Автозвук: устанавливаем сами.

В этой статье рассмотрены основные принципы компоновки автомобильных аудиосиситем - от простейших до самых сложных, а также рассказано о конструкции, монтаже и настройке некоторых узлов системы.
Первая толковая статья про автозвук за последние несколько месяцев, блин...

Нередко говорят, что музыка в автомобиле по "определению" хорошо звучать не может и поэтому, мол достаточно простой магнитолы и пары колонок. Вряд ли с этим можно согласиться. Специфические особенности акустики салона, безусловно, существуют. Но они не должны быть помехой для нормального стереофонического звуковоспроизведения, особенно развернуть перед слушателями панораму и глубину звуковой сцены, передать ньюансы исполнительского искусства.

В этой статье рассмотрены основные принципы компоновки автомобильных аудиосиситем - от простейших до самых сложных, а также рассказано о конструкции, монтаже и настройке некоторых узлов системы.

При оборудовании автомобиля новой аудиосистемой или расширении возможностей установленной ранее превращать его в концертный зал на колесах, конечно, не стоит. Тем более нет смысла тратить силы и средства, если музыкальные вкусы слушателей ограничены электронной "попсой": для нее не требуется ни широкой динамический диапозон, ни точная передача нюансов звучания. А вот поклонникам традиционных жанров все это очень важно и открывает широчайшее поле для творческой деятельности.Однако в любом случае при установке аппаратуры в автомобиле нужно строго выполнять определенные требования. И если вам предлагают "быстро и качественно установить музыку" - не верьте. Процесс этот (даже копирую готовую систему) совсем не такой уж быстрый.

Главная проблема при создании автомобильной аудиосистемы, вопреки сложившиемуся мнению у некоторых любителей музыки, состоит не в достижении высокой мощности, малых искажений и плоской АЧХ. Основная задача - получение "высокой" и "широкой" звуковой сцены для слушателей, сидящих впереди. Ее решение напрямую связано с местом установки фронтальных излучателей. Не нужно думать, что пассажирам на задних сидениях придется довольствоваться малым - при правильном размещении громкоговорителей звучание будет сбалансировано в пределах всего салона.

При создании высококачественной аудиосистемы могут быть два творческих подхода. Первый из них - "концептуальный": формулируют требования к системе, выбирают изготавливают необходимые компоненты, а затем - монтаж и настройка. Это идеальный, но дорогой вариант, особенно в отношении отделки. При таком подходе результат, как правило, достигается с первой попытки, но это требует единовременного вложения значительных средств и, что саиое главное, немалого опыта и даже интуиции. Посколько универсальных готовых решений на этот счет не существует, такая работа под силу разве что профессиональным установочным студиям. Достижение идеального звучания требует также немалых трудов. Правда, в крайнем случае можно удовлетвориться сознанием того, что на хорошей аппаратуре получить "плохой звук" бывает крайне сложно...

Второй вариант - любительский, недорогой, но и не самый плохой. Систему создают в минимальной конфигурации из доступных компонентов, а хорошего результата достигает разумной компоновкой и использование проверенных решений. Начальная ступень здесь зависит только от финансовых возможностей, а опыт появится в процессе творчества. потом, по мере возрастания требований и практических навыков, систему "наращивают" до нужного уровня. Процесс этот растянут во времени, и поэтому результат появится не сразу. Правда, для получения приличного звучания придется потрудится.

ВЫБИРАЕМ СИСТЕМУ

Любительская аудиосистема на первом этапе развития состоит обычно из "головного" аппарата - магнитолы, ресивера с CD - или MD - проигрывателем - и комплекта динамических головок. Им в настоящей статье уделено особое внимание, но далее, где это не принципиально, под магнитолой будет подразумеваться любой из источников сигнала.

При любом подходе к формированию аудисистемы нужно прежде всего выбрать источник сигнала и структуру акустической системы (АС). Почему так?

В формирование интегрального показателя качества автомобильной аудиосистемы, принимаемого за 100%, вносят свои факторы все ее компоненты: на источник сигнала приходится примерно 15%, на усилитель - 20%, на АС - 30%, на установку (размещение) - 30%, на кабели и дополнительные устройства - 5%. Используя, к примеру, магнитолу со встроенным усилителем, ее "вклад" возрастает до 20-25%, а АС - уже до 40-45%. Однако эти цифры относятся исключительно к качеству звучания, но не к цене. С ценами картина может быть совершенно иной. Не секрет, что цены на аппаратуру зачастую определяются популярностью фирмы и модели, а отнюдь не реальными достоинствами товара. К выбору головок нужно подходить в любом случае с максимальным вниманием - "мы не настолько богаты" чтобы покупать дешевые вещи".

Поскольку самостоятельно изменить основные технические характеристики современной магнитолы не прдставляется возможным (да и вряд ли необходимо, особенно если это не подделка), то к ее выбору также нужно отнестись серьезно.

Когда усовершенствование системы предполагается проводить без замены головного аппарата, он изначально должен иметь возможность подключения усилителя к линейному выходу. Если в последующем планируется дополнить систему CD/MD-чейнджером, желательно выбрать такую модель, в которой предусмотрено управление этим устройством, поскольку выбор моделей чейнджеров с собственным контроллером ограничен.

Заметим, что некоторые несложные доработки вполне по силам даже не очень опытным радиолюбителям, а экономия средств при этом может быть значительной. К числу таких доработок можно отнести установку в магнитолу разъемов линейного входа и выхода, введение в тракт внешних эквалайзеров и фильтров, добавление индикаторов выходной мощности и т.д. На рис. 1 показан пример простой доработки магнитолы "Sony 1253" - введение разъма линейного входа.

При выборе аппаратуры непремерно обращают внимание на ее электрические характеристики. Тем не менее субъективное восприятие качества (естественности) звучания нельзя определить с помощью физических величин, и только прослушивание может дать представление о том, насколько точно передается объем и пространственное расположение инструментов в музыкальной картине. Желательно, чтобы оно сравнительным (с другими аудиосистемами) и проходило утром, пока слуховые ощущения еще не притупились. Лучше всего сравнивать звучание акустическтх инструментов при звуковоспоизведении, напрмер, с компакт-диска, со звучанием тех же инструментов, "записанных" в слуховой памяти.

Неискаженная выходная мощность современных магнитол обычно не превышает 10-12 Вт на канал, даже если в инструкции указываются мощности в несколько раз больше. Приводимое же значение максимальной мощности характеризует динамические свойства усилителя и его способность воспроизводить импульсные сигналы, нежели реальную громкость. Кстати, реальная разница в звучании между усилителями мощностью 4х30 и 4х40 Вт практически не ощутима. Поэтому при выборе динамических головок для работы в комплекте с магнитолой основной параметр, на который необходимо обращать внимание, - уровень характеристикой чувствительности (или просто чувствительность). Чем он больше, тем меньшая мощность требуется для получения нужной громкости. Типичные значения для автомобильных громкоговорителей - 88...91 дБ/Вт 1/2*м. Что касается головок зарубежного производства, то важно знать, при каких условиях производились измерения их параметров.

Необходимо учитывать и тот факт, что компоненты электроакустической аппаратуры, каждый по своему, оаращивают сигнал. Поскольку взаимное влияние и согласование аппаратуры изучены с точки зрения психоакустики пока не полность., даже при выполнении всех требований стандартов (кстати, достаточно расплывчатых) лучше послушать выбранные компоненты "в связке". Нужно также помнить, что звучание аппаратуры на стенде в магазине и в салоне автомобиля может заметно отличаться. Почему же это происходит?

НЕМНОГО ТЕОРИИ

Пространство автомобильного салона акустически не приспособлено для высококачественного звуковоспроизведения - объем салона чрезвычайно мал. Из этого обстоятельства следует несколько очевидных выводов:

1. Практически невозможно соблюсти основное условие для обеспечения стереофонического звучания - взаимное расположение слушателей и громкоговорителец акустической системы по вершинам расвостороннего системы по вершинам равностороннего треугольника. Помимо разницы в интенсивности звучания возникает временной сдвиг между сигналами левого и правого каналов, что приводит к смещению кажищихся источников звука (КИЗ) относительно их истинного положения. Особенно заметен этот эффект для сигналов средних частот.

2. Трудно обеспечить необходимое удаление слушателя от громкоговорителей. А при работе в ближней зоне излучения громкоговоритель как точечный источник, что приводит к специфическим интерференционным искажениям на средних частотах (на ВЧ этот эффект ослаблен из-за малого размера узлучателей).

3. Благодаря малому обему салона на низких частотах возникает достаточно одонорожное звуковое поле (это справедливо с небольшой оговоркой, суть которой разъясняется ниже). Однако наличие в салоне неравномерно расположенных поглащающих и отражающих поверхностей (стекла, обивка, пассажиры) не позволяет уверенно прогнозировать его акустические свойства на средних и высоких частотах. К тому же эти поверхности обеспечивают различную степень отражения и поглащения в пределах частотного диапозона - мягкие сиденья и обивка дверей эффективно поглащают низко- и среднечастотные колебания, а высокочастотные звуки прекрасно отражаются от стекла. Вследствие указанного АЧХ салона на средних и высших частотах иммет неравномерность, порой значительную, а характер неравномерности зависит от выбора точки замера.

Кроме этого, есть еще два аспекта, не столь очевидных, но связанных с мадым объемом салона и его геометрией: локальные неравномерности в АЧХ, вызванные резонансными явлениями, и подъем АЧХ на низших частотах. Указанные факторы в совокупности и формируют передаточную характеристику салона.

Так, из-за наличия в салоне относительно параллельных поверхностей (боковые стенки, пол и потолок) создаются условия для возникновения стоячих волн. Практическое значение имеют только колебания на субгармониках и основной частоте, интенсивность остальных составляющих весьма мала. Реально из-за наличия препятствий в виде сидений и пассажиров большинство резонансов подавляется, а явно выражен только поперечный. Он проявляется на тех частотах, где ширина салона соответствует половине длины волны (для большинства легковых автомобилей - 120...150 Гц). На слух это проявляется в виде неприятного гула и "бубнения". В первом приближении можно считать, что частота поперечного резонанса равна F1=Vs/2W, где V3=340 м/с - скорость звука; W-ширина салона. Вредное влияние резонанса может быть снижено за счет применения мягкой облицовки дверей, но полностью подавить его возможно только путем коррекции АЧХ тракта. Так, в автомобиле автора (ВАЗ-2107) замена штатных гладких облицовок на мягкие велюровые уменьшила "гроб" на АЧХ с 8 до 6 дБ, а частота резонанса за счет снижения добротности колабательной системы снизилось со 140 до 130 Гц.

Подъем АЧХ на низших частотах имеет аналогичное объяснение. Для сигналов тех частот, длина волны которых соизмерима с максимальным размером салона (как правило, его длиной), салон представляет собой эквивалент акустического ФНЧ второго порядка, АЧХ которого ниже частоты среза имеет подъем с крутизной около 12 дБ на октаву. В первом приближении (без учета поглощения в салоне и конечной жесткости панелей кузова) можно считать, что частота среза равна Fc=Vs/2L max (здесь Lmax - максимальный размер салона). На этой частоте поодъем достигает 3 дБ, а ниже - на F Vs/4Lmax - он исчезает. Таким образом, подъем АЧХ салона в диапозоне слышимых частот составляет примерно 12...18 дБ. Из-за того, что акустические свойства салона неидельны, реальные цифры несколько отличаются от теории - для кузова "классика" частота Fc равна примерно 60 Гц, для "зубила" - 55 Гц и для кузовов "универсал" - 45...50 Гц. Два из возможных вариантов передаточной характеристики приведены на рис. 2. Очевидно, что звучание одних и тех же динамических головок в разных салонах будет совершенно различными.

Исходя из ранее рассмотренных факторов, выбор места в салоне для установки громкоговорителей приобретает первоначальное значение. Более того, выбор количества полос и частот раздела зависит от места их установки.
Продолжение...

А. Шихатов по материалам журнала "Радио"