Konstrukce ozvučení automobilu

Se stále rostoucím zájmem o auta nejrůznějších značek roste i zájem o reproduktorové systémy různých kvalit i cen. Člověk je totiž tvor líný a koumavý, a proto se rozhodl spojit příjemné s užitečným – auto a muziku. Pojem „reproduktorový systém“ je zde ale velice široký – koupíte-li si reproduktory, budete pravděpodobně potřebovat kabely, zesilovače, autorádio atd. Jelikož nejslabším článkem je, a pár let ještě bude, reproduktor, je zapotřebí věnovat právě jemu největší pozornost. Ke snazšímu výběru a umístění reproduktoru nám může pomoci obrázek 1.

Reproduktory

Obr. 1 Rozmístění reproduktorů v automobilu

Místo A – hodí se především pro výškové neodymové reproduktory DEXON. Lze zde použít i jiné výškové reproduktory, jediným omezením je prostor. Basové reproduktory se tady nehodí, protože by nebyla vytvořena ozvučnice.

Místa E, B a F jsou určena hlavně pro širokopásmové reproduktory s malými nároky na prostor. Ozvučnice (i když ne zrovna moc kvalitní) se vytvoří z dutého prostoru dveří. Toto umístění bude nejlepší pro koaxiální reproduktory. Nezapomeňte zde reproduktory chránit rámečkem – v blízkosti dveří je nejvíce nečistot. Membrány reproduktorů by měly být lakované z důvodu vlhkosti.

Místa D a H – to nejlepší pro basový reproduktor. Ozvučnice s dosti velkým objemem je vytvořena z uzavřeného objemu zavazadlového prostoru, tudíž dolní mezní kmitočet se pohybuje okolo 20 až 30 Hz. Jelikož nízké kmitočty se šíří převážně monofonně, lze zapojit i jeden basový reproduktor. Těm, kterým citelně slyšitelné basy dělají opravdu radost, doporučujeme použít subwoofer umístěný v zavazadlovém prostoru. Místa D a H patří k nejvíce teplotně namáhaným – sluníčko s membránou udělá své. Proto rámeček se sítkem nebo průzvučným molitanem je tady nutností.

Místa C a G patří výškovým, středovým a širokopásmovým reproduktorům, obvykle elipsovým. Stereofonní vjem je dostatečně zaručen odrazem od zadního skla. Používáte-li už širokopásmové reproduktory na místě C, pak je zbytečné je používat v místě F.

Snad nejdůležitějším faktem při výběru autoreproduktorů jsou rozměry montážního otvoru pro reproduktor. Proto před samotným výběrem reproduktorů dle jeho elektrických parametrů je nutné změřit otvor, do kterého jej chceme zabudovat. Aby tato situace byla pro Vás jednodušší, předkládáme Vám tabulku automobilů různých značek s uvedením jejich doporučených velikostí a pozic autoreproduktorů. Doporučené reproduktory dle značek automobilů Tuto tabulku si prosím stáhněte, pro publikování mna webu je příliš rozměrově velká.

Zesilovače

Často dvoukanálové nebo čtyřkanálové. Některé typy mají navíc zabudovanou aktivní výhybku, pomocí níž zesilovač dokáže lépe a účinněji budit subwoofer. Budeme-li se nyní zabývat výkony autozesilovačů, pak teoretický maximální výkon na kanál je pouhých 7 W / 4 ohmy, pracuje-li zesilovač v třídě B (účinnost 75%, napájení 12 V). K tomu, aby zesilovač byl schopen dodat do 4 W zátěže výkon okolo 30 W rms (běžné změřené hodnoty) je nutný tzv. měnič, což je obvod zajišťující uvnitř zesilovače zvyšování napájecího napětí. Pak opravdu praktické hodnoty výkonů mohou dosahovat i vyšších hodnot avšak na úkor odebíraného proudu. Pro další zvýšení výkonu můžeme použít tzv. můstkové zapojení zesilovače (ne všechny zesilovače tak lze zapojit), které je vykoupeno možností zapojit pouze jeden reproduktor na jeden výstup (viz Obr. 2).

Obr. 2 Zapojení „zesilovače“:https://eshop.dexon.cz/vysledky-vyhledavani.php?text=zesilova%C4%8D&zpusob=1&kat=1&cl=&por=&inz=&t=Zesilova%C4%8De+#hlavni-menu stereofonně a do můstku

V případě, že zesilovač nedisponuje měničem napětí nebo izolačním transformátorem (opět DC/DC měnič), zesilovač nelze můstkově zapojit. Zesilovač lze instalovat všude tam, kde je zajištěno jeho dokonalé chlazení, nejlépe na boky zavazadlového prostoru. Napájení (včetně zemnění) vedeme přímo z akumulátoru a spínací napětí z autorádia (zesilovač se zapne, zapneme-li autorádio). Ø reproduktorových vodičů by neměl být menší jak 2,5 mm. Na obrázku 3 je vyobrazeno, jak zapojit napájecí kabely zesilovače a autorádia. O samotném vodičovém propojení pojednáme dále.

Obr. 3. Napájení „zesilovače“:https://eshop.dexon.cz/vysledky-vyhledavani.php?text=zesilova%C4%8D&zpusob=1&kat=1&cl=&por=&inz=&t=Zesilova%C4%8De+#hlavni-menu a autorádia

Výhybky

poslouží v případě, že chceme instalovat vícepásmové systémy (basy, středy a výšky zvlášť). Aktivní výhybky dovolují větší možnosti v nastavení dělících kmitočtů a strmostí, a zařazují se před zesilovač do linkového vstupu (nízká úroveň napětí). Některé z nich mají vestavěn vstupní konektor pro reproduktorovou úroveň – lze je pak napojit paralelně na reproduktorový výstup z autorádia nebo equalizéru. Jejich zapojení ukazuje Obr. 5.

Obr. 4. Signálové připojení pasivní výhybky
Obr. 5. Signálové připojení aktivní „výhybky“:https://eshop.dexon.cz/katalog/konstrukcni-material/vyhybky/, výšková sekce bez zesilovače

Pasivní výhybky (zapojení viz Obr. 4) jsou pevně nastavené, nepotřebují napájení a zařazují se za zesilovač na reproduktorové výstupy. Speciálním případem je subwooferová výhybka (pasivní nebo aktivní), která obsahuje pouze dolní propust a výstup (reproduktorový) na subwoofer nebo subwooferový zesilovač (linkový výstup). Zapojení pasivního typu do ozvučovacího řetězce se stereofonním subwooferem najdete na Obr. 6.

V obou naznačených případech využíváme linkový signál z autorádia, tzn. prostřednictvím konektorů Cinch. Může se stát, zvláště u starších modelů autorádií, že tyto neposkytují uvedené výstupy, a mají pouze zabudovány výstupy reproduktorové. V tomto případě je nutné použít tzv. konvertoru úrovně, jenž reproduktorový signál převádí na linkovou úroveň. Další, podrobné informace ohledně konstrukce reproduktorových vyhýbek naleznete v kapitole „Konstrukce reproduktorových soustav – výhybky“.

Subwoofery

jsou speciální reproduktorové soustavy, které slouží k vyzařování nízkých kmitočtů zvláště ve spolupráci s vícepásmovými ozvučovacími systémy automobilů. Tyto subwoofery jsou vyráběny jak v monofonním, tak i ve stereofonním provedení, u kterého jsou použity dva basové reproduktory popř. jeden se zdvojenou cívkou. Připojovací svorkovnice stereofonního subwooferu dovoluje subwoofer zapojit jako monofonní s poloviční zatěžovací impedancí, nebo jako stereofonní – viz Obr. 6 a 7.

Obr. 6. Připojení stereofonního subwooferu
Obr. 7. Připojení monofonního subwooferu

Ozvučnice typu bassreflex nebo band-pass (akustický filtr) dokonale optimalizuje frekvenční charakteristiku celého subwooferu vzhledem k účinnosti reproduktoru na nízkých kmitočtech. Současně platí, že čím větší objem subwooferu, tím nižší je dolní mezní kmitočet. Všechna tato pravidla ovšem platí za předpokladu správného umístění subwooferu.

Hlavní zásadou je umístit subwoofer tak, aby bassreflexové otvory a membrána reproduktoru nebyly zastíněny překážkou např. stěnou zavazadlového prostoru. Doporučujeme tedy jako nejlepší kompromis subwoofer instalovat do zavazadlového prostoru a ponechat před reproduktorem a dalšími akustickými otvory alespoň 20 cm místa. V této situaci se zavazadlový prostor bude chovat jako další ozvučnice a záleží především na něm, jak dopadne celá frekvenční charakteristika – ve výhodě jsou především dobře zatlumené (uvnitř očalouněné) zavazadlové prostory velkých objemů. V případě, že Váš automobil nemá uzavřený zavazadlový prostor (automobily typu kombi, starší Škodovky a pod.), lze subwoofer instalovat i za zadní nebo i pod přední sedadla. Na paměti mějme i monofonní šíření nízkých kmitočtů (cca. do 250 Hz), které dále rozšiřuje variabilitu umístění. Samotný subwoofer musí být pevně uchycen, např. pomocí pásků. Příklady instalace v různých typech aut ukazuje Obr. 9. Nasměrujeme-li subwoofer tak, aby otvor směřoval do rohu zavazadlového prostoru, viz Obr. 8, mírně zvýšíme účinnost na nižších kmitočtech, to je ovšem vykoupeno tím, že subwoofer nyní zabírá více místa.

Obr. 8. Zvýšení účinnosti subwooferu
Obr. 9. Správná instalace subwooferu

Subwoofer a zesilovač spojuje reproduktorový vodič o minimálním průměru žíly 2 mm, u zvlášť výkonných subwooferů doporučujeme hodnotu kolem 5 mm. Tento vodič uchycujeme do příslušných šroubovacích svorek připojovací svorkovnice, přičemž dbáme na dodržení polarity všech připojených reproduktorů. Subwoofery, které jsou opatřeny čtyřmi svorkami lze zapojit jako monofonní nebo jako stereofonní. Monofonní zapojení dostaneme ponecháním propojek v připojovací svorkovnici, jak ukazuje Obr. 10.

Obr. 10, Připojování stereofonních a monofonních subwooferů se zesilovači

Při monofonním zapojení stereofonního subwooferu se výkon obou kanálů sčítá a zatěžovací impedance je nyní poloviční. Tyto údaje je nutné srovnat s údaji zesilovače. Zjednodušeně řečeno – provoz subwooferu bude bezpečný, je-li zatěžovací impedance subwooferu větší nebo rovna než impedance uvedená u zesilovače a současně je-li max. výkon zesilovače menší než max. výkon subwooferu (tato podmínka platí pro jakýkoli subwoofer). Aby subwoofer nebyl zbytečně buzen signálem, který obsahuje i frekvence, které subwoofer nedokáže zahrát, doporučujeme do signálové cesty zařadit pasivní nebo aktivní výhybku, o kterých jsme se zmínili dříve. Tímto způsobem snížíme intermodulační zkreslení.

Na reproduktorových vodičích se nevyplácí šetřit. Opravdu „tlusté“ vodiče jsou výhodou a na čistotě reprodukce to je opravdu znát. Největší Ø by měl být na napájecí cestě zesilovače, malé průměry postačí pro spínací napětí a výškové reproduktory. V napájecí cestě se vyplácí používat odrušovací členy, jenž fungují na principu dolnopropustného filtru. Vybíráme je podle maximálního odebíraného proudu z autobaterie. Nyní pár vět k problematice spínacího napětí. Samotné spínací napětí je ve většině případů generováno autorádiem a slouží k automatickému spínání dalších komponentů zvukového řetězce, jako jsou zesilovače, equalizéry, ale také antény, pro kterou bylo původně spínací napětí vyvinuto. Spínací napětí je obvykle vyvedeno oranžovým vodičem, který je popsán „Antenna Lead". V případě, že Váš ozvučovací systém obsahuje pouze autorádio a reproduktory, doporučujeme nezapojovat spínací napětí nikam. Linkové vodiče pro vedení NF signálu by měly být stíněné a stínění by mělo být ukostřeno. Nezapomínejte na dobré zemnění každého z přístrojů a pojistkové jištění každého z použitých přístrojů. Můžete použít klasické auto pojistky, nebo pojistkové držáky nabízené fy. Dexon v kapitole „Konstrukční materiál". Jako nejlepší spojení více vodičů z elektrického hlediska lze doporučit pájení. Zapojené kabely stáhněte do svazku a případně označte.