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無線電子工学および電気工学の百科事典 車のノイズアイソレーション：ノイズ源の特定と抑制
カーオーディオシステムの設置作業が完了し、その「サウンドポートレート」がすでに聞こえている場合、突然色やトーンが検出され、明らかな不調和や望ましくない色合いが知覚に導入されることがあります。これらは悪名高い「 「システム」ノイズ。これは、「オーディオアート」の熟練した耳の目の肥えた愛好家に特に顕著です。 ノイズは純粋なサウンドを殺し、レイヤーや「レコード」のように、偉大なマスターの完璧なキャンバスを台無しにします。 音に自然な色と活気を与えるには、最初にノイズの性質と発生源を特定する必要があります。これは、それらを制御するのに役立ちます。 「前」と「後」の両方を考えると便利 設置者は、予期しない災害のように、システムノイズが突然発生する状況に精通しています。XNUMXの「通常の」システムの後、XNUMXは突然ノイズを出し始め、XNUMX人の隣に座ることを要求する気難しい子供のように作成者を混乱させます。 、痛みが発見されて取り除かれるまでXNUMX時間以上。 オーディオシステムを信頼できる情報を送信する手段と見なすと、システムノイズを、リスナーによる有用な信号の完全な知覚を妨げる導入された誤った情報と比較できます。これらは、クリック、ヒス、鳴きなどを繰り返す可能性があります。オーディオシステムの音響リンクに侵入する干渉。 実際、システムのすべてのコンポーネントは、一定量のノイズ情報をサウンド再生パスに取り込み、それらの合計レベルは通常、システムのノイズしきい値と呼ばれます。 回路の最初のリンクでノイズが発生した場合、読み出しデバイスとプリアンプデバイスのノイズしきい値から有用な信号を「移動」できるほど、アンプはより効率的に動作し、音響はよりクリーンに聞こえます。 ただし、ノイズの潜行性は、最終的なアンプのリンクを介して、さらにはその後でも、たとえば音響バンドパスフィルターを介してシステムに侵入できるという事実にあります。 複雑なオーディオ システムに取り組み始めると、経験豊富な設置者は、回路の選択と計画の段階でもノイズを除去することを考えます。 まず第一に、設置者は相互接続に注意を払います。これが光ファイバーでない場合、自動車のノイズ源に対する電気導体の脆弱性を予測することは困難です ("Master 12 Volt" N 1/98, pp. 30-38 を参照)。ただし、既知の予防措置を講じることはできます。 一般に受け入れられている予防技術は、電源と信号の導線を互いに離れた場所に敷設することです。たとえば、車内フロアのさまざまな端に沿って敷設しますが、経験豊富な設置者は、両方のタイプの導線を一緒に敷設する場合でも、適切な選択によりノイズを回避できます。システム コンポーネント。 そのうちの 90 人によると、騒音の最大 XNUMX% は、設置された機器自体から発生しています。 収益性を確保するためには、技術と手段を柔軟に選択するという別の要件がマスターよりも優先されます。 たとえば、サブウーファーのみを駆動するシステムにパワーアンプが設置されている場合、設置者は、電源配線と信号配線をキャビンの同じ側に並べて配線することが妥当であると判断する場合があります。 ブロードバンド音響と高周波数リンクを搭載したアンプのスイッチングに関しては、電源と信号のケーブル ラインを両側に予防的に敷設する方が確実に信頼性が高くなります。 彼らがノイズを狩るもので ノイズを除去するには、ノイズの性質を理解し、発生源を見つけることが望ましいです。 今日では、医療用聴診器を幾分連想させる電磁放射線検出器（いわゆるオーディオスニファー）などの技術的手段があります。これらは、車のさまざまな部分をプローブでプローブするために使用できます。変換されてインストーラーのヘッドフォンに供給され、強いフィールドの存在について話します。 そのようなデバイスの安価な自家製バージョン（外部スピーカーまたはマイクを備えたポータブルオーディオプレーヤー）は、そのようなプローブをある程度模倣しますが、その感度の低さはマスターの高い資格によって補う必要があります。 有能な職人は、周波数カウンター、電流計、低周波オシロスコープなどのツールを使用して、ノイズの位置を特定します。 ただし、これらの手段は、ノイズがすでに音響に「漏れている」場合に最もよく使用されます。 予防措置が必要なため、マスタは誘導ノイズやその他のノイズの脅威からシステムを保護する方法について事前に検討する必要があります。 ルール1は、相互接続の信頼性の高いシールドにあります。優れたノイズ耐性を備えた適切な電源および信号導体を選択する方法だけでなく、ジョイントにラインを敷設して中間リンクに接続するときにシールドを確保する方法も知っておく必要があります。振動、熱、大気、その他の影響により、動作中に状態が悪化する可能性があります。 シールドは空気中に伝播する誘導性干渉から保護するのに役立ちますが、配線は、導体を介して送信される信号の干渉の結果として発生する電磁干渉も拾う可能性があります。 それらはまた、ほとんど目立たないクリック音、かゆみ、またはきしみ音の形で現れる可能性があり、あらゆる種類の標準的な電子機器が詰め込まれた近年の生産の車で発生する可能性は、古いものと同じです。 多くの場合、新しいモデルでは、ボンネットの下のトランクコンパートメントから、さまざまな特性の多くの信号を運ぶ太い束の形で、さまざまな導体が伸びています。 これにより、オーディオ システムの信号ケーブルの配線が困難になります。 マスターは、干渉の可能性を減らすために、そのような標準配線との交差の可能性を排除する必要があります。 すでに述べたように、このために客室の床のさまざまな側で配線を行おうとしますが、特に「複雑な」車では、両方のタイプの導体をその中心に沿って引く必要がある場合があります。 選択肢が限られている場合、専門家は両方の線間の距離を少なくとも25〜30cmに保つことを推奨しており、信号導体が電源線を横切らざるを得ない場合は、誘導を最小限に抑えるために90度の角度で交差させる必要があります。シールドの周囲に誘導されます（並列に敷設すると、この種のノイズに対する信号導体の脆弱性が最大になります）。 信号導体の設計を与えるもの シールドされた導体のノイズ耐性を高めるために、特にペアで敷設する場合は、ツイストペアを使用することをお勧めします。ツイストペアでは、両方のケーブルを絶縁テープなどでしっかりと固定して、浮遊電磁場からよりよく保護します。 . 少し前まで、信号導体の設計者は、相互接続ケーブル自体をシールドする手段として、ツイスト ペア (信号線と接地線が撚り合わされ、追加の外部シールドで囲まれている) を使用し始めました。 このソリューションは、誘導性干渉抑制の効率という点では対称 (「平衡」) ペア導体より劣りますが、はるかに単純で安価です。
平衡ペア導体自体に関しては、システムユニット（ヘッドユニット、プロセッサ、パワーアンプなど）がすでに使用の準備が整っている場合、それらの使用は主に正当化されます。 このような導体のバージョンとして、高品質のバランスの取れたマイクケーブルが使用されることがあります。これは、同等の特性を持ち、より魅力的な価格になる可能性があります。 ここで、バランスラインを介した信号伝送では、カーオーディオシステムで発生するすべてのノイズを除去できないことに注意してください。 バランス ペアの前にノイズが発生した場合 (たとえば、ヘッド ユニット内)、このノイズ成分は、複雑な信号がバランス ラインを介して伝送された後でも持続します (「12 Volt Master」N 3/97、pp. 26-28 を参照)。 . 寄生回路の形成 設置者が最高品質の材料と実績のあるケーブルおよびワイヤ敷設技術を使用した場合でも、寄生ループの形成という別の危険があるため、システムにノイズが発生する可能性があります。 この現象は主に、インピーダンスが等しくない、シャーシごとにXNUMXつ（またはそれ以上）の接地点があるオーディオシステムで発生します。この場合、電流は、のこのセクションの長さに関係なく、電気抵抗の少ない接地点に向かって流れます。回路。
原則として、パワーアンプがトランクルームに取り付けられたオーディオシステムにはXNUMXつの接地点があります.XNUMXつはヘッドユニットの近くにあり、もうXNUMXつはアンプの近くにあります。 専門家が説明しているように、車のオンボード ネットワークによって電力を供給されるすべての最新の自動車電子製品には、XNUMX つまたは別の組み込みフィルターが装備されています。その目的は、ピックアップから発生し、電源線を介して伝達されたノイズ、またはデバイスで生成されたノイズを「収集」することです。本体に接地導体に沿ってそれらを「リセット」します。 では、ヘッドユニットのグランドがアンプのグランドよりも優れている場合はどうなるでしょうか? ヘッドユニットからのノイズは、信号相互接続のシールドに沿って内部信号導体に運ばれ、信号増幅リンクで一般的なシステム ノイズとして現れることがあります。 寄生ループは設置者には長い間知られていましたが、オーディオ システムの設置技術のこの重要な部分が無視された場合に発生する可能性があります。 自動車用パワーアンプメーカーは、プリアンプ入力のノイズを低減することに主眼を置いて、スプリアスノイズと戦うためにさまざまな道を歩んでいます。 たとえば、ブラウプンクトアンプはHUSAノイズキャンセルシステムで知られており、フィリップスアンプはCMR（同相信号除去）回路を使用し、LAサウンド製品はアクティブノイズキャンセル回路を使用しています。 一部の設置業者は、トランク内のパワー アンプの近くなど、単一のシャーシ アース ポイントを使用してから、追加のアース線をヘッド ユニットに配線することを推奨しています。 この場合、何年にもわたって、システムの接地信頼性の「バランス」は決して変わりません。 主なルールは、ハウジングの厚い金属部分を選択し、穴を開け、ロックワッシャー付きのボルトとナットを使用して、導体をきれいな金属表面に押し付けることです。 ストックホールまたは取り付けボルトを使用するのがさらに良いです。一部のインストーラーは、この目的のためにリアシートベルト取り付けネジの XNUMX つを使用します。 この基本的な規則にいくつか追加します。十分に大きなゲージの導体を使用して、接地回路の抵抗を低くします。 車のバッテリーの要素の100つが「座り」、その抵抗が増加すると、システムノイズのレベルも増加します。 使用する電源ケーブルのサイズも重要です。たとえば、オーディオ システムが 10 A を選択し、電源導体が XNUMX ゲージのみの場合、フル ボリュームでは、導体の高抵抗によってケーブルの電気的パラメータが低下します。システムに影響を与え、コンポーネントの損傷までノイズ レベルを上昇させる可能性があります。 騒音との戦いの小さなチャンピオン 今日市場に出回っているいくつかの製品は、車のシステムノイズに何らかの影響を与える可能性があります。 しかし、経験豊富な専門家は、これらの「薬」は非常に注意深く使用されるべきであると言います。 たとえば、電力導体の回路に取り付けられたノイズフィルター（特にパワーアンプへの給電）は、問題を解決せず、ソースを隠すだけの「一時的なドレッシング」と多くの人に考えられています。 ヘッドユニットに関しては、通常、適切なノイズフィルタリングを提供しない電源を使用するため、低アンペアの電源回路を小さなフィルターで補うと便利な場合があります。
すべての専門家がその使用を推奨しているわけではありませんが、特別な寄生結合絶縁体が、ケースの接地点で抵抗が増加するという前述の問題に対処するために市場に登場しました。 その理由は、このようなアイソレータは通常、内部と外部の RCA コネクタ (入力と出力) に一対のトランスを備えた小さなブロックであるためです。 音楽信号が適用されると、変圧器は低音入力を低音出力から分離しますが、変圧器 (通常はワイヤ コア タイプ) を通過することにより、AC 信号は入力と出力の間の実際の電気的接続を失います。シャーシへの XNUMX つの接地点間の接続。 変圧器の電気的接触が失われると、信号の広帯域に大きな損失が生じます。第一に、容量結合により、有用な信号の低周波成分が遮断され、第二に、インダクタンスにより、その高周波が「除外された"。
この種の絶縁体に固有の欠点を回避するために、自動車電子機器メーカーは最近、いわゆる運転手にいわゆるものを提供し始めました。 リニア出力のコンパクトな信号電圧増幅器であるリニアドライバ（たとえば、ヘッドユニットまたはCDチェンジャー）。 ブロック間導体を介して送信される信号の電圧を上げると、ノイズのしきい値を、大音量でもノイズが完全に聞こえないレベルまで下げることができます。 また、リニアドライバーにより、ダッシュボードに設置された機器（カーラジオなど）とトランクに搭載された機器（パワーアンプなど）間の信号回路を切り離すことができます。 信号回路の入力電圧を上げると、アンプをより低い出力電力レベルで動作させ、アンプ入力のゲイン制御を外部で生成されたノイズに対する感度が低くなる位置に設定することもできます。 最近、自動車用電子機器のメーカーは、線形出力で約4〜6ボルトの電圧を持つヘッドユニットの製造を開始しました。これにより、追加のデバイスなしで同じ効果を実現できます。 システム ノイズにはさまざまな側面があります システムノイズは、配線不良やシャーシの接地不良以外の原因で発生する可能性があります。 専門家は他の理由を認識しています。 たとえば、複雑なカーオーディオシステムでは、バンドパスフィルター（クロスオーバー）なしでは実行できません。 パッシブクロスオーバーの内部にはインダクタがあり、その主な機能である特定の範囲の周波数を遮断することに加えて、アンテナとして機能し、発電機または大電流回路からの電磁ノイズを拾います。 コンポーネントやその他の音響を設置する場合、フィールドの可能性が高いダッシュボード内にクロスオーバーを配置する必要があることがよくあります。 現代の車は別の驚きを提供するかもしれません: あるユーザーは、BMW の新しいオーディオ システムのスピーカーで、音楽を聴いているときだけでなく、システムの電源を入れたときにも現れる、周波数約 1 kHz の顕著な音響ノイズを発見しました。オフになり、エンジンがかかりました。 ピックアップの理由は、多くのBMWモデルでバッテリーが後ろに配置されている後部座席エリアにパッシブクロスオーバーを配置するというインストーラーによる無謀な決定であることが判明しました。 そこから出ている電源ケーブル (およびリア ウィンドウ ヒーターに供給する大電流ワイヤの近く) は、十分に強い電磁界の形成に寄与し、音響バンドパス フィルターのコイルによって十分に拾われます。この種の放射線を受信するための「アンテナ」。 また、お客様にシステムを納品してからしばらくしてから、システム ノイズが「顕在化」する場合もあります。 その原因を突き止めるために、職人たちはまず「バックアップ」を行い、取り付け工場を出た後の車両の操作の履歴をたどろうとしました。 たとえば、所有者がディストリビューターキャップを交換し、中央シャフトの特殊なグリースを取り除いたことが判明しました。 その結果、標準回路を介してオーディオ システムに入る電気ノイズが増加します。 運転履歴に発電機またはバッテリーが最近交換されたことが示されている場合は、まず、それらがケースに適切に接地されていること、および接地線のゲージが十分であることを確認する価値があります。 一部のフレーム建設車では、ボディに接地を行うことができますが、これは常にフレームに接続されて連続溶接された単一の構造であるとは限らないため、強力なオーディオシステムをデバッグする場合、マスターは適切な接地の選択に特別な注意を払う必要があります位置。 腐食したバッテリー端子は設置者にとって「幼稚な」問題ですが、バッテリーを時間内に交換しなかった、またはそれに従わなかった車の所有者による怠慢は、XNUMX、XNUMXか月後にシステムが故障したときにこのような不快な状況に変わる可能性があります。が騒ぎ始め、顧客は設置者の不誠実さや資格の欠如を非難しようとします。 資格が本当に不足している場合、マスターはノイズに満ちた別の間違いを犯す可能性があります。絶縁ガスケットなしでケースの金属面にパワーアンプを直接取り付けることです。 そのため、カー オーディオ システムのノイズに対処するための蓄積された経験と事前に設計された予防策に関係なく、すべての新しいシステム (およびすべての新しい車) には独自の何かが搭載されているため、インストーラーは依然として「ノイズ サプライズ」を待っています。 さらに、純粋な音のこの狡猾な敵に対処するための多くの伝統的なルールには例外があります。これは、多くの場合、マスターはXNUMXつのパターンによって救われるためです。カーオーディオシステムのノイズが強いほど、そのソースを検出しやすくなります。 出版物: cxem.net
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