Чем подключить колонки к усилителю
Подключение акустических систем
В профессиональной работе со звуком очень важно понимать основные принципы коммутации разных видов оборудования, это позволяет легче и быстрее добиваться качественного звука и продлить жизнь аппаратуры.
Рассматривая в этом свете акустические системы можно выделить три вида: активные, пассивные и трансляционные акустические системы. Для каждого вида есть свои особенности, которые мы рассмотрим в этой статье.
Итак, считаем, что вы выбрали акустическую систему и купили ее. После распаковки оборудования первым делом возникает вопрос подключения.
Активная акустика. Главное отличие активной акустики от пассивной – наличие встроенного в ее корпус усилителя. Это значит, что подводимая мощность звукового сигнала к активной акустической системе (далее АС) значительно меньше, чем к пассивной. Поэтому в этой акустике применяются свои кабеля и разъемы, рассчитанные на меньший ток и напряжение.
Баланс и небаланс. Для качественной передачи сигнала кабель, подходящий к активной АС должен быть экранирован. Также важно понимать, что соединение может быть балансным и небалансным. Небалансным соединением (несимметричным) называется соединение с помощью одножильного экранированного провода. Балансное соединение (симметричное) – это соединение с помощью двух экранированных проводов. Один из проводов передает неизмененный сигнал (+), а второй передает сигнал в противофазе (-). Такая передача сигнала позволяет использовать устройства, которые на основе вычитания сигналов помогают хорошо бороться с помехами и наводками. На практике небалансное соединение чаще применяется в роли проводов-перемычек между оборудованием, то есть тогда, когда источник и приемник находятся рядом. Балансное соединение рекомендуется использовать на расстоянии более 20 метров и позволяет качественно передавать сигнал на 200 метров. Способы передачи сигнала в подключаемых устройствах должны быть согласованы, балансный вход должен соединяться с балансным выходом. В противном случае применяются переходники или устройства согласования способа передачи сигнала.
Hi—z. Вход Hi-Z– это вход, который обладает большим импедансом и обеспечивает согласованное по сопротивлению соединение акустической системы и звукоснимателей гитары. То есть, это небалансный вход для акустической гитары, соло и бас гитары. Он еще называется инструментальным входом.
Разъемы. В набор популярных разъемов для активных АС входят разъемы XLR, RCA и TRS.
Самый популярный в акустических системах разъем – XLR.
Известен своей высокой надежностью. Пришедший в звук из авиации, разъем XLR, или как его еще называют «Кэнон», удачно прижился в большинстве устройств профессионального звукового оборудования. Наиболее привычен для нас трехконтактный вид разъема, хотя бывают они четырех, пяти, а иногда и более-контактные. Практически всегда контакты на разъеме подписаны: 1 – корпус и/или земля, 2 – сигнал плюс (+), 3 – сигнал минус (-). Может быть распаян как под небалансное соединение (используются контакты 1 и 2), так и под балансное (контакты 1, 2, 3). В разъеме используется механизм-защелка, который фиксирует положение.
Разъемы TRS и TS. Разъем “Джек” бывает трехконтактный TRS и двухконтактный TS.
Расшифровуется аббревиатура как обозначения контактов: 1 – Sleeve (гильза) земля и/или корпус, 2 – Tip (наконечник) сигнал плюс (+), 3 – Ring (кольцо) сигнал минус (-). Понятно, что штекер TS может выполнять передачу только небалансного сигнала. TRS может быть распаян и под баланс и под небаланс. По размерам разъем может быть четвертьдюймовым (TRS1/4”) и 1/8-дюймовым (TRS1/8”, 3.5 мм), еще его называют миниджек.
В народе его называют «тюльпан». Является не самым корректным соединением устройств с инженерной точки зрения. Все потому, что в момент подключения первым контактом соединяется сигнал, а не земляной контакт как должно быть. Однако благодаря своей форме и дешевизне он прочно занимает свою позицию среди популярных коннекторов. Передает несимметричный сигнал с линейным уровнем.
Практически в каждой современной профессиональной активной АС в корпусе предусмотрен сквозной выход на XLR разъеме.
Также сквозной выход используется при подключении сабвуферов и сателлитов. Важно «посадить» все акустические системы, используемые в роли портальной системы, на один стереовыход микшера – Main Mix, чтобы управлять звуком в зрительном зале одним фейдером. АС выполняющие функции мониторов подключаются на отдельные выхода микшера. Обычно в такой ситуации звук от микшера из выхода Main Mix подводится к одному/двум сабвуферам, а дальше от него/них с помощью сквозного выхода сигнал подается на сателлиты.
Получается, что если с двумя сателлитами можно подключить один сабвуфер, а звук подводится вначале к нему, то сабвуфер должен содержать два независимых канала, чтобы отдать стерео на сателлиты. Ниже на рисунке мы можем увидеть схему типичной панели сабвуфера с разъемами.
Схема подключения (один сабвуфер и два сателлита):
Схема подключения (два сабвуфера и два сателлита):
Схема подключения (четыре сабвуфера и два сателлита, напольные мониторы):
Пассивная акустика. Подключение пассивных акустических систем стоит начинать с проверки соответствия мощностей подключаемого усилителя и АС. Это самый важный вопрос. При неправильном подборе появляются искажения (перегрузки) выходного сигнала усилителя, что может привести к выводу из строя акустики. Выходная мощность усилителя должна быть равной мощности акустики или процентов на 5 – 10 больше. Лучше всего использовать усилитель на 90% мощности (что соответствует максимальной мощности АС), чем усилитель меньшей мощности на 100%, который не дотягивает до максимальных значений мощности АС. При недостаточной мощности усилителя акустика не «раскроется» полностью. Нужно следить за тем, чтобы при подборе мощностей сравнивались показатели мощности одних и тех же стандартов.
Мощность.Производители используют такие стандарты мощности как номинальная, пиковая, синусоидальная, DIN, RMS, AES, PMPO, Program power. И это еще не все существующие стандарты мощности. Некоторые мощности близки по показателям, но все же, не стоит забывать, что это разные мощности! Такое множество мощностей можно оправдать разными подходами стандартизации в разных странах. Для России родными являются стандарты номинальной и синусоидальной мощности, DIN относится к немецкому институту стандартизации, RMS, AES, PMPO– западные стандарты. Наиболее объективными считаются показатели номинальной (Nominal) и среднеквадратичной мощности (RMS), самым «несерьезным» считается стандарт PMPO, так как по нему сложно действительно объективно оценить мощность акустических систем. Существуют формулы, которые позволяют хотя бы грубо перевести одну мощность в эквивалент другой.
Сопротивление. Необходимо не забывать о соответствии сопротивлений устройств. Так для усилителя в технических характеристиках обычно указываются несколько мощностей для рабочих сопротивлений (например, 2000 Вт для 8 Ом / 4000 Вт для 4 Ом / 6000 Вт для 2 Ом). Наиболее популярные сопротивления АС – 8 и 4 Ом, а с сопротивлениями 2 Ом не каждый усилитель сможет работать. Эти особенности перекликаются с известными понятиями последовательного и параллельного соединения АС. Часто бывают ситуации, когда на стереоусилитель нужно нагрузить четыре колонки. Если, к примеру, подключить четыре 4-омных колонки к двухканальному усилителю последовательно, то их суммарное сопротивление составит 16 Ом. Мы не опускаемся до опасных значений сопротивления, но теряем в мощности при таком соединении. При параллельном соединении вырастает выходная мощность, однако, в нашем случае сопротивление падает до 2 Ом. Это означает, что усилитель будет заметно больше греться из-за большего тока. И вообще, до использования такого подключения следует удостовериться в паспорте усилителя, что он работает с 2-омной нагрузкой, а то быть беде. Считается, что на 2-омной нагрузке снижается способность усилителя контролировать движение диффузора динамика, что может проявиться в размытом звуке баса.
Сечение провода. Все, наверное, понимают, что хотя сопротивление кабеля низкое, но оно есть, а значит, вызывает все-таки падение напряжения. То есть, уровень сигнала падает, особенно на высоких частотах. Фишка в том, что сопротивление зависит не только от материала и длины провода, а и от площади его поперечного сечения. Чем больше сечение – тем меньше сопротивление. В технических характеристиках к кабелю должно указываться погонное сопротивление. Это значит, что вооружившись калькулятором, вы можете подсчитать, отталкиваясь от нужной вам длины, какое сопротивление будет у проводов.
Фаза. При подключениях пассивных АС очень важно соблюдать совпадение фаз динамиков. Это значит, что диффузоры всех динамиков в любой момент времени должны смещаться в одном направлении. Обычно для удобного подключения на динамиках и проводах отходящих от них производитель обозначает контакты пометками (+) и (-). При неправильной фазировке, диффузоры динамиков будут двигаться в противоположном направлении и тем самым гасить в ноль все повторяющиеся в их сигналах амплитуды. Так как в стереосигнале практически всегда басовая составляющая одинакова (имеется в виду полоса примерно в пределах 30 – 130 Гц), то эта часть сигнала в «антифазовом» режиме будет исчезать. На практике можно увидеть картину, когда стоящие две колонки по отдельности отдают нормальный звук. При одновременном включении НЧ составляющая пропадает. Это значит, что у одной из колонок подключены неправильно контакты плюс и минус.
Разъемы. Наиболее популярными для профессиональных усилителей являются разъемы Speakon, XLR, TS, Euroblock, а также винтовые зажимы.
XLR, TRS/TS, Euroblock – используются для подключения входного в усилитель сигнала.
Speakon, TS, винтовые зажимы – для подключения акустических систем к усилителю.
Разъем TS. Подключаются контакты так: к контакту Tip (наконечник) подключается сигнальный контакт (+), к контакту Sleeve (гильза) подключается (-).
Разъемы Speakon бывают трех видов: 8-контактные, 4-контактные и 2-контактные. Самые популярные 4-контактные – они используются для подключения двухполосных АС. Для подключения трехполосных применяются 8-контактные. Благодаря своей конструкции очень надежный разъем. После соединения с гнездом штекер нужно провернуть по направлению часовой стрелки для фиксации контактов.
Винтовые зажимы позволяют фиксировать провода со специальными металлическими зажимами и просто зачищенные оголенные кончики проводов.
Маршрутизация.В большинстве современных стереоусилителей доступны режимы маршрутизации Stereo, Parallel, Bridge. Обычно два канала подписываются обозначениями «A» и «B». Режим Stereo обеспечивает работу двух независимых каналов, режим Parallel обеспечивает параллельную подачу сигнала с входа A на выход A и B, при этом вход B – не активен, но для каждого выхода есть свой регулятор громкости, а режим Bridge (мостовой режим) поможет предоставить максимальную мощность на одну колонку, при этом активен регулятор A.
Схема подключения (режим Stereo):
Схема подключения (режим Parallel):
Схема подключения (режим Bridge):
В приведенных выше схемах подключение АС в мостовом режиме выполнено на разъеме винтовые зажимы. Однако это не единственный разъем, на котором можно реализовать мостовой режим. Рассмотрим детальнеетакое подключение на разъеме Speakon. Контакты разъема:
Для подключения мостового режима провода подводятся к контактам выхода канала A (контакты 1+ и 2+):
Подключение колонок к усилителю на разъемах Speakon для параллельного и стереорежима выполняются одинаково, разница только в самой маршрутизации внутри усилителя.
Из схем видно, что подключение стерео можно выполнить как на двух разъемах Speakon, так и на одном. При двойном подключении на каждом разъеме используются контакты 1+ и 1-, при подключении на одном разъеме двух колонок в одном штекере используются все четыре контакта 1+, 1-, 2+, 2-. Изменение режимов в усилителе может быть реализовано в виде физического переключателя или в меню управления DSP-процессора.
Разделение на полосы. Следующий вопрос неразрывно связан с предыдущим. Так как профессиональный усилитель одинаково успешно может работать как с широкодиапазонными АС, так и с сабвуферами, очень удобно, когда усилитель оборудован встроенным кроссовером. Это позволяет избавиться от необходимости в дополнительном аппаратном устройстве и дополнительной коммутации. Так как при использовании сателлитов с сабвуферами рекомендуется срезать НЧ составляющую, усилитель со встроенным кроссовером должен реализовывать три функции – НЧ фильтр, ВЧ фильтр, полный диапазон.
Рассмотрим варианты подключения АС к одному двухканальному усилителю с кроссовером. Начнем с простого.
Обычный режим стерео с двумя широкополосными колонками:
Моно режим с одним сабвуфером и одним сателлитом:
Такой режим предпочтительнее использовать тогда, когда, сигнал стерео не требуется, а к басовой характеристике предъявляются повышенные требования.
Биампинг и бивайринг (Bi-Amping и Bi-Wiring). Чтобы рассмотреть следующее подключение нужно понять, что такое биампинг. Биампинг – это схема подключения, при которой каждому динамику двухполосной акустической системы требуется отдельный канал усилителя. То есть, в такой АС просто отсутствует встроенный кроссовер и каждый из двух подводимых к колонке каналов должен быть соответственно настроен на НЧ или СЧ/ВЧ полосу. Бивайринг – это схема подключения, при которой от одного канала усилителя подводятся отдельно провода к НЧ динамику и СЧ/ВЧ динамику. Так как подсоединяются они все равно к одному каналу усилителя, то получается, что он должен быть широкополосный, а значит в акустической системе должны быть установлены НЧ и ВЧ фильтр для каждого динамика. То есть, тот же кроссовер, только на какой-то раздельной конструкции с фильтрами. Выгода от такого способа подключения сомнительна, в отличие от биампинга. Биампинг может быть полезен в случаях, когда по каким-либо причинам в АС невозможно разместить кроссовер.
Подключение двухполосной АС по схеме биампинг:
Все принципы согласования усилителя и динамиков актуальны и для многоканальных усилителей. Разница, лишь в количестве каналов и акустических систем, также усложняется маршрутизация таких усилителей. Любой многоканальный усилитель теоретически может быть заменен набором двух и одноканальных усилителей.
Кроме рассмотренных нами подключений активной и пассивной акустических систем, еще можно затронуть отдельное направление – подключение трансляционных акустических систем.
Трансляционная акустика. Это оборудование принципиально отличается от пассивной и тем более от активной акустики. Особенность трансляционных систем в том, что благодаря использованию понижающих и повышающих трансформаторов в конструкциях усилителей и АС, достигается качественная передача звука на большие расстояния. Поэтому эта система озвучивания востребована на предприятиях, в офисах, супермаркетах и т. п. Естественно, что, не имея большого опыта, самому очень сложно спроектировать и настроить систему трансляции, лучше доверить это дело профессионалам.
Рассмотрим основные принципы подключения трансляционных акустических систем:
Выбор усилителя, кабеля и подключение колонок
Выбор усилителя для колонок
Изучите технические характеристики ваших колонок, чтобы точно определить допустимый диапазон мощности усилителя, соответствующий вашим акустическим системам. Во всех акустических системах максимальная шумовая мощность является функцией тепловой мощности звуковой катушки. Следует соблюдать осторожность и не допускать перегрузки любого усилителя, так как это может стать причиной возникновения перегрузки выходного сигнала, которая приводит к ограничению или искажению выходного сигнала (клиппингу). Наличие перегрузки в течение длительного времени может привести к повреждению акустических систем. Важно, чтобы ваш усилитель выдавал хорошую чистую мощность и не допускал искажений. Искажения усилителя из-за клиппинга выдают высокочастотные составляющие, которые могут повредить громкоговорители. Даже 100-ваттный усилитель, работающий в режиме клиппинга, может повредить громкоговорители мощностью 400 Вт или более.
Как правило, усилитель более высокой мощности, работающий на большой громкости без искажений причинит меньше вреда акустической системе по сравнению с усилителем более низкой мощности с постоянным ограничением выходного сигнала.
Также следует помнить, что мощный усилитель, работающий под нагрузкой менее 90% от своей максимальной выходной мощности, обычно позволяет получить более качественный звук по сравнению с менее мощным усилителем, который с трудом достигает нагрузки 100%. Усилитель с недостаточной выходной мощностью не позволит добиться максимальных рабочих характеристик акустических систем. Часто можно сразу сказать, насколько хорош усилитель при работе со сложными в нагрузке колонками, взглянув на его показатели мощности при 4Ω и 8Ω. Чем выше это отношение к 2:1, тем лучше, т.к. оно характеризует способность отдавать ток в нагрузку.
Помните: правильное размещение акустических систем оказывает решающее влияние на восприятие их звучания. Если вам кажется, что ваш новый усилитель «не звучит» не спешите его менять, для начала попробуйте правильно расположить свои колонки в комнате.
Большой тороидальный трансформатор усилителя Yamaha A-S3000 обеспечивает много чистого, малошумящего тока. Внутренняя схема левого и правого каналов была намеренно размещена настолько далеко друг от друга, насколько это возможно, чтобы уменьшить межканальные помехи, сохраняя целостность вывода каждого канала для ваших колонок.
Выбор кабеля для акустики
Всегда используйте высококачественные кабели, доступные для вашего бюджета. Высококачественные аудио сигналы, поступающие из усилителя в акустическую систему, очень требовательны к кабелю. Широкий динамический диапазон и полоса пропускания частот должны обеспечиваться одновременно с возможностью передачи пиковых токов силой минимум 10 А без какой-либо потери или ухудшения сигнала. Это объясняет, почему качество звука, воспроизводимого акустическими системами, так зависит от физических свойств кабелей, с помощью которых они подключаются к усилителю. Мы рекомендуем всегда использовать кабели одинаковой длины для подключении левой и правой АС. Следует помнить, что конструкция кабеля может повлиять на качество звука, поэтому будьте готовы поэкспериментировать, чтобы найти кабель, который бы идеально подходил для вашего слуха и аудио системы.
Для того, чтобы минимизировать влияние кабелей на частотную характеристику до неощутимого на слух, импеданс кабеля на всех частотах (при последовательном соединении плюсового и минусового проводников) должен выдерживаться как можно более низким, и наверняка менее 0.1Ω. На низких частотах сопротивление кабеля по постоянному току является доминирующим фактором, и вы должны выбрать достаточно большое сечение для достижения требуемого импеданса для всех длин кабеля, которые вы собираетесь использовать. На средних и высоких частотах преобладает индуктивная составляющая импеданса. Эти и другие свойства влияют на особенности конструкции кабеля, которые становятся все более и более важными.
Какой толщины должен быть кабель?
Толщина провода определяется по индексу американского стандарта (AWG). Чем меньше индекс калибра, тем толще кабель. Более толстая проволока обеспечивает меньшее сопротивление току. Толстый провод (12 или 14 калибра) рекомендуется для длинных проводов и мощных усилителей с низкоимпедансной акустикой (4 или 6 Ом). Для относительно коротких прогонов (менее 15 метров) и 8-омных колонок, провода 16-калибра обычно достаточно. Это экономически выгодно и с таким кабелем легко работать.
Попросите нашего консультанта порекомендовать подходящий акустический кабель для вашей системы.
Относительная толщина проводов разного калибра. (не фактический размер)
Если вы решите подключить свой провод без разъемов, используйте инструмент для зачистки проводов, чтобы снять около 1 см. изоляции от концов каждого провода, обнажая оголенные жилы кабеля. Тщательно закрутите оголенные жилы проволоки каждого провода, чтобы не запутались пряди. Свободные пряди могут соприкасаться с другим проводом кабеля и вызывать короткое замыкание, что потенциально может повредить ваш усилитель.
При подключении акустического кабеля к AV-ресиверу мы рекомендуем предварительно установить на концы кабеля разъемы типа «Банан». Подключение оголенного кабеля к винтовым клеммам современных ресиверов это не самый легкий и приятный процесс, а используя кабели с разъемом «Банан» вам нужно будет просто снять центральную заглушку с винтовой клеммы AV-ресивера и вставить в отверстие кабель с разъемом «Банан». Такой способ гарантирует быстрое и удобное подключение и отключение проводов от AV-ресивера.
Слева направо: оголенный провод, штыревые «игольчатые разъемы», разъемы типа «лопатка», разъемы типа «банан», двойной разъем «банан».
Самый элементарный способ снятия изоляции не требует ничего, кроме острого ножа. Однако снять внешнюю оплетку кабеля при помощи ножа не повредив при этом изоляцию проводников крайне затруднительно. Поэтому мы настоятельно рекомендуем вам использовать специальный инструмент «стриппер» для зачистки кабеля.
Этот инструмент для снятия изоляции с кабеля самостоятельно адаптируется к диаметру провода, при этом не повреждая его.
Подключение колонок.
Чтобы избежать возможного повреждения вашей акустической системы перед подключением или отключением любых кабелей убедитесь в том, что питание усилителя выключено. Перед включением питания дважды убедитесь в том, что соединения выполнены надежно и с соблюдением полярности.
Клеммы для подключения колонок
Клеммы пружинных зажимов допускают использование оголенных проводов или штырьковых разъемов
Винтовые клеммы обеспечивают очень прочное соединение акустических проводов. Отвинтите гайку, чтобы обнаружить отверстие, используемое для соединения оголенных проводов и штырьковых разъемов. Банан и двойные вилки банана подключаются непосредственно в отверстие в центре штока винтовой клеммы. Коннекторы типа лопатка вставляются в винтовую клемму и фиксируются гайкой.
Винтовые клеммы допускают подключение разъемами типа «банан» и «лопатка»
Однопроводное подключение акустики
Подключение к двум усилителям является расширенным способом двухпроводного подключения, указанного выше. При этом подключении используются отдельные усилители мощности для усиления низкочастотных и высокочастотных сигналов в каждой АС. Для подключения двух стерео АС требуется четыре моно (или два стерео) усилителя одного типа. Убедитесь в том, что соединительная перемычка между клеммами акустической системы не используются, и что строго соблюдается соответствующая полярность. Если используются два стерео усилителя, рекомендуется, чтобы один усилитель использовался для усиления низкочастотного сигнала, а второй для усиления высокочастотного сигнала.
Прогрев и приработка
Звучание акустических систем слегка меняется в течение начального периода прослушивания. Если колонка хранилась в холодном помещении, то для демпфирующих материалов и подвеса динамиков потребуется некоторое время на восстановление механических свойств. Подвес диффузора также слегка снижает свою жесткость в течение первых часов работы. Время, которое потребуется АС для полного выхода на расчетные характеристики зависит от условия хранения и интенсивности использования. Как правило, потребуется неделя на устранения температурных эффектов и около 15 часов на достижение механическими частями желаемых характеристик. К нам иногда поступают отзывы, что необходим более длительный период приработки (например, месяц), однако это, как правило, не имеет отношения к изменениям в свойствах АС, а скорее всего связано с привыканием слушателя к новому для него звучанию. Это, прежде всего относится к колонкам с высокой разрешающей способностью, где слушателю может открыться значительно большее количество деталей, чем то, к которому он ранее привык; звучание поначалу может показаться чересчур «выпяченным» и немного трудным для восприятия. Однако после более или менее продолжительного времени вам покажется, что звук стал мягче и приятнее, но без какой-нибудь утери ясности и детальности.
Установка и точная настройка акустики
Более подробно об установке акустики мы расскажем в нашей популярной статье «Правильное расположение акустики в комнате». Для понимания взаимосвязи между акустической системой и комнатой где она расположена, мы настоятельно рекомендуем к прочтению статью «Как в условиях домашних реалий выжать из акустических систем максимум?».
Сетка
Защитная сетка (гриль) акустической системы имеет высокую акустическую прозрачность. Однако, для обеспечения максимальной четкости звука меломан, возможно, захочет несколько улучшить качество звука путем снятия сеток во время прослушивания. Сетка удерживается на месте с помощью штырей или скрытых магнитов для обеспечения привлекательного внешнего вида.
Защитные сетки современных колонок закрепляются на магнитах
Уход за корпусом
Корпус колонок следует очищать только сухой тканью, либо с нанесением небольшого количества мебельной политуры не содержащей силикона.
Если же вы захотите использовать аэрозоль для чистки, то сначала удалите защитную решетку, осторожно потянув ее за рамку. Распыляйте аэрозоль на протирочную ткань, а не на корпус. Проверьте действие аэрозоля сначала на небольшом участке поверхности, т.к. некоторые вещества могут вызвать изменение окраски. Избегайте абразивных, кислотных, щелочных или антибактериальных веществ. Избегайте попадания моющих веществ на ткань защитной решетки, т.к. на ней могут остаться пятна. Ткань решеток можно чистить обычной одежной щеткой или же насадкой для пылесоса. При установке грилей (защитных решеток) на место проследите, чтобы штифты были точно совмещены с приемными отверстиями в корпусе, прежде чем надавить на них. Избегайте касания диффузоров динамиков, особенно твитеров, т.к. это может привести к их повреждению.