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車内の音
多くのドライバーにとって、車は単なる移動手段以上のものになっていることが知られています。 結局のところ、毎日数時間を車で運転する人は、地元のニュースだけでなく、良い音楽も聴きたいと思っています。 しかし、サロンに高品質なカーサウンドシステムを装備する場合、工業製品だけで対応できる人は稀です。 近年、カーオーディオ機器、主にアンプの自主制作に特化したアマチュア無線関連の書籍が数多く出版されています。 しかし、たとえ優れたアンプであっても、車用の Hi-Fi クラスのオーディオ システムの作成者が直面するすべての問題を解決できるわけではありません。 私の意見では、この種のシステムに対する多くのドライバーの懐疑的な態度は、主に車室内にスピーカーを設置するための文盲なアプローチによって引き起こされています。 残念ながら、ほとんどの場合、それらは「必要な場所」ではなく、「適合する場所」という原則に従って車内に配置されます。 確かに、「どこに行けばよいですか?」という質問に対する明確な答えはありません。 - 存在しない。 既知の解決策はいずれも結果を保証しません。 「行ってはいけない場所はどこですか?」という質問に答えるのははるかに簡単です。 最も一般的な間違いは、強力で高品質のスピーカー ドライバーをリア シェルフに取り付けることです。 正面から、彼らは必要なものを確立するか、まったく何もしないかを確立します。 そのような車の所有者は本当にコンサートでステージに背を向けて座ることを好むのでしょうか？ 一般に信じられていることに反して、カー オーディオ システムを設計する際に重要なことは、高出力、低歪みを達成することではなく、さらには良好な周波数応答を得ることでさえありません。 主な問題は、車の前部座席に座っているリスナーにとってサウンドイメージが広いことです。 その解決策は、フロントヘッドの設置位置に直接関係します。 適切な配置を選択すると、左右のエミッターからリスナーまでの信号経路の差が許容できないほど大きな値に達します。 この差を減らすには、フロントガラスからの信号のすべてまたは一部の反射を使用できます。 このようにして、床置き型の正面音響を備えたインスタレーションが登場しました (図 1) [1]。
このようなソリューションの建設的な実装は複雑で時間がかかりますが、結果は印象的です。 ただし、誰もがヘッドを取り付けるために床を切断することを決定するわけではありません。 したがって、実際には、乗用車のフロントラジエーターを取り付ける場所は、ダッシュボード、フロントガラスのピラー、ドア、車の前輪付近のキャビン下部の垂直パネル（キックパネル）など、それほど多くはありません。 インストルメントパネルではエミッターを十分な高さに取り付けることができますが、ヘッドのサイズは通常10〜13 cmに制限されており、実質的に音響設計がないため、この場合低周波数は効果的に再生されません。 音像をさらに高めるために、フロントガラスの側端に沿ってスタンドにエミッターを取り付けることができますが、実際にはそこに設置できるのは「ツイーター」のみです。 車のドアへの低周波ヘッドと同軸ヘッドの取り付けは、そのシンプルさから一般的ですが、通常、完成した音響設計による低周波再生の効率の向上によって正当化されます。 結果は望ましいものとはまったく逆です。 サウンドトラックをミキシングするとき、現代のサウンド エンジニアのほとんどは低音域楽器をサウンド ステージの中央に配置します。つまり、この周波数範囲の左右のチャンネルのサウンド信号は同相で、ほぼ同じ強度になります。 したがって、ドアにラジエーターを取り付けると、低音のアタックの主観的な知覚に重要な周波数 100 ～ 150 Hz の音波面が、逆位相で反対側の頭部に到達します (これはキャビンの幅によって決まります)。補償されます[1]。 したがって、どのイコライザーでも修正できない、鈍くて生気がないサウンドになります。 キックパネルにヘッドを取り付けると、左右のドライバーからの信号経路の差は減少しますが、音像は許容できないほど低くなります。 さらに、このオプションには、車のドアにヘッドを取り付ける場合よりも程度は低いものの、低音のアタックを「減衰」させるのと同じ効果があり、適切な音響設計を組織するのは簡単ではありません。 上記のことから、マルチバンド分散フロント スピーカーを使用すると最良の結果が得られることがわかります。 バンドパスエミッタは、最大の効率で動作する場所に配置する必要があります。 著者によれば、低周波エミッタを取り付けるのに最適な場所は、音が前方と上方に放射される前部座席の下のハウジング内です。 ミッドレンジドライバーをフロントパネルまたはドアの上部前隅に配置し、ツイーターをフロントガラスのピラーに配置するのが最善です (これによりサウンドピクチャが向上します)。 低周波数の完全な再生は、かなりのサイズの音響設計を使用する場合にのみ可能です。したがって、ほとんどすべてのカーオーディオ設備では、メインチャンネルの周波数範囲は 100 ～ 120 Hz に制限されており、より低い周波数は、サブウーファーをトータル信号の形で表現します。 スピーカーは最低周波数で円形の放射パターンを持っているため、サブウーファーをどこに設置するかを選択するのはシステム レイアウトの問題です。 ほとんどの場合、トランクに置かれます。 問題は、ここで音響設計の役割を果たすインテリアの周波数特性が、ボディモデルごとに最低周波数の領域で上昇していることです。 したがって、システム全体の均一な周波数応答を得るには、レベルだけでなく、サブウーファー チャンネルの周波数応答も調整できる必要があります。 リアドライバーを使わずに形成される音像は、確かに不完全なものになります。 その主な目的は、反射音をシミュレートすることによって「ホール効果」を作成することです。 この目的のために、後部チャネル (図 2) の信号スペクトルを制限する必要があります [2]。また、信号自体は従来の (「左右」チャネル)、和信号または差信号、またはその組み合わせのいずれかになります。両方の。 後部チャネルの電力は小さく (システムの総電力の 10% 以下)、場合によっては、その実装に追加の増幅チャネルが必要ありません。 最も単純なケースは、単純なフィルターを介して、左チャンネルと右チャンネルのアンプ出力の間のリアスピーカーを背中合わせに接続することです。
接続ケーブルが音質に及ぼす影響については、最近多くのことが書かれているため、このトピックについてここで触れる必要はありません。 電源ワイヤの断面積は、消費電流とワイヤ自体の長さに対応する必要があります。 いずれの場合も、最大電力時の電源線の電圧降下は 0,1 ～ 0,2 V 未満である必要があります。 要素の寄生共振の減衰と内部の防音も非常に重要です。 吸音材は、アクセス可能なすべてのパネルとプラスチック製の本体部分に適用する必要があります。特に、スピーカー ヘッドの近くにあるパネルやスピーカー エンクロージャの一部として使用されているパネルには注意してください。 通常、領域の 25% 以上が覆われると共鳴は消えます。 道路騒音を吸収するには、室内床、耐火隔壁、車輪部分を吸音材で覆う必要があります。 カーオーディオシステムの音質に次に重要な影響を与えるのがAFアンプです。 しかし、パッシブフィルターによる出力周波数分離を備えた従来の増幅デバイスは、多くの欠点があるため、自動車内ではうまく機能しません。 電力損失に加えて、パッシブ フィルターでは周波数応答のカットオフ周波数を調整することができず (これはオーディオ システムのセットアップ時に必要になることがよくあります)、ヘッドのインピーダンスの変化に非常に敏感です。 上記の理由により、カーオーディオ システムを作成する場合は、マルチバンド増幅を使用し、アンプ入力にアクティブまたはパッシブ フィルターを取り付けて周波数を分離する方が便利です。 このアプローチの利点は、電力損失がなくなることと、アンプとバンドパス フィルターに最適な回路ソリューションを使用できることです。 図 3 に示すグラフは、総電力に対する低周波チャネル電力の比率 (パーセント) のクロスオーバー周波数への依存性を示しています。 たとえば、クロスオーバー周波数が 500 Hz の場合、低周波チャンネルのパワーは 60%、高周波チャンネルのパワーは 40% になります。 (ヘッドの感度は同じです)。
VAZ2107車に搭載されているステレオオーディオシステムについて説明します。このシステムは、記載された原則に従って作られています。 このシステムは、XNUMX つのダイナミック ヘッドと XNUMX つの圧電セラミック エミッターによって駆動される双方向増幅デバイスを使用します。 信号源は、設計に若干の変更を加えたフィリップス 410 ラジオでした。 ボリュームとトーンのコントロールユニットは、記事[3]の図3に示されているものに従ってやり直されました。 その結果、高音周波数での周波数応答の低下を保証するトーンコントロールは、+10...-4 dB 以内の低周波数でのトーンコントロールに置き換えられます (図 4)。 ラジオのテープデッキの再生ヘッドを技術特性の優れた国産3D24Nに交換しました。
ラジオは特別なコンテナ内のインストルメント パネルの上部に設置されるため、通常の場所に設置する場合と比べて多くの利点があります。 この場合、デバイスはドライバーの視界内にあり、道路の視界を妨げたり、無線の制御にドライバーの注意をそらすことはありません。 車のヒーターによるラジオの加熱も対象外となります。 スピーカーは、フロント、フロア、リアの 5 つのグループのスピーカーで構成されます (図 XNUMX)。
フロント スピーカーは広帯域の高周波エミッターで構成され、260Hz を超える周波数帯域で動作します。 アンプの負荷を安定させ、中周波数での相互変調歪みを低減するために、電流安定化抵抗 R1、R2 がフロント スピーカーに使用されています [4]。 導入以来、音質の客観的および主観的な評価が向上しました。 フロントパネルには、追加の abhvs PIONEER TS-G2 ディフューザーを備えた広帯域ダイナミックヘッド BA7、BA1010 が標準的な場所に取り付けられています。 これらのヘッドの電気抵抗は 4 オーム、特性感度は 90 dB/W/m、再生されるオーディオ周波数帯域は 45 ～ 20000 Hz です。 ヘッドの周波数応答は、150Hz 未満および 11kHz を超える周波数で大幅に低下します。 ヘッドを車室内に取り付ける場合、高さの異なるスペーサー (ブッシュ) を使用して、ヘッドを標準の取り付け面から上方向と横方向に回転させます。 ヘッドの周囲は発泡ゴムで防音されています。 フロント スピーカーは低い周波数では機能しないため、追加の音響設計は必要ありませんでした。 圧電セラミックディフューザーエミッタ W-05 (BA1、BA7) は車のフロントガラスのピラーに取り付けられ、50 cm の距離で少なくとも 95 dB の音圧 (電圧 8 V の場合) を提供します。 再生される周波数の範囲は 2000 ～ 30 Hz、共振周波数は 000 Hz です。 この範囲のより高い周波数での周波数応答を均一化し、通常のサウンドピクチャを得るために、高周波エミッターはフロントガラスの方向に向けられ、それに応じて位相調整されます。 エミッタの周波数応答は 9 kHz 未満の周波数で大幅に低下するため、クロスオーバー フィルタを使用せずにアンプに直接接続されます。 したがって、フロント スピーカーは 10 kHz 領域で自然な帯域分離を備えた双方向スピーカーです。 W-05 ピエゾ エミッターは優れたインパルス応答を備えていることに注意してください。 床置きスピーカーは、260Hz 未満および 6kHz 以上の周波数範囲で動作します。 フロントシート下に設置されている自作の20ウェイスピーカーです。 国産ダイナミックヘッド3GD4(BA8、BA2低域)、36GD3(BA9、BA9高域)を使用しています。 スピーカーハウジングの容積は約12リットルです。 それらは厚さXNUMX mmの多層合板のシートでできており、バーで固定されています。 ハウジングの内壁は発泡ゴムで覆われています。 ダイナミックヘッドはケースの傾斜したフロントパネルに配置され、前方と上方に放射状に広がります。 スピーカーは、高周波エミッターがドアに近づくように設置されています。 この設計には、カットオフ周波数 5 kHz の一次クロスオーバー フィルターも組み込まれています。 高周波ドライバーは抵抗が高く感度が低いため出力が小さく、主に高周波で拡散音場を作り出すことを目的としています。 リア スピーカーは 270 ～ 2500 Hz の周波数範囲で動作し、中国製の 5 つの背中合わせのヘッド BA10、BA6 で構成され、車の後部パーセル シェルフの内張りの下に取り付けられます。 ヘッドの電気抵抗は 84 オーム、特性感度は約 86 ～ 3 dB/W/m です。 これらは、ハッフラー回路と同様の回路を使用してフロント チャネルに接続されます。 バンドパスフィルターは左側のダイナミックヘッドにあります。 国産ダイナミックヘッド18GDShXNUMXをリアスピーカーとして使用可能。 説明されているオーディオ設備では、絶縁フィルターと構造的に組み合わされた自家製の 260 チャンネル双方向アンプが使用されています。 フロント チャンネルはカットオフ周波数 260 Hz の一次 HF フィルターを使用し、フロア チャンネルはカットオフ周波数 5 Hz と 1554 kHz の一次 T 除去フィルターを使用します。次の技術的特徴があります (資料による)。チップメーカーおよび測定結果): 感度 - 0,5 V、入力抵抗 - 600 オーム、公称負荷抵抗 - 4 オーム、公称 (最大) 出力電力 4x15 (4x22) W)、非線形歪み係数 0,25 および 10%、再生周波数帯域 - 30 ～ 16000 および 15 ～ 25000 Hz、周波数応答不均一性それぞれ -1 および -3 dB、電源電圧 - 14,4 V、最大消費電流 - 14 A、静止電流 - 0,3 A、スタンバイ時の消費電流モード - 0,001 A、オン時の動作準備完了 - 5 秒。
アンプの左チャンネルの図を図 6 に示します。 右チャンネルはそれと全く同じです。 要素 C1 ～ C5 および R1 ～ R5 は分離フィルターを形成します。 アンプはラジオから12Vの制御電圧が供給されるとオンになります。 ラジオから切断されると、アンプはスタンバイ モードになります。 スタンバイモードでアンプが消費する電流は車のバッテリーの自己放電電流よりも小さいため、主電源電圧は切り替わりません。 回路 R6C9 はターンオン遅延を提供します。 LC フィルタは、超小型回路の電源回路のノイズをフィルタリングするために使用されます。 パワーフィルター内の大容量コンデンサーC10は、電力ピーク時の電圧降下を防止し、アンプのハウジングに直接取り付けられています。 入力信号は、BNC バヨネット コネクタ付きのシールド ケーブルを介して供給されます。 パワーアンプはプリント基板上に組み立てられ、フィルターは表面実装されています。 超小型回路と基板は、ジュラルミンのコーナー - ヒートシンクに配置されています。 アンプのマイクロ回路の冷却は、コンピュータの電源からのファンによって強制されます。 アンプはキャビン前方のグローブボックス下の棚に設置。 アンプがラジオのダイナミックヘッドの代わりに直接接続されている場合は、マイクロ回路の入力が過負荷にならないように、信号レベルをゼロから慎重に調整する必要があります。 アンプを使用する機器の出力段がブリッジ回路の場合、その出力とフィルター基板の間に容量10μFの酸化物コンデンサを接続し、そのプラス端子を接続する必要があります。入力ジャックに接続します。 アンプ設置時には固定抵抗器MLT-0,25、可変抵抗器SP3-12aが使用可能です。 アンプの酸化物コンデンサは K50-18 (C10) と K50-24 (C7-C9) で、残りはセラミックコンデンサです。 パワーフィルターコイル L1 は、20NN フェライト製の寸法 10x8x2000 mm のリング磁気コアに巻かれており、内部コア断面積 (絶縁体なし) 5...1 mm1,5 の取り付けワイヤが 2 回巻かれています。 スピーカー コイル L1 は、直径 2000、長さ 8 mm の 20NN フェライト ロッドに巻かれ、15 ターンの PEV-1 1,0 ワイヤが含まれています。 コンデンサ C1-C2 - KBG-MN、C3.C4 - K50-24、PEV レジスタ - 5 ワット。 文学
出版物: www.bluesmobil.com/shikhman
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