Шум в аудиосистемах. Методика установки автомобильных аудиосисте

Из раздела "ТЕОРИЯ" сайта DAXXGROUP.RU:

В этой главе мы расскажем Вам о решении наиболее часто встречающихся проблем в области проводки силовых и межблочных кабелей и устранении побочных шумов в автомобильных аудиосистемах.  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. Алюминевая 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 11.8В, а точке заземления усилителя оно меньше на 0.2В 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:
 

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.

 В этом параграфе мы расскажем Вам о том, что надо делать, если аудиосистема, которую Вы установили, дает посторонний шум или помехи.

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

II. 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.

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

МЕТОДИКА УСТАНОВКИ АВТОМОБИЛЬНЫХ АУДИОСИСТЕМ.

Проверка автомобиля. Одним из наиболее значительных этапов в процессе установки оборудования является проверка автомобиля. Прежде чем осуществлять какую-либо работу по установке, следует тщательно обследовать машину клиента, начиная с ее внешнего вида. Отметьте в установочном листе все недостатки в окраске, вмятины, царапины и прочие внешние дефекты, в которых Вас могут обвинить позже. Будьте внимательны, Вы можете заметить царапины, которые клиент никогда раньше сам не видел.
Прежде чем приступать к работе, защитите по возможности обивку салона от возможных повреждений и пятен. Для защиты сидений и руля применяются специальные чехлы одноразового или многоразового использования. Всегда помните, что предметы и инструменты, лежащие в заднем кармане брюк, могут повредить сидения в автомобиле. Даже заклепки на джинсах могут привести к неприятностям.
Последним, но не менее важным этапом является полная проверка функционирования автомобиля. Укажите в установочном листе все неисправности, которые Вы обнаружили, и обязательно уведомите об этом клиента. Лучше всего проверять состояние автомобиля в присутствии клиента.
Описанные выше действия занимают некоторое время, зато оградят Вас от возможных обвинений со стороны клиента в повреждениях, которые возникли до того, как автомобиль появился в Вашей мастерской. Снижение риска ненужных претензий по поводу повреждений поможет снизить страховые издержки и защитит Вашу репутацию надежного, первоклассного установщика.

Регистрация данных. Ведение точных записей по проведению установочных работ зачастую игнорируется установщиками. Однако, полная информация об аудиосистеме, установленной в конкретный автомобиль, поможет Вам, в случае рекламаций, возникших через длительный промежуток времени, правильно разобраться в неприятной ситуации. Необходимо в установочном листе подробно описать всю звуковую систему: силовые кабели, распределители питания и заземления, точки заземления, все компоненты системы и параметры их настройки. Все записи должны храниться аккуратно в маркированных папках или в компьютере.
Вдобавок к информации по установке, картотека должна содержать сведения об источниках поступления исходных материалов и компонентов. В установочном листе должны быть указаны сведения о клиенте (имя и телефон) с которым можно будет связаться в случае возникновения проблем в ходе установки.

Разборка автомобиля. Требуется определенный практический опыт и много терпения, чтобы демонтировать приборный щиток или панель обшивки двери, а потом как следует поставить их на место. Возможность повреждения во время этой стадии работы относительно велика, и поэтому следует оговорить специальные меры предосторожности. Первое и самое главное - использование подходящих инструментов.  Перечень некоторых из них приводится в следующей главе.
Большая плоская отвертка не является подходящим инструментом для демонтажа дверных панелей. Существует специально сконструированные для этой цели инструменты от фирмы Lisle Tool. Плоскогубцы не подходят для откручивания гайки на контактном зажиме аккумулятора, или устанавливаемой на крыле автомобиля антенны. Лучше использовать гаечный ключ с открытым концом, или разводной ключ.
При разборке автомобиля помещайте каждую часть в маркированную коробку или пластиковое ведро. Никогда не оставляйте детали на полу мастерской. Они потеряются, либо на них наступят и сломают. Пометьте контейнеры: "Левая Передняя Дверь", "Приборный Щиток", "Задняя Панель". В то время, как происходит разборка этих отделений автомобиля, соответствующий контейнер должен быть под рукой, а каждую деталь следует помещать в него как только она удаляется с автомобиля. Такая методика предохранит Вас от стресса в период работы над автомобилем, и работа пойдет намного быстрее, особенно при сборке.

Разводка проводов и кабелей. Правильная установка линий электроснабжения, прокладка межкомпонентных и колоночных проводов является важной задачей установщика. Хотя эта стадия установочного процесса является утомительной и отнимает много времени, следование основным правилам разводки проводов обязательно для мастера и является залогом успеха и профессионального уровня установочного процесса.

Контуры заземления. Заземляющие контуры являются, пожалуй, наиболее частой  причиной проблем с шумами в автомобильном аудио. Процедуры по устранению контуров заземления могут быть сложными, если мастер недостаточно хорошо знаком с теорией возникновения контуров заземления.
 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. Ничто не даст шуму проникнуть в систему быстрее, чем плохой межкомпонентный кабель. Всегда применяйте высококачественные хорошо экранированные  RCA кабели.
2. Усилитель или любой другой компонент, закрепленный прямо на металлической детали автомобиля. Никогда не устанавливайте компоненты на неизолированный металл. Всегда используйте  подвеску для усилителя, и изолируйте другие компоненты звуковой системы.
3. Заземление компонентов системы в разных местах на корпусе. Всегда заземляйте все компоненты в одной точке. В противном случае, возникает вероятность проникновения завывания генератора автомобиля в аудиосистему.
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.
Хорошая точка для заземления в автомобиле находится под болтом крепления поясного ремня безопасности. Соскоблите краску вокруг болтового отверстия и используйте кольцевую прокладку (шайбу) в форме звездочки, чтобы добиться хорошего контакта. Ребристые шайбы-звездочки лучше подходят для заземления, чем обычные плоские шайбы.  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.