Шум в автомобильной аудиосистеме

[omel]

Для начала представим вам четыре основных правила разводки проводов при установке автомобильных аудиосистем.

Правило первое. Используйте, по возможности, наиболее качественные межблочные (RCA) и акустические провода, силовые кабели. Если ваш бюджет ограничен, то наибольшие вложения стоит сделать в межблочные кабели. Энергосистема автомобиля генерирует электромагнитные поля, которые создают шум в аудиосистеме, проникая через плохой экран дешевых RCA кабелей.
Правило второе. Прокладывайте RCA кабели подальше от силовых проводов звуковой системы и электропроводки автомобиля. На рисунке 22 видно, что силовые провода и RCA кабели проложены по разным бортам автомобиля. Обратите внимание, что акустические (колоночные) провода и силовые кабели пересекаются под углом 90 градусов.

Правило третье. RCA кабели не должны быть длиннее чем этого требует расположение компонентов системы. Чем короче межблочные кабели, тем меньше вероятность электромагнитных наводок.

Правило четвертое. Заземляйте, по возможности, все компоненты вашей звуковой системы в одной точке. Когда компоненты заземлены в разных местах, то это может привести к возникновению контуров заземления, которые являются источником шума в звуковой системе.

Причины возникновения шума
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. Эффективным путем устранения или предотвращения шума в данном случае является удаление источника шума из окрестности блока головки автомагнитолы. Это означает физическое перемещение силовых проводов подальше, или прокладка их по новому пути, вдали от магнитолы. Также присмотритесь к электронным часам и измерительным приборам в салоне автомобиля, размещенным прямо над головным устройством. Устройство, которое не может быть перемещено, необходимо экранировать магнитно-непроницаемой металлической фольгой, богатой ферритом. Алюминиевая фольга редко срабатывает, потому что состоит не из феррита или других форм магнитного экранирования. Экранирование блока магнитной головки сработает только в случае, если экран независимо заземлен.

Акустические провода, проложенные слишком близко от жгутов электропроводки автомобиля, также будут увеличивать вероятность появления шума. Магнитное поле, окружающее один провод, может быть индуцировано в аудиопровод. Пересекать такие провода следует под прямым углом, что исключает появление шумов.

Соединения панелей кузова в процессе эксплуатации автомобиля подвергаются коррозии и, со временем, вероятность того, что металлический ограждающий щиток станет незаземленным, — очень высока. Капот автомобиля прикреплен на петлях и производители устанавливают заземляющую пластину от противопожарной перегородки до капота. Когда шум появляется внезапно, скорее всего сломалась эта заземляющая полоска, или у нее на соединительных деталях высокое коррозийное образование. Удаление ржавчины устранит проблему.

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.

Рассмотрим еще одну причину возникновения шума в звуковых автомобильных системах. Ею является электромагнитная интерференция (ЭМИ). На этом явлении основана передача радиоволн. Провода аудиосистемы выступают в роли антенны, а усилитель работает как приемник и, в результате, мы получаем шумовые помехи в звуковой системе. Примером ЭМИ может служить шум от системы зажигания или шум, возникающий при непосредственной близости к излучающей радио или ТВ антенне.

Контуры заземления
Заземляющие контуры обычно появляются, когда несколько компонентов аудиосистемы, установленные в разных местах в автомобиле, заземлены по отдельности. Заземление в разных местах создает разное напряжение между отдельными областями кузова автомобиля. Эти различия могут привести к проникновению шума в аудиосистему.

Корпус автомобиля выступает, будучи большой массой, в роли «земли» для электрических цепей. Сопротивление кузова очень мало, но все же не равно нулю. Это никак не сказывается на электрической цепи самого автомобиля, но для устанавливаемой звуковой системы может оказаться очень важной проблемой. Ненулевое сопротивление кузова дает разное напряжение между различными точками заземления. Из рисунка 23 видно, что напряжение в точке заземления головного устройства равно 11.8 В, а точке заземления усилителя оно меньше на 0.2 В из-за сопротивления кузова. В результате мы получаем контур заземления. Электронные компоненты аудиосистемы чувствительны к подобной разнице в напряжении на массе. Шумы от генератора и других узлов автомобиля просачиваются через контуры заземления в аудиосистему.

Существует несколько правил, которые следует соблюдать при установке аудиосистемы во избежание побочных шумов и помех:

1. Заземляйте все компоненты в одной точке кузова автомобиля для того, чтобы не создавать контуров заземления. Лучше всего использовать для заземления отрицательную клемму аккумулятора или место на кузове, где заземляется отрицательный терминал аккумулятора. Используйте качественные многожильные провода из обезкислороженной меди для заземления и подвода питания. Место контакта кабеля с корпусом надо тщательно зачистить от краски. Используйте наконечник типа "кольцо" соответствующего диаметра для заземляющего кабеля. Место контакта защитите от коррозии.

2. Используйте позолоченные клеммы и коннекторы при разводке питающих и заземляющих кабелей.

3. Корпуса компонентов аудиосистемы не должны иметь контакт с кузовом автомобиля, чтобы не допустить образования контуров заземления.

4. После того, как все установлено и подключено, проведите тест. Включите аудиосистему, отключите антенну от головного устройства. Далее отсоедините заземление аудиосистемы от кузова. Если аудиосистема отключилась, значит она имеет единую точку заземления. Следовательно, контуров заземления нет. Это на 90% гарантирует вам отсутствие шума в аудиосистеме.

5. Если нет возможности заземлить все компоненты в одной точке, то можно выбрать еще одну точку для «массы» c таким условием, чтобы разность напряжения между этими двумя точками на кузове была бы наименьшей и не превышала 0.2 В. Головное устройство, эквалайзер и кроссовер заземляйте на противопожарной перегородке, а усилитель на корпус багажника.

Устранение шума в аудиосистеме
Что надо делать, если аудиосистема, которую вы установили, дает посторонний шум или помехи.

1. Отсоедините головное устройство от аудиосистемы. Если шум прекратился — заземлите головное устройство в общую точку на корпусе, куда заземляются остальные компоненты системы.

2. Если шум не исчез, и если компоненты заземлены в разных местах на корпусе автомобиля, то, пользуясь цифровым мультиметром (ЦММ), замерьте напряжения между отрицательным терминалом аккумулятора и точками заземления каждого компонента.

Если Вы обнаружили разницу в показаниях, то необходимо уравнять уровень сигнала между компонентами, заземлить все компоненты в одном месте на корпусе, или найти другое место на кузове для «земли» компонента, напряжение которого отличается от других показаний. Уровень сигнала между компонентами должен быть одинаковым. Показания уровня сигнала между компонентами снимаются с экранов RCA кабелей во всех возможных комбинациях между компонентами аудиосистемы.

3. Если же разницы в показаниях ЦММ нет, то причина шума, скорее всего в следующем:
- RCA провода расположены в непосредственной близости к силовым проводам или RCA провода плохого качества.
- Аустические провода проложены параллельно силовому кабелю или пересекают его под углом меньше 90 градусов;
- Аустический провод имеет контакт с кузовом автомобиля;
- Крпус усилителя не изолирован от кузова автомобиля;
- Атенна плохо заземлена и создает контур.


P.S. Обсуждение и вопросы в теме Шум в автомобильной аудиосистеме (обсуждене)