Рассмотрим пример подключения пассивных колонок к стерео усилителю. Подключение многоканальных систем осуществляется аналогично. Отличие только в количестве колонок.

Акустический кабель обычно имеет на одном из 2-х проводов надпись. Можно использовать провод с надписью для соединения красных клемм, а провод без надписи — для соединения черных. Соединение согласно цвету обязательно. В противном случае — звук будет менее прозрачным, иногда менее громким.

Правило соблюдения одинаковой полярности (красный — к красному, черный — черному) подключения касается не только фронтальных (главных) акустических систем, но и всех остальных тоже (тыловые, боковые, сабвуфер).
Если провод вмонтирован в стену и нет никакой возможности определить соответствие концов проводов возле усилителя и возле колонок, то можно попробовать следующий метод:

1) Находим пальчиковую батарейку AA (1,5 В, можно подсевшую).

2) Снимаем защитную решетку с динамиков колонок (чтобы было видно сами динамики).

3) Подключаем к клеммам колонок 2 проводка.

4) Подключаем к «минусу» батарейки провод, идущий к черной клемме, а к «плюсу» — провод идущий к красной клемме. Смотрим и запоминаем в какую сторону идет ход диффузора (мембраны) динамика (наружу или внутрь).

5) Подключаем к колонкам акустический кабель, которым колонки будут окончательно соединяться с усилителем.

6) Подключаемся батарейкой к этому акустическому кабелю уже со стороны усилителя (ресивера). Меняя полярность добиваемся того, чтобы ход диффузора был в ту же сторону, что и в пункте 4).

7) Провод акустического кабеля, подключенный к плюсу батарейки, подключаем к красной клемме усилителя. Второй провод — к черной.

Биампинг (Bi-Amping) — это подключение высокочастотных и средне-низкочастотных динамиков к двум отдельным усилителям. Позволяет в некоторых случаях лучше согласовать динамик и усилитель за счет увеличения значения нагрузки на усилитель. В случае штатного (параллельного) подключения обоих динамиков колонки, их суммарное сопротивление (общее сопротивление колонки) меньше, чем сопротивление любого из динамиков. Положительный результат не гарантирован.

Би-варинг (bi-wiring) — это подключение высокочастотных и средне-низкочастотных динамиков к одному усилителю двумя отдельными проводами. Позволяет в некоторых случаях лучше согласовать динамик и усилитель за счет уменьшения сопротивления проводов (по отношению к сопротивлению динамика). Положительный результат не гарантирован.

Что выбрать: ресивер или усилитель?

Ресивер — это усилитель, оснащенный дополнительно радиоприемником и декодером (расшифровщиком) закодированных в разных форматах (Dolby D, DTS и пр.) многоканальных сигналов.

Если мы собираемся смотреть кино — то мы можем либо взять ресивер, либо взять декодер и несколько (по общему количеству каналов) стерео или моно усилителей.

Бытует мнение, что для прослушивания музыки лучше купить стерео усилитель. Он-де вносит меньше искажений всякими дополнительными устройствами. Но это не всегда так. Тут, как и обычно, стоит вопрос в цене. Стоимость усилителя/ресивера ориетировочно (не прописная истина) должна составлять 40 — 100% от стоимости комплекта акустики (не включая сабвуфер).

Характеристики усилителя

В этой статье (коли речь идет о подключении колонок к усилителю) мы говорим об усилителях мощности. Они характеризуются следующими параметрами:

1) Выходная максимальная мощность — это достигаемая выходная мощность усилителя при ненормированном коэффициенте нелинейных искажений.

2) Номинальная выходная мощность — это такой уровень мощности, при котором усилитель обеспечивает оговоренный коэффициент нелинейных искажений.

3) Коэффициент нелинейных искажений — уровень паразитных сигналов, примешивающихся к исходному (чистому) сигналу при прохождении его через усилитель.

Производители играются этими значениями в рекламных материалах, поэтому полезно будет знать виды мощностей, которые встречаются в описании усилителей:

I) RMS (Root Mean Squared) – значение мощности (среднеквадратичное или root — это такой способ измерения мощности электроизмерительными приборами) при заданном коэффициенте нелинейных искажений. Измерение обычно проводится для сигнала 1 кГц. Мощность раскачивается до тех пор пока коэффициент нелинейных искажений не достигнет 10%. До достижения максимальной мощности коэффициент нелинейных искажений как правило очень мал, а после достижения резко возрастает.

II) PMPO (Peak Music Power Output) — максимально допустимое пиковое (импульсное) значение сигнала независимо от искажений за минимальный промежуток времени (как правило 10 миллисекунд). Этот параметр для практического применения смысла не имее, т.к. измерение проводится на очень небольшом промежутке времении без учета искажений. Например, в бумбоксах PMPO может достигать и 100 и 1000 Вт  Но это не «честная» мощность. RMS при этом может быть и 3-10 Вт.

III) DIN POWER (IEJA)- значение максимальной мощности на реальной нагрузке при заданном коэффициенте нелинейных искажений. Измерения проводятся 10 минут для синусоидального сигнала частотой 1000 Гц при коэффициенте нелинейных искажений не превышающем 1 %.

IHF — то же самое, при коэффициенте нелинейных искажений 0,1%.

Этот вид измерений мощности наиболее «правильно» характеризует усилитель с точки зрения потребителя.

4) Диапазон частот — это значения самой нижней и самой верхней частоты выходного сигнала усилителя, при которых уровень этого сигнала колеблется в заданных пределах (для hi-fi порядка ± 0,5-1 дБ).

Как подобрать колонки к усилителю (практика)
Домашняя акустика

Покупатели звуковой техники подбирают пассивную акустику, провода, усилитель на слух. Но это скорее искусство, чем точный метод. Да и оптимальным результатом такого подбора (для домашней акустики) является не ровная громкость по всем частотам, а приемлемое (приятное слуху) звучание.

Если смотреть по техническим характеристикам усилителя и колонок, то нужно учитывать следующее:

1) Если Вы выбрали акустические системы, то усилитель должен быть расчитан на работу с колонками, с таким входным сопротивлением.

Обычно в усилителях имеются механические или электронные переключатели импеданса (сопротивления) колонок. Перед началом использования колонок их надо перевести в положение, соответствующее сопротивлению Ваших акустических систем.

К чему может привести несоответствие сопротивления колонок сопротивлеию номинальной (на которую усилитель рассчитан) нагрузки (подключаемых колонок) усилителя? В худшем случае к выходу усилителя из строя. А в обычном случае к гораздо худшему качеству звучания. Т.к. ухудшается согласование по частоте усилителя и акустических систем.

2) Усилитель ресивер должен обеспечивать мощность не менее 33% от максимальной мощности колонок. Провода чем толще, тем лучше (сечением не менее 1,5 мм.кв.). А остальное подбирается исключительно на слух.

Студийное оборудование

Для музыкальной (студийной) техники — студийных мониторов преимущественно применяется другой метод. Используется преимущественно активная (со встроенным усилителем) акустика. Это позволяет полностью избавиться от акустических кабелей и в заводских условиях максимально выровнять частотную характеристику акустической системы (акустика + усилитель).

Методика примерно следующая:

В безэховой звукоизолированной комнате с помощью поверенных (проверенного и сертифицированного соответствующими уполномоченными органами) измерителя звукового давления и генератора сигналов измеряется частотная характеристика давления. На разных звуковых частотах измеряется звуковое давление при неизменном уровне сигнала на входе усилителя. Подбором радиоэлементов схемы усилителя и частотных фильтров активной акустической системы, а также регулировкой настроек добиваются возможно одинакового звукового давления на разных частотах.

Как подобрать колонки к усилителю (теория)

Мы используем эту звуковоспроизводящую аппаратуру для следующих целей:

1) Прослушивание музыки

2) Просмотр кино

3) Cоздания музыки (мониторинг, сведение)

Для звуковой аппаратуры, используемой для создания музыки главное — вносить минимум искажений в воспроизводимую фонограмму.

Для бытовой аудиотехники более позволительно вносить некоторые искажения, которые могут даже приукрашивать звук. Поэтому и существует мнение, что одна система больше подходит для тяжелого металла, другая — для электронной музыки, третья — для джаза, четвертая — классики.

Однако, для качественных студийных мониторов (колонки, используемые в студии при создании музыкальной фонограммы) вообще не должен вставать такой вопрос: для какого стиля более подходят данные мониторы? Да, для любого!

В идеале система

усилитель — акустический кабель — акустические системы

не должна вносить никаких искажений в звучание фонограммы, которую записали на студии основываясь на звучании качественных мониторов. Музыканты и звукорежиссер настроили звучание музыкального произведения таким образом, чтобы повторить его эмоциональное воздействие на бытовой акустике.

Уши слушателя воспринимают звуковое давление воздуха.

Акустические системы это звуковое давление создают.

Акустические системы в свою очередь преобразуют электрический сигнал фонограммы (музыкальной записи) в звуковое давление воздуха. Зависимость звукового давления на уши (громкости) от частоты звука (высоты ноты) — назовем условно частотной характеристикой звукового давления колонок (или частотной характеристикой чувствительности колонок).

Если мы подаем на вход колонок сигнал с одинаковым напряжением (пусть это будет 5 Вольт) на разных частотах (играем ноты разной высоты), то громкость звучания разных нот будет разной, т.к. Ми 1-й октавы будет создавать, к примеру, давление 1, Ми 3-й октавы — 2, а Ми 6-октавы — 0,5. Значения давлений условные.

ВЫВОД 1:

Даже если мы имеем идеальный усилитель, выдающий во всем звуковом диапазоне (для любой музыкальной ноты), идеально одинаковое напряжение электрического сигнала, то звуковое давление (громкость звука) реальной акустики, подключенной к этому усилителю, все равно будет разным для различных частот (нот).

Влияние акустического кабеля

Но это еще не все  Чтобы понять вопрос электрического согласования (подбора) пары усилитель — колонки нам нужно обратиться к основам электротехники, в которые я постараюсь глубоко не нырять. Пусть меня строго осудят знатоки электротехники (а заодно и гидродинамики с сантехникой) за грубые допущения и неправильные термины, но постараюсь объяснить так, чтобы было понятно даже людям далеким от техники.

1) Усилитель имеет выходное сопротивление. Это значит, что если выход усилителя перемкнуть проволокой (крайне не рекомендуется  ), то через эту проволоку потечет ток. От величины выходного сопротивления усилителя зависит величина тока. Этот процесс можно сравнить с замкнутой кольцевой водопроводной трубой, воду через которую гонит насос. Сопротивление — это краник врезанный в эту трубу. Откроем его полностью — сопротивление равно 0, ток максимальный. Полностью перекроем — сопротивление равно бесконечности, ток прекратился (ток равен 0).

2) Колонки имеют входное сопротивление. Теперь к выходу усилителя подключаем акустические системы. Это будет, как если бы в нашу водопроводную трубу врезать еще один краник (сопротивление колонок). Чем больше прикрыт этот вентиль, тем больше сопротивление колонок, тем меньше поток воды в трубе.

3) Ах, да, мы же забыли самое важное, предмет дискусий hi-fi журналов и холливаров интернет-форумов — акустические кабели, соединяющие колонки с усилителем. Они тоже имеют электрическое сопротивление. Врезаем в нашу кольцевую трубу еще по кранику с каждой стороны (1 провод — 1 кран) от краника колонки. Эти краники также влияют на поток воды в трубе.

4) Что такое сопротивление мы примерно поняли. А теперь забудем о водопроводных трубах. Иначе мы совсем запутаемся.

Усилитель отдает свою электрическую энергию колонкам. Колонки преобразуют электрическую энергию усилителя в энергию звукового давления. По законам электротехники, чтобы усилитель отдал 100% своей энергии колонкам его выходное сопротивление должно равняться входному сопротивлению колонок. Если выходное сопротивление усилителя отличается от сопротивления колонок, то усилитель отдает колонкам только часть своей энергии.

На разных частотах (для разных нот) сопротивления усилителя и колонок меняются. И они меняются по-разному. Таким образом, усилитель на разных частотах отдает в колонки то больше энергии, то меньше. Чем меньше энергии попадает в колонки, тем ниже громкость звука.

Для примера (вымышленного, но наглядного  ) возьмем следующие частоты:

20, 1000, 20000 Гц.

Допустим усилитель на этих частотах имеет сопротивление:

2, 4, 3 Ом.

Колонки на этих частотах имеют сопротивление:

8, 10, 6 Ом.

Соответственно на разных частотах в колонки попадет различное количество энергии:

10, 12, 11 %.

ВЫВОД 2:

В связке реальный усилитель — реальные колонки на разных частотах, в колонки отдается различное количество энергии усилителя. Это происходит из-за того, что выходное сопротивления усилителя и входное сопротивление колонок изменяются по-разному на различных частотах.

На эту неравномерность накладывается неравномерность звукового давления на разных частотах (см. вывод 1). Что делает настройку этой связки уши человека — колонки — усилитель еще сложнее.

Но вернемся к акустическим кабелям, соединяющим усилитель и колонки. Если они слишком тонкие (сечение менее 0,5 квадратных миллиметров) и/или слишком длинные они могут уже иметь сопротивление, сравнимое с выходным сопротивлением усилителя и входным колонок.

В звуковом диапазоне сопротивление акустического кабеля остается практически неизменным, а в сравнении с сопротивлениями усилителя и колонок, можно сказать, что и неизменным.

НО, это не значит, что на разных частотах оно одинаково влияет на долю энергии, попадающей из усилителя в колонки.

Усилитель работает теперь на двойную нагрузку: к сопротивлению колонок добавляется сопротивление проводов. Часть мощности усилителя теперь рассеивается на проводах (нагревает провода, не доходя до колонок). Это приводит к уменьшению громкости звука (звукового давления). Если, например, сопротивление колонок равно 8 Ом, а сопротивление 10 метровых тонких проводов 0,6 Ом.

Кому интересен расчет сопротивления акустических кабелей, вот он:

Удельное сопротивление меди 0,0167 Ом*мм2/м (провод сечением 1 кв.мм длиной 1 метр).

0,5 мм2 = 0,0167/0,5 = 0,03 Ом*мм2/м (провод сечением 0,5 кв.мм длиной 1 метр)

10 м x 2 = 0,6 Ом (2 провода сечением 0,5 кв.мм длиной 10 м)

См. формула и таблица сопротивлений акустических кабелей

По законам электротехники мощность рассеиваемая (выделяемая) на проводах изменяется в зависимости от соотношения сопротивлений усилителя и колонок. А это соотношение (разница между сопротивлением усилителя и колонок) меняется на разных частотах (для разных нот).

ВЫВОД 3:

Если бы провода не имели сопротивления, то громкость нот менялась бы по одному закону. А при наличии постоянного сопротивления проводов — по другому. Причем провода влияют таким образом, что на одних частотах колонки звучат громче (чем если бы провода не имели сопротивления), на других — тише.

Кроме того я скажу, то сопротивление колонок, длинных кабелей и усилителя меняются в зависимости от частоты проходящего через них электрического сигнала. Называется это явление зависимости сопротивления от частоты реактивным сопротивлением.

Поэтому-то в колонках hi-fi и предпочтительнее сопротивление 8 Ом и более, чтобы снизить влияние проводов и выходного сопротивления усилителя.

Однако, если длина кабеля 3 м, а сечение 2,5 кв.мм, то можно считать, что его сопротивление равно 0. Дорогие и не очень дешевые фирменные кабели из качественной меди не столь склонны к окислению, чем обычный сетевой кабель для электропроводки. Поэтому лучше использовать специальный акустический кабель для подключения колонок, т.к. зачищенный от изоляции его конец со временем не сильно помутнеет и позеленеет по сравнению с кабелем для электропроводки.

Что же у нас получается в итоге?

1) Неравномерное по частоте преобразование электрической энергии в звуковую.

2) Неравномерная по частоте доля передаваемой энергии от усилителя к колонкам.

3) Эти эффекты накладываются друг на друга.

ВЫВОДЫ:

В домашних условиях (да и в лабораторных тоже) нам вряд ли удастся не добиться идеальных технических характеристик звуковой аппаратуры.

Подбор на слух аппаратуры для домашнего кинотеатра и прослушивания музыки путем перебора усилителей, кабелей и колонок — весьма трудоемкое занятие с субъективным (в данном случае достаточным) результатом.

Для музыкального применения: сведения (подбор уровней громкости, наложение эффектов и пр.) и мастеринга (подготовка окончательной фонограммы для записи на носитель) требуется более объективно (по измерительным приборам) настроенная аппаратура. Таковой для домашних условий могут являться только активные мониторы.

Предупрежу сразу, с непривычки чистый мониторный звук может показаться неподготовленному слушателю «пресным» и хуже, чем звук привычной акустики. Но после того, как период адаптации проходит, этот звук становится для истинного меломана самым лучшим

Что касается акустических свойств помещения, то не так страшен волк, как его малюют. В другой своей статье я рассматривал приемы подстройки звука в разных помещениях.

Тут надо учесть тот фактор, что если звукорежиссер знает на слух недостатки своей мониторной системы (на которой он изготавливает фонограмму), то он их может откорректировать вручную. Но это — опыт и искусство