|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
КНИГИ ТА СТАТТІ
Звук в автомобілі
Відомо, що для багатьох автомобілістів машина перетворилася на щось більше, ніж просто автомобіль. Адже людина, яка проводить за кермом кілька годин щодня, хоче слухати не лише місцеві новини, а й хорошу музику. Однак, обладнуючи салон високоякісної автомобільної звуковідтворювальної установки, рідко кому вдається обійтися тільки промисловими виробами. В останні роки в радіоаматорській літературі з'явилося чимало публікацій, присвячених самостійному виготовленню автомобільної аудіоапаратури, переважно підсилювачів. Але навіть хороший підсилювач ще не вирішує всіх проблем, які постають перед творцем аудіосистеми Hi-Fi класу для свого автомобіля. Скептичне ставлення багатьох автомобілістів до таких систем викликане, на мій погляд, насамперед безграмотним підходом до встановлення АС в салоні. На жаль, у більшості випадків їх розміщують у машині за принципом "куди влізе", а не "куди треба". Щоправда, однозначної відповіді на запитання – "а куди треба?" - не існує. Жодне із відомих рішень не дає гарантованого результату. Набагато легше відповісти на запитання "куди не треба?" Найпоширеніша помилка - встановлення потужних та високоякісних головок гучномовців на задній полиці. Попереду ж встановлюють, що доведеться або взагалі нічого. Невже власник такої машини вважає за краще на концерті сидіти спиною до сцени? Всупереч думці, головне при конструюванні автомобільної аудіосистеми полягає не в досягненні високої потужності, малих спотворень і навіть не в отриманні хорошої АЧХ. Основна проблема – широкої звукової картини для слухачів, що сидять на передніх сидіннях машини. Її рішення безпосередньо з місцем установки фронтальних головок. При будь-якому розумному варіанті розміщення різниця шляху сигналу від лівого і правого випромінювачів до слухача досягає неприпустимо великих значень. Для скорочення цієї різниці можна використовувати відображення всього або частини сигналу від лобового скла. Так з'явилися установки з фронтальною акустикою підлоги (рис.1) [1].
Конструктивне втілення такого рішення складне та трудомістке, але результат вражає. Однак різати підлогу для встановлення головок наважиться далеко не кожен. Тому реально для встановлення фронтальних випромінювачів у легковій машині залишається не так багато місць: приладова дошка, стійки лобового скла, двері, вертикальні панелі в нижній частині салону передніх коліс автомобіля (кікпанелі). Приладова дошка дозволяє встановити випромінювачі на достатній висоті, але розмір головок зазвичай обмежений 10...13 см, акустичне оформлення практично відсутня, тому низькі частоти відтворюються в цьому випадку недостатньо ефективно. Для подальшого підйому звукової картини можна встановити випромінювачі на стійках з боків лобового скла, але реально там можуть розміститися тільки "піщалки". Популярна через свою простоту встановлення низькочастотних і коаксіальних головок у дверях автомобіля зазвичай аргументується збільшенням ефективності відтворення низьких частот готовим акустичним оформленням. Результат же виходить прямо протилежним до бажаного. При зведенні фонограм більшість сучасних звукорежисерів мають у своєму розпорядженні інструменти басового регістру в центрі звукової сцени, тобто звукові сигнали лівого і правого каналів у цьому діапазоні частот синфазні і мають практично однакову інтенсивність. Тому при встановленні випромінювачів у дверях фронт звукової хвилі на частотах 100...150Гц, критичної для суб'єктивного сприйняття басової атаки, досягає протилежної голівки в протифазі (що визначається шириною салону) і компенсується [1]. Звідси - тьмяний, млявий звук, який не виправити ніяким еквалайзером. Установка головок у кікпанелях зменшує різницю шляху сигналу від лівого та правого випромінювачів, але звукова картина опускається неприпустимо низько. Крім того, цьому варіанту притаманний той же ефект "гасіння" басової атаки, правда меншою мірою, ніж при установці головок у дверях автомобіля, а організувати гідне акустичне оформлення непросто. Зі сказаного випливає, що найкращого результату можна досягти, застосовуючи багатосмугову розосереджену фронтальну АС. Смужні випромінювачі необхідно розмістити у тих місцях, де вони працюватимуть з максимальною ефективністю. На думку автора, найкраще місце для встановлення НЧ випромінювачів – у корпусах під передніми сидіннями з випромінюванням звуку вперед-вгору. СЧ випромінювачі найкраще розмістити на передній панелі або у верхньому передньому кутку дверей, а ВЧ – на стійках лобового скла (це підніме звукову картину). Повноцінне відтворення низьких частот можливе лише при використанні акустичного оформлення значного розміру, тому практично у всіх автомобільних аудіоустановках частотний діапазон основних каналів обмежується 100...120Гц, а нижчі частоти випромінюються сабвуфером у вигляді сумарного сигналу. Оскільки найнижчих частотах гучномовець має кругову діаграму спрямованості випромінювання, вибір місця установки сабвуфера - питання компонування системи. Найчастіше його розміщують у багажнику. Проблема в тому, що частотна характеристика салону, що грає роль акустичного оформлення, має підйом в області найнижчих частот, індивідуальний для кожної моделі кузова. Тому для отримання рівномірної сумарної АЧХ системи необхідно мати можливість регулювання не тільки рівня, а й частотної характеристики сабвуферного каналу. Звуковий образ, сформований без використання тилових випромінювачів, безперечно, буде неповним. Основне їхнє призначення - створення "ефекту залу" за рахунок імітації відбитого звуку. Спектр сигналу тилових каналів (рис.2) для цього повинен бути обмежений [2], а сам сигнал може бути як традиційним ("лівий-правий" канал), так і сумарним або різницевим сигналом або бути їх комбінації. Потужність тилового каналу невелика (трохи більше 10% від загальної потужності системи) й у деяких випадках його реалізації не потрібні додаткові підсилювальні канали. Найпростіший випадок - зустрічно-послідовне включення тилових динаміків між виходами підсилювачів лівого та правого каналів через найпростіший фільтр.
Про вплив кабелів на якість звучання останнім часом написано стільки, що цієї теми можна тут не торкатися. Перетин проводів живлення повинен відповідати споживаному струму та довжині самих проводів. У будь-якому разі падіння напруги на дроті живлення за максимальної потужності має бути не більше 0,1-0,2В. Демпфування паразитних резонансів елементів та звукоізоляція салону також має велике значення. Шумопоглинаючий матеріал слід наносити на всі доступні панелі та на пластмасові елементи кузова, звернувши особливу увагу на панелі, розташовані поряд з головками гучномовців або ті, які використовуються як частина корпусу гучномовця. Резонанси зазвичай зникають при покритті 25 та більше відсотків площі. Для поглинання дорожнього шуму шумопоглинаючим матеріалом слід покрити підлогу салону, вогнестійку перебирання та зону коліс. Наступний за значимістю впливом геть якість звучання автомобільної аудіосистеми надають підсилювачі ЗЧ. Однак традиційні підсилювальні пристрої з поділом частот на виході пасивними фільтрами погано працюють в автомобілі, оскільки мають низку недоліків. Крім втрат потужності, пасивні фільтри не дозволяють перебудовувати частоту зрізу АЧХ (а це часто потрібно робити при налаштуванні аудіосистеми) і дуже чутливі до зміни імпедансу головок. З вказаних вище причин при створенні автомобільної аудіосистеми зручніше використовувати багатосмугове посилення, а частоти розділяти активними або пасивними фільтрами, встановленими на вході підсилювача. Переваги такого підходу - виключення втрат потужності та можливість застосування оптимальних схемотехнічних рішень підсилювачів та смугових фільтрів. На графіці, наведеному на рис.3, показано залежність відношення потужності низькочастотного каналу (у відсотках) до повної частоти розділу. Наприклад, за частоти розділу 500Гц потужність низькочастотного каналу становить 60%, високочастотного - 40%. (При однаковій чутливості головок).
Пропоную опис стереофонічної аудіосистеми, встановленої в автомобілі ВАЗ2107, яка виконана відповідно до викладених принципів. У системі застосовані двосмугові підсилювальні пристрої, що працюють на вісім динамічних головок і два п'єзокерамічні випромінювачі. Як джерело сигналу використана магнітола Philips 410 з незначними конструктивними доробками. Перероблено вузол регулювань гучності та тембру відповідно до наведених на рис.3 статті [3]. В результаті регулювання тембру, що забезпечує спад АЧХ на вищих звукових частотах, замінено регулюванням тембру за нижчими частотами в межах +10...-4 Дб (рис.4). Відтворююча головка магнітофонної деки магнітоли замінена на вітчизняну 3Д24Н, що має найкращі технічні характеристики.
Магнітола встановлена поверх панелі приладів у спеціальному контейнері, що має низку переваг перед розміщенням її у штатному місці. Апарат у цьому випадку знаходиться в полі зору водія, не ускладнюючи огляд дороги та не відволікаючи його уваги на керування магнітолою. Виключено також нагрівання магнітоли від пічки автомобіля. АС утворено трьома групами гучномовців: фронтальними, підлоговими та тиловими (рис.5).
Фронтальні гучномовці складаються з широкосмугових та високочастотних випромінювачів та працюють у смузі частот вище 260Гц. Для стабілізації навантаження підсилювача та зниження інтермодуляційних спотворень на середніх частотах у складі фронтальних гучномовців використовуються струмостабілізуючі резистори R1, R2 [4]. Після їх запровадження об'єктивні та суб'єктивні оцінки якості звучання покращилися. На передній панелі у штатних місцях встановлені широкосмугові динамічні головки BA2, BA7 з додатковим дифузором abhvs PIONEER TS-G1010. Електричний опір цих головок - 4 Ом, характеристична чутливість 90 Дб/Вт/м, смуга звукових частот, що відтворюються 45...20000 Гц. АЧХ головок має значний спад на частотах нижче 150Гц та вище 11кГц. При встановленні головок у салоні автомобіля використані проставки (втулки) різної висоти для їхнього розвороту вгору та в сторони від штатної настановної площини. По периметру головки акустично ізольовані поролоном. Оскільки на нижніх частотах фронтальні гучномовці не працюють, не знадобилося і їхнє додаткове акустичне оформлення. На стійках лобового скла машини закріплені п'єзокерамічні випромінювачі дифузорні W-05 (BA1, BA7), що забезпечують на відстані 50 см звуковий тиск не менше 95 дБ (при напрузі 8 В). Діапазон відтворюваних ними частот – 2000 до 30 000 Гц, резонансна частота 22 000 Гц. Для вирівнювання АЧХ на вищих частотах діапазону та отримання нормальної звукової картини високочастотні випромінювачі розгорнуті у бік лобового скла та відповідним чином сфазовані. Оскільки АЧХ випромінювачів має значний спад на частотах нижче 9кГц, вони підключені до підсилювача безпосередньо без роздільних фільтрів. Таким чином, фронтальні гучномовці є двосмуговими з природним поділом смуг в ділянці 10 кГц. П'єзовипромінювачі W-05 мають чудову імпульсну характеристику. Підлогові гучномовці працюють у смузі частот нижче 260Гц та вище 6кГц. Ці саморобні двосмугові динаміки встановлені під передніми сидіннями. Вони використані динамічні головки вітчизняного виробництва 20ГД3 (BA4, BA8 низькочастотні) і 2ГД36 (BA3, BA9 високочастотні). Корпуси акустичних систем мають об'єм близько 9 літрів. Вони виконані з листів багатошарової фанери завтовшки 12 мм, скріплених за допомогою брусків. Внутрішні стінки корпусів обклеєні поролоном. Динамічні головки розміщені на похилій передній панелі корпусів і випромінюють уперед-нагору. Гучномовці встановлені таким чином, що високочастотні випромінювачі знаходяться ближче до дверей. У конструкцію входять вбудовані розділові фільтри першого порядку з частотою зрізу 5кГц. Внаслідок високого опору та зниженої чутливості віддача високочастотних головок невелика і призначені, головним чином, створення дифузного звукового поля на вищих частотах. Вони складаються з двох зустрічно-паралельно включених головок BA270, BA2500 китайського виробництва, встановлених під облицюванням задньої полиці автомобіля. Головки мають електричний опір 5 Ом та характеристичну чутливість порядку 10...6 дБ/Вт/м. Вони підключені до передніх каналів за схемою, аналогічною схемою Хаффлера. Смужковий фільтр розміщено на лівій динамічній головці. Як тилові можна використовувати вітчизняні динамічні головки 84ГДШ86. В аудіоустановці використаний саморобний двоканальний двосмуговий підсилювач, конструктивно об'єднаний з роздільними фільтрами. У фронтальному каналі використаний фільтр ВЧ першого порядку з частотою зрізу 260Гц, в підлоговому каналі - режекторний Т-фільтр першого порядку з частотами зрізу 260Гц і 5кГц. має такі технічні характеристики (за даними виробника мікросхем та результатами вимірювань): чутливість – 1554 В, вхідний опір – 0,5 Ом, номінальний опір навантаження – 600 Ом, номінальна (максимальна) вихідна потужність 4х4 (15х4) Вт) при коефіцієнті нелінійних спотворень 22 і 0,25% відповідно, смуга відтворюваних частот - 10...30 і 16000...15 Гц при нерівномірності АЧХ відповідно -25000 і -1 дБ., напруга живлення - 3 В, максимальний споживаний струм - 14,4 А , Струм спокою - 14 А, споживаний струм в режимі очікування - 0,3 А, готовність до роботи при включенні - 0,001 с.
Схема лівого каналу підсилювача наведено на рис.6. Правий канал повністю йому ідентичний. Елементи C1-C5 та R1-R5 утворюють розділові фільтри. Вмикання підсилювача проводиться при подачі керуючого напруги 12 від магнітоли. При відключенні від магнітоли підсилювач переходить у режим очікування. Основна напруга живлення не комутується, оскільки струм, споживаний підсилювачем в режимі очікування менше струму саморозряду акумулятора автомобіля. Ланцюг R6C9 забезпечує затримку включення. Для фільтрації перешкод у ланцюгах живлення мікросхем служать LC-фільтри. Конденсатор великої ємності C10 у фільтрі живлення запобігає зниженню напруги на піках потужності та встановлений безпосередньо в корпусі підсилювача. Сигнал на вхід подається екранованим кабелем з байонетним роз'ємом BNC. Підсилювач потужності зібраний на друкованій платі, фільтри виконані навісним монтажем. Мікросхеми та плата розміщені на алюмінієвому куточку – тепловідводі. Охолодження мікросхем підсилювача – примусове за допомогою вентилятора від блока живлення комп'ютера. Встановлено підсилювач у передній частині салону на полиці під ящиком рукавички. Якщо підсилювач приєднуватиметься безпосередньо замість динамічних головок магнітоли, рівень його сигналу слід регулювати дуже обережно, починаючи з нульового значення, щоб не перевантажити входи мікросхеми. У тому випадку, коли апарат, з яким передбачається використовувати підсилювач, має вихідний каскад, виконаний за бруківкою, між його виходом і платою фільтрів потрібно включити оксидні конденсатори ємністю 10 мкФ, причому до вхідних гнізд повинні бути підключені їх позитивні висновки. При монтажі підсилювача можуть бути використані постійні резистори МЛТ-0,25 та змінні СП3-12а. Оксидні конденсатори підсилювача К50-18 (С10) та К50-24 (С7-С9), решта - будь-які керамічні. Котушка фільтра живлення L1 намотана на кільцевому магнітопроводі розмірами 20х10х8 мм з фериту 2000НН і містить 5 витків монтажного дроту з перетином внутрішньої жили (без ізоляції) 1...1,5 мм2. Котушка L1 акустичної системи намотана на стрижні з фериту 2000НН діаметром 8 і довжиною 20 мм і містить 15 витків дроту ПЕВ-1 1,0. Конденсатори С1-С2 – КБГ-МН, С3.С4 – К50-24, резистори ПЕВ – 5 Вт. література
Публікація: www.bluesmobil.com/shikhman
Штучна шкіра для емуляції дотиків
15.04.2024 Котячий унітаз Petgugu Global
15.04.2024 Привабливість дбайливих чоловіків
14.04.2024
▪ Бездротовий РК-телевізор від SHARP ▪ Toyota BLAID: пристрій майбутнього, що носиться для сліпих
▪ розділ сайту Аудіотехніка. Добірка статей ▪ стаття Це ми не проходили, це нам не ставили. Крилатий вислів ▪ стаття Звідки прийшли до Америки індіанці? Детальна відповідь ▪ стаття Електромотор із скріпок. Дитяча наукова лабораторія ▪ стаття Суррогат оліфи. Прості рецепти та поради
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Рекомендуємо цікаві статті розділу 
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page