Акустические автомобильные системы

S = πR2 = 2500*3,14 = 78,5 см2 (2)

= 30(1240+558+ )/3 = 26290 см3 (3)

подставим полученные значения в формулу № 1:

5460(2,97/162,2) = 99,93 Гц.

Из формулы видно, что частота настройки фазоинвертора зависит от объема корпуса гораздо сильнее чем от площади отверстия. некоторое влияние на частоту настройки фазоинвертора оказывает соотношение размеров отверстия и его форма. При переходе от отверстия круглой или квадратной формы к прямоугольному(при сохранении площади) частота настройки фазоинвертора возрастает на 6 – 12 %.

2.2 Подключение и настройка усилителей.

Схема с использованием одного двухканального усилителя, к каждому каналу которого подключены две компонентные акустические системы (две вперед и две в заднюю часть салона). Это наиболее простая и дешевая схема усиления без применения активного кроссовера. Обратите внимание, что пара задних динамиков подключаются к основной передней паре параллельно. Параллельное подключение динамиков уменьшает их сопротивление в два раза. Если усилитель имеет полное сопротивление нагрузки равное 4 Ом, то параллельное подключение двух восьмиомных динамиков является вполне приемлемым. Главное при подсоединении динамиков, правильно рассчитать их общее сопротивление. Не следует делать его меньше, чем сопротивление нагрузки усилителя.

Схема с использованием двух двухканальных усилителей, когда усиление низкочастотного спектра звукового сигнала происходит отдельно от среднего и высокочастотного диапазонов, отделенных от него электронным кроссовером. Так как сабвуфер имеет К.П.Д. меньший, чем высокочастотный динамик, он потребляет больше мощности от усилителя, чем последний, для создания равного звукового давления. Усиливаясь в одном усилителе, низкие частоты отбирают большую часть мощности и практически ничего не оставляют для средних и высоких частот, которые начинают плохо вырисовываться в звуковой картине. Увеличение громкости для «вытягивания» средних и высоких приводит к искажениям в области низких частот. Звуковая картина окончательно портится.

Если же усиливать низкие частоты отдельно от остальных, то мы имеем великолепную возможность сделать средние и высокие частоты достаточно громкими и яркими, не искажая низкочастотную составляющую сигнала. Звуковая картина становится четкой, а эффективность системы значительно возрастает.  
К примеру, если мы имеем усилитель для сабвуфера мощностью 60 Вт, то для хорошего звука в салоне для средне- и высокочастотных динамиков достаточен отдельный усилитель мощностью лишь в 20 Вт. Если кроссовер правильно настроен, то есть каждый усилитель получает свою порцию частотного диапазона, то потенциальный уровень звукового давления (SPL) этой системы будет эквивалентен мощности 150 Вт, а не 80 Вт (60Вт + 20 Вт). 

2.2.1 Мостовое соединение каналов усилителя (Bridge ON-OFF).

При мостовом соединении в усилителе объединяются положительный провод выхода на динамики одного канала усиления и отрицательный провод выхода на динамик второго канала усиления. Объединяя таким образом левый и правый канал мы получаем один гораздо более мощный моно канал для подключения к нему сабвуфера. Его мощность в четыре раза больше мощности одного канала до мостового режима подключения, так как мощность — есть квадрат напряжения поделенный на сопротивление, которое остается неизменным. Допустим, напряжение на выходе на одном канале равно 15 Вольт, следовательно мощность его будет равна:

15(15/4Ом) = 56.25 Вт.

При мостовом подключении напряжение объединенного канала станет равным 30 Вольт, а мощность станет равной:

30(30/4Ом)= 225 Вт.

Однако, следует помнить, что увеличение мощности не ведет к пропорциональному увеличению громкости (дБ) звука. Увеличение мощности в два раза дает увеличение уровня звукового давления всего на 3 дБ. В нашем случае, при увеличении мощности в четыре раза давление звука возрастет на 6 дБ.

Для того, чтобы правильно настроить усилитель необходимо произвести следующие действия:

1. Скрутить на усилителе  регулятор усиления (gain) на минимум (минимальное усиление).

2. Поднять громкость на  головном устройстве до максимального  уровня, на котором еще не начались  искажения.

3. На усилителе медленно  поднять регулятор усиления до  уровня предшествующего искажениям (максимально «чистое» усиление).

4. Убавить громкость на  головном устройстве до желаемого.

В результате этих действий мы получим максимальный уровень звукового давления (SPL), который может выдать звуковая система.

Конденсаторы — это устройства, которые могут накапливать и отдавать электрический заряд. Ёмкость конденсаторов измеряется в Фарадах. Конденсатор емкостью 1 Ф накапливает электрический заряд, эквивалентный силе тока в 1 А, действующего 1 секунду. Заряженный конденсатор разряжается очень быстро, что делает его очень полезным для поддержания энергопитания мощных аудиосистем в автомобиле.

Усилитель во время работы может кратковременно потреблять мощность, в три раза превышающую его среднюю потребляемую мощность. В эти короткие периоды времени аккумулятор автомобиля не в состоянии обеспечить усилитель нужной силой тока, и как следствие, происходит падение напряжения в энергосистеме автомобиля, что приводит к искажению звука (глухой бас). Установка конденсатора успешно решает эту проблему. Конденсатор, быстро разряжаясь, сглаживает падение напряжения в эти короткие промежутки времени и обеспечивает усилителю ровное питание.

Конденсаторы для подобных целей выпускаются емкостью от 250.000 мФ до 2.000.000 мФ. Подбираются конденсаторы по правилу, по которому на каждые 100 Вт выходной мощности усилителя устанавливается 100.000 мФ емкости конденсатора.

2.3 Настройка системы.

После подключения, инсталлированную систему необходимо грамотно настроить. Под настройкой подразумевается установка на усилителе частот среза для акустики и сабвуфера, установка входящей и исходящей чувствительности, настройка звукового процессора (если такой имеется).

Будем считать, что фильтры в усилителе намного лучше, чем в головном устройстве, поэтому настройку будем проводить при выставленных на головном устройстве настройках в «0».

Шаг первый. Устанавливаем на усилителе фильтр для сабвуферного канала в положение «LPF». Частоту среза кроссовера устанавливаем в диапазоне 50-70 Гц.

Шаг второй. Устанавливаем на усилителе фильтр для фронтального канала в положение « HPF». Частоту среза кроссовера устанавливаем в диапазоне 70-90 Гц.

На этом настройки фильтров при использовании пассивного деления, т.е. при участии кроссоверов, входящих в комплект, закончены. Если на фронт использовано поканальное усиление, то отдельно производим настройку высокочастотных динамиков. Устанавливаем на усилителе фильтр канала высокочастотников в положение « HPF», а частоту среза кроссовера устанавливаем приблизительно на 2,5 кГц.

Шаг третий. Настройку чувствительности производим следующим образом: на усилителе ставим настройку в «0», на головном устройстве увеличиваем громкость до максимального значения. Затем поворачиваем регулятор чувствительности на усилителе в сторону увеличения, до появления заметных искажений в звучании системы. Немного убавляем - чувствительность настроена.

Если при включении магнитолы в сабвуфере раздаются щелчки, а в динамиках треск - значит, имеют место наводки. Смотрим, как проложены все провода, при необходимости прокладываем их в другом месте. Если бас локализован сзади, т.е. привязан к сабвуферу, то подключаем сабвуфер в противофазе. Для этого, если на усилителе имеется плавная регулировка фазы, поворачиваем регулятор на 180 градусов. Если таковой нет - меняем местами «+» и «-» провода подключения сабвуфера на его колодке. Если что-то не устраивает, указанные диапазоны регулировок можно немножко подкорректировать с учетом личных предпочтений.

Если в инсталлированной системе имеется звуковой процессор (отдельное устройство или встроенный в головное устройство), приступаем к его настройке. Настройка будет сводится к регулированию временных задержек для каждого канала (особенно актуально при поканальном усилении фронтальной акустики, однако имеет смысл и при пассивном делении).

Рассмотрим на примере, для чего это нужно. Водитель сидит в машине слева от центральной осевой линии. Соответственно звук левого канала до него доходит быстрее чем от правого. Исправить данную ситуацию можно лишь задав временную задержку левому каналу, таким образом, давая время сигналу правого канала дойти до слушателя. При правильно проведенной настройке, звук должен исходить из центральной части приборной панели на уровне лобового стекла.

Таким же образом можно «вытянуть бас на себя». Если способ устранения локализации баса, описанный выше, не справился с ней, то устранить локализацию можно, задав одинаковые задержки левому и правому каналу фронтальной акустики. Таким образом, сигнал будет приходить на них позже, соответственно бас потеряет привязку к задней части автомобиля.

На этом настройки инсталированой системы закончены.

 

 

3. Экономические затраты.

Стоимость необходимого оборудования и материалов.

Таблица 2

Наименование компонентов	цена	Затраты на установку
CD/MP3 проигрыватель Alpine Electronics CDA-9885R	12375,5 руб.	4500 руб.
Автомобильный сабвуфер Alpine Electronics SBS-1241BR	6201 руб.
Автомобильный усилитель AlpineElectronicsMRA-D550	32144,5 руб.
Автомобильная акустика Alpine Electronics SPR-17LS	6068,5 руб.
Шумовиброизоляционные материалы	1500 руб.	1700 руб.
Затраты на изготовление подиумов	1500 руб.	500 руб.
Дополнительные материалы (крепеж, клей и т.д.)	1000 руб.

 

4. Требования безопасности.

 

При монтаже силовой проводки на первое место выступают требования безопасности. Необходимо учитывать специфику установки: провод в моторный отсек приходится прокладывать по углам или порогам, через переборки. Такого рода проблемы предъявляют особые требования к выбору провода. Он должен быть гибкий; изоляция должна быть толстой, не размягчаться при высоких температурах и не трескаться при низких. Особенно это относится к участкам силовой проводки, проложенной в моторном отсеке. Применение жесткого провода с легко трескающейся изоляцией может быть в буквальном смысле взрывоопасно. Для того чтобы предотвратить возможность пожара в случае короткого замыкания силового провода на массу, необходимо защитить ею плавким предохранителем. Его устанавливают в разрыв силового провода в непосредственной близости от плюсовой клеммы аккумулятора. Держатель предохранителя должен быть надежно закреплен. Ток срабатывания предохранителя выбирается на 20 - 30% больше максимально потребляемого системой тока. Это не мешает нормальной работе, но гарантированно отключит цепь в случае короткого замыкания.

Силовой провод от предохранителя до потребителя должен быть по возможности цельным. Наличие соединений ухудшает надежность системы и может явиться причиной потерь напряжения, особенно при большой потребляемой мощности. Если же по каким-либо причинам приходится соединять провода (например, для разделения нескольких силовых цепей), необходимо использовать соединительные муфты и распределители, имеющие надежный и прочный корпус, изготовленный из изоляционного материала. Внимание! Применение для изоляции соединений силовой проводки изоляционной ленты недопустимо.

Концы проводов для удобства подключения и надежности соединения необходимо снабдить клеммами. Паяных соединений силовой проводки лучше избегать. Если же пайка неизбежна, соединение нужно тщательно промыть от остатков флюса и обязательно покрыть изоляционным лаком для защиты от окисления. Использовать паяные соединения на участках проводки, находящихся в моторном отсеке, недопустимо. В условиях повышенной влажности электрохимическая коррозия таких соединении протекает с большой скоростью, а надежность защитных лаковых покрытий недостаточна. То же самое можно сказать о любом контакте разнородных металлов в токоведущих цепях. Для их зашиты от коррозии можно нанести сверху слой смазки (технического вазелина).

При прокладке силовою провода и моторный отсек можно просверлить отверстие в моторном щите или использовать уже имеющееся. Также при прокладке провода через места с острыми металлическими углами всегда используйте резиновые уплотнители, во избежание повреждения его изоляции. В моторном отсеке силовую проводку желательно дополнительно защитить гофрированной трубкой. Провод не должен быть натянут, а в местах, где он лежит свободно, необходимо предотвратить его перемещение при помощи монтажных хомутов пли обвязки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

 

Как уже говорилось ранее, нет единого мнения по поводу того, как должно строиться звуковое оформление в автомобиле. Одни специалисты полагают, что чем меньше источников обработки звука, тем он чище, натуральнее и качественнее. Другие же, с точностью до наоборот, считают, что дополнительные приборы на столь несовершенной площадке как прослушивание музыки как автомобиль, совсем не мешают, напротив - позволяют ощутить звук максимально правильно. Нужно помнить, что главное – уместность принятого решения (все-таки не всегда больше значит лучше), соответствие результатов поставленным целям.

Но верно одно. Акустические системы в автомобиле продолжат своё прогрессивное развитие. Но этот процесс может тормозиться тем, что в России в целом и в нашем колледже в частности не уделяется должного внимания данной отрасли и это очень плохо.