Phasenweise

Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass beim gemeinsamen Betrieb mehrerer Lautsprecherköpfe diese phasengleich sein müssen, d. h. so miteinander verbunden, dass sie Schall in der gleichen Phase abgeben. Dies gilt auch für GGs, die in verschiedenen Frequenzbändern arbeiten, insbesondere bei einer niedrigen Übergangsfrequenz, da die Köpfe beider benachbarter Bänder gleichzeitig auf der Übergangsfrequenz arbeiten. Die Phaseneinstellung erfolgt visuell oder „durch Berührung“ mit dem Finger mithilfe einer Batterie mit einer Spannung von 1,5 bis 4,5 V, die mehrmals an die Anschlüsse der GG-Schwingspule angelegt wird. Durch die Umpolung der Batterie stellen wir sicher, dass sich alle Diffusoren in eine Richtung bewegen, wenn die Batterie eingeschaltet (oder ausgeschaltet) wird. Beachten Sie dann die Polarität der Anschlüsse der Schwingspulen und verbinden Sie sie entsprechend: mit gleichen Polen für eine Parallelschaltung und entgegengesetzten Polen für eine Reihenschaltung.

Besonders bei kleinen Hochfrequenzköpfen ist es bequemer, die Phaseneinstellung mit einem DC-Milliamperemeter (Skala 5-10 mA) durchzuführen. Nachdem Sie es mit der Schwingspule verbunden haben, drücken Sie leicht und sanft mit den Fingern auf den Diffusor und achten Sie darauf, in welche Richtung die Milliamperemeter-Nadel abweicht. Erzielen Sie durch Vertauschen der Enden der Schwingspule eine Auslenkung des Pfeils in eine Richtung und markieren Sie die Polarität an den GG-Kontakten entsprechend der Polarität des Milliamperemeters. Die festgelegte Phasenlage muss auch zwischen GG-Gruppen eingehalten werden, die in unterschiedlichen Bändern arbeiten und über Trenntanks oder Filter verbunden sind.

Die korrekte Phasenlage kann auch nach Gehör überprüft werden, indem versucht wird, die Enden der Schwingspule einer der Schwingspulen zu vertauschen, während man ein Programm hört. Bei falscher Einschaltung nimmt die Lautstärke bei tieferen Frequenzen merklich ab. Diese Methode ist nur für Dual-Lautsprecher geeignet. Bei einer größeren Anzahl wird die Phaseneinteilung nach Gehör schwierig und sie müssen in Paare aufgeteilt werden. Die Phasenlage sollte nach Gehör überprüft werden, damit die Enden sehr schnell umgeschaltet werden. Dadurch ist es möglich, Geräusche praktisch ohne Klanggedächtnis zu vergleichen. Beim Ändern der Phasenlage von GGs, die in verschiedenen Bändern mit einer hohen Übergangsfrequenz arbeiten, gibt es oft keinen Unterschied in der Art des Klangs, und manchmal wird ein sogar besserer Klang erzielt, wenn sie gegenphasig eingeschaltet werden. Daher sollten Sie die Einbeziehung beibehalten, die die meisten Zuhörer nach mehrmaligem Zuhören am besten finden.

Gemäß den geltenden nationalen Standards muss GG eine Polaritätsbezeichnung haben; es macht es viel einfacher weitere Arbeit durch ihre richtige Verbindung.

Addieren der Schallpegel von zwei Lautsprechern

Um den Schallpegel in einem Raum zu erhöhen, wird manchmal ein weiterer Lautsprecher zum vorhandenen hinzugefügt. Die Merkmale der Änderung des Gesamtschallpegels im Raum durch diese Ergänzung sind wie folgt: Wenn ein zweiter Lautsprecher mit der gleichen Schallintensität hinzugefügt wird, beträgt die Erhöhung des Gesamtschallpegels im Raum 3 dB. d.h. Es macht keinen Sinn, einen zweiten Lautsprecher hinzuzufügen, dessen Schallintensität um 3 dB geringer ist als der erste.

Viel häufiger wird ein zusätzlicher Lautsprecher des gleichen Typs verwendet, der im Gesamtdesign neben dem Hauptlautsprecher platziert wird, um den Frequenzgang des Schalldrucks zu verbessern und die Leistung bei niedrigeren Frequenzen zu erhöhen. Durch das Einschalten von zwei Lautsprechern wird der Gesamtfrequenzgang des Systems ausgeglichen. Dies liegt daran, dass die Frequenzeigenschaften verschiedener Lautsprecher, selbst wenn sie vom gleichen Typ sind, nicht gleich sind. Die Anstiege (Spitzen) und Einbrüche der Empfindlichkeit erweisen sich als leicht frequenzverschoben und heben sich daher teilweise gegenseitig auf. Die Leistungssteigerung erfolgt dadurch, dass durch die gegenseitige Beeinflussung benachbarter und gleichphasiger Lautsprecher der Strahlungswiderstand jedes einzelnen Lautsprechers in den tiefen und teilweise mittleren Frequenzen zunimmt. Bei den tiefsten Frequenzen verdoppelt dieser Effekt die Leistung der beiden Lautsprecher nahezu: Die beiden Treiber (mit jeweils doppeltem Strahlungswiderstand) vervierfachen den Schalldruck, während die vom Verstärker aufgenommene Leistung etwas mehr als verdoppelt wird.

Eine Gleichtaktumschaltung der Köpfe kann durch Reihen- oder Parallelschaltung ihrer Schwingspulen erreicht werden. Die elektrische Dämpfung wird durch die Anschlussart kaum beeinflusst. Es hat auch keinen Einfluss auf den Frequenzgang, wenn der Verstärker aufgrund der Gegenkopplung einen niedrigen Ausgangswiderstand (Innenwiderstand) hat. In solchen Fällen muss die Frage der parallelen oder seriellen Verbindung der Schwingspulen der Köpfe aus Gründen der bequemen Anpassung an den Verstärker und die Crossover-Filter entschieden werden.

Es kann jedoch vorkommen, dass die Ausgangsimpedanz des Verstärkers nicht niedrig genug ist (dies kann bei tragbaren und kleinen Geräten vorkommen). Dann kann die Art der Anbindung der Köpfe einen gewissen Einfluss auf den Frequenzgang des Lautsprechers im Hauptresonanzbereich haben. Tatsache ist, dass, wenn die Köpfe unterschiedliche Frequenzen der Hauptresonanz haben, die sich um 20–30 Hz unterscheiden, bei einer Parallelschaltung aufgrund der gegenseitigen Verbindung der Schaltkreise beide Resonanzfrequenzen zu einer verschmelzen. Bei einer Reihenschaltung ist dies nicht der Fall und die Trennung der Resonanzfrequenzen trägt mit zunehmender Leistung zur Erweiterung des Bereichs niedrigerer Frequenzen bei.

Messung der Ausgangsimpedanz eines Niederfrequenzverstärkers

Wie oben erwähnt, ist die Kenntnis der Ausgangsimpedanz eines Verstärkers wichtig für die Beurteilung der Dämpfungsbedingungen eines Lautsprechers. Schauen wir uns also an, wie sie bei Bedarf praktisch gemessen werden kann. Um den Ausgangswiderstand zu bestimmen, wird dem Verstärkereingang von einem Audiogenerator, einer Messtonaufnahme oder von einem Beleuchtungsnetz über einen Abwärtstransformator ein kleines (10-20 % des Nennwerts) Sinussignal beliebiger Frequenz zugeführt Die Ausgangsspannung des Verstärkers wird bei ausgeschalteter Last (Lautsprecher) gemessen. Dann wird der Verstärker mit einem bekannten Widerstand belastet, dessen Widerstand nahe an der Nennlast liegt, und die Spannung darüber wird gemessen. Anschließend wird der Ausgangswiderstand (Innenwiderstand) des Verstärkers anhand der Formel berechnet

Route = Rn. (Uxx – Un) / Un , Wo

Uxx - Ausgangsspannung des Verstärkers ohne Last;

Un – Ausgangsspannung des Verstärkers an der Last Rн.

Die Ausgangsimpedanz eines guten Verstärkers sollte nicht mehr als 0,1 Rn betragen.

Verteiltes Lautsprechersystem

Wie oben erwähnt, haben die akustischen Eigenschaften des Raumes großen Einfluss auf die Qualität der Klangwiedergabe. Wenn die Räume, in denen der Ton wiedergegeben wird, eine schlechte Akustik aufweisen (groß und dröhnend oder niedrig, langgestreckt), sollte ein verteiltes Lautsprechersystem verwendet werden, das eine erfolgreiche Beschallung dieser akustisch schlechten Räume ermöglicht. Die verteilte Platzierung identischer Lautsprecher über den beschallten Bereich gewährleistet bei einem solchen System eine gute Gleichmäßigkeit des Schallfelds und das Fehlen des Gefühls einer lokalisierten Position der Schallquelle, wodurch der Klangeindruck des gesamten Volumens (Raums) entsteht. . Dieses System kann auch zur Beschallung von Freiflächen eingesetzt werden. In einem verteilten System werden Lautsprecher normalerweise in einer linearen Kette platziert, deren Tonhöhe in einem geschlossenen Raum 0,5–1 Lautsprecherhöhe und in einem offenen Raum 5–8 Lautsprecherhöhe beträgt. Im letzteren Fall müssen die Lautsprecher eine geringe Strahlungsrichtung in der horizontalen Ebene aufweisen. Eine gute Gleichmäßigkeit des Schallfeldes in einem verteilten System erschwert das Auftreten von akustischem Lärm. Rückmeldung mit Tonverstärkung.

Es ist gut, wenn der Installateur die Möglichkeit hat, eine kanalweise Verstärkungsschaltung zu verwenden. In den meisten Fällen wird dies jedoch als unerschwinglicher Luxus angesehen, und bei der Installation eines Audiosystems besteht in neun von zehn Fällen die Notwendigkeit, beispielsweise ein Zweikanalgerät mit vier Lautsprechern oder ein Vierkanalgerät zu laden Gerät mit acht.

Eigentlich ist daran nichts Schlimmes. Es ist lediglich wichtig, einige grundlegende Möglichkeiten zum Anschließen von Lautsprechern zu beachten. Nicht einmal mehrere, sondern nur zwei: seriell und parallel. Die dritte – seriell-parallele – ist eine Ableitung der beiden aufgeführten. Mit anderen Worten: Wenn Sie mehr als einen Lautsprecher pro Verstärkungskanal haben und wissen, welche Belastungen das Gerät bewältigen kann, ist es nicht so schwierig, aus drei möglichen Schaltungen die akzeptableste auszuwählen.

Daisy-Chaining von Lautsprechern

Es ist klar, dass sich der Lastwiderstand erhöht, wenn die Treiber in Reihe geschaltet werden. Es ist auch klar, dass die Anzahl der Links mit zunehmender Anzahl zunimmt. Typischerweise besteht die Notwendigkeit, den Widerstand zu erhöhen, um die Ausgangsleistung der Akustik zu verringern. Insbesondere beim Einbau von Rear-Lautsprechern oder eines Center-Kanal-Lautsprechers, die hauptsächlich eine Nebenrolle spielen, benötigen diese keine nennenswerte Leistung vom Verstärker. Prinzipiell können Sie beliebig viele Lautsprecher in Reihe schalten, ihr Gesamtwiderstand sollte jedoch 16 Ohm nicht überschreiten: Es gibt nur wenige Verstärker, die höheren Belastungen standhalten.

Abbildung 1 zeigt, wie zwei Treiber in einer Daisy-Chain verbunden sind. Der positive Ausgangsanschluss des Verstärkerkanals ist mit dem Pluspol von Lautsprecher A verbunden, und der Minuspol desselben Treibers ist mit dem Pluspol von Lautsprecher B verbunden. Dann ist der Minuspol von Lautsprecher B mit dem Minusausgang von verbunden den gleichen Verstärkungskanal. Der zweite Kanal ist nach dem gleichen Schema aufgebaut.

Das sind zwei Lautsprecher. Wenn Sie beispielsweise vier Lautsprecher in Reihe schalten müssen, ist die Vorgehensweise ähnlich. Der „Minus“-Lautsprecher B wird nicht an den Verstärkerausgang angeschlossen, sondern an den „Plus“-Anschluss C. Weiter vom Minuspol C wird ein Draht zum „Plus“-D geführt und vom „Minus“-D zum Der Anschluss erfolgt an den negativen Ausgangsanschluss des Verstärkers.

Die Berechnung des äquivalenten Lastwiderstands des Verstärkungskanals, der mit einer Kette in Reihe geschalteter Lautsprecher belastet ist, erfolgt durch einfache Addition nach der folgenden Formel: Zt = Za + Zb, wobei Zt der äquivalente Lastwiderstand ist, und Za bzw. Zb

Widerstand der Lautsprecher A und B. Sie haben beispielsweise vier 12-Zoll-Subwooferköpfe mit einem Widerstand von 4 Ohm und einen einzelnen Stereoverstärker mit 2 x 100 W, der keine niederohmigen Lasten (2 Ohm oder weniger) verträgt. In diesem Fall ist eine Reihenschaltung von Tieftönern die einzige Möglichkeit mögliche Variante. Jeder Verstärkungskanal bedient ein Paar Köpfe mit einem Gesamtwiderstand von 8 Ohm, was problemlos in den oben genannten 16-Ohm-Rahmen passt. Während die Parallelschaltung von Lautsprechern (dazu später mehr) zu einer unzulässigen (weniger als 2 Ohm) Verringerung des Lastwiderstands beider Kanäle und damit zum Ausfall des Verstärkers führt.

Wenn mehr als ein Lautsprecher in Reihe an denselben Verstärkerkanal angeschlossen ist, wird die Ausgangsleistung zwangsläufig beeinträchtigt. Kehren wir zum Beispiel mit zwei in Reihe geschalteten 12-Zoll-Köpfen und einem 200-Watt-Stereoverstärker mit einer minimalen Lastimpedanz von 4 Ohm zurück. Um herauszufinden, wie viel Watt der Verstärker unter solchen Bedingungen an die Lautsprecher liefern kann, müssen Sie eine weitere einfache Gleichung lösen: Po = Pr x (Zr/Zt), wobei Po die Eingangsleistung und Pr die gemessene Leistung des Verstärkers ist , Zr ist der Lastwiderstand, bei dem die Messungen der tatsächlichen Leistung des Verstärkers erfolgen, Zt ist der Gesamtwiderstand der auf einem bestimmten Kanal geladenen Lautsprecher. In unserem Fall ergibt sich: Po = 100 x (4/8). Das sind 50 Watt. Wir haben zwei Sprecher, daher werden die „fünfzig Dollar“ in zwei Teile geteilt. Dadurch erhält jeder Kopf 25 Watt.

Parallelschaltung von Lautsprechern

Hier ist alles genau umgekehrt: Bei einer Parallelschaltung sinkt der Lastwiderstand proportional zur Anzahl der Lautsprecher. Die Ausgangsleistung erhöht sich entsprechend. Die Anzahl der Lautsprecher wird durch die Fähigkeit des Verstärkers, bei geringer Last zu arbeiten, und durch die Leistungsgrenzen der parallel geschalteten Lautsprecher selbst begrenzt. In den meisten Fällen vertragen Verstärker eine Last von 2 Ohm, seltener von 1 Ohm. Es gibt Geräte, die 0,5 Ohm vertragen, aber das ist wirklich eine Seltenheit. Bei modernen Lautsprechern liegen die Leistungsparameter im Bereich von mehreren zehn bis mehreren hundert Watt.

Abbildung 2 zeigt, wie ein Treiberpaar parallel geschaltet wird. Das Kabel vom positiven Ausgangsanschluss wird mit den positiven Anschlüssen der Lautsprecher A und B verbunden (am einfachsten ist es, zuerst den Verstärkerausgang mit dem „Plus“ von Lautsprecher A zu verbinden und dann das Kabel von dort zum Lautsprecher B zu ziehen). Über die gleiche Schaltung wird der Minuspol des Verstärkers mit den Minuspolen beider Lautsprecher verbunden.

Etwas komplizierter ist die Berechnung des äquivalenten Lastwiderstands des Verstärkerkanals bei Parallelschaltung von Lautsprechern. Die Formel lautet: Zt = (Za x Zb) / (Za + Zb), wobei Zt der äquivalente Lastwiderstand und Za und Zb die Lautsprecherimpedanz sind.

Stellen wir uns nun vor, dass die Niederfrequenzverbindung im System wieder einem 2-Kanal-Gerät zugeordnet ist (2 x 100 W pro 4-Ohm-Last), das jedoch stabil an 2 Ohm arbeitet. Durch die Parallelschaltung zweier 4-Ohm-Subwooferköpfe wird die Ausgangsleistung deutlich erhöht, da der Lastwiderstand des Verstärkerkanals halbiert wird. Mit unserer Formel erhalten wir: Zt = (4 + 4) / (4 + 4). Als Ergebnis haben wir 2 Ohm, was, sofern der Verstärker über eine gute Stromreserve verfügt, eine 4-fache Leistungssteigerung pro Kanal ergibt: Po = 100 x (4/2). Oder 200 Watt pro Kanal statt 50 Watt durch Reihenschaltung von Lautsprechern.

Reihenparallelschaltung von Lautsprechern

Typischerweise wird diese Schaltung verwendet, um die Anzahl der Lautsprecher an Bord eines Fahrzeugs zu erhöhen, um eine Erhöhung der Gesamtleistung des Audiosystems bei gleichzeitiger Beibehaltung eines ausreichenden Lastwiderstands zu erreichen. Das heißt, Sie können beliebig viele Lautsprecher an einem Verstärkerkanal verwenden, wenn deren Gesamtwiderstand innerhalb der von uns bereits angegebenen Grenzen von 2 bis 16 Ohm liegt.

Der Anschluss von beispielsweise 4 Lautsprechern mit dieser Methode erfolgt wie folgt. Das Kabel vom positiven Ausgangsanschluss des Verstärkers wird an die positiven Anschlüsse der Lautsprecher A und C angeschlossen. Die negativen Anschlüsse von A und C werden dann an die positiven Anschlüsse der Lautsprecher B bzw. D angeschlossen. Schließlich wird ein Kabel vom negativen Ausgang des Verstärkers an die negativen Anschlüsse der Lautsprecher B und D angeschlossen.

Zur Berechnung des Gesamtlastwiderstands des Verstärkerkanals, der mit vier kombinatorisch verbundenen Köpfen arbeitet, wird die folgende Formel verwendet: Zt = (Zab x Zcd) / (Zab x Zcd), wobei Zab der Gesamtwiderstand der Lautsprecher ist A und B, und Zcd ist der Gesamtwiderstand der Lautsprecher C und D (sie sind in Reihe miteinander verbunden, sodass der Widerstand summiert wird).

Nehmen wir das gleiche Beispiel mit einem 2-Kanal-Verstärker, der stabil an 2 Ohm arbeitet. Nur passen uns diesmal zwei parallel geschaltete 4-Ohm-Subwoofer nicht mehr und wir wollen 4 LF-Köpfe (ebenfalls 4-Ohm) an einen Verstärkerkanal anschließen. Dazu müssen wir wissen, ob das Gerät einer solchen Belastung standhält. Bei einer Reihenschaltung beträgt der Gesamtwiderstand 16 Ohm, was niemandem passt. Mit Parallel - 1 Ohm, was nicht mehr in die Parameter des Verstärkers passt. Übrig bleibt die Serien-Parallel-Schaltung. Einfache Berechnungen zeigen, dass in unserem Fall ein Verstärkerkanal mit standardmäßigen 4 Ohm belastet wird, während gleichzeitig vier Subwoofer betrieben werden. Da 4 Ohm eine Standardlast für jeden Auto-Leistungsverstärker sind, treten in diesem Fall keine Verluste oder Zuwächse bei den Leistungsanzeigen auf. In unserem Fall sind das 100 Watt pro Kanal, gleichmäßig aufgeteilt auf vier 4-Ohm-Lautsprecher.

Fassen wir zusammen. Beim Aufbau solcher Pläne kommt es vor allem darauf an, es nicht zu übertreiben. Zunächst einmal im Hinblick auf die Mindestlast des Verstärkers. Die meisten modernen Geräte kommen mit 2-Ohm-Lasten recht gut zurecht. Dies bedeutet jedoch keineswegs, dass sie bei 1 Ohm funktionieren. Darüber hinaus ist bei geringer Last die Fähigkeit des Verstärkers, die Bewegung des Lautsprecherkegels zu steuern, eingeschränkt, was häufig zu „verwaschenen“ Bässen führt.

Alle drei oben genannten Beispiele betrafen ausschließlich den Niederfrequenzbereich des Audiokomplexes. Andererseits kann man theoretisch auf einem Zweikanalgerät das gesamte Lautsprechersystem in einem Auto mit Mittelbass, Mitteltöner und Hochtöner aufbauen. Das heißt, mit Lautsprechern, die in verschiedenen Bereichen des Frequenzspektrums spielen. Daher müssen Sie passive Frequenzweichen verwenden. Dabei ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass ihre Elemente – Kondensatoren und Induktivitäten – an den äquivalenten Lastwiderstand eines bestimmten Verstärkungskanals angepasst werden müssen. Darüber hinaus erzeugen Filter selbst einen Widerstand. Darüber hinaus ist der Widerstand umso größer, je weiter das Signal vom Durchlassbereich der Filter entfernt ist.

Reihen-, Parallel- und gemischte Lautsprecherverbindung

Das Wichtigste beim Anschließen von Lautsprechern ist, die Verbindung so herzustellen, dass keiner der Lautsprecher überlastet wird. Bei Überlastung droht eine Beschädigung des Lautsprechers.

Es ist wichtig zu verstehen, dass der Lautsprecher mit einer Leistung versorgt werden kann, die kleiner oder gleich der Nennleistung ist, für die er tatsächlich ausgelegt ist. Sonst geht früher oder später selbst der hochwertigste Lautsprecher wegen Überlastung kaputt.

Es ist klar, dass Sie die Lautsprecher vor dem Anschließen definieren müssen:

Nennleistung ( W, W);

Aktiver Widerstand der Schwingspule ( Ohm, Ω ).

All dies ist in der Regel auf dem Magnetsystem des Lautsprechers oder auf dem Korb angegeben.

1W bedeutet 1W, 4Ω ist der Widerstand der Schwingspule.

Lautsprechermarke - 3GDSH-16. Die erste Zahl 3 ist die Nennleistung, 3 W. Daneben steht die Signatur – 8 Ohm, Spulenwiderstand.

Manchmal wird es nicht angezeigt, aber man kann es an den Markierungen erkennen.

Mitteltöner 15GD-11-120. Nennleistung – 15 W, Spulenwiderstand – 8 Ω.

Lautsprecheranschluss. Beispiel.

Beginnen wir sozusagen mit den Grundlagen – anschaulichen Beispielen. Stellen wir uns vor, wir hätten einen 6-Watt-Audio-Leistungsverstärker (AMP) und 3 Lautsprecher. Zwei 1-W-Lautsprecher (Spulenwiderstand jeweils 8 Ω) und ein 4-W-Lautsprecher (8 Ω). Die Herausforderung besteht darin, alle 3 Lautsprecher an den Verstärker anzuschließen.

Schauen wir uns zunächst ein Beispiel an untreu Anschlüsse dieser Lautsprecher. Hier ist eine visuelle Zeichnung.

Wie Sie sehen, ist der Widerstand aller drei Lautsprecher gleich und beträgt 8 Ω. Da es sich um eine Parallelschaltung von Lautsprechern handelt, wird der Strom gleichmäßig auf die drei Lautsprecher aufgeteilt. Bei maximaler Verstärkerleistung (6 W) erhält jeder Lautsprecher 2 W Leistung. Es ist klar, dass 2 von 3 Lautsprechern überlastet werden – diejenigen, deren Nennleistung 1 W beträgt. Es ist klar, dass ein solcher Anschlussplan nicht gut.

Wenn der Verstärker nur 3 W Schallleistung abgeben würde, wäre eine solche Schaltung geeignet, aber ein 4-W-Lautsprecher würde nicht mit voller Leistung arbeiten – „Filonil“. Obwohl dies nicht immer kritisch ist.

Nehmen wir nun ein Beispiel für den korrekten Anschluss derselben Lautsprecher. Verwenden wir die sogenannte gemischte Verbindung (sowohl seriell als auch parallel).

Lassen Sie uns zwei 1-Watt-Lautsprecher in Reihe schalten. Dadurch beträgt ihr Gesamtwiderstand 16 Ω. Nun schließen wir parallel dazu einen 4-Watt-Lautsprecher mit einem Widerstand von 8 Ω an.

Wenn der Verstärker mit maximaler Leistung arbeitet, wird der Strom im Stromkreis basierend auf dem Widerstand aufgeteilt. Da der Widerstand einer Reihenschaltung aus zwei Lautsprechern doppelt so groß ist (also 16 Ω), erhalten die Lautsprecher nur 2 Watt Schallleistung vom Verstärker (jeweils 1 Watt). Ein 4-Watt-Lautsprecher verbraucht jedoch 4 Watt Leistung. Es funktioniert jedoch entsprechend seiner Nennleistung. Bei einer solchen Verbindung kommt es zu keiner Überlastung. Jeder Lautsprecher funktioniert normal.

Und noch ein Beispiel.

Wir verfügen über einen 4-Watt-Audio-Leistungsverstärker (UMZCH, auch „Verstärker“ genannt). 4 Lautsprecher, die Leistung beträgt jeweils 1 Watt und der Widerstand beträgt jeweils 8 Ω. An den Verstärkerausgang kann eine Last mit einem Widerstand von 8 Ω angeschlossen werden. Sie müssen die Lautsprecher so miteinander verbinden, dass ihr Gesamtwiderstand 8 Ω beträgt.

Wie verbinde ich in diesem Fall die Lautsprecher richtig miteinander?

Lassen Sie uns zunächst alle Lautsprecher in Reihe schalten. Was bekommen wir als Ergebnis?

Da sich bei Reihenschaltung der Widerstand der Lautsprecher addiert, ergibt sich ein Verbundlautsprecher mit einem Widerstand von 32 Ohm! Es ist klar, dass ein solches Verbindungsschema nicht funktionieren wird. Den gleichen Widerstand (32 Ω) hat übrigens auch die Kapsel von Kopfhörern – im Volksmund auch „Stecker“ genannt.

Wenn wir einen solchen 32-Ω-Compound-Lautsprecher an den 8-Ohm-Ausgang unseres Verstärkers anschließen, fließt aufgrund des hohen Widerstands nur wenig Strom durch die Lautsprecher. Die Lautsprecher klingen sehr leise. Eine effektive Anpassung zwischen Verstärker und Last (Lautsprechern) funktioniert nicht.

Lassen Sie uns nun alle Lautsprecher parallel anschließen – vielleicht klappt es diesmal?

Bei einer Parallelschaltung errechnet sich der Gesamtwiderstand nach dieser kniffligen Formel.

Wie Sie sehen, beträgt der Gesamtwiderstand (R total) 2 Ω. Das ist weniger als nötig. Wenn wir unsere Lautsprecher über diese Schaltung an den 8-Ohm-Ausgang des Verstärkers anschließen, fließt aufgrund des geringen Widerstands (2 Ω) ein großer Strom durch die Lautsprecher. Aus diesem Grund kann der Verstärker abbauen .

Parallel- und Reihenschaltung von Lautsprechern (Mischschaltung).

Wenn wir eine gemischte Verbindung verwenden, erhalten wir Folgendes.

Wenn die Lautsprecher in Reihe geschaltet werden, addiert man deren Widerstand, wir erhalten 2 Arme mit jeweils 16 Ω. Als nächstes berechnen wir den Widerstand mithilfe einer vereinfachten Formel, da wir nur zwei parallel geschaltete Arme haben.

Dieser Anschluss ist bereits für unseren Verstärker geeignet. Daher haben wir die Ausgangsimpedanz des Verstärkers an die Last angepasst – unseren Verbundlautsprecher (Lautsprecher). Der Verstärker liefert die volle Leistung an die Last, ohne zu überlasten.

Audioverstärker sind für eine bestimmte Lastimpedanz ausgelegt. Dies gilt insbesondere für Röhren-UMZCHs, aber auch Transistor-UMZCHs liefern das Gesagte technische Eigenschaften innerhalb eines relativ engen Lastbereichs.

Bei der Auslegung von Gruppenstrahlern oder wenn mehrere Lautsprecher an einen Tiefton-Leistungsverstärker angeschlossen werden müssen, muss die resultierende Ersatzimpedanz berücksichtigt werden.

Wie schließe ich Lautsprecher an?

Es ist klar, dass bei Reihenschaltung der Lautsprecher (Abb. 1) der Lastwiderstand Ztotal zunimmt. Er besteht aus den Ersatzwiderständen der Köpfe Zi und wird nach der Formel berechnet:

Ztotal=Z1+Z2+…+Zn. (1)

Normalerweise ist eine Erhöhung des Widerstands erforderlich, um die Leistung des Verstärkers zu verringern. Insbesondere bei der Installation von Rear-Lautsprechern oder eines Center-Kanal-Lautsprechers in einem Heimkino, die eine zusätzliche Rolle spielen, benötigen sie keine nennenswerte Leistung vom Verstärker.

Grundsätzlich können Sie beliebig viele Lautsprecher in Reihe schalten, Ztotal größer als 16 Ohm ist jedoch unerwünscht, da der Verstärker sie nur schwer „ansteuern“ kann (die Ausgangsleistung sinkt). Das Wichtigste ist, die Phasenlage der Köpfe zu beachten, damit sich ihre Diffusoren immer in eine Richtung (in Phase) bewegen. Die Anschlüsse moderner Köpfe sind normalerweise mit „+“ und „-“ gekennzeichnet, bei älteren ist dies möglicherweise nicht der Fall.
In diesem Fall ist es am einfachsten, eine Batterie mit einer Spannung von 4,5...9 V zu nehmen und durch kurzes Berühren der Kopfanschlüsse mit ihren Kontakten zu beobachten, in welche Richtung sich der Diffusor „bewegt“. Es bleibt nur noch, die Anschlüsse für alle Köpfe gleich zu kennzeichnen. Bei der Parallelschaltung von Lautsprechern (Abb. 2) verringert sich der Lastwiderstand proportional zur Anzahl der Lautsprecher.

Dementsprechend erhöht sich die Ausgangsleistung des UMZCH. Die Anzahl der Lautsprecher ist durch die Fähigkeit des Verstärkers begrenzt, bei geringer Last zu arbeiten. In den meisten Fällen kommen leistungsstarke Verstärker mit 2-Ohm-Lasten recht gut zurecht. Der gesamte äquivalente Lastwiderstand Ztot wird in diesem Fall nach der Formel berechnet:

1/Ztot=1/Z1+1/Z2+…+1/Zn. (2)

Für zwei Köpfe wird es in die Form umgewandelt.

Optionen für den Lastwiderstand beim Anschluss von Lautsprechern an einen Verstärker
​

Um beispielsweise vier Lautsprecher anzuschließen, müssen Sie dafür einen Vierkanal- oder zwei Zweikanalverstärker verwenden. Manchmal ist es jedoch nicht möglich, einen weiteren Verstärker zu installieren, und es ist notwendig, die Anzahl der Lautsprecher zu erhöhen. Beispielsweise kann es erforderlich sein, vier (2 pro Kanal) oder acht Lautsprecher (4 pro Kanal) an den Verstärker anzuschließen. In solchen Fällen werden drei Verbindungsmethoden verwendet: seriell, parallel und kombiniert (eine Mischung aus den ersten beiden). Das Wichtigste ist, den minimal zulässigen Lastwiderstand des Verstärkers herauszufinden und darauf basierend die Anschlussart auszuwählen.

Daisy-Chaining von Lautsprechern​

Beim Daisy-Chaining werden die Lautsprecher nacheinander in Reihe geschaltet. Es ist sehr wichtig, die Lautsprecher richtig zu phasen, indem Sie den Pluspol des einen Lautsprechers mit dem Minuspol des anderen verbinden. Bei Reihenschaltung erhöht sich der Gesamtwiderstand und die Ausgangsleistung sinkt. Diese Methode kann verwendet werden, um die Ausgangsleistung eines Kanals zu reduzieren, der den Ton anderer Kanäle unterstützt – beispielsweise der hinteren oder mittleren Kanäle. Es ist besser, nicht mehr als zwei Lautsprecher in Reihe zu schalten, da mehr Lautsprecher die Ausgangsleistung stark reduzieren. Sie können keine Lautsprecher mit unterschiedlichen Impedanzen anschließen, beispielsweise vier und acht Ohm, da in diesem Fall jeder von ihnen eine andere Lautstärke hat. Es können nur exakt identische Lautsprecher in Reihe geschaltet werden, da unterschiedliche Lautsprecher auch unterschiedliche Widerstände im 0,5-Ohm-Bereich haben können.

Bei Reihenschaltung wird die Lautsprecherimpedanz nach folgender Formel berechnet:

Dabei ist R der Widerstand, den wir durch eine solche Verbindung erhalten, und R1 und R2 der Widerstand der Lautsprecher 1 und 2. Der Widerstand mehrerer Lautsprecher wird auf ähnliche Weise berechnet: R = R1 + R2 + R3 + ... + Rn, d.h. Widerstände werden aufsummiert.

Die Leistungsreduzierung aufgrund erhöhter Belastung wird nach folgender Formel berechnet:

P = Preal (Rreal/Rcurrent),

Dabei ist P die Leistung bei veränderter Last, Preal die Nennleistung des Verstärkers bei Standardwiderstand, Rreal der Lastwiderstand, bei dem die Wirkleistung des Verstärkers gemessen wurde (Nennlastwiderstand), Rcurrent der Gesamtwiderstand des Lautsprecher, die wir erworben haben. Diese Formel kann für jede der drei beschriebenen Anschlussarten verwendet werden und mit ihrer Hilfe lässt sich die Erhöhung oder Verringerung der Verstärkerleistung aufgrund einer nicht standardmäßigen Belastung leicht berechnen.

Parallelschaltung von Lautsprechern​

Durch die Parallelschaltung von Lautsprechern erhöht sich die Ausgangsleistung und der Widerstand verringert sich. Wenn Sie zwei 4-Ohm-Lautsprecher auf diese Weise anschließen, beträgt ihre Gesamtimpedanz 2 Ohm, und Sie müssen wissen, ob der Verstärker einer so geringen Last standhalten kann. Viel häufiger trifft man auf Verstärker, die bei einem Widerstand von 2 Ohm normal arbeiten können als bei 1 oder 0,5 Ohm.

Das Anschließen eines niedrigeren Lastwiderstands als dem Nennwert an den Verstärker kann dazu führen Beschädigung des Geräts.

Den Widerstand, der nach der Parallelschaltung der Lautsprecher entsteht, können Sie mit der Formel berechnen:

R = (R1 R2) / (R1 + R2),

Dabei ist R der Lastwiderstand für die gesuchte Parallelschaltung und R1 und R2 die Widerstände der so angeschlossenen Lautsprecher. Beispielsweise beträgt der Widerstand beim Parallelschalten zweier 8-Ohm-Lautsprecher 4 Ohm. Wenn zwei Lautsprecher parallel angeschlossen sind, ist die Ausgangsleistung des Verstärkers für eine solche Last doppelt so groß.

Lautsprecher-Kombi-Anschluss​

Dieses Anschlussdiagramm dient dazu, den erforderlichen Widerstand für den Verstärker zu erhalten. Beispielsweise um vier Lautsprecher mit einer Gesamtimpedanz von 4 Ohm anzuschließen. Um den Lastwiderstand bei dieser Verbindungsmethode zu berechnen, verwenden Sie die Formel:

R = (R12 R34) / (R12 + R34), wobei R12 der Gesamtwiderstand der in Reihe geschalteten Lautsprecher 1 und 2 ist und R34 für die Lautsprecher 3 und 4 gleich ist. Wenn Sie vier 30-Watt-Lautsprecher haben, sind es vier -Ohm-Lautsprecher, dann beträgt bei einem solchen Anschlussschema die Gesamtleistung 120 W und der Widerstand beträgt gleich 4 Ohm. Und die vom Verstärker gelieferte Leistung wird gleichmäßig auf die vier Lautsprecher aufgeteilt.

Online-Rechner

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