Конденсатор для сабвуфера (накопитель)

Что такое автомобильный конденсатор и зачем он нужен?

Под автомобильным конденсатором сегодня принято понимать электролитический конденсатор, подключенный к автомобильному усилителю звука (или непосредственно к магнитоле) параллельно питающим проводам. Но зачем он нужен?

Для защиты от сетевых помех конденсаторы используются часто.

1. Фильтрация помех питающей сети. Конденсаторы в качестве простейшего, но, в то же время, довольно эффективного фильтра помех питающей сети используются давно – их наверняка замечал каждый, кому случалось заглядывать внутрь электронных устройств. Конденсатор заряжается напряжением питающей сети и при резком падении напряжения возмещает просадку, возвращая в сеть накопленный заряд. Обычно качественные автомобильные усилители имеют собственную защиту от просадок напряжения, но если вы слышите из динамиков посторонние звуки при включении элементов автоэлектрики (вентилятора, дворников, фар и пр.), конденсатор может помочь. И еще – вне зависимости от того, где в автомобильной сети установлен конденсатор, он будет поддерживать напряжение всей сети, а не только усилителя. Поэтому, если при работе аудиосистемы у вас мерцают фары, то после установки конденсатора мерцать они перестанут (будут гореть вполнакала). Другое дело, что сильные (до мерцания фар) просадки при работе аудиосистемы явно сигнализируют о нехватке мощности генератора и АКБ. Эту проблему установка конденсатора не решит – он является не источником, а потребителем энергии, и в случае нехватки питания проблему скорее усугубит.

2. Поддержка питания магнитолы при пиковых нагрузках, например, при проигрывании басов. Здесь возможны два варианта:

2.1. На аудиосистему приходит недостаточно мощности. Причины могут быть разные: севшая батарея, слабый генератор, провода питания недостаточной толщины и пр.

Как это выглядит в теории.

В этом случае при установке конденсатора (вплотную к усилителю), теоретически, можно получить некоторый прирост громкости звука без искажений – при условии, что чрезмерные нагрузки будут кратковременны (не более долей секунд) и перемежаться не меньшими по продолжительности периодами уменьшенной нагрузки (чтобы конденсатор мог восстановить заряд).

И как чаще всего бывает на практике.

Но реальная музыка таким требованиям соответствовать не может – басы в композициях редко звучат меньше нескольких секунд. Поэтому практически никакого заметного эффекта не будет – вряд ли можно назвать улучшением качества звука то, что динамик начнет хрипеть на треть секунды позже обычного.

2.2. Мощности достаточно, но аккумулятор не успевает «отдать» требуемый ток. Как известно, при появлении потребителя, ток разряда АКБ устанавливается не мгновенно; и время его установки зависит от характеристик аккумулятора — в первую очередь от внутреннего сопротивления (если точнее, то от реактивной составляющей внутреннего сопротивления). И если внутреннее сопротивление АКБ велико, то при резком возрастании нагрузки требуемый ток она даст с некоторой задержкой, небольшой, но искажения звука в этот момент уже могут быть заметны.

Схема подключения конденсатора к цепи питания усилителя.

Действительно, в этом случае установка конденсатора может оказаться приемлемой альтернативой замене аккумулятора. Полностью проблему это не решит, но фронты басов, к примеру, может сгладить.

В последнее время на полках автомагазинов появились «конденсаторы», отличающиеся огромной (до сотен и даже тысяч Фарад) емкостью, но при этом имеющие скромные размеры и весьма привлекательную цену. Это не конденсаторы, это – ионисторы. Смысла в их подключении к усилителю немного – да, они имеют заявленную емкость, но от конденсаторов ионисторы отличаются высоким внутренним сопротивлением (ESR), низким максимальным током разряда и низкой скоростью установки отдаваемого тока. Существуют ионисторы с низким ESR, близкие по характеристикам к конденсаторам, но они намного дороже.

Как подобрать

Электрический конденсатор — это специальный прибор с двумя полосами, который накапливает, сохраняет и передает заряд тока подключенным узлам. Его конструкция состоит из обкладок с диэлектрической изоляцией. Главным свойством изделия является емкость, указывающая на количество энергии, которая получается за единицу времени. Этот параметр отображается в фарадах (Ф).

Среди всего разнообразия конденсаторов максимальная емкость свойственна электролитическим моделям или более модернизированным типам — ионизаторам.

Чтобы упростить выбор конденсатора для усилителя в машине, нужно получить общее представление о том, что происходит в сети транспортного средства при запуске автомагнитолы, мощностью от 1 кВт, на низких частотах. При простых расчетах удается определить следующее — потребление тока достигает 100 А. Однако нагрузка становится неравномерной, и пиковые значения замечаются при басовых ударах. Скачки напряжения связаны с двумя явлениями:

1. Внутреннее сопротивление батареи, которое ограничивает отдачу тока.
2. Воздействие сопротивления от проводов, которые способствуют падению напряжения.

АКБ и конденсатор имеют некоторые сходства. Они предназначаются для накопления и отдачи электрической энергии, при этом второй узел справляется с этой задачей быстрее, чем аккумулятор. Это свойство определяет сферы его использования.

Подключение конденсатора выполняется параллельным образом. Если случается резкий скачок потребления тока, сопротивление внутри АКБ резко падает. В это время активируется конденсирующий элемент, который передает энергию, компенсируя падение мощности.

Выбирая деталь, необходимо учитывать мощность сабвуфера. Кроме сложных расчетов, можно применить простое правило: каждый 1 кВт мощности требует 1 Ф емкости. Если превысить показатель, это приведет только к положительным откликам. При этом рабочее напряжение должно варьироваться от 14-18 В. Отдельные конденсаторы оснащаются специальным индикатором, который упрощает их применение, а также электроникой для отслеживания заряда.

Конденсатор — это полезный аксессуар для автомобильного сабвуфера, который не только устраняет массу проблем со звуковым оборудованием, но и улучшает стабильность работы электрический цепи.

Это обусловлено принципом его действия и следующими особенностями:

1. Приспособление выполняет роль фильтра скачков напряжения сети, которые появляются при коммутации нагрузок или взаимодействии электронных устройств. Его наличие положительно влияет на работу всех деталей.
2. Конденсатор подавляет скачки при запуске или деактивации потребителей бортового напряжения, из-за чего генератор работает без сбоев.
3. Когда запускается автомобильный стартер, конденсирующий узел обеспечивает ему дополнительную помощь, передавая заряд напряжения бортовой сети. Эта возможность будет особенно полезной в зимнюю пору, когда АКБ не может нормально передавать электрический ток.

Установка и зарядка

Таким образом, зачем нужен этот компонент в автомобиле, мы пояснили. Теперь перейдем к полезной теме о том, как конденсатор установить и подключить.

Установка

Сам процесс установки имеет следующие особенности:

• Конденсатор устанавливается не дальше полуметра от усилителя во избежании снижения амплитуды тока при сопротивлении соединяющих проводов;
• На конденсаторе ни в коем случае нельзя экономить и если уж решили ставить, то обязательно качественный, а не какой-нибудь китайский, чтобы был толк.

• Если электронная схема в конденсаторе, все же, отсутствует, то рекомендуется изначально подзаряжать элемент 12-вольтовой лампочкой;
• Интересно, что установить конденсатор можно в системе любой мощности, независимо от количества усилителей.

Зарядка

Что касается зарядки конденсатора(см.), то как и говорилось выше, полезно заряжать 12 В лампочкой, которая даст пользователю понять, как проходит процесс.Сам он подразумевает следующее:

• К плюсу АКБ присоединяется лампочка или резистор (лучше ламочка 12 В) на проводе;
• Другой конец провода соединяется с положительным терминалом конденсатора;
• В процессе зарядки, если на конденсаторе имеется табло со световой индикацией, то оно загорится. Значение вольтметра на конденсаторе тоже будет увеличиваться, но как только оно остановится, завершить надо и зарядку;
• Снимаем лампочку или резистор.

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:

• Генератор автомобиля ремонтируется или ставится новый;
• От него прокладывается кабель на массу и плюс;
• Ставится новая АКБ;
• Все клеммы меняются или тщательно зачищаются;
• Прокладывается силовой медный кабель хорошего качества с достаточным сечением;

Схема конденсатора

Подключаем усилитель, не забываем предохранитель.

После того, как все будет проверено, можно подключать и конденсатор. Замеры на клеммах покажут те же результаты, но удивляться не стоит. Если цепь «живая» и питания хватает, то конденсатору нечего включаться и он как бы ждет своего часа.

Доказать необходимость конденсатора и в обычных автомобильных акустических системах можно, исходя из нижеприведенного:

• Замер конденсатора может долго длиться, а от этого «проснется» даже самый кислотный аккумулятор и тем самым, сумеет отдать весь свой потенциал;
• Среди так называемого эс пи элевого братства более принято использование гелеевых батарей, способных «стрелять» сотнями ампер с поразительной скоростью. Как бы ни был конденсатор восхваляем, но при такой скорости он будет «чувствовать» себя явно не у дел;
• Опять же, касательно эс пи эль, конденсатор не к месту, так как является потребителем энергии, что для эс пи эль явное зло.

Одним словом, в эс пи эль уж точно никакой конденсатор или иной накопитель не используется.

Зарядка

Процедура эта не является чем-то очень сложным .

Состояние АКБ, безусловно, особенно с наступлением холодов заслуживает более тщательного внимания, но все же, даже если он будет новым и полностью исправным, помощь конденсатора(см.Зачем нужен конденсатор для автоакустики сегодня) ему понадобится обязательно в автомобиле, где стоит мощный сабвуфер.Процедура зарядки конденсатора нужна всегда, как только АКБ снимается с машины. Кроме того, конденсатор заряжают и при первичной его установке.

Подробная и пошаговая инструкция, как это сделать, приводится здесь:

Для начала следует подготовится: найти источник постоянного тока (АКБ в данном случае), резистор (он идет в комплекте с конденсатором) или лампочку на 12 В (если резистор найти не удалось) и провода для подключения конденсатора (они должны быть такого же сечения, как и провода питания).

Далее убеждаемся, что плюсовая клемма конденсатора подключена к усилителю правильно (плюс к проводу питания усилителя).

• Предохранитель акустической системы аккуратно отключаем;
• Снимаем провод от положительной клеммы конденсатора;
• Подключаем АКБ в сеть (как это сделать, можно узнать из тематических статей);
• Берем резистор или лампочку, подключаем одним контактом к положительной клемме накопителя, а другим – к проводу питания (время зарядки определяется по мануалу, инструкции, идущей в комплекте);

Конденсатор на сабвуфер

• ставим обратно предохранитель акустической системы;
• ждем сколько нужно (не менее 2-х минут), затем резистор отключаем;
• кабель питания накопителя подключаем к положительной клемме напрямую.

Схема как зарядить конденсатор

Подключаем межблочные провода и управляющий (REM)

Чтобы проложить кабель,  необходимо найти линейный выход на магнитоле. Линейный выход можно распознать по характерным «колокольчикам», что расположены на задней панели магнитолы. Количество линейных выходов отличается в разных моделях магнитол. Обычно их от одной до трёх пар. В основном они распределяются следующим образом 1 пара – можно подключить сабвуфер или 2 колонки (подписаны как SW\F) Если их 2 пары можно подключить 4 колонки или сабвуфер и 2 колонки (выхода подписаны F и SW), и когда на магнитоле 3 пары линейных проводов можно подключить 4 колонки и сабвуфер (F, R, SW) F Это Front т. е. передние колонки, R Read задние колонки, и SW Sabwoorer я думаю и так всем понятно что.

Для соединения потребуется межблочный провод, на котором ни в коем случае нельзя экономить. Запрещается около силовых проводов укладывать межблочный кабель, так как при работе двигателя будут слышны различного рода помехи. Протянуть провода можно как под ковриками салона, так и под потолком. Последний вариант особенно актуален для современных машин, в салоне которых создающих помехи электронных принадлежностей.

Ещё необходимо подключить управляющий провод (REM). Как правило, он идёт вместе с межблочными проводами, но бывает что его и нету, приобретите отдельно необязательно чтобы он был большого сечения 1 мм2 вполне достаточно. Это провод служит управлением для включения усилителя т. е. когда выключаете магнитолу она автоматические включает ваш усилитель или сабвуфер. Как правило этот провод на магнитоле имеет синий цвет с белой полоской, если его нет то используйте синий провод. Подключается он к усилителю к клеме под названием REM.

Зачем нужен конденсатор для сабвуфера

Электрический конденсатор представляет собой двухполюсное устройство, способное накапливать, сохранять и отдавать электрический заряд. Конструктивно он состоит из двух пластин (обкладок), разделенных диэлектриком. Важнейшей характеристикой конденсатора является его емкость, отражающая величину энергии, которую он способен накопить. Единицей измерения емкости служит фарада. Из всех типов конденсаторов, наибольшей емкостью обладают электролитические конденсаторы, а также их дальнейшие усовершенствованные родственники — ионисторы.

Чтобы понять, для чего нужен конденсатор, разберемся, что происходит в электрической сети автомобиля при включении в нее низкочастотной автоакустики, имеющей мощность 1 кВт и более. Простой подсчет показывает, что ток, потребляемый такими устройствами, достигает 100 ампер и выше. Нагрузка имеет неравномерный характер, максимумы достигаются в моменты басовых ударов. Просадка напряжения в момент прохождения автозвуком пика громкости НЧ обусловлена двумя факторами:

• Наличием внутреннего сопротивления аккумулятора, ограничивающим его способность к быстрой отдаче тока;
• Влиянием сопротивления соединительных проводов, вызывающим падение напряжения.

Аккумулятор и конденсатор имеют функциональную схожесть. Оба устройства способны накапливать электрическую энергию, впоследствии отдавая ее нагрузке. Конденсатор это делает значительно быстрее и «охотнее» аккумулятора. Такое свойство и лежит в основе идеи его применения.Конденсатор подсоединяется параллельно аккумулятору. При резком увеличении потребления тока увеличивается падение напряжения на внутреннем сопротивлении аккумулятора и, соответственно, уменьшается на выходных клеммах. В этот момент включается в работу конденсатор. Он отдаёт накопленную энергию, и тем самым компенсирует падение отдаваемой мощности.

Как подобрать конденсатор

Требуемая емкость конденсатора зависит от мощности сабвуфера. Чтобы не вдаваться в сложные вычисления, можно пользоваться простым эмпирическим правилом: на 1 кВт мощности необходима емкость 1 фарада. Превышение этого соотношения идет только на пользу. Поэтому, наиболее распространенный в продаже конденсатор большой емкости в 1 фараду, можно использовать и для сабвуферов мощностью менее 1 кВт. Рабочее напряжение конденсатора должно быть не менее 14 – 18 вольт. Некоторые модели оборудованы цифровым вольтметром – индикатором. Это создает дополнительные удобства в эксплуатации, а электроника, контролирующая заряд конденсатора, позволяет облегчить эту процедуру.

Немного о конденсаторах

Вот так выглядит современный накопитель для сабвуфера

В наши дни все чаще встречаются накопители для сабвуфера, в устройстве которых применяются конденсаторы, фото выше (от латинского Condense — накапливать):

• Раньше подобные фильтры для сабвуферов встречались лишь в навороченных системах топового уровня, однако сегодня все чаще они встречаются и среди бюджетных вариантов инсталляций
• Сейчас подробно разберемся для чего так необходим конденсатор (далее кондер) в аудио системе автомобиля
• Сегодня современный активный сабвуфер при воспроизведении музыки на кратковременных пиках звучания потребляет значительный (повышенный) ток
• Однако необходимую мощность тока сегодня не в состоянии будут обеспечить даже наиболее мощные аккумуляторы
• Без применения кондеров в эти моменты появляется ощутимые провалы при работе сабвуфера, что значительно снижает качество его звучания Чтобы решить проблемы с накоплением дополнительного напряжения и применяются накопители
• Главным назначением этой детали в схеме является аккумулирование заряда, который, в случае необходимости отдается в сеть к усилителю для сабвуфера
• Сразу после отдачи заряда, конденсатор заряжается вновь (см.Как зарядить конденсатор для сабвуфера самостоятельно) для обеспечения нового пика баса сабвуфера
• Схема установки сабвуфера и конденсатора показана на первом рисунке
• Происходит весь процесс за долю секунды, что позволяет постоянно обеспечивать качественное звучание
• При этом даже в дешевых инсталляциях с использованием сабвуфера качество звучания улучшается кардинальным образом
• Сразу исчезает столь неприятное каждому невнятное бубнение, которое возникает при провалах (недостатке) напряжения
• Так ли нужен этот конденсатор?
• Ведь известно, что цена за него увы, не маленькая, поэтому не далеко не каждый автомобилист, даже среди любители качественного звука, может себе позволить подобную роскошь
• Но с другой стороны, практически каждый меломан обзаводится рано или поздно мощной музыкальной аппаратурой и доводит её звучание до совершенства
• Мощность звучания – это хорошо, однако, чем мощнее ваша система, тем больше она требует энергии

• И по сегодняшний день в Интернете, на форумах, в блогах и сайтах ведутся горячие дискуссии, относительно необходимости либо бесполезности подобного накопителя
• Споры эти, к большому сожалению всех любителей хорошего автозвука, не приводят к истине («в споре истина умирает»- как сказал ещё древнегреческий философ)
• Они бесполезны, просто потому, что зачастую оппоненты не имеют даже начального, «школьного» представления, относительно физики протекающих процессов

• Чтобы раскрыть завесу хоть в некоторой степени, сейчас вернемся к урокам физики
• И по мере обновления (освежения) в нашей памяти полезных знаний, все мифы развеются, как утренний туман

Как подключить

Подключение двухканального усилителя по мостовой схеме осуществляется разными способами в зависимости от используемой магнитолы, колонок и сабвуфера.

Также на метод присоединения влияет количество и особенности компонентов.

Магнитолу

Выбор необходимого способа определяется схемой подключения, нанесенной на этикетку устройства. Подключение магнитолы к двухканальному усилителю в режиме мостования осуществляется так же, как к стандартному. Существуют 2 способа передачи звука от головного устройства.

В первом случае подсоединение осуществляется с помощью линейных выходов. Во втором случае к усилителю напрямую подключаются выводы магнитолы, предназначенные для колонок. Если применяются 2 усилителя, то линейный выход левого канала подключается к первому, а выход правого — ко второму. Голубой провод с белой полоской от магнитолы подсоединяется к вводу реле управления питанием усилителя (усилителей).

Сабвуфер

Перед тем, как подключить сабвуфер к двуханальному усилителю, следует проверить его сопротивление. Если рабочее сопротивление усилителя составляет 4 Ом, то подключаемый в режиме мостования сабвуфер должен иметь сопротивление 2 Ом. При несоблюдении этих рекомендаций автомобильная аудиосистема может работать нестабильно.

Для подключения усилителя к сабвуферу следует присоединить его положительный провод к положительному выводу левого канала. Отрицательный провод низкочастотного громкоговорителя подключается к отрицательному выходу правого канала. В результате такой операции мощность воспроизводимого сабвуфером звука становится выше. При наличии регулятора фильтра низких частот следует установить значение от 100 до 250 Гц.

Она необходима для того, чтобы диффузоры динамиков двигались в одну сторону. Это обеспечивает необходимое качество звучания на низких частотах. Чтобы провести фазировку, выполняется последовательное соединение сабвуферов.

После этого к свободным проводам на мгновение присоединяется пальчиковая батарейка. Если конусы движутся разнонаправленно, то выводы одного из низкочастотных громкоговорителей меняются местами. Если необходимо присоединить и широкополосные колонки, и сабвуфер, то для этого используется кроссовер.

Колонки

К каждому мостовому двухканальному усилителю можно подключить только одну колонку. Стоит учитывать, что звук автомобильной аудиосистемы в мостовом режиме будет монофоническим из-за объединения каналов. Чтобы получить стереозвук в машине при мостовом методе, есть несколько способов подсоединять к усилителю 2 колонки и более.

Один из них — это использование еще одного усилителя. Другой заключается в последовательном подключении нужного числа колонок к мостовому выходу. Широкополосные динамики подсоединяются так же, как и сабвуфер. Настройки фильтров высоких и низких частот не изменяются. Таким образом, подключение 2-канального усилителя по мостовой схеме не вызовет особых затруднений при правильном проведении работ.

Подключение сабвуфера к магнитоле

Подключать сабвуфер к магнитоле необходимо только через усилитель. Так как встроенной мощности магнитолы не хватит для правильной работы сабвуфера и нормального баса вы не получите. Цепочка подключения простая: магнитола-усилитель-сабвуфер. Магнитола передает сигнал на усилитель. Усилитель в свою очередь этот сигнал усиливает и отправляет его на сабвуфер.

Для чего нужен усилитель?

Усилитель используется для увеличения запаса по громкости, снижения искажений и повышения качества звучания музыки. Встроенного усилителя магнитолы не хватит для раскачки тяжелого низкочастотного динамика, от чего будут появляться большие искажения, уровень громкости будет низким и с большой вероятностью сабвуфер может выйти из строя или попросту «сгореть».

Если у вас активный сабвуфер, то дополнительный усилитель вам не потребуется, потому что он уже встроен в корпус саба (). Для пассивного сабвуфера придется подобрать усилитель (как правильно это сделать читайте на этой странице).

Качество пассивных элементов

Конденсаторы, особенно когда они находятся на выходной сигнальной линии, сильно влияют на качество звука аудиосистемы.

Есть несколько факторов, которые определяют качество CAP, несомненно, очень важные для аудио:

1. Толерантность и фактическая емкость, необходимые для использования в фильтрах.
2. Зависимость емкости от частоты, так 1 микрофарад на 1 000 Гц не означает 1 микрофарад при 20 кГц.
3. Внутреннее сопротивление (ESR).
4. Ток утечки.
5. Старение — фактор, который со временем будет развиваться для любого продукта.

Лучший выбор приложений конденсатора зависит от применения в цепи и необходимой емкости:

Диапазон от 1 пФ до 1 нФ — схемы управления и обратной связи. Этот диапазон в основном используется для устранения высокочастотного шума на аудиоканале или для целей обратной связи, таких как мост усилителя Quad 606. Конденсатор СГМ в звуке является лучшим выбором в этом диапазоне. Он имеет очень хорошую толерантность (до 1 %) и очень низкие искажения и шум, но довольно дорогой. МКС или МКП — это хорошая альтернатива. На сигнальной линии следует избегать керамических CAP, поскольку они могут вызвать дополнительные нелинейные искажения до 1 %. От 1 нФ до 1 мкФ — сцепление, развязка и подавления колебаний. Они чаще всего используются в аудиосистемах, а также между этапами, когда существует разница в уровне постоянного тока, устранение вибраций и в схемах обратной связи. Как правило, пленочные конденсаторы будут использоваться в этом диапазоне до 4,7 микрофарад. Лучшим выбором конденсатора для звука и аудио является полистирол (МКС), полипропилен (МКП). Полиэтилен (МКТ) является альтернативой с более низкой ценой. 1 Ф и выше — источники питания, выходные конденсаторы, фильтры, изоляция. Преимущество очень высокая емкость (до 1 Farad). Но есть несколько недостатков. Электролитические CAP подлежат старению и сушке. Через 10 или более лет масло высыхает, а важные факторы, такие как СОЭ, меняются. Они поляризованы и должны быть заменены каждые 10 лет, иначе негативно повлияют на звук. При проектировании соединительного контура электролитов на сигнальной линии часто можно избежать проблем путем пересчета константы времени (RxC) для низкой емкости ниже 1 микрофарада. Это поможет определить, какие электролитические конденсаторы лучше для звука

Если это невозможно, важно, чтобы электролит имел менее 1 В постоянного тока и использовался CAP высокого качества (BHC Aerovox, Nichicon, Epcos, Panasonic)

Выбрав лучшее решение для каждой программы, разработчик может достичь наилучшего качества звука. Инвестирование в высококачественные CAP оказывает положительное влияние на качество звука, больше чем в любой другой компонент.