Conexão serial e paralela de alto-falantes. Esquema, descrição

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É bom que o instalador tenha a oportunidade de usar um circuito de amplificação canal a canal. Porém, na maioria dos casos isso é considerado um luxo inacessível e, durante a instalação de um sistema de áudio, em nove em cada dez casos há necessidade de carregar, por exemplo, um dispositivo de dois canais com quatro alto-falantes ou um de quatro canais. dispositivo com oito.

Conexão em série e paralela de alto-falantes

Na verdade, não há nada de assustador nisso. É importante ter em mente algumas maneiras básicas de conectar alto-falantes. Nem vários, mas apenas dois: serial e paralelo. O terceiro - série paralela - é uma derivada dos dois listados. Em outras palavras, se você tem mais de um alto-falante por canal de amplificação e sabe quais cargas o dispositivo pode suportar, então escolher um, o circuito mais aceitável entre três possíveis, não é tão difícil.

Encadeamento de alto-falantes

É claro que quando os drivers estão conectados em uma cadeia em série, a resistência da carga aumenta. Também está claro que à medida que o número de links aumenta, ele cresce. Normalmente, surge a necessidade de aumentar a resistência para reduzir o desempenho de saída da acústica. Em particular, ao instalar alto-falantes traseiros ou alto-falantes de canal central, que desempenham principalmente uma função auxiliar, eles não requerem potência significativa do amplificador. Em princípio, você pode conectar quantos alto-falantes quiser em série, mas sua resistência total não deve exceder 16 Ohms: existem poucos amplificadores que suportam cargas mais altas.

A Figura 1 mostra como dois drivers são conectados em uma cadeia. O conector de saída positivo do canal do amplificador é conectado ao terminal positivo do alto-falante A, e o terminal negativo do mesmo driver é conectado ao terminal positivo do alto-falante B. Em seguida, o terminal negativo do alto-falante B é conectado à saída negativa de o mesmo canal de amplificação. O segundo canal é construído de acordo com o mesmo esquema.

Estes são dois alto-falantes. Se você precisar conectar, digamos, quatro alto-falantes em série, o método será semelhante. O alto-falante “menos” B, em vez de ser conectado à saída do amplificador, é conectado ao “mais” C. Além do terminal negativo C, um fio é lançado para o “mais” D, e do “menos” D o a conexão é feita ao conector de saída negativo do amplificador.

O cálculo da resistência de carga equivalente do canal de amplificação, que é carregado com uma cadeia de alto-falantes conectados em série, é realizado por simples adição de acordo com a seguinte fórmula: Zt = Za + Zb, onde Zt é a resistência de carga equivalente, e Za e Zb são respectivamente a resistência dos alto-falantes A e B. Por exemplo, você tem quatro cabeças de subwoofer de 12 polegadas com uma resistência de 4 ohms e um único amplificador estéreo de 2 x 100 W que não tolera baixa impedância (2 ohms ou menos) cargas. Neste caso, conectar os woofers em série é a única opção possível. Cada canal de amplificação atende a um par de cabeçotes com resistência total de 8 ohms, que se encaixa facilmente na estrutura de 16 ohms mencionada acima. Considerando que a conexão paralela de alto-falantes (mais sobre isso mais tarde) levará a uma diminuição inaceitável (menos de 2 ohms) na resistência de carga de ambos os canais e, como resultado, à falha do amplificador.

Quando mais de um alto-falante estiver conectado em série ao mesmo canal de amplificação, a potência de saída será inevitavelmente afetada. Voltemos ao exemplo com dois cabeçotes de 12 polegadas conectados em série e um amplificador estéreo de 200 watts com impedância de carga mínima de 4 ohms. Para descobrir quantos watts o amplificador pode fornecer aos alto-falantes sob tais condições, você precisa resolver outra equação simples: Po = Pr x (Zr/Zt), onde Po é a potência de entrada, Pr é a potência medida do amplificador , Zr é a resistência de carga na qual são realizadas as medições da potência real do amplificador, Zt é a resistência total dos alto-falantes carregados em um determinado canal. No nosso caso acontece: Po = 100 x (4/8). Isso é 50 watts. Temos dois alto-falantes, então os “cinquenta dólares” são divididos em dois. Como resultado, cada cabeçote receberá 25 watts.

Conexão de alto-falante paralelo

Aqui tudo é exatamente o contrário: com conexão paralela, a resistência da carga cai proporcionalmente ao número de alto-falantes. A potência de saída aumenta proporcionalmente. O número de alto-falantes é limitado pela capacidade do amplificador de operar com cargas baixas e pelos limites de potência dos próprios alto-falantes, conectados em paralelo. Na maioria dos casos, os amplificadores podem suportar cargas de 2 ohms, menos frequentemente de 1 ohm. Existem dispositivos que suportam 0,5 ohms, mas isso é realmente uma raridade. Quanto aos alto-falantes modernos, os parâmetros de potência variam de dezenas a centenas de watts.

A Figura 2 mostra como conectar um par de drivers em paralelo. O fio do conector de saída positivo é conectado aos terminais positivos dos alto-falantes A e B (a maneira mais fácil é primeiro conectar a saída do amplificador ao “mais” do alto-falante A e, em seguida, puxar o fio dele para o alto-falante B). Usando o mesmo circuito, o terminal negativo do amplificador é conectado aos terminais negativos de ambos os alto-falantes.

Calcular a resistência de carga equivalente do canal de amplificação ao conectar alto-falantes em paralelo é um pouco mais complicado. A fórmula é: Zt = (Za x Zb) / (Za + Zb), onde Zt é a resistência de carga equivalente e Za e Zb são a impedância do alto-falante.

Agora vamos imaginar que o link de baixa frequência no sistema é novamente atribuído a um dispositivo de 2 canais (2 x 100 W por carga de 4 ohms), mas operando de forma estável a 2 ohms. Conectar duas cabeças de subwoofer de 4 ohms em paralelo aumentará significativamente a potência de saída, uma vez que a resistência de carga do canal de amplificação será reduzida pela metade. Usando nossa fórmula obtemos: Zt = (4 + 4) / (4 + 4). Como resultado, temos 2 Ohms, o que, desde que o amplificador tenha uma boa reserva de corrente, dará um aumento de 4 vezes na potência por canal: Po = 100 x (4/2). Ou 200 watts por canal em vez dos 50 obtidos conectando alto-falantes em série.

Conexão série-paralelo de alto-falantes

Normalmente, este circuito é usado para aumentar o número de alto-falantes a bordo de um veículo, a fim de obter um aumento na potência total do sistema de áudio, mantendo ao mesmo tempo uma resistência de carga adequada. Ou seja, você pode usar quantos alto-falantes quiser em um canal de amplificação, desde que a resistência total deles esteja dentro dos limites que já indicamos de 2 a 16 Ohms.

A conexão, por exemplo, de 4 alto-falantes usando este método é feita da seguinte maneira. O cabo do conector de saída positivo do amplificador é conectado aos terminais positivos dos alto-falantes A e C. Os terminais negativos de A e C são então conectados aos terminais positivos dos alto-falantes B e D, respectivamente. Finalmente, um cabo da saída negativa do amplificador é conectado aos terminais negativos dos alto-falantes B e D.

Para calcular a resistência total de carga do canal de amplificação, que opera com quatro cabeçotes conectados de forma combinatória, utiliza-se a seguinte fórmula: Zt = (Zab x Zcd) / (Zab x Zcd), onde Zab é a resistência total dos alto-falantes A e B, e Zcd é a resistência total dos alto-falantes C e D (eles estão conectados em série entre si, portanto a resistência é somada).

Tomemos o mesmo exemplo com um amplificador de 2 canais operando de forma estável a 2 ohms. Só que desta vez dois subwoofers de 4 ohms conectados em paralelo não nos servem mais e queremos conectar 4 cabeças LF (também de 4 ohms) a um canal de amplificação. Para fazer isso, precisamos saber se o dispositivo pode suportar tal carga. Com conexão em série, a resistência total será de 16 Ohms, o que não agrada a ninguém. Com paralelo - 1 Ohm, que não cabe mais nos parâmetros do amplificador. O que resta é o circuito série-paralelo. Cálculos simples mostram que, em nosso caso, um canal de amplificação será carregado com 4 Ohms padrão, enquanto aciona quatro subwoofers ao mesmo tempo. Como 4 Ohms é uma carga padrão para qualquer amplificador de potência de carro, neste caso não ocorrerão perdas ou ganhos nos indicadores de potência. No nosso caso, são 100 watts por canal, divididos igualmente entre quatro alto-falantes de 4 ohms.

Vamos resumir. O principal ao construir tais esquemas é não exagerar. Em primeiro lugar, no que diz respeito à carga mínima do amplificador. A maioria dos dispositivos modernos pode lidar muito bem com cargas de 2 ohms. No entanto, isso não significa de forma alguma que funcionarão a 1 Ohm. Além disso, em cargas baixas, a capacidade do amplificador de controlar o movimento do cone do alto-falante é reduzida, o que geralmente resulta em graves "desbotados".

Todos os três exemplos dados acima diziam respeito exclusivamente à seção de baixa frequência do complexo de áudio. Por outro lado, teoricamente, em um dispositivo de dois canais você pode construir todo o sistema de alto-falantes de um carro com graves médios, médios e tweeters. Ou seja, com alto-falantes tocando em diferentes áreas do espectro de frequências. Portanto, você terá que usar crossovers passivos. É importante lembrar aqui que seus elementos – capacitores e indutores – devem ser compatíveis com a resistência de carga equivalente de um determinado canal de amplificação. Além disso, os próprios filtros introduzem resistência. Além disso, quanto mais longe o sinal estiver da banda passante dos filtros, maior será a resistência.

Autor: A. Krasner; Publicação: 12voltsmagazine.com

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