Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Содержание сигнала

Когда в начале семидесятых аудиоиндустрией овладела идея четырехканального
воспроизведения, конструкторы изо всех сил пытались уйти от необходимости
вводить два дополнительных полноценных канала записи-воспроизведения и
искали способ выделить пространственную информацию из основных стереоканалов.
Так родились матричные системы кодирования квадросигнала, пожили немного
и тихо, не просыпаясь, скончались. Однако во время этой недолгой жизни
обнаружилось, что значительная часть пространственной информации содержится
в разностных компонентах стереосигнала, т.е. в той части сигнала, которая
не совпадает в правом и левом каналах. Получается такой сигнал путем вычитания
сигнала одного канала из другого: L — R (или R — L, что означает всего
лишь тот же сигнал, но в противофазе). Разностный сигнал получается тем
больше, чем больше разделение каналов, то есть шире стереобаза, и, по теории,
должен нести сведения о том, насколько разнообразны и структурированы отзвуки
основных звуков. Естественно, при воспроизведении моносигнала разностный
равен нулю. Долго, впрочем, и этот метод не прожил, и виновато в этом несовершенство
носителей записи того времени. Дело в том, что, при вычитании сигналов
правого и левого каналов значительная часть полезной информации, идентичной
для обоих каналов, взаимно уничтожалась, а вот шумы в стереоканалах, которые
между собой никак не коррелированы, оставались неизменными. Поэтому отношение
сигнал/шум в разностных каналах было аховое: треск и шипение виниловой
пластинки преобладали над всеми остальными звуками. Идея, впрочем, была
эксгумирована при разработке техники для домашнего кинотеатра. При всей
мудрености названий систем surround sound, в основе лежит все то же разностное
преобразование, иногда осложненное введением искусственной временной задержки.
Шумы теперь — не проблема, если речь идет о компактных дисках, так что
к разностной схеме вернулись и в автосистемах.

Простейший способ выделения разностного сигнала из двух стереоканалов
— подключить тыловые громкоговорители между синфазными выходами стереоканалов.
Тогда одинаковые для обоих каналов составляющие воспроизводиться не будут,
а разность — будет. Такая схема получила название схемы Хаффлера. Ее реализация
в автомобильной системе показана на схеме. 

Обратите внимание, что, поскольку в схеме Хаффлера тыловые динамики
оказываются соединенными последовательно, и их суммарноый импеданс вдвое
больше, чем у каждого динамика, номинал емкости фильтра уменьшается вдвое,
а индуктивности — увеличивается. Есть еще одна разновидность разностной схемы включения тыловой акустики.
Поскольку тыловые динамики воспроизводят, по существу, монофонический сигнал,
только в противофазе, некоторые установки (сам видел и слушал) вообще обходятся
одним тыловым динамиком, подключенным как показано на схеме.

Есть еще одна разновидность разностной схемы включения тыловой акустики.
Поскольку тыловые динамики воспроизводят, по существу, монофонический сигнал,
только в противофазе, некоторые установки (сам видел и слушал) вообще обходятся
одним тыловым динамиком, подключенным как показано на схеме.

Ну вообще-то, есть и дальнейшие вариации, где используется смесь основных
каналов с разностными, по формуле типа (L — kR), (R — kL), но согласитесь,
мы и без них уже ушли довольно далеко от исходного стереотипа «у меня сзади
динамики — ваще ВО КАКИЕ!». На том пока и остановимся.
 
 

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТ

УСТАНОВОЧНОЕ КОЛЬЦО ДЛЯ НЧ/СЧ-ГОЛОВКИ

Работы по дереву непрерывно преследуют нас, начиная со второй публикации „Мастер-класса», и, как вы уже, наверное, поняли, сегодня нам опять без них не обойтись. Так что давайте приступим. Для начала размечаем на листе 20-мм фанеры внутренний (14,5 см) и внешний (20 см) диаметры кольца. Затем, как всегда аккуратно, выпиливаем по три одинаковых заготовки на каждый подиум и скручиваем, либо зажимаем их в струбцине, предварительно смазав места сочленения „жидкими гвоздями» (фото 1).

После того как „гвозди» подсохнут, наша задача — придать нужный наклон, поэтому мы обрабатываем полученные цилиндры с торца так, чтобы сточить его примерно до середины высоты одной из сторон. Лучше всего делать это электрорубанком, но можно и электролобзиком (фото 2).

МОНТАЖНАЯ ПАНЕЛЬ ДЛЯ НЧ/СЧ-ГОЛОВКИ

Следующий шаг — выпиливаем из листа 16-мм фанеры прямоугольную заготовку размером 23×40 см. В ней вырезаем монтажное отверстие для динамика в месте напротив кармана в вибро-демпфирующем материале, оставленном еще на этапе шумовиброизоляции дверей. Далее склеиваем панель вибролластом, прикручиваем к ней установочное кольцо, после чего привинчиваем панель к металлу двери. Такая конструкция обеспечит надежное и прочное крепление НЧ/СЧ-головки (фото 3).

ВНЕШНЯЯ ЧАСТЬ ПОДИУМА ДЛЯ НЧ/СЧ-ГОЛОВКИ

Результаты очень важных работ по надежному креплению НЧ/СЧ-головки и приданию ей нужной ориентации, о которых мы рассказали выше, не должны быть видны снаружи. Пришла очередь подумать, как все это будет выглядеть.

Для начала подготавливаем обшивку двери. Выпиливаем в ней отверстие диаметром, совпадающим с внешним диаметром установочного кольца (20 см). Затем тщательно оклеиваем прилегающую к отверстию обшивки область бумажным скотчем, чтобы не повредить ее. Далее надеваем обшивку на дверь, а на внешний торец установочного кольца прикручиваем монтажное кольцо из комплекта динамиков — в него „сядет» гриль (тоже из комплекта).

Теперь пришла очередь монтажной пены. Обильно покрываем пеной область вокруг подиума и ждем, пока она высохнет. На это потребуются сутки. После высыхания лены при помощи ножа придаем ей желаемую форму. В нашем случае это выглядит вот так (фото 4).

Для придания прочности обмазываем полученную заготовку шпатлевкой (в нашем случае это „Body Fiber») и после ее высыхания обрабатываем шкуркой.

Для лучшей эстетики мы решили добавить также сопрягающий элемент между полученным подиумом и подлокотником. Он получился довольно сложной формы и состоит из двух слоев фанеры — 20-мм и 16-мм (фото 5).

Теперь наш подиум будет плавно „перетекать» в штатный карман двери и подлокотник. Осталось поработать с той же шпатлевкой, чтобы все три элемента точно сопрягались между собой (фото 6).

В итоге подиум полностью готов, и по желанию его можно обтянуть любым декоративным материалом (фото 7).

ДЕКОРАТИВНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ ПОДИУМА ДЛЯ НЧ/СЧ-ГОЛОВКИ

В качестве облицовочного материала было решено использовать винил черного цвета. А весь процесс протекал следующим образом. Сначала вырезали заготовки из твердой бумаги, которые повторяли форму подиума. Затем по ним сделали лекала, и уже в последнюю очередь по лекалам нарезали винил. В местах, где обойтись цельными кусками не получилось, дошили необходимые фрагменты. После этого полученный „чехол» одели на подиум и с внутренней стороны зафиксировали его клеем (подойдет обычный „Момент») (фото 8).

ДЕКОРАТИВНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ ПОДИУМА ДЛЯ ВЧ-ГОЛОВКИ

Ну и последний этап — размещение высокочастотников После долгих экспериментов с ориентацией ВЧ-излучателей специалисты студии „Саг Systems» остановились на варианте работы на частичное отражение от лобового стекла. Для ВЧ-головок также сделали миниатюрные подиумы. Сначала строительной пеной заполнили квадратную коробочку подходящего размера, получив таким способом начальную заготовку. После ее высыхания вырезали отверстие для твитера и придали необходимый наклон. Затем прикрепили полученный мини-подиум к штатной накладке на передние стойки, обработали шпатлевкой и после ее высыхания зашкурили. В итоге получилась довольно стильная конструкция (фото 9).

ПРАКТИЧЕСКИЕ СООБРАЖЕНИЯ

Расположение излучателей комплекта „Oris» специалисты из студии „Car Systems» решили производить по традиционной, классической схеме: НЧ/СЧ-головки на подиумах внизу дверей, твитеры — на передних стойках.

С размещением 16-см головок в дверях „восьмерки» возникает проблема: подиум практически блокирует ручку открывания бокового стекла. Решается это тремя способами;отказом от ручки в пользу электростеклоподъемников, использованием 13-см динамиков или же изготовлением подиума, предельно смещенного вниз и изрядно выпяченного из-за сильного наклона. Мы выбрали первый вариант как самый удобный, к тому же позволяющий поднять уровень комфорта в машине. Тем более что сегодня найти стеклоподъемники — совсем не проблема, стоят они вполне умеренно.

НЧ/СЧ-головки будем монтировать на мощных установочных кольцах, с ориентацией на ручку КПП, т. е. с наклоном чуть вверх и назад. С наружной стороны подиум в декоративных целях будет иметь форму, гармонирующую с обшивкой двери, и соответствующее покрытие. Установочные кольца будут прикручены к металлу двери не напрямую, а через монтажные панели. Очень хорошо внутри двери напротив магнита динамика наклеить акустическую линзу Френеля для рассеивания звуковой волны от тыльной стороны диффузора, но на момент проведения работ этот продукт мы найти не смогли — оставим эту операцию для последующего апгрейда.

ВЧ-головки будут расположены чуть ниже центра передних стоек, с ориентацией на центр лобового стекла. Последнему решению способствовал характер звучания: при прямом излучении на водителя звучание получалось слишком ярким, а при выбранном варианте этот недостаток удалось свести к минимуму. Кстати, отказ от прямого излучения особенно актуален.

А вот подключение комплекта (и мы уже об этом упоминали) будет осуществлено по схеме многополосного усиления. Но для тех, кому этот вариант не подходит, в ноябрьском номере мы предложили несколько более простых вариантов.

В следующем номере журнала нac ждет рассказ о самой интересной части проекта. Мы покажем инсталляцию целиком, расскажем о процессе настройки звучания с участием DSP, поделимся впечатлениями от прослушивания и проведем ряд экспериментов по разным вариантам включения компонентов в пределах выбранной схемы.

Передний фронт — волна

Передний фронт волны в заданный момент времени / представляет собой поверхность, отделяющую точки, которые еще не начал и колебаться, от точек, которые уже колеблются. Задний фронт волны в заданный момент t представляет собой поверхность, отделяющую точки, которые еще колеблются, от точек, в которых колебание прекратилось. Постоянная а является скоростью распространения фронта волны.
 

Передний фронт волны в заданный момент времени t представляет собой поверхность, отделяющую точки, которые еще не начали колебаться, от точек, которые уже колеблются. Задний фронт волны в заданный момент t представляет собой поверхность, отделяющую точки, которые еще колеблются, от точек, в которых колебание прекратилось. Постоянная а является скоростью распространения фронта волны.
 

Передний фронт волны в заданный момент t представляет собою поверхность, отделяющую точки, которые еще не начали колебаться, от точек, которые уже колеблются. Постоянная а является, как мы видим, скоростью распространения фронта волны.
 

Передний фронт волны ( на рис. 1.24 волна движется в положительном направлении оси s) находится в бес-конечости, однако задний фронт ( разрыв) расположен в конечной точке.
 

Передним фронтом волны называется поверхность, которая ограничивает снаружи относительно источника колебаний зону деформаций среды, а поверхность, ограничивающая эту зону изнутри, называется задним фронтом.
 

Характерно, что передний фронт волны искривлен. Это свидетельствует о том, что после возмущения фронт волны не успел сформироваться и уменьшилась скорость ее распространения.
 

В промежуточном случае передний фронт волны Римана распространяется в пространстве влево, а ее задний фронт-вправо ( рис. 2.13.6 6) от первоначального положения свободной поверхности.
 

Таким образом, наблюдается передний фронт волны х — at, движущийся на плоскости со скоростью а. Однако, в отличие от пространственного случая, за передним фронтом возмущение наблюдается во все последующие моменты времени, так что задний фронт волны отсутствует. В этом случае говорят, что на плоскости имеет место диффузия волн. При этом принцип Гюйгенса, очевидно, нарушается.
 

Таким образом, наблюдается передний фронт волны x at, движущийся на плоскости со скоростью а. Однако в отличие от пространственного случая за передним фронтом возмущение наблюдается во все последующие моменты времени, так что задний фронт волны отсутствует. В этом случае говорят, что на плоскости имеет место диффузия волн. При этом принцип Гюйгенса, очевидно, нарушается.
 

Таким образом, наблюдается передний фронт волны х at, движущийся на плоскости со скоростью а. Однако в отличие от пространственного случая за передним фронтом возмущение наблюдается во все последующие моменты времени, так что задний фронт волны отсутствует. В этом случае говорят, что на плоскости имеет место диффузия волн. При этом принцип Гюйгенса, очевидно, нарушается.
 

Зафиксировано значительное усиление давления на переднем фронте волны. На профиль волны наложены осцилляции на частоте, близкой к собственной частоте датчика.
 

В момент времени до точки х доходит передний фронт волны, а в момент 2 — задний фронт.
 

Итак, при распространении колебаний в двумерном пространстве, имеется передний фронт волны, состоящий, как и в R3, из точек, удаленных от множества В ровно на расстояние at, и нет заднего фронта.
 

Эта формула определяет изменение скорости в области от поршня до переднего фронта волны х cat рас.
 

Передний фронт — выходной сигнал

Передний фронт выходного сигнала получается менее крутым, чем входного.
 

Поэтому при расчете схемы задаются допустимой длительностью переднего фронта выходного сигнала Тф, так как этот фронт значительно превышает длительность спада тс. Последнее объясняется тем, что при запирании диодов разряд емкости С происходит через резистор Rtl, а заряд ее, после снятия входного напряжения, через малое прямое сопротивление диода. Следовательно, разряд емкости занимает больше времени, что сказывается на длительности переднего фронта импульса.
 

Поэтому при расчете схемы задаются допустимой длительностью переднего фронта выходного сигнала Тф, так как этот фронт значительно превышает длительность спада тс. Последнее объясняется тем, что при запирании диодов разряд емкости Сн происходит через резистор RH, а заряд ее ( после снятия входного напряжения) через малое прямое сопротивление диода. Следовательно, разряд емкости занимает больше времени, что сказывается на длительности переднего фронта импульса. В этом случае длительность тс выходного сигнала в основном определяется временем спада входного ( внутреннее сопротивление источника входных сигналов значительно меньше У.
 

Для формирования выходного сигнала по длительности на усилители считывания стороны А, а затем стороны В подается сигнал разрешения выдачи в, кодовые шины чисел РВ КШЧ, который вырабатывается в БМУ. Передний фронт выходного сигнала усилителя считывания определяется передним фронтом сформированного по амплитуде считанного сигнала, а задний фронт — временем задержки заднего фронта сигнала РВ КШЧ.
 

При этом во вторичной обмотке трансформатора будет трансформироваться импульс отрицательной полярности, амплитуда которого достаточна, чтобы ввести транзистор в состояние насыщения. В момент открывания транзистора формируется передний фронт выходного сигнала. Емкость С заряжается, при этом отрицательное напряжение на эмиттере транзистора увеличивается. Это вызывает уменьшение тока базы, хотя транзистор остается еще в режиме насыщения — формируется плоская вершина выходного сигнала.
 

Формы переднего и заднего фронтов импульса искажаются одинаково. На рис. 2.16 показана форма переднего фронта выходного сигнала.
 

Связь между контактами 2 и 6 уменьшает длительность переднего фронта выходного сигнала.
 

При этом в обоих случаях сигналы с ударного акселерометра и тензодатчиков регистрируются на экране двухлучевого электронного осциллографа. При интегрировании погрешность калибровки возрастает, что связано с влиянием выброса на переднем фронте выходного сигнала ударного акселерометра, а также с влиянием колебаний, наложенных на этот сигнал. Волновую скорость в стержне С0 определяют по осциллограмме, находя временной интервал между выходными сигналами тензодатчиков, соответствующими прохождению прямой и отраженной ударных волн. Устройство позволяет осуществлять калибровку ударных акселерометров при значениях максимального ударного ускорения до 12 — 104 м-с 2 и выше и оптимальной длительности ударного импульса, близкого по форме к полусинусоидальному закону изменения ударного ускорения во времени, не менее 0 075 — 10 — s с.
 

При этом в обоих случаях сигналы с ударного акселерометра и тензодатчиков регистрируются на экране двухлучевого электронного осциллографа. При интегрировании погрешность калибровки возрастает, что связано с влиянием выброса на переднем фронте выходного сигнала ударного акселерометра, а также с влиянием колебаний, наложенных на этот сигнал. Волновую скорость в стержне Со определяют по осциллограмме, находя временнбй интервал между выходными сигналами тензодатчиков, соответствующими прохождению прямой и отраженной ударных волн. Устройство позволяет осуществлять калибровку ударных акселерометров при значениях максимального ударного ускорения до 12 — 10 м-с и выше и оптимальной длительности ударного импульса, близкого по форме к полусинусоидальному закону изменения ударного ускорения во времени, не менее 0 075 — 10 — с.
 

На базе транзистора VT1 напряжение падает, а на эмиттере возрастает. Передний фронт выходного сигнала будет задержан относительно переднего фронта входного сигнала.
 

Секреты установки автомобильной акустики

Видео:Самостоятельная установка «музыки» в автомобиль

Автомобильная акустика подарит хороший звук только при правильном монтаже. Здесь есть несколько правил:

1. 1. В передние двери врезайте только низко- или среднечастотные динамики. При этом мощность «низкочастотников» должна быть выше мощности усилителя. Это правило является обязательным. В противном случае добиться глубины звука не выйдет.
   2. Одновременный монтаж динамиков низкой и средней частоты в одну дверь недопустим. При работе низкочастотного динамика в дверной полости создается сильное давление, которое действует на среднечастотные динамики и искажает его звук. Некоторые специалисты допускают подобное совмещение при условии заключения среднечастотного динамика в специальный корпус. Но в условиях салона малого объема дефекты все равно ощутимы.
   3. Если среднечастотные динамики смонтированы в дверях, то низкочастотные динамики устанавливаются под передней панелью или под сидением. При этом звуки низкой частоты в диапазоне до 600 Гц не отличаются направленностью и сольются с общим звуковым эффектом.
   4. Среднечастотные динамики в отличие от «низкочастотников» имеют направленный звук, поэтому для них есть два места установки — двери (об этом мы уже упомянули) и передняя панель. Последний вариант выглядит привлекательней, ведь появляется шанс выбрать правильное направление звука.
   5. При монтаже в дверном проеме габаритных динамиков не обойтись без специального подиума. Конструктивно он представляет собой приставку в виде кольца, которая монтируется непосредственно в корпус. Благодаря подиумам, можно добиться правильного направления акустики и качества звука. Минус лишь в том, что делать подиумы придется самостоятельно, да и с обшивкой придется повозиться.
   6. При установке динамиков в двери внутреннюю часть металла стоит обработать специальным виброизолирующим материалом. В противном случае лишние резонансы и звуки будут сильно раздражать.
   7. При монтаже динамиков в приборную панель учтите, что панель не всегда герметична. Итогом «эксперимента» может стать звуковое короткое замыкание. Чтобы исключить такую проблему, низкочастотный динамик придется установить в специальный корпус, обработанный изнутри войлоком. Если приборная панель в машине отличается небольшими размерами, то добиться хорошего качества будет сложно.

Вывод

Глубокий и четкий звук в салоне позволяет получить истинное наслаждение от прослушивания. Главное — четко следовать приведенным в статье правилам, не экономить деньги на хорошую автомобильную акустику и внимательно выполнять работы по монтажу.

Из чего состоит автомобильная акустика

1. Кроссовер (разделительный частотный фильтр)

Это специальное устройство для разделения звука на несколько полос. По внешнему виду кроссовер — компактная коробка, которая монтируется в цепи между динамиками и усилителем. В зависимости от конструкции, кроссоверы производятся пассивными и активными.

Кроссовер для акустики

2. Усилитель

При покупке этого устройства учтите, какие функции будут возлагаться на устройство. Если магнитола нужна для создания общего фона и прослушивания новостей, то тратиться на усилитель для автомобиля бессмысленно. В случае, когда задача — получить качественный и мощный звук, без специального устройства не обойтись.

Усилитель для акустики

При выборе усилителя учитывайте такие параметры — мощность (должна быть от 100 Ватт), объем салона и имеющуюся в распоряжении акустику. Если установить усилитель мощностью 100 Вт при динамиках 10-15 Вт, то последние долго не «проживут». Первая же попытка накрутить громкость приведет к повреждению диффузора, восстановить который уже не удастся. Мощность усилителя должна быть на 10-15% меньше, чем аналогичный параметр у сабвуфера и динамиков.

Мощность — не единственный параметр, которому стоит уделить внимание при выборе. Обратите внимание на следующие моменты:

диапазон рабочих частот — не меньше, чем 30-20000 Гц;
отношение сигнала и шума (уровень фона) должен быть в диапазоне от 96 до 98 дБ. В противном случае постоянные шумы в промежутках между песнями заставят вас идти за покупкой нового усилителя;

количество каналов. Современные устройства для усиления звука производятся 1-но, 2-х, 4-х, 5-ти, 6-ти канальными

Обратите внимание, чтобы был отдельный выход для сабвуфера.

3. Сабвуфер

Главная задача устройства — выдача звука низкой частоты. Главный параметр при выборе устройства — мощность. Сам сабвуфер выпускается двух видов:

• пассивный. В таком устройстве нет встроенного усилителя;

• активный — с усилителем в корпусе устройства.

Для полноценной работы сабвуфера стоит обеспечить правильное звуковое оформление, а именно идеальное взаимодействие фронтальных и тыловых волн. Решить задачу можно тремя способами:

• сделать бесконечный экран. Главное преимущество такого способа — простота монтажа и высокое качество баса. Минус — низкий уровень звукового давления и появление отличий в звуковых эффектах при разном заполнении багажного отсека;
• фазоинвертор представляет собой закрытую коробку со специальным отверстием (тоннелем), выполняющим роль соединителя внешнего и внутреннего звука.  Недостаток такого способа — сложность расчета, монтажа коробки и большой объем готового изделия (найти ему место в багажнике — сложная задача). Преимущество такого исполнения — минимальные искажения звука и наибольшая отдача низких частот;
• закрытый ящик отличается простотой конструкции, отличным качеством басов и надежной защитой динамика от случайных механических воздействий. С другой стороны, снижается КПД, поэтому усилитель и динамики лучше подбирать с большей мощностью.

4. Динамики

Если делать отверстия в кузове не хочется, то лучше отдать предпочтение коаксиальной акустике (о ней мы уже говорили выше). В случае, если ради качественного звука вы готовы пойти на определенные «жертвы» и потратить личное время на переделку салона, то придется позаботиться о выборе правильного места для монтажа. В той же 3-х полосной системе придется устанавливать шесть динамиков и все их нужно правильно расположить. В противном случае лаже дорогая автомобильная акустика не обеспечит должного эффекта.

Динамики в авто

При покупке компонентной системы продумайте монтаж задних (тыловых) динамиков, ведь они должны обеспечивать ощущение объема. Люди часто делают ошибку и монтируют полноразмерную акустику возле заднего стекла. Это неправильно. Там достаточно установки двух широкополосных динамиков. При этом учтите, что тыльная акустика не должна воспроизводить низкие частоты.