Установка аудиосистемы (внутренний тюнинг)

Содержание

Введение.

1. Типы оборудования и компоновка аудиосистемы

1.1 Классификация оборудования

1.2 Выбор схемы установки компонентов

2. Установка компонентов и дополнительное оборудование

2.1 Шумовиброизоляция

2.2 Установка музыкальных компонентов

2.2.1 Изготовление подиумов

2.2.2 Расчет фазоинвертора

2.3 Подключение и настройка усилителей

2.3.1 Мостовое соединение каналов усилителя (Bridge ON-OFF

2.3.2 Закон Вебера-Фехнера

2.4 Настройка системы

3. Экономические затраты

4. Требования безопасности

5. Заключение

6. Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

Еще недавно желание иметь в автомобиле аудиосистему класса НІ-FІ расценива­лось большинством окружающих в луч­шем случае как бездумная трата денег. Однако для многих автомобилистов машина превра­тилась в нечто большее, чем просто сред­ство передвижения. Отношение к авто­мобилю как к среде обитания уже не вы­зывает недоумения окружающих, а поклонников качест­венного звуковоспроизведения и мультимедиа в автомоби­ле становится все больше. Человек, проводящий за рулем несколько часов в день, хочет слушать не только последние известия, поэтому вполне объяснимо желание иметь в ма­шине нечто большее, чем просто «магнитола + две колон­ки». Автомобиль нередко остается единственным местом, где можно послушать музыку в свое удовольствие, не создавая проблем окружающим. А мультимедийная система вообще способна превратить его в дом на колесах.

Хорошее звучание в салоне автомо­биля не только возможно, но и необходимо - по крайней мере, его владельцу. Однако никакого особенного «авто­мобильного» звука нет и быть не может, хотя конструи­рование качественных автомобильных аудиосистем имеет свои специфические особенности. Это связано с акус­тическими свойствами салона автомобиля, о чем будет рассказано позднее.

Не каждый автомобиль стоит превращать в концертный зал на колесах. Нет смысла тратить силы и средства, если музыкальные вкусы владельца ограничены незатей­ливой музыкой. Для ее воспроизведения не требуется ни широкий динамический диапазон, ни правильная переда­ча нюансов звучания. В подобных случаях хорошая акус­тика просто противопоказана: все огрехи записи и исполнения становятся сразу заметны. Идеал нужен не всем.

Зато поклонникам открыва­ется широчайшее поле для деятельности. Как нет двух одинаковых автомобилей, так нет одинаковых аудиосистем. Создателю вы­сококачественной установки придется стать конструкто­ром, художником, механиком, и овладеть еще десятком других специальностей. Автозвук — это сплав музыки, на­уки и спорта, где поиск закономерностей и выработка те­орий еще ждут своих первооткрывателей.

Нередко поиск идеала идет годами. Этот увлекатель­ный процесс (порой даже не процесс, а состояние) поми­мо точного расчета включает в себя немалую долю спортивного интереса и азарта, а самые удачные установки сродни произведениям искусства. Обойтись при этом только готовыми из­делиями практически невозможно. Необычные компоно­вочные и схемотехнические решения несут в себе индивидуальность автора, а самые удачные становятся объектом для подражания.

Благодаря растущему интересу к автомобильной аудиотехнике появились специализированные издания, пред­лагающие готовые решения в этой области. В то же время они дают немало пищи для размышлений самодеятельно­му конструктору. Публикации на эту тему появились и в радиолюбительской литературе.

При любом подходе к аудиосистеме в процессе уста­новки аппаратуры необходимо выполнять определенные требования. Процесс этот совсем не быстрый, даже если над автомобилем будет трудиться целая бригада.

Любая аудиосистема состоит из трех составных час­тей: источника сигнала, усилительного тракта и акусти­ческого преобразователя. Они же являются причинами искажений исходного звукового сигнала. Задача конструктора - разработать структуру тракта и подоб­рать компоненты так, чтобы пути искажения были мини­мальными при разумных затратах на их минимизацию. Искусство как раз и заключается в том, чтобы в каждом случае найти «золотую середину». А складывается оно из трех составляющих: знания материальной части, теории и практики. В этой последовательности мы их и рассмот­рим.

1. Типы оборудования и компоновка аудиосистемы

 

1.1 Классификация оборудования

 

Головные устройства (магнитолы)

Именно с головного устройства чаще всего начинается выбор. Что вполне объяснимо - именно это устройство постоянно находится перед глазами, именно его мы видим, а главное - именно под его управлением работает вся автосимфония.

Все головные устройства (автомагнитолы) можно разделить на три типа: кассетные, CD-ресиверы и MD-ресиверы.

Наиболее распространены кассетные ресиверы, и это объясняется тем, что кассета является наиболее привычным и удобным аудионосителем. При этом, многие из них имеют возможность подключения CD- или MD-чейнджера, за счет чего появляется возможность прослушивать не только кассеты, но CD- и MD-диски. Кассетные ресиверы имеют либо механическое управление перемоткой и выбросом кассеты, что относится, прежде всего, к недорогим моделям, либо полностью логическое управление, которое осуществляется простым нажатием на сенсорные кнопки.

Основными параметрами, характеризующие качество воспроизведения кассетных ресиверов, являются соотношение сигнал/шум, полоса воспроизведения частот и наличие систем шумоподавления Dolby B,C,S.

Автомобильные CD-ресиверы могут иметь один или несколько дисков. При этом, основным параметром при их выборе является качественное воспроизведение дисков при толчках и ударах. Многие фирмы-производители добиваются этого за счет качественного механизма, другие же, применяют системы противоударной памяти.

Автомобильные MD-ресиверы очень удобны и практичны в использовании, прежде всего за счет того, что на Mini Disk, можно самостоятельно записывать сборники песен. Однако такие модели достаточно немногочисленны и имеют высокую стоимость.

Для более правильного выбора головного устройства, необходимо акцентировать внимание на нескольких важных аспектах:

Воспроизведение звука.

 Прямым предназначением головных устройств, является качественное воспроизведение звука. Большинство моделей имеют четырехканальные усилители, что позволяет подключать к ним четыре колонки, однако, встречаются и двуканальные, что подразумевает подключение всего двух колонок. При этом важнейшим параметром является их мощность, причем, чем она больше, тем мощнее и качественнее звук. Тем не менее, для достижения оптимального звучания, необходимо подключение дополнительного усилителя (усилителей), которое возможно только через линейный выход, на наличие которого нужно обратить внимание при выборе. Практически во всех головных устройствах имеется баланс и регулировка высоких и низких частот, а в дорогих моделях предусмотрены графические эквалайзеры и цифровые процессоры звука.

Тюнер

В головных устройствах используется аналоговый или цифровой тюнер. При этом, цифровой тюнер имеет ряд преимуществ, к которым можно отнести: более качественный прием сигнала, возможность точной подстройки на частоту радиостанции и наличие фиксированных настроек. Основными диапазонами тюнера являются FM, AM, MW, LW. Помимо них во многих моделях имеется расширенный FM диапазон (УКВ), на котором вещают многие российские радиостанции.

RDS

Для приема текстовой информации, передаваемой радиостанциями, используется система RDS. В России только несколько радиостанций применяют эту систему, при этом, используя далеко не все ее возможности. Наиболее часто применяемыми функциями RDS являются: PS (Program Service), позволяющая принимать название радиостанции; TA (Traffic Announcement), предусмотренная для переключения с воспроизведения кассеты или диска на прием радиостанции, передающей в данный момент информацию для водителей; AF (Alternative Frequences), с помощью которой головное устройство автоматически переключается на наиболее сильный сигнал принимаемой радиостанции; PTY (Program Type), позволяющая устанавливать тип программы; Clock Time, для установки точного времени и Radio Text, для вывода на экран бегущей строки.

Пульт

Во многих моделях имеется пульт, который может быть как дистанционным, так и проводным. Пульт устанавливается на удобное для Вас место, например на руль или рядом с коробкой передач, и с его помощью можно управлять основными функциями автомагнитолы.

Дизайн

Внешний вид головного устройства является одним из важнейших факторов при его выборе. При этом основной отличительной особенностью является подсветка, которая бывает как однотонная янтарная и/или зеленая, так и многоцветная.

Акустика

Автомобильные акустические системы можно условно разделить на широкополосные, коаксиальные, компонентные, среднечастотные, высокочастотные и низкочастотные. Самой простой, является широкополосная акустика, которая состоит из одного динамика, воспроизводящего весь диапазон частот. Коаксиальная акустика имеет несколько динамиков, расположенных на одной корзине. Она достаточно проста в установке и обеспечивает хорошее качество воспроизведения всего спектра частот. Компонентная акустика, также состоит из нескольких динамиков, но устанавливаемых отдельно. Такие системы обеспечивают наилучшее качество звучания и гармонично вписываются в интерьер автомобиля, хотя стоит отметить, что они достаточно сложны в установке и имеют высокую стоимость.

Среднечастотные, высокочастотные и низкочастотные акустические системы предусмотрены для воспроизведения соответственно средних, высоких и низких частот, и, как правило, применяются в системах с кроссовером. При выборе автомобильной акустики, стоит обратить внимание на несколько ключевых характеристик. Наиболее важной является мощность, при этом, она имеет номинальное и максимальное значение. Также, очень важен диапазон воспроизводимых частот и импеданс, указывающий полное электрическое сопротивление динамика.

При выборе размера автомобильных акустических систем, основными параметрами являются их глубина, диаметр (для круглых), ширина и длина (для овальных). По этому, для правильного выбора, обязательно знать эти параметры применительно к Вашей машине. Особо стоит отметить, что некоторые колонки предусмотрены для установки непосредственно в штатное место, по этому, в них не предусмотрены защитные сеточки.

Сабвуфер

Прямым предназначением автомобильных сабвуферов, является воспроизведение низких частот, что особенно важно именно в автомобиле. Сабвуферы бывают активными и пассивными. В активных, имеется встроенный усилитель, а в пассивных его нет. При этом, все они могут иметь закрытый или открытый тип акустического оформления, что влияет на их качество и стоимость. Основным параметром, характеризующим сабвуфер, является его мощность.

 

CD/MD- чейнджер

Автомобильные CD/MD-чейнджеры при подключении к головным устройствам, позволяют воспроизводить CD/MD-диски. При этом они могут иметь от 6 до 12 дисков в своих магазинах, каждому из которых, можно присвоить свой номер и/или название, высвечивающееся на экране головного устройства. Наиболее важным параметром, характеризующим качество воспроизведения дисков, является бесперебойная работа при толчках и ударах. Как правило, это обеспечивается механическими системами или применением противоударной памяти, позволяющей воспроизводить звук с небольшой задержкой.

При выборе автомобильного CD/MD-чейнджера, лучше отдать предпочтение моделям аналогичной фирмы, что и головное устройство. В этом случае, они будут полностью совместимы, в то время как при подключении моделей разных фирм, могут возникнуть определенные сложности.

Также при выборе чейнджера стоит продумать его расположение в Вашем автомобиле, и в зависимости от имеющегося места выбрать модель с нужными габаритами и углом установки.

Эквалайзер

Автомобильные эквалайзеры используются для более точной настройки звука.

Некоторые эквалайзеры располагаются непосредственно рядом с головным устройством, другие же устанавливаются отдельно, при этом, они имеют больше полос для регулировки звука. Многие модели эквалайзеров имеют встроенные кроссоверы, применяющиеся для частотного разделения сигнала.

Кроссовер

С помощью кроссовера, осуществляется частотное разделение сигнала.

Кроссоверы делятся на пассивные и активные. Пассивные, не требуют источника питания, и они подключаются, как правило, между усилителем и динамиками.

Активному кроссоверу необходим источник питания, при этом, он обычно устанавливается между автомагнитолой и усилителем. Активные, гораздо эффективнее, чем пассивные, прежде всего за счет меньшей потери мощности. При этом стоит отметить, что достаточно часто применяются системы, одновременно использующие активные и пассивные кроссоверы.

Автомобильные усилители

Усилитель мощности — это основной элемент звуковой системы. Это устройство получает сигнал низкого уровня от линейного выхода головного устройства и усиливает его напряжение и ток до необходимых величин, достаточных для нормальной работы динамиков. В этой статье мы расскажем Вам о том, как устроены усилители, как они классифицируются и об их месте в автомобильных аудиосистемах.

Классификация усилителей

Усилитель условно можно разделить на четыре основные части: блок питания усилителя, блок обработки входного сигнала, драйвер и блок формирования выходного сигнала.

Блок питания — это группа электрических цепей, формирующих и регулирующих напряжение для питания различных частей усилителя.

Блок обработки входного сигнала сравнивает сигнал, получаемый от предусилителя магнитолы с выходным сигналом усилителя для его корректировки, чтобы удалить искажения, возникающие при усилении. Кроме того, этот блок усиливает входной сигнал до уровня, необходимого для последующего его усиления в других частях усилителя.

Драйвер разделяет сигнал на два разнополярных сигнала (фазовое разделение) и усиливает его для последующей передачи в блок обработки выходного сигнала.

И наконец, последняя стадия усиления — блок обработки выходного сигнала (его правильнее называть выходным каскадом или оконечником), который в основном и определяет класс усилителя.

Усилители разделяются по классам в зависимости от своей эффективности (К.П.Д.) и уровня искажения выходного сигнала:

 

Импульсные усилители

Таблица 1

Класс усилителя	Теоретический КПД	Реальный КПД	Минимум искажений наступает:
А	50%	15-30%	при малой мощности
АВ	зависит от режима	40-50%	при средней мощности
В	78%	50-60%	при средней мощности

 

Класс А. Усилители этого класса обладают низкой эффективностью, но дают очень «чистый» сигнал. Большинство усилителей класса А имеют К.П.Д. равным 20 — 30%, то есть при потреблении 100 Вт от аккумулятора автомобиля он выдает сигнал на динамики мощностью всего в 20 — 30 Вт. Остальная мощность теряется в электрической цепи усилителя, превращаясь в тепло. Качественные усилители А класса редко применяются в автомобильных аудиосистемах, так как они обладают малой мощностью при очень высоких ценах. Ламповые усилители класса А можно встретить лишь в очень дорогих аудиосистемах уровня Hi-End.

Класс В. Эффективность усилителя этого класса почти в два раза выше эффективности усилителя класса А. Однако, искажения в выходном сигнале очень высоки, что делает этот класс усилителей неприемлемым для car audio.

Класс С. Усилители этого класса имеют К.П.Д. равным почти 75%, что делает их очень эффективными, но с увеличением К.П.Д. резко увеличиваются искажения. Эти усилители не подходят для усиления звука в Hi-Fi аудиосистемах.

Класс АВ. Большинство Hi-Fi усилителей принадлежат именно этому промежуточному классу. Они вобрали в себя возможности усилителей класса А — относительно «чистый сигнал» при относительно неплохой эффективности (немного ниже чем в классе В).

Класс D. Это самый современный класс усилителей, применяющие цифровую обработку сигнала. Усилители D класса очень компактные, что в будущем даст им преимущество на рынке автомобильных аудиосистем. В настоящее время, цифровые автомобильные усилители встречаются гораздо реже, чем популярные аналоговые усилители АВ класса.

Коэффициент гармонических искажений (THD)

Звуковой сигнал состоит из множества частот и полутонов. Гармоника — это полутон первоначальной ноты (основной частоты), который отвечает за характер звучания ноты. Звуковой сигнал можно представить как сложную комбинацию колебаний точно взаимосвязанных синусоидальных волн (гармоник).

В процессе усиления, проходя через различные блоки усилителя, звуковой сигнал искажается, «обрастая» ненужными гармониками. Возросшее количество гармоник в усиленном сигнале, выраженное в процентах, и есть коэффициент гармонических искажений (Total Harmonic Distorsion). В спецификации усилителя указываются несколько коэффициентов гармоник для различных частотных диапазонов, уровней выходной мощности и сопротивлений нагрузки. Чем меньше этот коэффициент, тем выше качество усилителя.

Разделение каналов (Stereo Separation)

Этот показатель характеризует уровень изолированности двух каналов усиления (правого и левого) друг от друга. Их взаимовлияние обусловлено наличием общего источника питания в усилителе. Выражается этот показатель в децибелах и характеризует уровень интенсивности левого канала относительно уровня «просочившегося» в него правого канала и наоборот. Чем выше этот показатель, тем лучше усилитель. Избежать «просачивание» можно заменой одного стерео усилителя на два отдельных моно усилителя. В классе high-end эта проблема решается установкой двух блоков питания в один стерео усилитель.

Демпфирующий фактор (Damping Factor)

Для того, чтобы понять сущность демпфирующего фактора усилителя, рассмотрим поведение мембраны сабвуфера в период между импульсами.

 Низкочастотый импульс, посылаемый усилителем на катушку динамика заставляет его мембрану двигаться вперед. Достигнув определенной верхней точки мембрана начинает возвратное движение. Вернувшись в исходную точку мембрана не замирает сразу, а продолжает вибрировать по инерции некоторое время, что генерирует в обмотке динамика обратный электрический ток. Усилители конструируются таким образом, чтобы закорачивать обратный ток от динамика и, тем самым тормозить вибрацию мембраны в период между импульсами. Чем выше демпфирующий фактор усилителя, тем быстрее мембрана останавливается, возвращаясь назад в исходную точку после импульса.

Демпфирующий фактор усилителя определяется как отношение сопротивления динамика к сопротивлению усилителя. Чем ниже сопротивление динамика, тем ниже демпфирующий фактор.

Ламповые усилители в силу конструктивных особенностей имеют низкий демпфирующий фактор, что обуславливает «мягкий» бас в звуковой картине.

Производители транзисторных усилителей стараются повысить демпфирующий фактор для репродукции «жесткого» баса, так как при желании бас можно смягчить, заключив в короб низкочастотный динамик. Ужесточить же «мягкий» бас сабвуферным коробом гораздо сложнее.