproduktorů 1 a 2. Odpor více reproduktorů se vypočítá podobně: R = R1 + R2 + R3 + . + Rn, tj. odpory se sčítají.
Snížení výkonu v důsledku zvýšené zátěže se vypočítá podle vzorce:
P = Preal (Rreal/Rcurrent),
kde P je výkon při změněné zátěži, Preal je jmenovitý výkon zesilovače při standardním odporu, Rreal je zátěžový odpor, při kterém byl naměřen skutečný výkon zesilovače (jmenovitý zátěžový odpor), Rcurrent je celkový odpor zesilovače. reproduktory, které jsme získali. Tento vzorec lze použít pro kterýkoli ze tří popsaných typů zapojení a s jeho pomocí lze snadno vypočítat nárůst nebo pokles výkonu zesilovače v důsledku nestandardního zatížení.
Paralelní zapojení reproduktorů
Při paralelním zapojení reproduktorů (obr. 2) se zvyšuje výstupní výkon a snižuje se odpor. Při tomto zapojení dvou čtyřohmových reproduktorů bude jejich kombinovaná impedance 2 ohmy a musíte vědět, zda zesilovač zvládne tak nízkou zátěž. Mnohem častěji se setkáte se zesilovači, které dokážou normálně pracovat s odporem 2 ohmy než s 1 nebo 0.5 ohmy – ty druhé jsou již velmi vzácné.

Připojením zátěžové impedance nižší, než je její jmenovitá hodnota k zesilovači, může dojít k poškození zařízení. Ale pokud zesilovač dříve pracoval s odporem čtyř ohmů a mohl pracovat při dvou ohmech, nyní bude pro takovou zátěž vyrábět mnohem více energie a možná bude potřebovat výkonnější napájecí zdroj! Pokud například dříve potřeboval zesilovač pro napájení čtyři ampéry, nyní ke zdvojnásobení výkonu bude potřebovat asi osm ampérů (tedy dvakrát tolik).
Odpor, který bude po paralelním připojení reproduktorů, můžete vypočítat podle vzorce:
R = (R1 R2) / (R1 + R2),
kde R je zatěžovací odpor pro hledané paralelní zapojení a R1 a R2 jsou odpory takto připojených reproduktorů. Například odpor dvou osmiohmových reproduktorů zapojených paralelně by byl 4 ohmy [(88)/(8+8) = 4 ohmy]. Při paralelním zapojení dvou reproduktorů bude výstupní výkon zesilovače pro takovou zátěž dvojnásobný.
Kombinované připojení reproduktorů
Toto schéma zapojení (obr. 3) slouží k získání požadovaného odporu pro zesilovač. Například za účelem připojení čtyř reproduktorů s celkovou impedancí 4 ohmy. Pro výpočet zátěžového odporu pomocí této metody připojení použijte vzorec:
R = (R1+2 R3+4) / (R1+2 + R3+4),

kde R12 je celkový odpor reproduktorů 1 a 2, které jsou zapojeny do série a R34 je stejný pro reproduktory 3 a 4. Pokud máte čtyři 30wattové 4ohmové reproduktory, pak s tímto schématem zapojení bude celkový výkon být 120 wattů a odpor bude stále stejný 4 ohmy. A výkon dodávaný ze zesilovače bude rovnoměrně rozdělen mezi čtyři reproduktory.
Pro více reproduktorů použijeme vzorec
1/Rpar=1/ R1+1/R2+1/R3+1/R4+1/R5. pro paralelní zapojení reproduktorů se stejným odporem lze vypočítat pomocí f.
Rpar = Rnom./ n, kde n je počet reproduktorů
Příklad výpočtu: Potřebujete připojit 2 reproduktory se dvěma cívkami 2 ohmy
Možnost 1, (nejlepší) obě cívky jednoho reproduktoru zapojíme paralelně, dostaneme 2/2 = 1 Ohm, zapojíme sériově s druhým reproduktorem, který má cívky také zapojeny paralelně a získáme 2 Ohm. 2/2+2/2= 2Ohm
Možnost 2: připojte všechny cívky a reproduktory v sérii 2+2+2+2=8 Ohm,
Možnost 3: cívky zapojíme do série a samotné reproduktory paralelně, (2+2)/2= 2 Ohm.
Možnost 4: všechny cívky obou reproduktorů jsou paralelní, 2/4 = 0,5 Ohm, pomyslete sami, pro toto zapojení potřebujete velmi dobré napájení zesilovače.
Doporučení:
v takovém zapojení nepoužívejte různé reproduktory, zvláště s různou impedancí!

Pokusím se rychle a jednoduše vysvětlit. Uvažujme kombinaci zesilovač-sub. Čím nižší je odpor (ohmy) subwooferu, tím větší výkon bude zesilovač produkovat (Watty). V autorádiu se používají převážně 4ohmové reproduktory. Subwoofery také přicházejí s nižším odporem, stejně jako s několika cívkami o několika ohmech.

Příklad 1: Kicker S15L74 má 2 4 Ohmové cívky. Můžete si vybrat ze 2 možností: sériové a paralelní zapojení cívek.
Při sériovém zapojení bude celkový odpor 4+4=8 ohmů
Paralelně: 1/(celkový odpor)=1/(1/4+1/4)=1/(1/2) = 2 Ohmy. To znamená, že celkový odpor bude 2 ohmy.
Příklad 2: Kicker S15L72 má 2 2 ohmové cívky.
Při sériovém zapojení bude celkový odpor 2+2=4Ohm
Paralelně: 1/(celkový odpor)=1/(1/2+1/2)=1 Ohm. To znamená, že celkový odpor bude 1 ohm.

Může být více než 2 cívky, jako u SPLX 15/4, kde jsou 4 cívky každá po 1 Ohmu.
Zesilovač produkuje více wattů s menším odporem. Moderní monobloky obecně fungují stabilně při zatížení do 1 ohmu. Některé (například RF, DD) mohou pracovat s menším odporem, ale to je vzácné a cenově extrémní.

Příklad: Zesilovač PowerAcoustik A3000DB podle pasu:
RMS @ 4 ohmy: 1100 W
RMS @ 2 ohmy: 1800 W
RMS @ 1 ohmy: 2300 W
Pouhým okem je vidět, že zesilovač na 1 ohm je téměř 2krát výkonnější než na 4. To znamená, že cena wattu @ 1 ohm je 2krát nižší než při 2 ohmech, což je určitě velké plus, protože žít ve světě omezených peněz. Ale říkají, že zvuk se stává méně kvalitním s menším odporem. Sám jsem to nekontroloval, takže nepotvrdím. I když se mi zdá, že 120DB získaných z 8 Ohmového reproduktoru a z 1 Ohmového reproduktoru se vjemově nebude lišit. Tu a tam se vlasy pohnou a bude se jim špatně dýchat, ale jako velké mínus nízkoimpedančního připojení si pro jistotu zapišme špatnou kvalitu. Opakuji: poslouchal jsem S15L72 na 1 Ohm s Oris AD2000 a zdálo se mi, že s kvalitou je vše v pořádku. Neposlouchal jsem 4 ohmy.

Nyní zkontrolujte své čtení: ÚKOL
Nechť jsou 2 reproduktory se 2 cívkami po 4 ohmech (nominální 1 kW, aby byly věci vyrovnané) a je tu 1 zesilovač s následujícími vlastnostmi:
RMS @ 4 ohmy: 1000 W
RMS @ 2 ohmy: 1500 W
RMS @ 1 ohmy: 2000 W
Jak připojit reproduktory k zesilovači za předpokladu, že všechny cívky všech subwooferů musí být napájeny, aby:
1) poskytnout maximální tlak (1 Ohm)
2) zajistit maximální kvalitu (4 Ohmy)

Odpověď:
1) všechny cívky paralelně, reproduktory paralelně, celkový odpor 1 Ohm. (je dosažen maximální výkon zesilovače)
2) všechny cívky v sérii (2 x 8 ohmů), subs paralelně. Celkový odpor 4 ohmy
OR
všechny cívky paralelně (2 x 2 ohmy), reproduktory v sérii, celkový odpor 4 ohmy.
Dělení zlomků. Chcete-li vydělit číslo zlomkem, musíte toto číslo vynásobit převráceným zlomkem.
1/(1/4+1/4)=1/(1/2)=2 Ома