Serieller und paralleler Anschluss von Lautsprechern. Schema, Beschreibung

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Serielle und parallele Verbindung von Lautsprechern. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Lautsprecher

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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.

Reihen- und Parallelschaltung von Lautsprechern

Eigentlich ist daran nichts Beängstigendes. 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 mit der folgenden Formel: Zt = Za + Zb, wobei Zt der äquivalente Lastwiderstand und Za ist und Zb sind jeweils der Widerstand der Lautsprecher A und B. Sie haben beispielsweise vier 12-Zoll-Subwooferköpfe mit einem Widerstand von 4 Ohm und einen einzelnen 2 x 100-W-Stereoverstärker, der keine niedrige Impedanz (2 Ohm oder) toleriert weniger) Lasten. In diesem Fall ist die Reihenschaltung von Tieftönern die einzig mögliche Option. 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.

Paralleler Lautsprecheranschluss

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.

Autor: A. Krasner; Veröffentlichung: 12voltsmagazine.com

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