Мультиампинг для “чайников”

В связи с тем, что, как выяснилось, многие люди вообще не понимают, что такое мультиампинг, каков его принцип, как он вообще делается и зачем, мне пришлось написать эту коротенькую разъяснительную статью.

Для начала небольшой схематический рисунок – объяснения ниже:

Любое устройство, предназначенное для эффективного излучения звука в окружающее пространство, содержит в себе несколько громкоговорителей (динамиков), встроенных в то или иное акустическое оформление (корпус), а также пассивную электрическую схему, называемую переходными фильтрами (кроссовером). Эта схема (состоящая из катушек индуктивности, емкостей и резисторов) включается перед широкополосным входным сигналом (т.е. после клемм АС, но до динамиков) и обеспечивает то, чтобы на каждый громкоговоритель в АС поступало напряжение только тех частот, на которые они рассчитаны и которые призваны воспроизводить. Исключение составляют лишь широкополосные АС, в которых разделение входного сигнала на «полосы» полностью отсутствует – прямо на клеммы (обычно одного) динамика подается вся ширина полосы целиком.

Поскольку никакой реальный фильтр не может обеспечить абсолютного обрезания напряжения на заданной частоте, его рассчитывают на определенную частоту разделения, за пределами которой фильтр обеспечивает выбранную величину затухания сигнала, выражаемую в децибелах на октаву. В общем случае «октава» – это удвоение или ополовинивание частоты. Величина затухания называется «крутизной» и зависит от схемы построения фильтра. Не углубляясь в подробности, можно сказать, что простейший фильтр – так называемый фильтр 1-го порядка – состоит всего из одного реактивного элемента – емкости (при необходимости обрезать НЧ сверху) или индуктивности (при необходимости обрезать ВЧ снизу) и обеспечивает крутизну в 6дБ/окт. Говоря по-простому, это значит, что если, например, в двухполосной АС выбрать частоту раздела 2кГц и первый порядок фильтрации обоих динамиков, то сигнал басовика на частоте 4кГц должен ослабнуть вдвое, а на частоте 8кГц – вчетверо и т.д. Аналогично с пищалкой – только на частотах 1кГц и 500Гц соответственно. Вдвое большую крутизну – 12дБ/окт. – обеспечивают фильтры второго порядка, содержащие по два реактивных элемента в цепи. Затухание в 18дБ/окт. Обеспечивают фильтры третьего порядка, содержащие по три реактивных элемента и т.д. Фильтры более высоких порядков применяются достаточно редко.

Другим аспектом проблемы является то, что отдельные динамики, которые нужно «связать» воедино в рамках целостной АС, характеризуются различными чувствительностями, т.е. проще говоря, все они при одном и том же подводимом напряжении звучат с разной громкостью. Соответственно этому возникает задача снижения громкости звучания более чувствительных динамиков до уровня наименее чувствительного в системе. Это обеспечивается включением в переходные фильтры резисторов, на которых происходит дополнительное падение напряжения, т.е. аттенюация сигнала (ослабление по общему уровню, вне зависимости от частоты).

Переходные фильтры, встроенные в АС штатным образом, – вещь фиксированная и не всегда выполненная идеальным образом. Особенно это касается выравнивания чувствительности различных динамиков между собой. Поэтому в ряде случаев (но далеко не всегда) возможно улучшение штатной разработки путем полного отключения пассивных фильтров, освобождения клемм динамиков и заведения на них сигнала напрямую – с отдельных усилителей мощности (по одному на каждую пару идентичных динамиков АС). Это и называется мультиампингом. Таким образом, для двухполосных АС потребуется 2 отдельных УМ, а для трехполосных – 3 УМ. Для широкополосников это неактуально – там всегда 1 УМ. Чрезвычайно важно при этом, чтобы все применяемые УМ были либо строго одинаковы, либо имели возможность регулировки входной чувствительности. Это необходимо для того, чтобы при одном и том же напряжении на входе каждого УМ на выходе (в идентичную нагрузку) также было строго одно и то же напряжение.

Здесь закономерно возникает вопрос: хорошо, взяли АС, выкинули из них штатные кроссоверы, оставили одни корпуса да динамики, каждый из которых запитали от своего УМ – как широкополосный сигнал-то подать на 2-3 усилителя??? Вот для этой цели и служит внешний электронный регулируемый кроссовер. Такое устройство имеет один вход для подключения предварительного усилителя-коммутатора и несколько выходов на усилители мощности. При этом электронный кроссовер позволяет гибкое разделение полос – в широких пределах регулируется все: частоты перехода, крутизна среза и глубина аттенюации в каждой полосе. Иными словами, электронный кроссовер включается в разрыв между предварительным усилителем и усилителями мощности.

Вот, например, образец великолепного электронного кроссовера от Pioneer на 4 полосы:

 

Таким образом, в руках пользователя оказывается мощнейший инструмент для прецизионного согласования полос в АС. Серьезная проблема на пути всего одна – делать настройки на слух категорически нельзя. Необходимы серьезные акустические измерения. Я пользуюсь одним из лучших измерительных комплексов в мире – MLSSA. Ответы на любые вопросы касательно технических характеристик и возможностей этой измерительной системы (как меряет, что меряет, чем меряет и т.д.) можно найти на сайте производителя.

Обычно перевод АС в мультиампинг производится следующим образом. Во-первых, выбираются АС, которые позволяют не уродовать корпуса, а изначально обеспечивают прямой доступ к динамикам:

Во-вторых, производится первичное согласование динамиков по критерию максимально ровной осевой (безэховой АЧХ). И, наконец, АС устанавливаются на должные места в комнате и производится fine-tuning под конкретное помещение и зону прослушивания. Вот и все.

Автор:  Raoul Sanchez

3 комментария: Мультиампинг для “чайников”

  1. ZLOIVOVAN пишет:

    Идея раздельного усиления сигналов звукового диапазона появилась не от хорошей жизни- в пору ламповых усилителей частотный диапазон в основном ограничивался параметрами выходного трансформатора (Индуктивностью , паразитными емкостями , потерями в железе)В некоторых аппаратах стояли по два выходных трансформатора (НЧ и ВЧ)подключенных к одному выходному каскаду. В начальный период развития транзисторной техники была проблема с частотными свойствами мощных транзисторов. Широко распространенные в те годы П216, 217 и им подобные имели спад в характеристиках начиная с 7 – 8 кГц. и склонность к возникновению сквозных токов на ВЧ, а имеющие более широкую полосу транзисторы (П602 – 605) имели небольшую мощность. С появлением мощных кремниевых транзисторов такие проблемы исчезли.

    • Михаил пишет:

      Не согласен, теперь это тоже актуально, особенно для мощной портативной акустики. Например, при питании 12В, можно в 2 раза увеличить мощность акустики, разделив полосу на нч и сч/вч, без преобразований питания. Так и делают в китайской портативной полупрофессиональной акустике TEMEISHENG, выжимая около 40Вт реальных с колонки, при 12в аккумуляторе.

  2. Alex пишет:

    Имею такой усилитель и колонки сляпанные лично году этак в 1992-м. До сих пор ничего лучше по звуку не слышал. Есть одно но – все таки кроссоверные фильтры, как ни крути вносят огромные фазовые искажения, собственно также как и пассивные колоночные фильтры. Это есть большая проблема.
    Замечание по поводу настройки – надо именно настраивать все это только на слух под конкретное размещение акустики, под помещение и т.п. Мы же не графики АЧХ и ФЧХ слушаем, а МУЗЫКУ!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *