 |
Основные компоненты аудиосистемы
|
|
|
|
Аннотация
Данный дипломный проект посвящен теме: "Установка звука в автомобиле".
В дипломном проекте рассматриваются основные теоретические и практические вопросы установки аудио аппаратуры в легковом автомобиле.
Даны рекомендации по выбору аппаратуры, способам прокладки силовых и сигнальных линий внутри автомобиля, способам изготовления и конструктивным особенностям некоторых элементов авто акустики.
Всего листов - 75, иллюстраций - 28, приложений – 8.
Содержание
Введение
1. Постановка задачи
1.1 Основные проблемы
1.2 Шум в автомобиле
2. Основные компоненты аудиотехники
2.1 Звукообрабатывающие приборы
2.2 Источники звука
3. Теоретические основы выбора компонентов
3.1 Усилитель
3.1.1 Классификация усилителей
3.1.2 Подключение и настройка усилителя
3.2 Высокочастотные громкоговорители
3.3 Кроссоверы
4. Методика установки аудио систем в автомобиле
4.1 Подготовка автомобиля
4.2 Монтаж электроцепей
4.3 Устранение шума в аудиосистеме
4.4 Шумовиброизоляция кузова автомобиля
4.5 Установка музыкальных компонентов
4.6 Настройка аудиосистемы
5. Конструктивные расчеты
5.1 Исходные данные
5.2 Расчет тоннеля фазоинвертора
6. Экономические расчеты
Определение статей затрат, включаемых в себестоимость объекта и составление калькуляции себестоимости
Расчёт цены объекта и уровня рентабельности
7. Организация рабочего места, охрана труда и техника безопасности при монтаже автомобильных аудиосистем
7.1 Охрана труда и техника безопасности на рабочем месте
7.2 Воздействие электрического тока на человека
Технические и организационные мероприятия, обеспечивающие безопасную работу в электроустановках
|
|
|
7.4 Техника безопасности на рабочем месте
7.5 Требования правил техники безопасности при ремонте радиотелеаппаратуры
7.6 Организация рабочего места
7.7 Требование экологии
Заключение
Литература
Приложения
Введение
Автомобиль в последнее время становится все более распространенным. И все больше владельцев проводят в автомобиле все большую часть времени: в дороге на отдых или на работу. При этом многие хотят, чтобы время, проведенное в автомобиле, было скрашено не только осмотром живописных окрестностей, но и прослушивании любимых музыкальных произведений.
При этом в силу действия различных факторов: повышение общего благосостояния, желания превзойти друзей и знакомых и, просто, любви к хорошей музыке, многие владельцы предъявляют к музыке, звучащей в салоне автомобиля очень высокие требования.
Пытаясь удовлетворить эти требования, нужно учитывать, что существуют специфические особенности акустики автомобильного салона. Но они не должны быть помехой для нормального стереофонического звуковоспроизведения, способного развернуть перед слушателями панораму и глубину звуковой сцены, передать нюансы исполнительского искусства.
При оборудовании автомобиля новой аудиосистемой или расширении возможностей установленной ранее превращать его в концертный зал на колесах, конечно, не стоит. Тем более нет смысла тратить силы и средства, если музыкальные вкусы слушателей ограничены электронной "попсой": для нее не требуется ни широкий динамический диапазон, ни точная передача нюансов звучания. А вот поклонникам традиционных жанров все это очень важно и открывает широчайшее поле для творческой деятельности. Однако в любом случае при установке аппаратуры в автомобиле нужно строго выполнять определенные требования. И если вам предлагают "быстро и качественно установить музыку" - не верьте. Процесс этот (даже копируя готовую систему) совсем не такой уж быстрый.
|
|
|
Постановка задачи
При создании высококачественной аудиосистемы могут быть два подхода. Первый из них - "концептуальный": формулируют требования к системе, выбирают или изготавливают необходимые компоненты, а затем - монтаж и настройка. Это идеальный, но дорогой вариант, особенно в отношении отделки. При таком подходе результат, как правило, достигается с первой попытки, но это требует единовременного вложения значительных средств и, что самое главное, немалого опыта и даже интуиции. Поскольку универсальных готовых решений на этот счет не существует, такая работа под силу разве что профессиональным установочным студиям. Достижение идеального звучания требует также немалых трудов. Правда, в крайнем случае, можно удовлетвориться сознанием того, что на хорошей аппаратуре получить "плохой звук" бывает крайне сложно...
Второй вариант - любительский, недорогой, но и не самый плохой. Систему создают в минимальной конфигурации из доступных компонентов, а хорошего результата достигают разумной компоновкой и использованием проверенных решений. Начальная ступень здесь зависит только от финансовых возможностей. Потом, по мере возрастания требований и практических навыков, систему "наращивают" до нужного уровня. Процесс этот растянут во времени и поэтому результат появится не сразу. Правда, для получения приличного звучания придется потрудиться.
Основные проблемы
Главная проблема при создании автомобильной аудиосистемы, вопреки сложившемуся мнению у некоторых любителей музыки, состоит не в достижении высокой мощности, малых искажений и плоской АЧХ. Основная задача - получение "высокой" и "широкой" звуковой сцены для слушателей, сидящих впереди. Её решение напрямую связано с местом установки фронтальных излучателей. Не нужно думать, что пассажирам на задних сидениях придется довольствоваться малым - при правильном размещении громкоговорителей звучание будет сбалансировано в пределах всего салона.
Пространство автомобильного салона акустически не приспособлено для высококачественного звуковоспроизведения - объем салона чрезвычайно мал. Из этого обстоятельства следует несколько очевидных выводов:
|
|
|
1. Практически невозможно соблюсти основное условие для обеспечения стереофонического звучания - взаимное расположение слушателей и громкоговорителей акустической системы по вершинам равностороннего треугольника. Помимо разницы в интенсивности звучания возникает временной сдвиг между сигналами левого и правого каналов, что приводит к смещению кажущихся источников звука (КИЗ) относительно их истинного положения. Особенно заметен этот эффект для сигналов средних частот.
2. Трудно обеспечить необходимое удаление слушателя от громкоговорителей. А при работе в ближней зоне излучения громкоговоритель уже нельзя рассматривать как точечный источник, что приводит к специфическим интерференционным искажениям на средних частотах (на ВЧ этот эффект ослаблен из-за малого размера излучателей).
3. Благодаря малому объему салона на низких частотах возникает достаточно однородное звуковое поле. Однако наличие в салоне неравномерно расположенных поглощающих и отражающих поверхностей (стекла, обивка, пассажиры) не позволяет уверенно прогнозировать его акустические свойства на средних и высоких частотах. К тому же эти поверхности обеспечивают различную степень отражения и поглощения в пределах частотного диапазона - мягкие сидения и обивка дверей эффективно поглощают низко- и среднечастотные колебания, а высокочастотные звуки прекрасно отражаются от стекла. Вследствие указанного АЧХ салона на средних и высших частотах имеет неравномерность, порой значительную, а характер неравномерности зависит от выбора точки замера.
4. Кроме этих, есть еще два аспекта, не столь очевидных, но связанных с малым объемом салона и его геометрией - локальные неравномерности в АЧХ, вызванные резонансными явлениями и подъем АЧХ на низших частотах. Указанные факторы в совокупности и формируют передаточную характеристику салона.
Так, из-за наличия в салоне относительно параллельных поверхностей (боковые стенки, пол и потолок) создаются условия для возникновения стоячих волн. Практическое значение имеют только колебания на субгармониках и основной частоте, интенсивность остальных составляющих весьма мала. Реально из-за наличия препятствий в виде сидений и пассажиров большинство резонансов подавляется, а явно выражен только поперечный. Он проявляется на тех частотах, где ширина салона соответствует половине длины волны (для большинства легковых автомобилей - 120...150 Гц). На слух это проявляется в виде неприятного гула и "бубнения". В первом приближении можно считать, что частота поперечного резонанса равна
|
|
|
Fr= Vs/2W,
где Vs = 340 м/с - скорость звука, W - ширина салона.
Вредное влияние резонанса может быть снижено за счет применения мягкой облицовки дверей, но полностью подавить его возможно только путем коррекции АЧХ тракта. Так, в автомобиле ВАЗ-2107 [3] замена штатных гладких облицовок на мягкие велюровые уменьшила "горб" на АЧХ с 8 до 6 дБ, а частота резонанса за счет снижения добротности колебательной системы снизилась со 140 до 130 Гц.
Шум в автомобиле
Немаловажной проблемой мешающей качественному звучанию музыки в автомашине является шум. Причин возникновения шума в автомобиле несколько: собственно автомобиль, его кузов, электрооборудование и, наконец, устанавливаемая аудиотехника.
Не секрет, что со временем многие детали интерьера автомобиля разбалтываются и начинают жить своей собственной жизнью. Если установить музыку в машину, не произведя перед этим комплекс шумовиброизоляционных работ, очень скоро обивка дверей, приборная панель и вообще, все элементы интерьера, начнут привносить в музыкальный тракт посторонние призвуки. Причиной этого будет являться увеличившееся звуковое давление, особенно в области низких частот. Для избежание этого, существуют определенные материалы, как российского, так и зарубежного производства.
Шум в аудиосистеме автомобиля может возникать по многим причинам. Распространенной проблемой является несовпадение уровней сигнала между компонентами аудиосистемы. В результате этого возникает избыточное шипение, особенно на низких уровнях громкости. Правильная регулировка уровня сигнала предусилителя оптимизирует рабочую характеристику "сигнал/шум" усилителя. Важно не перегрузить входной сигнал на усилитель и выходной сигнал с усилителя.
Электрическая система автомобиля сама по себе является источником шумов. Автомобильный генератор, необходимый для подзарядки аккумулятора, генерирует переменный ток. Шум генератора распознается как завывание, меняющееся в зависимости от оборотов двигателя. Большой ток от генератора порождает мощное электромагнитное поле. Если расположить рядом два кабеля, один из которых несет электрический ток, то возбуждение тока в соседнем проводнике под действием электромагнитного поля может произойти в двух случаях:
|
|
|
- при движении одного из кабелей относительно другого;
- при изменении интенсивности электромагнитного поля.
Как только, включается генератор для зарядки аккумулятора, вступает в действие второй из вышеперечисленных случаев. Иногда источником шума может служить аккумулятор, если он имеет плохой элемент. В этом случае способность аккумулятора фильтровать шум резко снижается. Неисправный генератор также может породить шум в аудиосистеме.
Шум в аудиосистеме возникает из-за влияния магнитного поля проводника на соседние линии электропитания. Это называется индуктивной связью. Магнитная головка автомагнитолы наиболее чувствительна к магнитной энергии, поскольку она сконструирована для считывания магнитного заряда с пленки кассеты.
Также присмотритесь к электронным часам и измерительным приборам в салоне автомобиля, размещенным прямо над головным устройством.
Различные электронные узлы автомобиля также являются источниками шумов. Бортовые компьютеры, электронное зажигание и впрыск, тормозные системы ABS, электронные регуляторы света и плохое заземление антенны могут вызывать шум. Системы электронного зажигания дают шум, слышимый в FM диапазоне радиоприемника и звучат как типичные искровые помехи.
Еще одна причина возникновения шума в звуковых автомобильных системах: провода аудиосистемы выступают в роли антенны, а усилитель работает как приемник и, в результате, мы получаем шумовые помехи в звуковой системе. Примером может служить шум от системы зажигания или шум, возникающий при непосредственной близости к излучающей радио или ТВ антенне.
Очень частой причиной проблем с шумами в автомобильном аудио являются заземляющие контуры. Контуры появляются, когда все компоненты в аудиосистеме не заземляются в одной точке на корпусе автомобиля.
Разница в напряжении (потенциале) между различными точками "земли" являются причиной возникновения "контура", или перепада напряжений между точками заземления на корпусе автомобиля.
Существенно важно правильно проложить провода и убедиться в том, что все компоненты системы заземлены в одном месте. Точки, где заземления могут создавать положение "контура" следующие:
1. Низкоуровневые выводы, идущие от выхода с головного устройства (магнитолы) на вход кроссовера или усилителя.
2. Усилитель или любой другой компонент, закрепленный прямо на металлической детали автомобиля.
3. Заземление компонентов аудиосистемы в разных местах на корпусе.
4. Но не следует заземлять в одной точке компоненты звуковой системы и различные электрические узлы автомобиля, такие как электродвигатель вентилятора или фары тормоза. В противном случае, вероятно, что в звуковую систему проникнут щелканье или жужжание всякий раз, когда будет включаться вентилятор или нажиматься педаль тормоза.
5. Всегда старайтесь избегать заводской электропроводки для подвода питания или заземления аудио компонентов. У этой проводки, как правило, неподходящий калибр, и заземляющий провод зачастую не идет напрямую к "земле", и собирает заземления с других электроагрегатов. Это легко может привести к возникновению треска и щелчков в звуковой системе. Заводская электропроводка также проходит в общем жгуте проводов, идущих к другим устройствам автомобиля, которые могут наводить шум
Основные компоненты аудиосистемы
|
|
|
