スピーカーのシリアルおよびパラレル接続。スキーム、説明

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スピーカーのシリアルおよびパラレル接続。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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設置者がチャネルごとの増幅スキームを適用する機会があると良いでしょう。ただし、ほとんどの場合、これは手の届かない贅沢とみなされ、オーディオシステムを設置する過程では、XNUMX 中 XNUMX のケースで、たとえば XNUMX つのスピーカーを備えた XNUMX チャンネルデバイス、または XNUMX つのスピーカーを備えた XNUMX チャンネルデバイスを搭載する必要があります。

スピーカーの直列および並列接続

実際、これには恐ろしいことは何もありません。スピーカーを接続するためのいくつかの基本的な方法を覚えておくことが重要です。いくつかではありませんが、シリアルとパラレルの XNUMX つだけです。 XNUMX 番目の直列並列は、リストされている XNUMX つの派生です。言い換えれば、増幅チャンネルごとに複数のスピーカーがあり、デバイスが処理できる負荷がわかっている場合は、XNUMX つの可能な方式から XNUMX つ、最も許容可能な方式を選択することは、それほど難しくありません。

スピーカーの直列接続

ドライバを直列に接続すると負荷抵抗が増加することがわかります。また、リンク数が増加すると、リンク数が増加することも明らかです。通常、音響の出力性能を低下させるために、抵抗を増やす必要が生じます。特に、主に補助的な役割を果たすリアサブサウンドやセンターチャンネルスピーカーを設置する場合、アンプからの大きな電力を必要としません。原則として、好きな数のスピーカーを直列に接続できますが、合計抵抗は 16 オームを超えてはなりません。より高い負荷で動作するアンプはほとんどありません。

図 1 は、XNUMX つのダイナミックヘッドがデイジーチェーンでどのように接続されているかを示しています。アンプチャンネルのプラス出力コネクタはスピーカーAのプラス端子に接続され、同じドライバーの「マイナス」はスピーカーBの「プラス」に接続されます。その後、スピーカーBのマイナス端子は同じ増幅チャンネルのマイナス出力に接続されます。 XNUMX 番目のチャネルも同じスキームに従って構築されます。

こちらはXNUMX人のスピーカーです。たとえば XNUMX つのスピーカーを直列に接続する場合も、方法は同様です。スピーカーBの「マイナス」は、アンプの出力に接続される代わりに、「プラス」Cに接続されます。さらに、マイナス端子Cからワイヤーが「プラス」Dに投げられ、すでに「マイナス」Dからアンプのマイナス出力コネクタに接続されています。

一連の直列接続されたスピーカーが負荷された増幅チャンネルの等価負荷抵抗の計算は、次の式を使用した単純な加算によって行われます: Zt = Za + Zb (Zt は等価負荷抵抗、Za と Zb はそれぞれスピーカー A と B の抵抗です。オーム以下) 負荷。この場合、ウーファーを直列に接続することが唯一の選択肢となります。各増幅チャネルは、合計抵抗が 12 オームのペアのヘッドとして機能し、上記の 4 オームのフレームに簡単に適合します。一方、スピーカーを並列接続すると (これについては後述します)、両方のチャンネルの負荷抵抗が許容できないほど (2 オーム未満に) 減少し、その結果、アンプが故障します。

複数のスピーカーが同じ増幅チャンネルに直列に接続されている場合、出力電力は必然的に影響を受けます。直列接続された 12 つの 200 インチドライバーと、最小負荷インピーダンスが 4 オームである 100 ワットのステレオアンプ 4 つを備えた例に戻りましょう。このような条件下でアンプがスピーカーに何ワットを供給できるかを調べるには、別の簡単な方程式を解く必要があります。Po = Pr x (Zr / Zt)、ここで、Po は入力電力、Pr はアンプの測定電力、Zr はアンプの実際の電力が測定された負荷抵抗、Zt はこのチャンネルに負荷されているスピーカーの合計抵抗です。私たちの場合、次のようになります: Po = 8 x (50/25)。つまりXNUMXワットです。スピーカーが XNUMX 人いるので、「XNUMX コペイカ」は XNUMX つに分割されます。その結果、各ヘッドは XNUMX ワットを受け取ることになります。

パラレルスピーカー接続

ここではすべてがまったく逆です。並列接続では、負荷抵抗はスピーカーの数に比例して低下します。したがって、出力電力が増加する。ラウドスピーカーの数は、低負荷で動作するアンプの能力と、並列接続されたラウドスピーカー自体の電力制限によって制限されます。ほとんどの場合、アンプは 2 オームの負荷を処理できますが、1 オームになることはあまりありません。 0,5オームでも扱える機器はありますが、これは本当に珍しいです。最新のスピーカーに関しては、出力パラメータには数十から数百ワットまでの範囲があります。

図 2 は、一対のドライバーを並列に接続する方法を示しています。プラス出力コネクタからのワイヤは、スピーカー A と B のプラス端子に接続されます (最も簡単な方法は、最初にアンプ出力をスピーカー A の「プラス」に接続し、次にそこからワイヤをスピーカー B に引っ張ることです)。同様に、アンプのマイナス出力は両方のスピーカーの「マイナス」に接続されます。

スピーカーが並列接続されている場合の増幅チャンネルの等価負荷抵抗の計算は、多少複雑になります。式は、Zt = (Za x Zb) / (Za + Zb) です。ここで、Zt は等価負荷抵抗、Za と Zb はスピーカーのインピーダンスです。

ここで、2 チャンネルデバイス (2 オームの負荷に対して 100 x 4 W) がシステム内の低周波リンクに再び割り当てられ、2 オームで安定して動作すると想像してみましょう。 4 つの 4 オームサブウーファードライバーを並列に接続すると、アンプチャンネルの負荷抵抗が半分になるため、出力電力が大幅に増加します。式によれば、Zt = (4 + 4) / (4 + 2) となります。その結果、4 オームになります。これは、アンプに十分な電流マージンがある場合、チャネルあたりの電力が 100 倍増加します: Po = 4 x (2/200)。または、スピーカーを直列に接続した場合の 50 ワットではなく、チャンネルあたり XNUMX ワットになります。

スピーカーの直並列接続

通常、この方式は、適切な負荷インピーダンスを維持しながらオーディオシステムの総出力の増加を達成するために、車両に搭載されるスピーカーの数を増やすために使用されます。つまり、合計抵抗が既に示されている 2 ～ 16 オームの制限内であれば、増幅チャンネルごとに好きなだけスピーカーを使用できます。

この方法で例えば4台のスピーカーを接続すると以下のようになります。アンプのプラス出力からのケーブルは、スピーカー A と C のプラス端子に接続されます。次に、A と C のマイナス端子は、それぞれスピーカー B と D のプラス端子に接続されます。最後に、アンプのマイナス出力からのケーブルをスピーカー B と D のマイナス端子に接続します。

組み合わせ方式で接続された XNUMX つのヘッドで動作する増幅チャンネルの合計負荷抵抗を計算するには、次の公式が使用されます: Zt = (Zab x Zcd) / (Zab x Zcd)、ここで、Zab はスピーカー A と B の合計抵抗、Zcd はスピーカー C と D の合計抵抗です (これらは互いに直列に接続されているため、抵抗は合計されます)。

2 オームで安定して動作する 2 チャンネルアンプで同じ例を考えてみましょう。今回のみ、並列接続された 4 つの 4 オームサブウーファーはもう不適切であり、4 つのウーファー (これも 16 オーム) を 1 つの増幅チャンネルに接続したいと考えています。これを行うには、デバイスがそのような負荷に耐えられるかどうかを知る必要があります。シリアル接続の場合、合計抵抗は 4 オームになりますが、これは誰にも適しません。並列 - 4オーム、アンプのパラメータに適合しなくなりました。残るのは直並列回路です。簡単な計算によると、この場合、100 つの増幅チャンネルに標準の 4 オームが負荷され、XNUMX つのサブウーファーを同時にポンピングすることになります。 XNUMX オームは車のパワーアンプの標準負荷であるため、この場合、パワーインジケーターの損失やゲインは発生しません。私たちの場合、チャンネルあたり XNUMX ワットが XNUMX つの XNUMX オームスピーカーに均等に分割されます。

要約しましょう。このようなスキームを構築するときに重要なことは、やりすぎないことです。まずはアンプの最小負荷について。最新のデバイスのほとんどは 2 オームの負荷を十分に処理できます。ただし、これは 1 オームで動作するという意味ではまったくありません。さらに、低負荷では、スピーカーコーンの動きを制御するアンプの能力が低下し、ほとんどの場合、低音が「ぼやける」結果になります。

上記の XNUMX つの例はすべて、オーディオコンプレックスの低周波リンクのみを扱いました。一方、理論的には、XNUMX つの XNUMX チャンネルデバイスで、ミッドバス、ミッドレンジ、ツイーターを備えた車内のスピーカーシステム全体を構築できます。つまり、スピーカーは周波数スペクトルの異なる領域で再生されます。したがって、パッシブクロスオーバーを使用する必要があります。ここで、それらの要素であるコンデンサとインダクタは、特定の増幅チャネルの等価負荷抵抗と一致する必要があることを覚えておくことが重要です。さらに、フィルター自体にも抵抗が生じます。この場合、信号がフィルターの通過帯域から離れるほど、抵抗は大きくなります。

著者: A. クラスナー。出版物: 12voltsmagazine.com

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