Скільки гучномовців можна підключити до підсилювача?

Відповідь на це питання багато в чому залежить від обраної схеми включення гучномовців і від параметрів підсилювача.

Що стосується схем включення, то їх всього 3: послідовна, паралельна і комбінована (послідовно-паралельна), але на них ми зупинимося трохи пізніше.

Зараз давайте розберемося з параметрами підсилювача. Нам їх знадобиться два: мінімальний опір навантаження і потужність підсилювача.

Потужність підсилювача в технічних характеристиках зазвичай вказується для різних значень навантаження.

Наприклад, для підсилювача PARK AUDIO V4-900, вказується потужність для опору навантаження 8 Ом - 280 Вт / канал і для 4 Ом - 450 Вт / канал.

На жаль, мінімальний опір навантаження не завжди вказується безпосередньо в технічних характеристиках підсилювача, з цього це слід вважати мінімальний опір, на яке вказана потужність. Наприклад, для підсилювача PARK AUDIO V4-900 мінімальний опір навантаження - 4 Ома.

Для особливо нетерплячих пропоную розглянути таблицю, в якій зазначено, скільки гучномовців з опором 4, 8 або 16 Ом можна підключити до підсилювача з мінімальним опором навантаження 8, 4, 2,7 або 2 Ома. У таблиці розглянемо тільки два варіанти включення гучномовців - паралельний і послідовний:

Ті хто не любить вникати в деталі можуть зупинитися на цій таблиці, для інших же продовжуємо:

Послідовне з'єднання гучномовців

Зрозуміло, що коли гучномовці з'єднані в послідовний ланцюжок, зростає опір навантаження. Також зрозуміло, що зі збільшенням кількості ланок воно росте. В принципі послідовно можна з'єднати скільки завгодно гучномовців, проте їх загальний опір не повинно перевищувати 16 Ом: підсилювачів, що працюють з більш високими навантаженнями, небагато.

Позитивний вихідний роз'єм каналу підсилювача з'єднується з плюсовою клемою гучномовця А, а «мінус» того ж гучномовця - з «плюсом» гучномовця В. Після чого мінусова клема гучномовця В підключається до негативного виходу того ж каналу посилення. За тією ж схемою будується і другий канал. Це два гучномовця. Якщо потрібно послідовно з'єднати, скажімо, чотири гучномовця, то метод аналогічний. «Мінус» гучномовця У замість того, щоб підключатися до виходу підсилювача, з'єднується з «плюсом» С. Далі від мінусової клеми C кидається провід на «плюс» D, а вже від «мінуса» D відбувається з'єднання з негативним вихідним роз'ємом підсилювача.

Обчислення еквівалентного опору навантаження каналу посилення, на який навантажена ланцюжок послідовно з'єднаних гучномовців, проводиться простим додаванням за такою формулою: Zt = Za + Zb, де Zt - еквівалентний опір навантаження, а Za і Zb відповідно опір гучномовців а і В. наприклад, є у вас чотири настінних гучномовця опором 8 Ом і один-єдиний стереопідсилювач 2 х 100 Вт, що не терпить низькоомних (менше 8 Ом) навантажень. В цьому випадку послідовне з'єднання гучномовців - єдино можливий варіант. Кожен канал посилення при цьому обслуговує пару головок із загальним опором 16 Ом, що легко вписується в зазначені вище 16-омні рамки. Тоді як паралельне включення гучномовців (про нього пізніше) призведе до неприпустимого (менше 8 Ом) зниження опору навантаження обох каналів і в результаті виходу з ладу підсилювача. Коли до одного каналу посилення послідовно підключається більше одного гучномовця, це неминуче відбивається на вихідний потужності. Повернемося до прикладу з двома сполученими послідовно настінними гучномовцями і одним 200-ватним стереопідсилювачем, мінімальний опір навантаження якого 8 Ом. Щоб з'ясувати, скільки ват при таких умовах зможе віддати гучномовцях підсилювач, потрібно вирішити ще одне нескладне рівняння: Po = Pr x (Zr / Zt), де Po - потужність, що підводиться, Pr - виміряна потужність підсилювача, Zr - опір навантаження, при якому проводилися виміру реальної потужності підсилювача, Zt - сумарний опір гучномовців, навантажених на даний канал. У нашому випадку виходить: Po = 100 x (8/16). Тобто 50 ват. гучномовців у нас два, тому «полтинник» ділиться на два. В результаті кожен гучномовець отримає по 25 ват.

Паралельне з'єднання гучномовців

Тут все в точності до навпаки: при паралельному з'єднанні опір навантаженні падає пропорційно кількості гучномовців. Відповідно зростає вихідна потужність.Число гучномовців обмежена здатністю підсилювача працювати на низьких навантаженнях і потужностними межами самих гучномовців, включених паралельно. У більшості випадків підсилювачі цілком справляються з навантаженнями в 8 Ом, рідше в 4 му. Існують апарати, яким по зубах і 2 ома, але це вже дійсно велика рідкість. Що стосується сучасних гучномовців, то тут розкид потужних параметрів від десятків до сотень ват.

Провід від плюсового вихідного роз'єму з'єднується з позитивними клемами гучномовців А і В (найпростіше з'єднати спочатку вихід підсилювача з «плюсом» динаміка А, а потім вже від нього тягнути дріт до динаміка В). За тією ж схемою з'єднуються мінусовій висновок підсилювача з «мінусами» обох гучномовців. Обчислення еквівалентного опору навантаження каналу посилення при паралельному з'єднанні гучномовців трохи складніше. Формула така: Zt = (Za x Zb) / (Za + Zb), де Zt - еквівалентний опір навантаження, a Za і Zb - опір гучномовців. Тепер уявімо, що у нас є 2-канальний підсилювач потужністю 2 х 100 Вт на навантаження 8 Ом, але стабільно працюючий при 4 Омах. Включення двох 8-омних гучномовців в паралель дозволить значно збільшити вихідну потужність, оскільки опір навантаженні каналу посилення скоротитися вдвічі. За нашою формулою отримуємо: Zt = (8 + 8) / (8 + 8). В результаті маємо 4 Ом, що за умови хорошого запасу по струму у підсилювача дасть 4-кратний приріст потужності на канал: Po = 100 x (8/4). Або 200 ват на канал замість 50, отриманих при послідовному з'єднанні гучномовців.  

Послідовно-паралельне з'єднання гучномовців

Зазвичай ця схема застосовується для збільшення кількості гучномовців з тим, щоб домогтися підвищення сумарної потужності аудіосистеми при збереженні адекватного опору навантаження. Тобто на один канал посилення можна задіяти скільки завгодно гучномовців, якщо їх сумарний опір знаходиться в уже позначених нами межах від 2 до 16 Ом.

Підключення, наприклад, 4 гучномовців за цим способом проводиться таким чином. Кабель від позитивного вихідного роз'єму підсилювача з'єднується з позитивними клемами гучномовців А і С. Потім «мінуса» A і C підключаються до «плюсів» гучномовців B і D відповідно. Нарешті, кабель від негативного виходу підсилювача з'єднується з мінусовими клемами гучномовців B і D. Для обчислення сумарного опору навантаженні каналу посилення, який працює з чотирма головками, з'єднаними по комбінаторному способу, застосовується наступна формула: Zt = (Zab x Zcd) / (Zab x Zcd), де Zab - сумарний опір гучномовців а і В, а Zcd - сумарний опір гучномовців C і D (між собою вони з'єднані послідовно, тому опір підсумовується). Візьмемо все той же приклад з 2-канальним підсилювачем, стабільно функціонуючим при 4 Омах . Тільки на цей раз два 8 омних гучномовця, включених паралельно, нас уже не влаштовують, і ми хочемо підключити до одного каналу посилення 4 гучномовця (теж 8-омні). Для цього нам потрібно знати, чи витримає апарат таке навантаження. При послідовному з'єднанні сумарний опір дорівнюватиме 32 Ом, що нікого не влаштовує. При паралельному - 2 Ом, що вже не вписується в параметри підсилювача. Залишається послідовно-паралельна схема. Прості підрахунки показують, що в нашому випадку один канал посилення буде навантажений стандартними 8 Омамі, розгойдуючи при цьому відразу чотири гучномовця. Оскільки 8 Ом - навантаження стандартна для нашого підсилювача, то ніяких втрат і приростів потужних показників в даному випадку не відбудеться. У нашому випадку - це 100 ват на канал, порівну поділені на чотири 8-омних динаміка.

Підводимо підсумки

При використанні послідовно-паралельної схеми включення, в принципі, можна включити досить велика кількість гучномовців. Але схема включення виходить дуже складною, і якщо потрібно буде що-небудь змінити в системі фонового звуку (наприклад розширення системи декількома гучномовцями), розібратися в цій схемі буде дуже непросто, особливо якщо вся комутація проходить під стелею, як зазвичай буває. З цього рекомендується використовувати або паралельну, або послідовну схему включення - вони прості і зрозумілі. У тому ж випадку, якщо при використанні цих схем неможливо включити достатню кількість гучномовців - використовуйте 100-вольт системи. Головне при побудові подібних схем - не перестаратися. Перш за все в тому, що стосується мінімального навантаження підсилювача. Більшість сучасних побутових Hi-Fi підсилювачів, музичних центрів і всеразлічнимі домашніх кінотеатрів здатне працювати з навантаженнями не нижче 8 Ом, професійні ж апарати часто призначені для роботи з 4 і навіть 2 Омним навантаженням.