В большинстве автомобильных магнитол есть усилитель мощности, однако в системах высокого класса они обычно не используются, так как эти модели предназначены для построения аудиосистемы без встроенных компонентов. Первые автомобильные магнитолы оснащались усилителями на дискретных элементах, но начиная с 1970-х годов стали активно применяться гибридные и интегральные микросхемы. Сегодня усилители мощности строятся исключительно по мостовой схеме на интегральных микросхемах.
Первые акустические системы монтировались на задней полке автомобиля, поэтому ранние четырехканальные устройства имели мощные усилители для задних колонок (около 20–25 Вт) и менее мощные для передних (5–7 Вт). Современные аппараты имеют все каналы равной мощности.
Важно учитывать, что производители часто завышают показатели выходной мощности в маркетинговых целях. На упаковках и панелях устройств обычно указывают максимальную (музыкальную) мощность при коэффициенте гармоник 10%. Реальная же номинальная мощность (RMS), которая редко упоминается в документации, обычно в 2–3 раза меньше. При напряжении питания 14,4 В и нагрузке 4 Ом номинальная мощность составляет около 12–15 Вт, тогда как заявленная музыкальная мощность может достигать 45–55 Вт. Для удобства сравнения разных магнитол мы будем использовать именно музыкальные значения, помня о том, что реальная номинальная мощность у всех примерно одинакова.
Мостовая схема усилителей используется в автомобильных аудиосистемах неслучайно. Максимальная выходная мощность достигается, когда размах напряжения сигнала равен напряжению питания. Однако на практике это недостижимо из-за ограничения напряжения насыщения транзисторов. Один из способов увеличения выходной мощности – снижение сопротивления нагрузки, но этот метод имеет свои недостатки:
- Дополнительные потери в проводах между усилителем и нагрузкой;
- Увеличение тока нагрузки снижает максимальное выходное напряжение;
- Повышение тока нагрузки увеличивает уровень искажений;
- Ухудшается демпфирование, что может привести к появлению резонансного пика на амплитудно-частотной характеристике (АЧХ).
Ранее в некоторых высококлассных магнитолах применялись гибридные усилители мощности серии STK, рассчитанные на работу с низкой нагрузкой (2 Ом, 1 Ом и даже 0,5 Ом). Их потенциал мог раскрыться лишь при использовании специальных низкоомных динамиков, поэтому широкого применения такие усилители не нашли.
Более эффективным решением стало использование мостовой схемы подключения двух усилителей, где один из них инвертирует фазу. Динамик подключается напрямую к выходам этих усилителей без использования разделительных конденсаторов, что улучшает качество звука. Выходное напряжение на нагрузке удваивается, благодаря чему при тех же параметрах питания и нагрузки выходная мощность моста теоретически увеличивается в четыре раза по сравнению с одиночным каналом (хотя на практике она немного ниже из-за снижения максимального выходного напряжения с увеличением тока нагрузки). Все современные автомобильные усилители работают по этой схеме.