Конденсатор на выходе усилителя для чего нужен
Зачем нужен конденсатор для сабвуфера?
Конденсаторы для сабвуфера все чаще применяются не только на эксклюзивных “хайэндовских” аудиоинсталяциях, но и в “классических” комплектах автомобильных аудиосистем, в которых используются усилители. Конденсатор улучшает параметры усилителя и качество звучания сабвуфера.
Дело в том, что современные сабвуферы на кратковременных “пиках” сигнала могут потреблять значительный ток, который не в состоянии мгновенно обеспечить даже самый мощный аккумулятор. И какими бы “толстыми” ни были “звуковые” провода, питающие усилитель сабвуфера, они все равно обладают сопротивлением, вызывающим в момент импульса падение напряжения. В результате в работе “усилка” могут возникать так называемые провалы.
Не стоит также сбрасывать со счетов и работающий в летнее время кондиционер, отбирающий до 30% энергии генератора. Поэтому, когда аудиосистема воспроизводит, например, мощные басы, возможны искажения звука, вызванные неспособностью батареи обеспечить необходимую скорость нарастания выходного сигнала (тока потребления).
Устранить это явление помогает так называемый конденсатор для сабвуфера, представляющий собой электролитический конденсатор большой емкости, подключаемый параллельно цепи питания усилителя. Внутреннее сопротивление такого конденсатора настолько мало, что импульсный ток “отдается” усилителю моментально, тем самым, сглаживая возможные провалы. С той же быстротой конденсатор снова заряжается, готовясь “выдать порцию” для нового баса из сабвуфера.
Большинство современных автомобильных конденсаторов для сабвуфера имеют огромную электрическую емкость – несколько фарад, сопоставимую с емкостью земного шара. Поскольку они конструктивно компонуются рядом с усилителями, то, помимо нарядного и современного дизайна, эти элементы нередко снабжаются цифровыми вольтметрами и световой индикацией заряда.
В комплектах, как правило, имеется все необходимое для удобной установки конденсатора вблизи усилителя, причем расстояние между ними не должно превышать 50 сантиметров. Мощные разъемы практически всех конденсаторов для сабвуфера имеют позолоту, уменьшающую сопротивление, а рабочее напряжение достигает 24 вольт.
Как работает усилитель звуковой частоты
Введение
Добрый день уважаемый хабраюзер, я хочу рассказать тебе о основах построения усилителей звуковой частоты. Я думаю эта статья будет интересна тебе если ты никогда не занимался радиоэлектроникой, и конечно же она будет смешна тем кто не расстаётся с паяльником. И поэтому я попытаюсь расказать о данной теме как можно проще и к сожалению опуская некоторые нюансы.
Усилитель звуковой частоты или усилитель низкой частоты, что бы разобраться как он всё таки работает и зачем там так много всяких транзисторов, резисторов и конденсаторов, нужно понять как работает каждый элемент и попробовать узнать как эти элементы устроены. Для того что бы собрать примитивный усилитель нам понадобятся три вида электронных элементов: резисторы, конденсаторы и конечно транзисторы.
Резистор
Итак, резисторы у нас характеризуются сопротивлением электрическому току и это сопротивление измеряется в Омах. Каждый электропроводящий металл или сплав металлов имеют своё удельное сопротивление. Если мы возьмём проволоку определённой длинны с большим удельным сопротивлением, то у нас получится самый настоящий проволочный резистор. Для того что бы резистор был компактным, проволоку можно намотать на каркас. Таким образом у нас получится проволочный резистор, но он имеет ряд недостатков, поэтому резисторы обычно изготавливаются из металлокерамического материала. Вот так обозначаются резисторы на электрических схемах: 
Верхний вариант обозначения принят в США, нижний в России и в Европе.
Конденсатор
Конденсатор представляет из себя две металлических пластины разделённые диэлектриком. Если мы подадим на эти пластины постоянное напряжение, то появится электрическое поле, которое после отключения питания будет поддерживать на пластинах положительный и отрицательный заряды соответственно.
Основа конструкции конденсатора — две токопроводящие обкладки, между которыми находится диэлектрик
Таким образом конденсатор способен накапливать электрический заряд. Эта способность накапливать электрический заряд называется электрическая ёмкость, что есть главный параметр конденсатора. Электрическая ёмкость измеряется в Фарадах. Что ещё характерно, это то что когда мы заряжаем или разряжаем конденсатор, через него идёт электрический ток. Но как только конденсатор зарядился, он перестаёт пропускать электрический ток, а это потому что конденсатор принял заряд источника питания, то есть потенциал конденсатора и источника питания одинаковые, а если нет разности потенциалов (напряжения), нет электрического тока. Таким образом, заряженный конденсатор не пропускает постоянный электрический ток, но пропускает переменный ток, так как при подключении его к переменному электрическому току, он будет постоянно заряжаться и разряжаться. На электрических схемах его обозначают так:
Транзистор
В нашем усилителе мы будем использовать самые простые биполярные транзисторы. Транзистор изготавливают из полупроводникового материала. Нужное для нас свойство это материала, — наличие в них свободных носителей как положительных, так и отрицательных зарядов. В зависимости от того каких зарядов больше, полупроводники различают на два типа по проводимости: n-тип и p-тип (n-negative, p-positive). Отрицательные заряды — это электроны, освободившиеся с внешних оболочек атомов кристаллической решетки, а положительные — так называемые дырки. Дырки — это вакантные места, остающиеся в электронных оболочках после ухода из них электронов. Условно обозначим атомы с электроном на на внешней орбите синим кружком со знаком минус, а атомы с вакантным местом — пустым кружком:
Каждый биполярный транзистор состоит из трёх зон таких полупроводников, эти зоны называют база, эмиттер и коллектор.
Рассмотрим пример работы транзистора. Для этого подключим к транзистору две батарейки на 1,5 и на 5 вольт, плюсом к эмиттеру, а минусом к базе и коллектору соответственно (смотрим рисунок):
На контакте базы и эмиттера появится электромагнитное поле, которое буквально вырывает электроны с внешней орбиты атомов базы и переносит их в эмиттер. Свободные электроны оставляют за собой дырки, и занимают вакантные места уже в эмиттере. Это же электромагнитное поле оказывает такое же воздействие на атомы коллектора, а так как база в транзисторе достаточно тонкая относительно эмиттера и коллектора, электроны коллектора достаточно легко проходят сквозь неё в эмиттер, причём в гораздо большем количестве чем из базы.
Если же мы отключим напряжение от базы, то никакого электромагнитного поля не будет, а база будет выполнять роль диэлектрика, и транзистор будет закрыт. Таким образом при подаче на базу достаточно малого напряжения, мы можем контролировать большее поданное напряжение на эмиттер и коллектор.
Рассмотренный нами транзистор pnp-типа, так как у него две p-зоны и одна n-зона. Так же существуют npn-транзисторы, принцип действия в них такой же, но электрический ток течёт в них в противоположную сторону, чем в рассмотренном нами транзисторе. Вот так биполярные транзисторы обозначаются на электрических схемах, стрелка указывает направление тока:
Ну что ж, попробуем спроектировать из этого всего усилитель низкой частоты. Для начала нам нужен сигнал который мы будем усиливать, это может быть звуковая карта компьютера или любое другое звуковое устройство с линейным выходом. Допустим наш сигнал с максимальной амплитудой примерно 0,5 вольта при токе 0,2 А, примерно такой:
А что бы заработал самый простой 4-х омный 10 ваттный динамик, нам нужно увеличить амплитуду сигнала до 6 вольт, при силе тока I = U / R = 6 / 4 = 1,5 A.
Итак, попробуем подключить наш сигнал к транзистору. Вспомните нашу схему с транзистором и двумя батарейками, теперь вместо 1,5 вольтовой батарейки у нас у нас сигнал линейного выхода. Резистор R1 выполняет роль нагрузки, дабы не было короткого замыкания и наш транзистор не сгорел.
Но тут возникают сразу две проблемы, во-первых наш транзистор npn-типа, и открывается только при положительном значении полуволны, а при отрицательном закрывается.
Во-вторых транзистор, как и любой полупроводниковый прибор имеет нелинейные характеристики в отношении напряжения и тока и чем меньше значения тока и напряжения тем сильнее эти искажения:
Мало того что от нашего сигнала осталась только полуволна, так она ещё и будет искажена:
Это есть так называемое искажение типа ступенька.
Чтобы избавиться от этих проблем, нам нужно сместить наш сигнал в рабочую зону транзистора, где поместится вся синусоида сигнала и нелинейные искажения будут незначительны. Для этого подают на базу напряжение смещения, допустим в 1 вольт, с помощью составленного из двух резисторов R2 и R3 делителя напряжения.
А наш сигнал входящий в транзистор будет выглядеть вот так:
Теперь нам нужно изъять наш полезный сигнал с коллектора транзистора. Для этого установим конденсатор C1:
Как мы помним конденсатор пропускает переменный ток и не пропускает постоянный, поэтому он нам будет служить фильтром пропускающим только наш полезный сигнал — нашу синусоиду. А постоянная составляющая не прошедшая через конденсатор будет рассеиваться на резисторе R1. Переменный же ток, наш полезный сигнал, будет стремиться пройти через конденсатор, так сопротивление конденсатора для него ничтожно мало по сравнению с резистором R1.
Вот и получился первый транзисторный каскад нашего усилителя. Но существуют ещё два маленьких нюанса:
Мы не знаем на 100% какой сигнал входит в усилитель, вдруг всё таки источник сигнала неисправен, всякое бывает, опять же статическое электричество или вместе с полезным сигналом проходит постоянное напряжение. Это может стать причиной не правильной работы транзистора или даже спровоцировать его поломку. Для этого установим конденсатор С2, он подобно конденсатору С1 будет блокировать постоянный электрический ток, а так же ограниченная ёмкость конденсатора не будет пропускать пики большой амплитуды, которые могут испортить транзистор. Такие скачки напряжения обычно происходят при включении или отключении устройства.
И второй нюанс, любому источнику сигнала требуется определённая конкретная нагрузка (сопротивление). По этому для нас важно входное сопротивление каскада. Для регулировки входного сопротивления добавим в цепь эмиттера резистор R4:
Теперь мы знаем назначение каждого резистора и конденсатора в транзисторном каскаде. Давайте теперь попробуем рассчитать какие номиналы элементов нужно использовать для него.
P ст.max = 0,8*P max = 0,8 * 200мВт = 160 мВт;
I к0 = P ст.max / U кэ, где U кэ — напряжение перехода коллектор-эмиттер. На транзисторе рассеивается половина напряжения питания, вторая половина будет рассеиваться на резисторах:
I к0 = P ст.max / (U / 2) = 160 мВт / (12В / 2) = 26,7 mA;
R н = R1 + R4, где R н — общее сопротивление нагрузки;
Отношение между R1 и R4 обычно принимается 1 к 10:
Рассчитаем сопротивление нагрузки:
R1 + R4 = (U / 2) / I к0 = (12В / 2) / 26,7 mA = (12В / 2) / 0,0267 А = 224,7 Ом;
Ближайшие номиналы резисторов это 200 и 27 Ом. R1 = 200 Ом, а R4 = 27 Ом.
I б = I к / h21, где I к — ток коллектора;
I б = (U / R н) / h21 = (12В / (200 Ом + 27 Ом)) / 75 = 0,0007 А = 0,07 mA;
R2 + R3 = U / I дел = 12В / 0,007 = 1714,3 Ом
U э = I к0 * R4 = 0,0267 А * 27 Ом = 0,72 В
Да, I к0 ток покоя коллектора, но этот же ток проходит и через эмиттер, так что I к0 считают током покоя всего транзистора.
U б = U э + U см = 0,72 + 1 = 1,72 В
Теперь с помощью формулы делителя напряжения находим значения резисторов R2 и R3:
R3 = (R2 + R3) * U б / U = 1714,3 Ом * 1,72 В / 12 В = 245,7 Ом;
Ближайший номинал резистора 250 Ом;
R2 = (R2 + R3) — R3 = 1714,3 Ом — 250 Ом = 1464,3 Ом;
Номинал резистора выбираем в сторону уменьшения, ближайший R2 = 1,3 кОм.
Заключение
На выходе каскада мы получаем пропорционально усиленный сигнал и по току и по напряжению, то есть по мощности. Но одного каскада нам не хватит для требуемого усиления, так что придётся добавлять следующий и следующий… И так далее.
Рассмотренный расчёт довольно поверхностный и такая схема усиления конечно же не используется в строении усилителей, мы не должны забывать о диапазоне пропускаемых частот, искажениях и многом другом.
Тема: Нужно ли ставить разделительный конденсатор?
Опции темы
Имеется: усилитель + фонокорректор.
На входе усилителя стоит разделительный конденсатор на 1мкф.
На выходе фонокорректора тоже стоит конденсатор на 10мкф.
Вопрос: оставить как есть, или можно убрать конденсатор из фонокорректора?
В таких схемах лучше оставить. Чтобы случайно не подключить что-нибудь без конденсатора и спалить. Там где питание двуполярное, и на входе/выходе примерно 0, можно убирать.
Я закорачиваю во всех схемах.
Но в этом случае питание однополярное, поэтому конденсаторы нужны. Да и схема такая, что конденсаторы не самое плохое что портит звук.
А аппараты предполагают возможность использоваться раздельно?- или фонокорректор будет в этот усилитель встроен? А то конденсатор удалишь, а потом по запарке куда нибудь подключишь, где постоянка будет критичной.
Емкость на входе УМ показалась маловата. Я бы до нескольких мкф поднял.
оставить как есть тк оба кондера находятся под поляризуюшим напряжением и вносят мало искажений если электролит закоротить то при всех недостатках описаных выше в плане опасности еще и входной кондер будет почти без поляризующего напряжения и не факт что это будет лучше
просто я бы поставил качественный электролит
а как у Вас сделан РГ?
опять теплое смягким попутали. ((( помехоподавление, блокировка. итп. а у Вас все в одну кучу
Зачем в усилителях заменяют конденсаторы на более именитые и дорогие?
Друзья, добрый день!
Ради интереса сижу на Авито, и заметил что есть усилители, у которых заменены конденсаторы на более именитые и дорогие. Зачем? И что фирма изготовитель не могла сразу их поставить при стоимости усилителя 100 т.р. и более?
Вопрос ради интереса!
Ответы
По наблюдениям большая часть замен, которые от рукосуйства и зуда не улучшают звук, а разбалансируют его. Допустим, было простенько, но бедненько. Поменяли, в звуке вылезла середина (например) и что, стало лучше? Нет, не лучше, хуже. Потому как улучшение должно быть ровным в идеале, по всем составляющим. Но так бывает далеко не всегда, потому что нужно понимать схему, мыслить как минимум на уровне разработчика. Но это дано не всем, а малому числу людей. Поэтому в некоторых случаях апгрейды действительно получаются. У когда-то давно был такой один усилитель, с которым мастер работал пару месяцев, приводил в чувство, сначала убрал возрастные болячки, потом отдал трансформатор на завод на перемотку на родном железе (аппарат был на 100 вольт), потом переделал несколько питание, изменил режимы работы транзисторов. Усилителя у меня давно нет, но он много лет радует звуком одного моего знакомого. И это действительно хороший звук, к тому же не выпадающий из рамок фирменного стиля и почерка аппарата, просто все подтянули ровно на более высокий уровень. А усилитель и изначально был из весьма неплохих. Но с ним поработал человек, который понимал что и как нужно делать и имел существенный опыт. Большинство же агрейдов только перекашивают звук, потому как делаются бессистемно.
еще есть один полный и понятный ответ, вот он: потому что доLboeбы с банановыми мозгами лезут туда не зная куда и меняют то не зная что. Они же считают себя как правило умнее инженеров различных брендов, различают звучание конденсаторов и являются ярыми противниками лыжной мази)
имею знакомых разрабов из Бердска, хвалюсь)))
Их главная жалоба: тупые мужики в сапогах диктуют нам чем и как работать)))
Такая-то фигня по всему ссср )) не вините инженера, он хотел, но ему запрещено
Был у меня в середине 80-х лентопротяг от бердских инженеров. Пытался сделать кассетную деку, то ещё изделие, не для слабонервных.
Абсолютно верно!Сначала вас собирают. Пламенная речь начальства-даешь наш Акай! А потом: этих детали нам не дадут,так наши монтажницы не сделают, это вообще, дорого. Результат: на выходе трехпрограммное радио. А сейчас еще и эффективные менеджеры добавились, они повыкинут отстатки того радио(трехпрограммного), закроют проект, купят за 10 рублей в Китае барахло-продадут у нас за 1000 и все,все довольны, при деле.
😂☺😂 Плюсанул, зачёт 👍 Считаю, что менять нужно тогда, когда они изжили свой ресурс.
К разговору несколько картинок. Так проверяю электролиты на шум. Пояснять не стал и так надеюсь понятно, кто один из разрушителей правильного звука. Осциллограф у меня очень хороший, палит всех и вся. Сколько может стоить фирменный, с чувствительностью 50 мкв / большое деление, на большой трубке, даже представить не решаюсь. Чувство, практически, как у радиоприёмника.
а по моему, они одинаковые))
неее. разные. один размах сигнала чего стоит. в одном случае 150 мкв а в другом 300.
очки, не надо их избегать
Как щщас помню, сдох у меня в накале Jamicon и поменял я их на зелёненькие Nichicone Muse… Сильно приятно удивился
Даже визуально, не одинаковы. Более острые выбросы говорят о недостаточной способности конденсатора гасить ВЧ иголки по питанию, коих при преобразовании достаточно. По цене отличаются в разы. Ещё картинка моего апгрейда ЦАПа. Чтобы не загромождать ветку, остальные картинки вставлять не буду, ограничусь данными из даташита. И ещё, после замены конденсаторов, лишний раз убедился, важна не позиция в цене и рейтинге микросхемы USB приёмника или ЦАПа, а как и что ты возле него выплясываешь. Стояли простейшие Ничиконы 100 мкф х 6,3 вольта, риппл тока 0,07а. Поставил на стабилизатор ЦАПа полимерный Nippon 560 мкф х 4 вольта, риппл 5,23А! В стабилизатор приёмнка USB, органический полупроводниковый Sanyo Os-Con 560 мкф х 4 вольта, риппл 4.08А. Такая, на первый взгляд, не особо значительная доработка, изменила ЦАП радикально. Уменьшение шума по питанию, очень важно для правильного взвешивания значений цифровых данных при преобразовании.
100 тысяч сейчас только звучит сто тыщ. А это всего 1500 долларов,за такие деньги,да еще при ценах в РФ получается начальный уровень.
Я бы даже сказал меганачальный! Для полных нищебродов! 🙂 1500 всего, нее это не наш путь! :)))
Для минусующих это шутка.
И кто то «слишком много кушать»
Согласитесь что заграницкй за 1500 долларов можно взять технику уровнем повыше.
А зачем меняют шнурки? Наверно причина в этом))
Шнур он ведь внешний,внутрь лезть не надо,а лезть в конструкцию я не понимаю зачем,если всё работает.
Зачем нужен конденсатор для автоакустики сегодня
Зачем нужен конденсатор для автоакустики
Зачем нужен конденсатор для автоакустики, знают все те, кто так или иначе сталкивался с автозвуком. Дело в том, что когда устанавливается аудиосистема своими руками, приходится изучать множество материалов.
И в рекомендациях указывается, что вместе с усилителем обязательно должен ставиться конденсатор или накопитель. Нужны ли конденсаторы для акустики в авто или все это мифы.
Если нужны, то зачем и какова их роль во всей системе. Вот о чем пойдет речь в нашей статье.
Общая информация
Лучшие конденсаторы для акустики
Итак, зачем же нужен конденсатор? Как известно, цена на него не маленькая и не все автомобилисты, даже любители хорошего звука, желают лишний раз урезать свой бюджет.
С другой стороны, каждый меломан рано или поздно обзаводится мощной акустической системой или доводит ее до совершенства. Это очень хорошо, но чем мощнее система, тем больше энергии ей подавай.
Примечание. АКБ не способна отдавать такую энергию, в результате чего происходит просадка (ниже подробно описывается, что это значит). Выражается просадка тем, что фары автомобиля начинают «моргать», падает мощность усилителя, бас идущий от сабвуфера, прежде четкий, становится «размытым».
В отдельных и особо тяжелых случаях резкое падение напряжения усилителя приводит к клиппингу, что грозит повреждением динамиков.
Правда или нет
По сей день и в интернете, на различных форумах, в блогах ведутся горячие споры, относительно надобности или бесполезности такого накопителя, как конденсатор. Сами споры, к огромному сожалению любителей автозвука, к истине никакой не приводят.
Они полностью бесполезны, ввиду того, что оппоненты даже не имеют начального школьного представления, касающиеся физики.
Примечание. Самая большая глупость, которую можно вычитать из форумов, гласит, что надо устанавливать конденсатор из расчета только фарадов на киловатт. Такие рекомендации в корне не верны, так как не поймешь, откуда они взяты.
Итак, чтобы в некоторой степени раскрыть завесу, давайте вернемся к урокам по физике. По мере того, как будут обновляться в нашей памяти ценные знания, все мифы исчезнут, как утренний дымок.
Различия конденсатора и АКБ
Примечание. Отличие конденсатора от аккумулятора в том, что пик отдачи энергии у конденсатора приходится только на первый миг, а затем происходит резкий упадок заряда. Тем самым, падает и скорость отдачи вместе с зарядом.
Различия конденсатора и ионистора
Ионистор для сабвуфера
Ионисторы – это то, что возят у себя в багажнике большая часть меломанов.
Отличается от конденсатора следующими параметрами:
Оптимальное время работы ионистора равно: 1 сек/83 кул.
Проверка ионистора
Рекомендуется проверять ионистор, чтобы наглядно понимать, как он работает:
Примечание. Все это означает, что при первом ударе саба заряд упадет и ионистор превратится в лишний компонент питания, поскольку полезным и активным он бывает лишь, когда его заряд больше напряжения в сети.
Такая ситуация среди любителей автозвука называется просадкой, но она может быть значительно хуже, если используются в питании тонкие некачественные провода и дешевый обмедненный алюминий. В этом случае к обычной просадке добавляется еще и просадка кабеля.
Примечание. Надо знать, чем опасна просадка кабеля. Дело в том, что при резком возрастании потребления происходит реактивное сопротивление. Чем больше и быстрее пользователь попытается взять с кабеля энергию, тем тот (кабель) сильнее этому будет препятствовать (если он тонкий и длинный).
Проблема дешевого и некачественного кабеля отразится и на ионисторе, который разрядившись, уже не сможет более получить энергию.
Установка конденсатора
При установке конденсатора рекомендуется подключать его параллельно питанию усилителя(см.Как подключить к автомагнитоле усилитель: сам себе мастер). Ставить его надо, как можно ближе к усилителю мощности, по крайней мере, не дальше 60 см.
Если на место ионистора поставить конденсатор, то результат будет намного эффективнее.
Делается все так:
Совет. Пока не проверим все клеммы и не удостоверимся, что есть 14 вольт, конденсатор не соединяем.
Примечание. Еще одним заблуждением является тот факт, что якобы конденсатор нуждается в системах, где необходима большая громкость или на соревнованиях эс пи эль. В обычных случаях, конденсатор удачно заменит ионистор.
Доказать необходимость конденсатора и в обычных автомобильных акустических системах можно, исходя из нижеприведенного:
Одним словом, в эс пи эль уж точно никакой конденсатор или иной накопитель не используется.
Лучшие конденсаторы
Какой конденсатор лучше для акустики
На сегодняшний день, конденсаторов, как и любой другой продукции автозвука, на рынке очень много. Некоторые производители усилителей, даже заранее предусматривают клеммы, предназначенные для подключения конденсатора.
Примечание. К таким усилителям можно отнести Аудисон Весис HV Venti, который даже признан лучшим акустическим усилителем прошлого года.
Focal
Другой известный производитель усилителей и высококачественной аудиотехники, но уже из Франции, Фокал, в своих моделях использует иное решение: для конденсаторов здесь предусматривается место после блока питания усилителя. Именно здесь, как утверждают эксперты, эффективность использования дополнительных накопителей во много раз выше.
Конденсатор какой лучше для акустики
Примечание. Недостатком такого конденсатора, является то, что подходит он только к усилителям своей марки Фокал.
Особенности у этого конденсатора следующие:
Примечание. Количество конденсаторов соответствует числу блоков питания усилителей.
В процессе установки конденсатора своими руками, будет полезно посмотреть тематический видео обзор. Не менее важны качественные фото – материалы, схемы, инструкция и чертежи. Цена на конденсаторы разная, но лучший из всех стоит не дешево.