Audio per auto: lo installiamo noi stessi. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Si dice spesso che la musica in macchina “per definizione” non può suonare bene e quindi, dicono, bastano una semplice radio e un paio di “altoparlanti”. Difficilmente si può essere d'accordo con questo. Esistono certamente caratteristiche specifiche dell'acustica interna. Ma non dovrebbero essere un ostacolo alla normale riproduzione del suono stereofonico, che è in grado di espandere il panorama e la profondità del palcoscenico davanti agli ascoltatori e trasmettere le sfumature dell'arte performativa.

Questo articolo discute i principi di base del layout dei sistemi audio per auto, dal più semplice al più complesso, e parla anche della progettazione, installazione e configurazione di alcuni componenti del sistema.

Quando si equipaggia un'auto con un nuovo sistema audio o si espandono le capacità di quello precedentemente installato, ovviamente, non vale la pena trasformarla in una sala da concerto su ruote. Inoltre, non ha senso sprecare fatica e denaro se i gusti musicali degli ascoltatori si limitano al “pop” elettronico: non richiede né un'ampia gamma dinamica né una riproduzione accurata delle sfumature del suono. Ma per gli appassionati di generi tradizionali, tutto ciò è molto importante e apre un ampio campo all'attività creativa. Tuttavia, in ogni caso, quando si installa l'apparecchiatura in un'auto, è necessario seguire rigorosamente alcuni requisiti. E se ti viene offerto di "installare la musica in modo rapido ed efficiente", non crederci. Questo processo (anche quando si copia un sistema già pronto) non è affatto così veloce.

Il problema principale quando si crea un sistema audio per auto, contrariamente all'opinione prevalente di alcuni amanti della musica, non è raggiungere un'elevata potenza, una bassa distorsione e una risposta in frequenza piatta. Il compito principale è ottenere un palcoscenico sonoro “alto” e “ampio” per gli ascoltatori seduti di fronte. La decisione è direttamente correlata alla posizione di installazione degli emettitori frontali. Non c'è bisogno di pensare che i passeggeri sui sedili posteriori dovranno accontentarsi di poco: con il corretto posizionamento degli altoparlanti, il suono sarà bilanciato in tutta la cabina. Quando si crea un sistema audio di alta qualità, possono esserci due approcci creativi. Il primo è “concettuale”: formulano i requisiti per il sistema, selezionano o producono i componenti necessari, quindi installazione e configurazione. Questa è un'opzione ideale ma costosa, soprattutto in termini di finitura.

Con questo approccio, il risultato viene solitamente raggiunto al primo tentativo, ma ciò richiede un investimento una tantum di fondi significativi e, soprattutto, una notevole esperienza e persino intuizione. Poiché non esistono soluzioni universali già pronte per questo, tale lavoro può essere svolto solo da studi di installazione professionali. Anche ottenere un suono perfetto richiede molto lavoro. È vero, in casi estremi, puoi accontentarti della consapevolezza che può essere estremamente difficile ottenere un "cattivo suono" con una buona attrezzatura...

La seconda opzione è amatoriale, economica, ma non la peggiore. Il sistema è creato in una configurazione minima dai componenti disponibili e un buon risultato si ottiene con un layout ragionevole e l'uso di soluzioni comprovate. La fase iniziale qui dipende solo dalle capacità finanziarie e l'esperienza apparirà nel processo creativo. Poi, man mano che i requisiti e le competenze pratiche aumentano, il sistema viene “costruito” al livello richiesto. Questo processo si prolunga nel tempo e pertanto il risultato non verrà visualizzato immediatamente. È vero, per ottenere un suono decente dovrai lavorare sodo.

Scegli un sistema

Un sistema audio amatoriale nella prima fase di sviluppo è solitamente costituito da un'unità "principale" - una radio, un ricevitore con un lettore CD o MD - e un set di testine dinamiche. A loro viene prestata particolare attenzione in questo articolo, ma inoltre, dove ciò non è importante, una qualsiasi delle sorgenti di segnale sarà intesa come radioregistratore.

Con qualsiasi approccio alla creazione di un sistema audio, è necessario prima selezionare la sorgente del segnale e la struttura del sistema acustico (AS). Perché?

Tutti i suoi componenti contribuiscono alla formazione dell'indicatore integrale della qualità di un sistema audio per auto, considerato al 100%: la sorgente del segnale rappresenta circa il 15%, l'amplificatore - 20%, l'AC - 30%, l'installazione ( posizionamento) 30%, cavi e dispositivi aggiuntivi - 5%. Utilizzando, ad esempio, una radio con amplificatore integrato, il suo "contributo" aumenta al 20-25% e AC al 40-45%. Tuttavia, queste cifre si riferiscono esclusivamente alla qualità del suono e non al prezzo. Con i prezzi, il quadro potrebbe essere completamente diverso. Non è un segreto che i prezzi delle attrezzature siano spesso determinati dalla popolarità dell'azienda e del modello, e non dai reali meriti del prodotto. In ogni caso, la scelta delle teste deve essere affrontata con la massima attenzione: "non siamo abbastanza ricchi per comprare cose a buon mercato".

Poiché non è possibile modificare autonomamente le caratteristiche tecniche di base di una radio moderna (e difficilmente è necessario, soprattutto se non è un falso), anche la sua scelta dovrebbe essere presa sul serio.

Se si intende effettuare un miglioramento del sistema senza sostituire l'unità principale, è necessario inizialmente poter collegare un amplificatore all'uscita lineare. Se in futuro si prevede di aggiungere un cambia CD/MD al sistema, è consigliabile scegliere un modello che fornisca il controllo di questo dispositivo, poiché la scelta dei modelli di cambia CD con il proprio controller è limitata.

Si noti che alcune semplici modifiche sono alla portata anche dei radioamatori inesperti e il risparmio sui costi può essere significativo. Tali modifiche includono l'installazione di connettori di ingresso e uscita lineari nella radio, l'introduzione di equalizzatori e filtri esterni nel percorso, l'aggiunta di indicatori di potenza di uscita, ecc. In Fig. La Figura 1 mostra un esempio di una semplice modifica alla radio Sony 1253: l'introduzione di un connettore di ingresso di linea.

Quando si sceglie l'attrezzatura, assicurarsi di prestare attenzione alle sue caratteristiche elettriche. Tuttavia, la percezione soggettiva della qualità (naturalezza) del suono non può essere determinata utilizzando quantità fisiche e solo l'ascolto può dare un'idea di quanto accuratamente vengano trasmessi il volume e la disposizione spaziale degli strumenti nell'immagine musicale. È auspicabile che sia comparativo (con altri sistemi audio) e avvenga al mattino, mentre le sensazioni uditive non sono ancora diventate noiose. È meglio confrontare il suono degli strumenti acustici riprodotti, ad esempio, da un CD, con il suono degli stessi strumenti “registrato” nella memoria uditiva.

La potenza di uscita non distorta dei moderni registratori radio di solito non supera i 10-12 W per canale, anche se le istruzioni indicano potenze molte volte superiori. Il valore di potenza massima indicato caratterizza le proprietà dinamiche dell'amplificatore e la sua capacità di riprodurre segnali di impulso, piuttosto che il volume effettivo. A proposito, la vera differenza nel suono tra gli amplificatori con una potenza di 4x30 e 4x40 W non è praticamente evidente. Pertanto, quando si scelgono le testine dinamiche da utilizzare in combinazione con una radio, il parametro principale a cui prestare attenzione è il livello di sensibilità caratteristica (o semplicemente sensibilità). Più è grande, minore è la potenza necessaria per ottenere il volume desiderato. I valori tipici per gli altoparlanti dell'auto sono 88...91 dB/W1/2m. Per quanto riguarda le teste di fabbricazione estera, è importante sapere in quali condizioni sono stati misurati i loro parametri.

È inoltre necessario tenere conto del fatto che i componenti delle apparecchiature elettroacustiche, ciascuno a modo suo, colorano il segnale. Poiché l'influenza reciproca e il coordinamento delle apparecchiature non sono stati ancora completamente studiati dal punto di vista della psicoacustica, anche se tutti i requisiti degli standard sono soddisfatti (a proposito, sono piuttosto vaghi), è meglio ascoltare componenti selezionati “insieme”. Dovresti anche ricordare che il suono dell'attrezzatura sullo stand del negozio e in macchina potrebbe differire notevolmente. Perché sta succedendo?

Un po 'di teoria

Lo spazio dell'interno di un'auto non è acusticamente adatto per una riproduzione del suono di alta qualità: il volume dell'abitacolo è estremamente ridotto. Da questa circostanza derivano diverse ovvie conclusioni:

1. È praticamente impossibile soddisfare la condizione principale per garantire il suono stereofonico: la posizione relativa degli ascoltatori e degli altoparlanti del sistema acustico lungo i vertici di un triangolo equilatero. Oltre alla differenza nell'intensità del suono, si verifica uno spostamento temporale tra i segnali dei canali sinistro e destro, che porta ad uno spostamento delle sorgenti sonore apparenti (ASS) rispetto alla loro posizione reale. Questo effetto è particolarmente evidente per i segnali a media frequenza.

2. È difficile garantire la distanza necessaria dell'ascoltatore dagli altoparlanti. E quando si opera nella zona di radiazione vicina, l'altoparlante non può più essere considerato una sorgente puntiforme, il che porta a specifiche distorsioni di interferenza alle medie frequenze (ad HF questo effetto è indebolito a causa delle piccole dimensioni degli emettitori).

3. A causa del piccolo volume della cabina, alle basse frequenze appare un campo sonoro abbastanza uniforme (questo è vero con un piccolo avvertimento, la cui essenza è spiegata di seguito). Tuttavia, la presenza di superfici assorbenti e riflettenti distribuite in modo non uniforme nella cabina (vetro, tappezzeria, passeggeri) non ci consente di prevederne con sicurezza le proprietà acustiche alle frequenze medie e alte. Inoltre, queste superfici forniscono vari gradi di riflessione e assorbimento all'interno della gamma di frequenze: i sedili morbidi e il rivestimento delle porte assorbono efficacemente le vibrazioni a bassa e media frequenza e i suoni ad alta frequenza vengono riflessi perfettamente dal vetro. Di conseguenza, la risposta in frequenza della cabina alle frequenze medie e superiori presenta irregolarità, a volte significative, e la natura delle irregolarità dipende dalla scelta del punto di misurazione.

Inoltre, ci sono altri due aspetti non così evidenti, ma legati al volume ridotto della cabina e alla sua geometria: irregolarità locali nella risposta in frequenza causate da fenomeni di risonanza e un aumento della risposta in frequenza alle frequenze più basse. Questi fattori insieme formano le caratteristiche di trasmissione degli interni.

Pertanto, a causa della presenza di superfici relativamente parallele nella cabina (pareti laterali, pavimento e soffitto), si creano le condizioni per il verificarsi di onde stazionarie. Solo le vibrazioni alle subarmoniche e la frequenza fondamentale hanno importanza pratica; l'intensità delle restanti componenti è molto bassa. In realtà, a causa della presenza di ostacoli sotto forma di sedili e passeggeri, la maggior parte delle risonanze vengono soppresse e solo quella trasversale è chiaramente espressa. Si manifesta a quelle frequenze in cui la larghezza dell'abitacolo corrisponde alla metà della lunghezza d'onda (per la maggior parte delle autovetture - 120...150 Hz). All'orecchio questo si manifesta sotto forma di un ronzio e di un “borbottio” sgradevoli. In prima approssimazione possiamo assumere che la frequenza di risonanza trasversale sia pari a Fr=Vs/2W, dove Vs=340 m/s è la velocità del suono; W - larghezza della cabina. L'effetto dannoso della risonanza può essere ridotto utilizzando un rivestimento morbido della porta, ma può essere completamente soppresso solo correggendo la risposta in frequenza del percorso. Pertanto, nell'auto dell'autore (VAZ-2107), la sostituzione dei rivestimenti lisci standard con quelli in morbido velluto ha ridotto la "gobba" nella risposta in frequenza da 8 a 6 dB, e la frequenza di risonanza, a causa di una diminuzione del fattore di qualità di il sistema oscillante, diminuito da 140 a 130 Hz.

L'aumento della risposta in frequenza a frequenze più basse ha una spiegazione simile. Per i segnali di quelle frequenze la cui lunghezza d'onda è commisurata alla dimensione massima della cabina (di norma, la sua lunghezza), la cabina è l'equivalente di un filtro acustico passa-basso del secondo ordine, la cui risposta in frequenza è inferiore alla frequenza di taglio ha un rialzo con una pendenza di circa 12 dB per ottava. In prima approssimazione (senza tenere conto dell'assorbimento in cabina e della rigidezza finita dei pannelli della carrozzeria), possiamo assumere che la frequenza di taglio sia pari a Fc = Vs/2Lmax (qui Lmax è la dimensione massima della cabina). A questa frequenza l'aumento raggiunge i 3 dB, e al di sotto - a F&№60;Vs/4Lmax - scompare. Pertanto, l'aumento della risposta in frequenza della cabina nella gamma delle frequenze udibili è di circa 12...18 dB. A causa del fatto che le proprietà acustiche dell'interno non sono ideali, i dati reali differiscono leggermente dalla teoria: per il corpo "classico" la frequenza Fc è di circa 60 Hz, per lo "scalpello" - 55 Hz e per il " station wagon” - 45...50 Hz . Due delle possibili caratteristiche di trasferimento sono mostrate in Fig. 2. Ovviamente, il suono delle stesse pelli dinamiche in saloni diversi sarà completamente diverso.

Sulla base dei fattori precedentemente discussi, la scelta della posizione in cabina per l'installazione degli altoparlanti diventa di primaria importanza. Inoltre, la scelta del numero di bande e di frequenze di crossover dipende dal luogo di installazione.

Mettiamo

Gli altoparlanti dell'auto di solito non sono molto sensibili, ma hanno una buona risposta in frequenza, un ampio diagramma polare e un suono bilanciato. Considerando che le capacità delle testine a banda larga e coassiali sono ancora limitate, i migliori risultati possono essere ottenuti solo utilizzando diffusori anteriori diffusi a più vie. È anche importante determinare correttamente in quali punti dell'interno dell'auto devono essere posizionati gli emettitori di strisce affinché funzionino con la massima efficienza. Gli altoparlanti frontali a due vie sono oggi i più diffusi, ma negli impianti audio di alta qualità vengono gradualmente sostituiti da altoparlanti a tre vie.

I principi del posizionamento della testa sono stati brevemente delineati dall'autore in [1], ma l'esperienza acquisita da allora e lo scambio di opinioni in [2, 3] richiedono che vengano apportati alcuni aggiustamenti.

Per ottenere un palcoscenico sonoro elevato, il modo più semplice è posizionare i driver il più in alto possibile. Il pannello strumenti lo consente, ma gli spazi standard per l'installazione delle testine sono solitamente limitati a 10...13 cm Con testine di piccole dimensioni senza un'adeguata progettazione acustica è difficile ottenere una riproduzione efficace delle basse frequenze. Ma l'installazione delle testine a media frequenza in questo luogo presenta anche gravi svantaggi. Il principale è il legame del suono a un lato della cabina a causa della differenza inaccettabilmente grande nel percorso dell'onda sonora dagli emettitori sinistro e destro. Il fatto è che di tutte le auto prodotte in patria, solo la Moskvich-2141 può essere utilizzata per lo scopo previsto dai posti standard assegnati agli altoparlanti. Va notato che questa decisione non può essere considerata la più vincente. Non è un caso che i progettisti siano costretti a cercare altri luoghi in cui installare gli altoparlanti.

Tradizionalmente, gli altoparlanti a bassa frequenza, full-range o coassiali vengono posizionati nelle porte anteriori dell'auto. La loro cavità interna relativamente grande contribuisce alla riproduzione efficace delle basse frequenze attraverso un design acustico quasi completo. Tipicamente, nei fonogrammi, i segnali sonori dei canali sinistro e destro in questa gamma di frequenze sono in fase e hanno quasi la stessa intensità. Pertanto, dalle teste installate sul piano del rivestimento della porta, il fronte d'onda a frequenze di 100...150 Hz raggiunge la testa opposta con parziale compensazione della riflessione. Per rendere questo fenomeno meno evidente, le teste dovrebbero essere rivolte verso l'alto al centro del soffitto sopra i sedili anteriori. Questa opzione è più razionale quando si utilizzano altoparlanti anteriori a due vie con una frequenza di crossover relativamente alta (5...7 kHz).

L'effetto di tale compensazione dipende in gran parte dalla posizione di installazione degli emettitori a bassa frequenza nelle porte e dalle caratteristiche costruttive degli interni. Ad esempio, un tunnel alto e una console estesa del cruscotto ("barba") indeboliscono in qualche modo questo effetto, e quindi l'installazione delle teste "su un aereo" è abbastanza accettabile. Questa opzione è più razionale in un sistema a due bande con un'area di separazione delle bande di 1...1,5 kHz. Il diagramma di radiazione delle testine in questa banda di frequenza è piuttosto ampio, tuttavia, nei sistemi a due vie con una bassa frequenza di crossover, è necessario utilizzare testine HF ad alta potenza con una frequenza di risonanza naturale ridotta. Inoltre, per ridurre efficacemente la radiazione delle frequenze vicine a quella di risonanza, è necessario utilizzare un filtro passa-alto di ordine elevato o speciali circuiti di correzione.

Per l'installazione delle testate nelle porte, spesso è necessario realizzare appositi pannelli (podi) o piastre ad anello che aumentino la profondità effettiva del vano. Inoltre, è necessario adottare misure per smorzare le vibrazioni dei pannelli e dei meccanismi delle porte.

L'installazione di driver a bassa frequenza in alloggiamenti sotto i sedili anteriori con radiazione in avanti verso l'alto elimina l'effetto di compensazione e riduce il ritardo temporale, riducendo l'effetto di “legare” la sorgente sonora apparente a un lato dell'abitacolo. A causa di una certa concentrazione di basse frequenze nella parte anteriore della cabina, la pressione sonora aumenta nell'ordine di 200...400 Hz. Allo stesso tempo la banda di radiazione in questo caso è limitata dall'alto con una frequenza di circa 2...3 kHz. Pertanto, tale posizionamento degli emettitori richiede l'uso di una bassa frequenza di crossover o il passaggio a un sistema di altoparlanti a tre vie.

Come esempio in Fig. La Figura 3 mostra la risposta in frequenza di una testina dinamica 25GDNZ-4 in un alloggiamento (con bass reflex) installato sotto il sedile anteriore di un Moskvich-2141. La risonanza della cabina è chiaramente visibile ad una frequenza di 125 Hz, il calo nella risposta in frequenza a 800 Hz e il calo sopra 1,5 kHz, sebbene secondo i dati del passaporto, il declino della risposta in frequenza per questa testa inizi a frequenze superiori a 3 kHz. Questa deviazione della risposta in frequenza rispetto alla targhetta può essere spiegata dalla presenza di un ostacolo (cuscino del sedile) nella zona di radiazione vicina. Per un altoparlante simile sotto il sedile anteriore di un VAZ-2107, ma con una direzione di radiazione prossima all'orizzontale, il calo nella risposta in frequenza si sposta nella regione di 500...600 Hz e ha un valore inferiore. Queste frequenze corrispondono ad una lunghezza d'onda dell'ordine di 0,5...0,6 m, che è in buon accordo con le dimensioni della cavità delimitata dal cruscotto e dalla consolle.

L'installazione delle teste nei pannelli dello zoccolo con l'asse di radiazione orientato verso l'alto, verso il centro della cabina, riduce al minimo la differenza nei percorsi del segnale dagli emettitori sinistro e destro, eliminando virtualmente l'effetto vincolante. Contrariamente alle aspettative, il palcoscenico sonoro non scende, ma sale al livello del parabrezza. Sfortunatamente, nella maggior parte dei casi, una progettazione acustica decente non è facile da organizzare: il volume massimo possibile degli involucri, di regola, non supera i due o tre litri. Pertanto, questa opzione è applicabile principalmente alle testine delle frequenze medie degli altoparlanti a tre vie. Poiché a frequenze superiori a 1 kHz il diagramma di radiazione degli emettitori è abbastanza individuale, non esistono raccomandazioni chiare per l'orientamento delle teste sui pannelli di spinta: tutto dipende dalle condizioni specifiche. Qui è necessario un esperimento.

Un'altra opzione non meno interessante per posizionare gli emettitori di fascia media. ha usato S. Klevtsov nella sua installazione. Le teste a cupola Masrom sono installate sulla trave trasversale sotto i sedili anteriori dello Svyatogor e sono orientate verso il parabrezza. Questa soluzione riduce la differenza relativa nel percorso dell'onda sonora dagli emettitori sinistro e destro, consentendo di eliminare praticamente l'effetto di legame del suono su un lato della cabina.

Per una valutazione preliminare del luogo di installazione prescelto e per la scelta dell'orientamento degli emettitori dei toni bassi e medi, è conveniente utilizzare testine a banda larga con una potenza di 3...5 W, montate su piccoli pannelli riflettenti. Sono collegati alla radio attraverso un semplice filtro passa-alto (un condensatore all'ossido non polare con una capacità di 100 µF o due condensatori polari da 220 µF collegati uno dopo l'altro) e la posizione e l'orientamento vengono selezionati, ottenendo il risultato richiesto larghezza e altezza del palco. Quando si realizzano le custodie per i midrange, è utile chiarire l'orientamento rispetto alle specifiche testine, tenendo conto delle caratteristiche del loro suono.

Per qualsiasi tipo di design degli altoparlanti anteriori, le testine ad alta frequenza sono installate sui montanti A, nell'angolo anteriore superiore della porta o sul cruscotto. Nel primo e nel secondo caso vengono utilizzati sia segnali diretti che riflessi provenienti dal vetro; nei casi di installazione su rack viene utilizzata esclusivamente la radiazione riflessa e diffusa dal parabrezza. Esiste anche un'opzione nota per l'installazione di emettitori HF vicino allo specchietto retrovisore (viene utilizzato il segnale riflesso dal vetro). Quando si sceglie la posizione delle testine HF, è necessario tenere presente che a una bassa frequenza di crossover la loro radiazione ha un impatto diretto sulla formazione della scena sonora e l'orientamento richiede un'attenta regolazione; a una frequenza di crossover superiore a 5. ..6 kHz, l'influenza dell'orientamento sarà ridotta. In ogni caso, al momento dell'installazione, è necessario prevedere la possibilità di regolarne l'orientamento durante la messa a punto finale dell'impianto. La maggior parte dei tweeter per auto vengono forniti con le parti di installazione necessarie a questo scopo.

I problemi relativi all'uso del subwoofer e dei radiatori posteriori dovrebbero essere risolti solo dopo aver installato gli altoparlanti anteriori. La formazione di un'immagine sonora senza canale posteriore sarà incompleta, quindi non dovresti trascurarla. Il suo scopo principale è creare un “effetto hall” simulando il suono riflesso. A questo scopo lo spettro del segnale del canale posteriore dovrebbe essere limitato ad una banda di frequenza di circa 500...2500 Hz, in conformità con lo spettro del suono diffuso, e il livello del segnale dovrebbe essere basso.

L'uso del canale posteriore consente di mascherare alcune carenze nel suono degli altoparlanti anteriori. I risultati più impressionanti si ottengono utilizzando un segnale differenziale nel canale posteriore. Per implementare questo metodo nel caso più semplice, è possibile utilizzare la connessione back-to-back di due testine posteriori tra le uscite degli amplificatori dei canali sinistro e destro attraverso un filtro LC passa-banda (circuito Haffler). Tuttavia, risultati migliori si ottengono utilizzando l'elaborazione aggiuntiva del segnale del canale posteriore, la cui struttura è descritta in [4]. Stabilisce inoltre i principali prerequisiti per un ulteriore miglioramento del metodo.

La riproduzione completa delle basse frequenze richiede una progettazione acustica di dimensioni significative, pertanto in quasi tutte le installazioni mobili la gamma di frequenza dei canali principali è limitata dal basso alla frequenza di 70...120 Hz. Per emettere frequenze più basse è necessario utilizzare un subwoofer. Poiché la radiazione non è direzionale alle frequenze più basse, la scelta del luogo in cui installare il subwoofer è una questione di layout del sistema. Molto spesso è installato nel bagagliaio, sebbene l'espansione ingiustificata della banda di frequenza verso l'alto possa essere accompagnata da un effetto di “ritardo” dei bassi.

A proposito di rumore e vibrazioni

Il problema della riduzione del rumore è particolarmente acuto in macchina. Anche in una carrozzeria ben progettata dal punto di vista acustico, durante la guida si verificano vibrazioni, sia dalle vibrazioni del motore e della trasmissione, sia dalle vibrazioni delle ruote sulla strada. Alle frequenze più basse, la scarsa rigidità della carrozzeria influisce su di essa, provocando vibrazioni nei pannelli e nel tetto. La potenza del rumore principale è concentrata nella regione compresa tra le frequenze più basse e il limite inferiore delle frequenze medie.

In movimento, sebbene il rumore sia “organizzato”, a velocità costante è abbastanza omogeneo e, grazie alle proprietà selettive dell'udito, è possibile distrarsi da esso. Ad eccezione delle conseguenze di urti e colpi causati dalle deplorevoli condizioni delle strade, le restanti componenti del rumore possono essere notevolmente attenuate con l'aiuto di un buon isolamento acustico della cabina (non consideriamo il sibilo del vento e il ronzio delle gomme - a questa velocità non c'è tempo per la musica). Per assorbire i rumori stradali il materiale va applicato sul pavimento e sulla paratia ignifuga e nella zona delle ruote. Ma poiché il ciclo del traffico familiare ai residenti delle grandi città è "guideremo per un metro, resteremo in piedi per due", il problema dell'isolamento acustico non è così acuto per loro.

Oltre all'isolamento acustico, progettato per bloccare il percorso del rumore esterno nell'abitacolo, viene utilizzato lo smorzamento delle vibrazioni dei pannelli di grandi dimensioni (tetto, porte) per eliminare possibili sovratoni durante il funzionamento del sistema audio. Se la potenza degli amplificatori è bassa, nella maggior parte dei casi questa misura non è richiesta, tuttavia si dovrebbe prestare la massima attenzione all'eliminazione delle risonanze e delle vibrazioni degli elementi decorativi

interni, poiché anche con una potenza relativamente bassa generano tintinnii e suoni armonici più sgradevoli all'orecchio del rumore del traffico. Particolare attenzione dovrebbe essere prestata ai pannelli vicino alle teste degli altoparlanti o ai pannelli utilizzati come parte del cabinet degli altoparlanti. Se non è possibile rivestire completamente i pannelli di grandi dimensioni, è meglio applicare uno strato smorzante nella parte centrale, in quanto è la meno rigida. Le risonanze vengono solitamente eliminate quando si copre un quarto o più dell'area. Le principali aree di lavorazione utilizzando l'esempio di un corpo VAZ "classico" sono mostrate in Fig. 4. Questo è un programma “minimo”; Il programma “maximum” comprende anche il trattamento del tetto, del cofano del bagagliaio, del vano motore e dei passaruota.

Quando si inizia l'isolamento acustico e lo smorzamento delle vibrazioni dell'interno dell'auto, è utile farsi guidare dalle seguenti regole pratiche:

• È più facile prevenire il verificarsi del rumore che combatterlo. Pertanto, la lotta al rumore dovrebbe iniziare controllando il telaio.
• Il rumore ad alta frequenza è più facile da sopprimere rispetto al rumore a bassa frequenza (vibrazioni).
• Lo smorzamento dei pannelli vibranti risulta migliorato quando il materiale è a stretto contatto con la superficie radiante. Potrebbe essere sufficiente ricoprirne solo una parte della superficie.
• L'isolamento acustico, a differenza dello smorzamento delle vibrazioni, è ottenuto da un rivestimento continuo senza aree aperte. Il vetro smorzato con guarnizione standard non deve avere un contatto rigido con le fonti di rumore.
• L'insonorizzazione e lo smorzamento delle vibrazioni richiedono infatti materiali diversi.

Lo smorzamento delle vibrazioni dei pannelli della carrozzeria viene migliorato utilizzando vari materiali, sia appositamente progettati per questo che sostituti. Una proprietà comune di tali materiali è che hanno un'elevata viscosità interna. Vengono utilizzati materiali in lastre di vario spessore, mastici o aerosol schiumogeni. I materiali in fogli hanno l'aspetto e la sensazione della gomma. Dynamat ha il massimo effetto smorzante e allo stesso tempo fonoisolante, ma non è economico e quando si elabora un'auto “nella massima misura” i costi possono diventare commisurati al costo di un'auto domestica usata. Pertanto, gli appassionati di auto stanno cercando di trovare soluzioni alternative. Un sostituto soddisfacente per i materiali antivibranti importati: "Shumizol", "Liplen", "Vizomat", "mastice fonoisolante in gomma" - tutti prodotti internamente e abbastanza convenienti. La schiuma da costruzione Macroflex è ideale per riempire le cavità del “siluro” e di alcune parti del corpo. Bisogna però tenere presente che aumenta notevolmente di volume e quindi non è adatto per riempire cavità chiuse.

Un materiale fonoassorbente ben noto agli appassionati di auto (si potrebbe dire classiche) è il linoleum. Nei negozi di materiali da costruzione, il linoleum avanzato viene solitamente venduto con uno sconto significativo. Tuttavia, dovresti sceglierlo con attenzione. Il linoleum a base tessuta ha eccellenti proprietà fonoisolanti, ma la sua base è igroscopica e richiede un ulteriore trattamento anticorrosivo delle superfici sottostanti. I moderni tipi di linoleum espanso senza base non sono igroscopici, ma il loro assorbimento acustico è leggermente peggiore. Tuttavia, nessuno ti disturba a mettere un doppio o triplo strato nei posti importanti! Un altro materiale con una struttura simile che si è diffuso di recente è la schiuma di polietilene. È un ottimo isolante acustico (il grado di assorbimento acustico a 10 mm di spessore è del 60%). Inoltre è assolutamente non igroscopico, non marcisce ed è poco costoso.

Per eliminare cigolii e vibrazioni del rivestimento della porta, è necessario abbandonare i pistoni in plastica inaffidabili e installare il rivestimento con viti autofilettanti. Se necessario, nei punti in cui il rivestimento entra in contatto con i pannelli della porta, vengono incollate sottili strisce di gommapiuma o polietilene espanso. A questo scopo sono particolarmente adatte le strisce di schiuma autoadesiva destinate alla sigillatura dei telai delle finestre. Dovresti scegliere tipi di gommapiuma non igroscopici, in cui i pori strutturali non si aprono verso l'esterno. Quando si installa la testa nella porta, i suoi meccanismi interni richiedono elaborazione: è necessario evitare che le aste e gli azionamenti tocchino la sua superficie. A questo scopo è possibile utilizzare tubi in PVC e boccole in plastica. Inoltre, un'attenta regolazione elimina il gioco nei meccanismi e nei cavi di gomma.

È possibile determinare la quantità di lavoro richiesta e quindi la qualità del trattamento interno in modo molto semplice. Attraverso un altoparlante installato nella cabina di potenza sufficiente (almeno 20 W), viene riprodotto un segnale proveniente da un generatore di segnale 3H. Il generatore è sintonizzato in modo uniforme nella gamma di frequenza 50 Hz...2 kHz. Le vibrazioni risonanti degli elementi del corpo a frequenze infra-basse e basse vengono percepite tattilmente, a frequenze più alte - udibilmente attraverso la comparsa di toni tintinnanti.

L'esecuzione di lavori per migliorare l'isolamento dal rumore e dalle vibrazioni all'interno dell'auto dovrebbe essere combinata con l'installazione del cablaggio di alimentazione e segnale del sistema audio, soprattutto perché esistono una serie di requisiti per l'installazione, il cui adempimento è necessario anche durante l'installazione del radio più semplici, per non parlare dei sistemi di alto livello. Altrimenti, molti lavori comporteranno difficoltà inutili che possono essere evitate.

Cablaggio di alimentazione

Per i dispositivi a bassa potenza (radioregistratori ed equalizzatori, ad esempio), di norma è possibile utilizzare il cablaggio di alimentazione esistente. I singoli amplificatori (potenza maggiore) consumano molta più corrente. Il cablaggio nell'auto non è progettato per questo. Inoltre, poiché tutto è assemblato in cablaggi, esiste il pericolo di influenza reciproca dei circuiti “automobilistico” e “audio”. Per questo motivo si consiglia di collegare il cavo di alimentazione positivo dell'amplificatore direttamente alla batteria, anche se la radio è l'unico componente del sistema.

Il cavo di alimentazione negativo del sistema è solitamente collegato alla carrozzeria dell'auto. Dovrebbe essere il più corto possibile e la sua sezione trasversale non dovrebbe essere inferiore alla sezione trasversale del filo positivo. Il collegamento al corpo deve essere effettuato tramite metallo non verniciato del corpo. Se zincato è necessario utilizzare uno dei punti di collegamento previsti dal produttore per evitare interferenze con l'impianto. Quando la carrozzeria dell'auto non è nuova, la resistenza di contatto delle saldature aumenta, quindi, per ridurre la caduta di tensione in questo caso, è opportuno collegare anche il filo negativo direttamente al terminale della batteria.

Quando si installa il cablaggio di alimentazione, è necessario innanzitutto ricordarsi di rispettare i requisiti di sicurezza. Cose da considerare: il cavo dovrà essere instradato negli angoli, attraverso le porte o nel vano motore? Questi tipi di problemi impongono requisiti speciali alla scelta del cablaggio. Deve essere flessibile, con isolamento spesso, non ammorbidirsi alle alte temperature e non rompersi alle basse temperature. Ciò vale soprattutto per i tratti del cablaggio elettrico posati nel vano motore.

L'uso di cavi rigidi con isolamento facilmente fessurabile può costituire pericolo di incendio. Per prevenire incendi in caso di cortocircuito nel cavo di alimentazione, è necessario inserire un fusibile nel circuito. È installato nell'interruzione del cavo di alimentazione vicino al terminale positivo della batteria. Il portafusibili deve essere fissato saldamente. La corrente di funzionamento del fusibile viene selezionata in modo che sia maggiore del 20...30% rispetto alla corrente massima consumata dal sistema. Ciò non interferisce con il suo normale funzionamento, ma garantisce l'immediata disconnessione del circuito in caso di cortocircuito.

Quando si posa il cavo di alimentazione nel vano motore, è possibile praticare un foro nella protezione del motore o utilizzare quelli esistenti vicino al piantone dello sterzo e al blocco di montaggio. Il passaggio dei cavi attraverso fori con bordi metallici affilati richiede l'uso di guarnizioni in gomma. Nel vano motore si consiglia di proteggere ulteriormente il filo con un tubo corrugato. Non deve essere teso e nei punti liberi deve essere fissato utilizzando morsetti di montaggio o cinghie.

Quando si scelgono i cavi di alimentazione, tenere conto delle caratteristiche di un particolare tipo, prestando particolare attenzione alla loro sezione trasversale. Tradizionalmente viene misurato in American Wire Gauge (AWG), o semplicemente “gauge”. Con questo marchio vengono prodotti cavi e accessori per essi (distributori, connettori, portafusibili, ecc.) In tutto il mondo. Per scoprire la dimensione del cavo per il tuo sistema, devi prima determinare l'assorbimento di corrente massimo e la lunghezza del cavo. Quindi utilizzare le informazioni nella tabella. 1 [5], utilizzato da RASKA (Associazione russa delle competizioni e dei concorsi audio per auto) per valutare la qualità di un'installazione.

Per migliorare le prestazioni energetiche della rete di bordo, un condensatore è collegato in parallelo alla batteria ed è installato il più vicino possibile al consumatore di energia nel sistema audio che è più critico per la qualità dell'alimentazione. Ciò compenserà la caduta di tensione che si verifica sui cavi di collegamento durante i picchi di potenza. L'installazione di un condensatore è giustificata anche quando si utilizza una radio senza componenti aggiuntivi: in questo caso, la riproduzione dei livelli di picco del segnale è notevolmente migliorata e il suono non viene più "schiacciato".

Per determinare la capacità di un condensatore, viene utilizzato un rapporto verificato empiricamente: 1 farad per kilowatt. Ad esempio, per un sistema con un consumo energetico di 100 W, sarebbe adatto un condensatore da 100 µF. Per una radio è sufficiente un condensatore con una capacità di 000...47 μF. Alcuni produttori di audio, come Phoenix Gold, producono condensatori ad alta capacità progettati specificamente per i sistemi audio per auto, ma sono proibitivamente costosi. In pratica, con una potenza dell'amplificatore fino a 68...000 W, è possibile utilizzare con successo condensatori all'ossido convenzionali ad alta capacità o una batteria di condensatori di capacità inferiore collegati in parallelo. Quando si utilizzano condensatori ampiamente utilizzati per questo scopo, è necessario concentrarsi sulla temperatura massima consentita per loro: in estate, in un'auto parcheggiata al sole, la temperatura può raggiungere 50...100 "C. La preferenza dovrebbe essere data ai condensatori che hanno una valvola di sicurezza (tappo), in casi estremi - con una tacca sul corpo.

Tenendo conto delle variazioni di tensione nella rete di bordo del veicolo, la tensione operativa dei condensatori deve essere almeno di 16 V. Tuttavia è necessario tenere presente la seguente circostanza. Se il regolatore di tensione nella rete di bordo si guasta, può aumentare da 14 a 18...20 V. Pertanto, per evitare la rottura dei condensatori, la tensione operativa dovrebbe essere scelta alta - 20...25 V.

La carica diretta di un condensatore di grandi dimensioni dalla rete di bordo è pericolosa. Pertanto, per limitare la corrente, la carica iniziale deve essere effettuata tramite un resistore con resistenza di 10...20 Ohm o, più semplicemente, tramite una lampada ad incandescenza dell'auto. Lo spegnimento della spia indicherà che è possibile effettuare un'ulteriore ricarica “direttamente”. Se il proprietario dell'auto scollega la batteria di notte, si consiglia di utilizzare un semplice dispositivo per caricare il condensatore, il cui schema è mostrato in Fig. 5.

L'interruttore può essere utilizzato di qualsiasi tipo, è importante solo che sia progettato per la corrente massima consumata dal sistema.

Circuiti di segnale e rumore

Le regole discusse per la scelta dei cavi e l'installazione dei circuiti di alimentazione sono valide anche per i circuiti di segnale ad alta corrente. Pertanto, quando si sceglie la sezione del filo per il collegamento delle testine dinamiche, è possibile utilizzare con successo la tabella sopra, riducendo la corrente in base al numero di canali dell'amplificatore. Di norma i fili offerti dal produttore completi di testine dinamiche nella maggior parte dei casi sono del tutto inadatti al nostro scopo. La resistenza di un filo doppio lungo 2 m può talvolta raggiungere 0,5...0,7 Ohm, il che porta a notevoli perdite di potenza dell'amplificatore radio. Pertanto, non dovresti lesinare nemmeno sui cavi degli "altoparlanti".

Particolare affidabilità del cavo è richiesta quando si installano testine dinamiche nelle portiere delle auto. In nessun caso il filo deve essere fatto passare “sotto il rivestimento” ma deve passare attraverso i fori praticati nel metallo della porta e del montante, sempre protetto da un tubo guida. Questi accorgimenti garantiscono contro possibili pizzicature del filo, sue piegature e la formazione di cappi.

Il cablaggio degli altoparlanti di solito non è un problema. L'eccezione riguarda alcuni tipi di auto moderne di fabbricazione straniera. Sono così saturi di elettronica che se l'installazione non ha successo, le interferenze sui cavi del sistema audio possono essere evidenti a orecchio. Per evitare ciò, è necessario prima chiarire la posizione del computer di bordo e la posizione dei cavi attraverso i quali vengono scambiati i dati.

L'installazione del cablaggio del segnale di interblocco influisce in modo significativo sulla qualità della riproduzione del suono. Il problema principale con la maggior parte delle opzioni di layout dei sistemi audio adottate oggi è la lunga lunghezza dei cavi di interconnessione. Molto spesso, il cambia CD viene posizionato nel bagagliaio e il segnale per la regolazione e l'ulteriore amplificazione viene inviato all'ingresso della radio installata nel cruscotto. Se è presente un amplificatore aggiuntivo, di solito si trova anch'esso nel bagagliaio, quindi la lunghezza del cavo almeno raddoppia. A una tale lunghezza, la sua stessa capacità può già influenzare la trasmissione delle alte frequenze. Pertanto, l'impedenza di ingresso degli amplificatori per auto e degli ingressi lineari dei radioregistratori è molto bassa (circa 10 kOhm). Nonostante questo. la migliore via d'uscita da questa situazione è una disposizione razionale del sistema e l'uso di cavi di interconnessione della lunghezza minima richiesta. Un cavo in eccesso nascosto “fuori dalla vista” può compromettere la riproduzione delle frequenze più alte.

Per risolvere il problema delle interferenze, vengono utilizzati principalmente due metodi: aumentare la tensione di uscita delle sorgenti di segnale e utilizzare linee di comunicazione differenziali (bilanciate). In base a come sono realizzate le uscite lineari della sorgente del segnale e l'ingresso dell'amplificatore, viene selezionato anche il tipo di interconnessioni.

L'uso di linee bilanciate è tipico dei componenti di alto prezzo e garantisce un'eccellente immunità al rumore. La tensione del segnale viene fornita agli ingressi dell'amplificatore differenziale in antifase e il rumore è in fase e viene soppresso (Fig. 6).

Tuttavia, questo è vero solo se il pino è completamente simmetrico. L'utilizzo di un ingresso bilanciato con un'uscita sbilanciata (e viceversa) annulla tutti i vantaggi di questo circuito. In questo caso la soluzione migliore è utilizzare un balun, la soluzione più elegante è un trasformatore, ma per fornire gli indicatori di qualità necessari potrebbe essere troppo costoso.

Le principali fonti di interferenza in un'auto sono il sistema di accensione, che crea suoni scoppiettanti, e il generatore, la cui interferenza viene percepita come un rumore tonale con una frequenza variabile. L'interferenza del sistema di accensione non può essere completamente eliminata, ma può essere notevolmente ridotta. Nelle automobili con sistema di accensione tradizionale (a contatto), l'uso di un distributore di accensione con resistore di soppressione del rumore incorporato o cavi ad alta tensione con resistenza distribuita può ridurre significativamente la potenza del rumore. Un cavo schermato consentirà un'ulteriore riduzione dei livelli di rumore.

L'interferenza del generatore può essere causata da cattive condizioni del collettore e del regolatore di tensione. Ma anche in condizioni ideali, se nel sistema sono presenti più componenti, è possibile che si sentano interferenze a causa di una messa a terra inadeguata. Se in un sistema audio sono presenti più punti di massa, quando i componenti vengono collegati tra loro si forma un circuito parassita. Questo è il motivo per cui è impossibile consentire che il filo comune dei componenti sia collegato tra loro tramite cavi di interconnessione. Per lo stesso motivo lo schermo non dovrebbe fungere da conduttore di segnale.

Questa condizione è facile da implementare: quando si installano da soli i connettori sul cavo, non saldare lo schermo su un lato. Quando si utilizzano cavi già confezionati, i petali della spina RCA possono essere isolati dal corpo del connettore con un sottile strato di nastro isolante. Lo stesso metodo ti consentirà di scoprire quale lato è meglio isolare lo schermo: dal lato della sorgente del segnale o dal lato dell'amplificatore. Se questa misura non aiuta, resta da utilizzare un unico punto di messa a terra per l'intero sistema, preferibilmente sul terminale negativo della batteria.

TIPI DI DISEGNO ACUSTICO E CARATTERISTICHE DELLE TESTE

Affinché un altoparlante stereo per auto fornisca un suono di alta qualità, deve essere progettato correttamente e installato con cura. Questa sezione fornisce brevi consigli che ti permetteranno di evitare gli errori più comuni che possono annullare tutti i trucchi di progettazione.

Qualsiasi testa dinamica richiede un certo design acustico. È possibile selezionare le teste per la tipologia di progetto esistente o, al contrario, calcolare la progettazione acustica richiesta per quelle esistenti.

Il modo più semplice è installare le teste dinamiche nei luoghi previsti a questo scopo. Questo è ciò che di solito fanno gli audiofili alle prime armi. Tuttavia, le idee dei progettisti automobilistici riguardo alla progettazione acustica possono essere molto diverse da quelle generalmente accettate. Di norma, i posti standard nelle porte anteriori sono progettati per installare teste di piccole dimensioni con un diametro di 7.5...10 cm e la direzione della loro radiazione può essere spiegata solo da uno strano capriccio del progettista. Particolarmente infruttuosi in questo senso sono le auto domestiche, la maggior parte delle quali non prevede affatto l'installazione di altoparlanti anteriori (o sono controindicate). Pertanto, il proprietario, volenti o nolenti, deve mostrare una notevole ingegnosità nella progettazione e produzione degli altoparlanti.

Va ricordato che man mano che aumenta la complessità della progettazione acustica, aumenta anche la sua “sensibilità” agli errori e ai calcoli errati. Pertanto, non bisogna credere ciecamente alle caratteristiche medie della testa dinamica indicate nel passaporto (quelle effettive possono differire del 50...80%), ma misurare voi stessi la frequenza di risonanza, il fattore di qualità e il volume equivalente di un'istanza specifica. Metodi per misurare questi parametri sono stati più volte descritti nelle pagine della rivista Radio, ad esempio in [6], e in letteratura.

Negli altoparlanti per auto, tra i tanti tipi di design acustico, i più utilizzati sono lo "schermo acustico" (Infinity Buffle) e il "cassonetto aperto" (Free Air). Il primo viene utilizzato principalmente per le testine a media frequenza e gamma completa, su cui è costruita la maggior parte dei sistemi audio per auto; il secondo si trova talvolta nei progetti di subwoofer. Anche un pannello di resistenza acustica (PAS. Membrana aperiodica) può essere considerato un'opzione per la progettazione acustica aperta, ma viene utilizzato molto raramente. Le ragioni principali di ciò sono la mancanza di un metodo di calcolo affidabile e la complessità della produzione dei “pezzi”.

La risposta in frequenza di una testina dinamica con struttura “aperta” cade nella regione delle basse frequenze con una pendenza di 6 dB per ottava, che è simile a un filtro acustico passa-alto del primo ordine. In teoria, la risposta in frequenza alle frequenze più basse dovrebbe aumentare (tenendo conto delle caratteristiche di trasferimento della cabina), ma in realtà ciò non accade. Il massimo su cui si può contare in questo caso è una piccola “gobba” nella regione di 50...70 Hz. Di solito non vengono effettuati calcoli, contando sulla versatilità delle teste dinamiche e sull'installazione in luoghi standard. Tuttavia, quando si scelgono le teste per una specifica opzione di design aperto, vale la pena considerare le loro caratteristiche. I principali vantaggi di questo design sono una risposta di fase fluida e l'assenza di overshoot nella fase di transizione, che ha un effetto positivo sulla "musicalità" della riproduzione, nonché sull'elevata efficienza. Lo svantaggio è la riproduzione indebolita delle frequenze più basse (ne parleremo più avanti). Pertanto, lo schermo acustico nella sua forma pura non viene praticamente utilizzato per la progettazione di testine a bassa frequenza.

Al secondo posto in popolarità si dividono il “Closed Box” e il bass reflex (FI, Vented Box, Ported Box, Bass Reflex), utilizzato sia per la sezione mediobassi che nei subwoofer. Inoltre, nella progettazione di testine a media frequenza e a banda larga installate insieme a quelle a bassa frequenza viene utilizzato anche un alloggiamento chiuso di piccolo volume. L'isolamento della parte posteriore dei diffusori dalla radiazione di una potente testata a bassa frequenza elimina il sovraccarico del loro sistema di movimento e la distorsione di intermodulazione.

L'alloggiamento chiuso è simile a un filtro passa-alto del secondo ordine. I suoi principali vantaggi sono l'eccellente accoppiamento con la caratteristica di trasferimento dell'interno dell'auto (che è un filtro passa-basso del secondo ordine), che teoricamente consente di ottenere una risposta in frequenza piatta, e un'eccellente risposta all'impulso. Lo svantaggio è la bassa efficienza, che richiede l'uso di testine sensibili o una maggiore potenza dell'amplificatore.

Un alloggiamento con bass reflex è un analogo di un filtro passa-alto del quarto ordine, ma in realtà, a seconda del design e delle impostazioni, può avvicinarsi al terzo ordine. Pertanto, anche tenendo conto delle caratteristiche di trasferimento della cabina, non è possibile ottenere una risposta in frequenza totale piatta. Il vantaggio è l'alta efficienza. La risposta all'impulso è leggermente peggiore di quella di un caso chiuso. Lo svantaggio principale è che al di sotto della frequenza di sintonizzazione del bass reflex, l'ampiezza di oscillazione del diffusore è limitata solo dalla rigidità della sospensione, quindi sono possibili danni alla testa. Per evitare ciò è necessario utilizzare un filtro nel percorso del segnale che interrompa le frequenze infra-basse (filtro subsonico).

Tipi esotici di design acustico come un "radiatore passivo" (Radiatore passivo) e un altoparlante "passa-banda" (Bandpass) con proprietà di filtro passa-alto dal quarto all'ottavo ordine. utilizzato esclusivamente nei subwoofer. Il vantaggio di un altoparlante passa-banda è la sua elevata efficienza, ma le caratteristiche dell'impulso sono molto mediocri e si deteriorano con l'aumentare dell'ordine.

I tipi di progettazione acustica elencati sono praticamente limitati ai sistemi audio per auto. A causa delle loro dimensioni significative, un corno acustico e un labirinto sono molto rari anche nell'acustica “domestica”, ed è semplicemente impossibile usarli in un'auto. L'unica eccezione (estremamente rara) sono i tweeter a tromba.

La metodologia per il calcolo degli invertitori di fase e dei radiatori passivi può essere trovata in [7]. Tuttavia, i metodi di calcolo grafico proposti sono laboriosi e non molto accurati. È più conveniente utilizzare moderni programmi di calcolo, molti dei quali consentono di tenere conto delle caratteristiche di trasferimento degli interni. Ciò consente di valutare l'effetto di tutti i parametri sulla risposta in frequenza del sistema. Il software per il calcolo della progettazione acustica può essere trovato su Internet (ad esempio [8-11]).

Con la proliferazione di software per il calcolo della progettazione acustica, la complessità progettuale non è più un fattore limitante, ma... All'aumentare del numero di "gradi di libertà", i progetti complessi di altoparlanti a bassa frequenza richiedono il controllo obbligatorio dei parametri delle testine dinamiche e la regolazione del prodotto finito. Pertanto, le custodie chiuse con bass reflex sono più ampiamente utilizzate nei progetti amatoriali. Per lo stesso motivo, gli emettitori passa-banda nelle installazioni amatoriali si trovano, di regola, sotto forma di prodotti finiti con un ordine non superiore a quattro. I progetti più complessi sono rari anche tra i progetti industriali e professionali.

Un radiatore passivo ha prospettive un po' più grandi nelle installazioni amatoriali; in alcuni casi può essere preferibile ad un bass reflex. Quando si utilizza una testina dinamica con un'ampia corsa del cono per eliminare il rumore dell'aria nel tunnel bass reflex, la sua sezione trasversale e la sua lunghezza devono essere notevolmente aumentate e la lunghezza del tunnel può superare le dimensioni dell'alloggiamento. In questo caso è più conveniente passare all'utilizzo di un radiatore passivo. Essenzialmente, questo è un tipo di bass reflex. in cui la massa d'aria nel tunnel viene sostituita dalla massa di un sistema di radiatori passivi in ​​movimento.

Una testa dinamica separata può essere utilizzata come radiatore passivo. Di solito nei progetti amatoriali viene utilizzato senza sistema magnetico, ma è meglio usare una testa a tutti gli effetti. In questo caso, il PI può essere regolato non solo meccanicamente (modificando la massa del sistema mobile del radiatore passivo), ma anche elettricamente, modificando la resistenza del resistore collegato in parallelo alla bobina del radiatore passivo [ 12]. Questo metodo non convenzionale consente di modificare le caratteristiche del sistema in un ampio intervallo. Nella fig. La Figura 7 mostra le dipendenze ottenute sperimentalmente dalla frequenza del modulo della resistenza elettrica totale della testa dinamica 25GDNZ-4 in un alloggiamento chiuso da 7 litri con un radiatore passivo 25GDN4-4. Come si vede dalla figura, introducendo un head shunt passivo Rsh è possibile regolare le caratteristiche di un altoparlante con bass reflex.

Nella fig. La Figura 8 presenta i risultati della modellazione della risposta in frequenza di un tale altoparlante utilizzando il programma JBL SpeakerShop, tenendo conto della funzione di trasferimento degli interni “classici” di un'auto VAZ. Curva 1 - risposta in frequenza per una custodia chiusa, curva 2 - per un bass reflex. Le sezioni dei grafici per le frequenze inferiori a 30 Hz non hanno significato fisico, poiché la modellazione della funzione di trasferimento non tiene conto delle reali proprietà dell'interno.

La scelta del design acustico è direttamente correlata alle caratteristiche della testa dinamica, in primo luogo al suo completo fattore di qualità QK. Il fattore di qualità totale della testa è considerato basso se è inferiore a 0.3...0,35; alto - più di 0,5...0.6. Per lavorare in una custodia chiusa sono adatte testine con un fattore di qualità non superiore a 0.8...1; per lavorare con un bass reflex - inferiore a 0,6. Il design acustico aperto è consigliato per le teste con un fattore di qualità totale maggiore di 1.

Inoltre è necessario conoscere il volume equivalente della testa e la propria frequenza di risonanza nello spazio aperto Fv Determina il limite inferiore della banda di frequenza riprodotta. Poiché tutti i tipi di progettazione acustica, tranne quella aperta, aumentano la frequenza di risonanza della testa, conoscendo il volume equivalente, è possibile stimare il volume richiesto dell'alloggiamento in base al grado ammissibile del suo aumento.

L'idoneità della testina a riprodurre le basse frequenze può essere valutata mediante il rapporto empirico Fv/Qk. Se questo rapporto è pari o inferiore a 50, l'emettitore è progettato per funzionare in un alloggiamento chiuso; se è pari o superiore a 90, è progettato per funzionare in un alloggiamento bass reflex. Nello stesso punto di vista, per lavorare in un design aperto, è necessario scegliere una testina con un fattore di qualità totale elevato (non inferiore a 0.5) e una frequenza di risonanza di 40...50 Hz. È vero, in questo caso è necessario tenere conto di altri fattori.

Quando si sceglie un design acustico, si consiglia di concentrarsi sul fattore di qualità risultante nell'intervallo 0.5...1,0. Se è uguale a 0,5. quindi si ottiene la migliore risposta all'impulso, se 0,707, la risposta in frequenza è la più fluida. Con un fattore di qualità pari a 1 si verifica un aumento della frequenza di taglio di circa 1.5 dB. percepito udibilmente come un suono “pungente”. All'aumentare del fattore di qualità, sulla risposta in frequenza appare una pronunciata “gobba” risonante, che produce un caratteristico suono “ronzio”. Tuttavia, in alcuni casi, tenendo conto della natura del materiale musicale e delle caratteristiche di trasferimento dell'interno, ciò può essere utile.

Il design aperto di un altoparlante per auto è solitamente creato da pannelli interni. Le loro caratteristiche sono tutt'altro che necessarie e i cambiamenti sono quasi impossibili. Pertanto, devi sopportare il deterioramento della risposta in frequenza nella regione delle basse frequenze. L'area di uno schermo acustico ideale che non pregiudica la riproduzione delle frequenze superiori alla frequenza di risonanza della testa Fs. ammonta a

S = 0,125(Vs/FsQk)2(m2).

dove Vs = 340 m/s è la velocità del suono;

Qk - fattore di qualità totale della testa.

Poiché l'area dello schermo acustico reale è molto più piccola di quella ideale, con questo design delle testine dinamiche, apparirà una diminuzione della risposta in frequenza alla frequenza più bassa della gamma riprodotta:

N=10lg (S'/S) (dB) dove S' è l'area reale dello schermo.

Spieghiamolo con un esempio. Se prendiamo Fs = 60Hz, Ok = 0,8 (valori tipici per “bardane”), l'area dello schermo ideale sarà di 6,2 m2! L'area del ripiano posteriore, anche nel "quattro", è sei volte più piccola, quindi il calo della risposta in frequenza ad una frequenza di 60 Hz sarà di circa 8 dB. Anche tenendo conto delle caratteristiche di trasmissione della cabina, la riproduzione delle frequenze inferiori a 100 Hz sarà notevolmente indebolita.

Un effetto simile si osserva quando si installa la testa in una custodia chiusa, solo le ragioni sono diverse. La frequenza di risonanza e il fattore di qualità totale della testa quando installata in un alloggiamento chiuso con un volume V. paragonabile all'equivalente Vas. aumento:

F = kF;

Qk = kQk;

k = √(1+Vas/V).

Qui Vas è il volume equivalente; V è il volume del corpo.

Pertanto, quando si installa una testa in una custodia chiusa con un volume pari a una equivalente, la sua frequenza di risonanza e il fattore di qualità aumentano di 1.41 volte, in una custodia con un volume di 0.5Vas - di 1,73 volte e così via. È questa circostanza che limita l'uso delle testine degli altoparlanti "domestici" in un'auto. poiché nella maggior parte dei casi richiedono un volume significativo del caso. Tuttavia, è possibile modificare leggermente le caratteristiche dell'alloggiamento se lo si riempie con un assorbitore acustico.

L'introduzione di un silenziatore nell'alloggiamento equivale ad un aumento del suo volume del 5...30%. Di conseguenza, la frequenza di risonanza dell'altoparlante diminuisce, al limite diminuisce a 0.85 rispetto al valore originale per una custodia vuota. Inoltre, l'assorbitore acustico consente di ridurre le riflessioni del segnale e i fenomeni di risonanza, il che ha un effetto benefico sulla risposta in frequenza risultante. È stato stabilito sperimentalmente che questo metodo è più efficace per gli involucri di piccolo volume. La concentrazione dell'assorbitore acustico dovrebbe essere di 20...24 g per litro di volume [13J. In pratica, l'aggiunta di un silenziatore viene interrotta quando la frequenza di risonanza della testa smette di diminuire.

In un caso chiuso è necessario riempire circa il 60% del volume dietro la testa; se si dispone di un invertitore di fase o di un radiatore passivo è sufficiente applicare un fonoassorbente alle pareti posteriore (obbligatorio) e laterale (desiderabile) con uno strato di almeno 20 mm di spessore. Nelle camere risonanti - progettazione acustica di ordine elevato - non è necessario il fonoassorbente, ma in alcuni casi può essere utile applicarlo su una delle pareti con uno strato di 10..20 mm per ridurre il fattore di qualità.

Il materiale fonoassorbente per riempire il volume interno dell'alloggiamento deve essere sciolto e poroso. Sono applicabili ovatta sotto forma di tappetini (per il design chiuso può essere utilizzato in un sacchetto di stoffa o di garza), dacron (sintepon). È anche conveniente utilizzare fogli di gommapiuma (schiuma di poliuretano) sotto forma di tappeti e stuoie con uno spessore di 20...50 mm. Il silenziatore non deve essere posizionato vicino alla porta o al tubo bass reflex. poiché uno smorzamento eccessivo può portare alla completa cessazione del suo effetto. I tappetini vengono fissati alle superfici interne della carrozzeria con chiodi, viti o colla.

In base al loro design, gli altoparlanti per auto possono essere suddivisi in integrati e montati su mobile. Per gli altoparlanti integrati, il design acustico è in gran parte (e spesso completamente) creato dagli elementi strutturali della carrozzeria e degli interni dell'auto. Questo. innanzitutto i sedili standard o realizzati in modo indipendente nelle porte, nel ripiano posteriore e nel cruscotto. Di norma, la struttura acustica in questo caso è un alloggiamento aperto o uno schermo acustico. Gli altoparlanti a cassa vengono utilizzati principalmente per la progettazione acustica chiusa e con fase invertita.

In qualsiasi progetto acustico, eventuali crepe e buchi dovrebbero essere evitati; l'alloggiamento dovrebbe essere il più ermetico possibile. Il flusso d'aria dalla parte posteriore del diffusore e le relative perdite sono la ragione principale della deviazione significativa della risposta in frequenza misurata alle basse frequenze rispetto a quella calcolata. Fori o fessure vicino alla posizione della testa provocano un "cortocircuito" acustico, a seguito del quale la riproduzione delle basse frequenze si deteriora bruscamente. Quando si installa il tubo bass reflex è inoltre necessario garantire la tenuta della sua giunzione con il pannello. Allo stesso scopo, nella progettazione degli altoparlanti per cabinet, si consiglia di utilizzare connettori passanti installati sull'alloggiamento, poiché l'uscita del cavo tramite boccole in gomma non garantisce una tenuta adeguata. Poiché i componenti del sistema audio non dovrebbero ostacolare la manutenzione del veicolo, i collegamenti plug-in migliorano le prestazioni.

Per la progettazione acustica del tipo “acustic screen” e “open housing”, utilizzata per testate a banda larga e midrange, è consigliabile soddisfare il requisito di ermeticità dell'intero pannello frontale. Se ciò non fosse possibile, tale condizione dovrà essere garantita almeno nell'area limitata dal doppio della dimensione della testata diffusore. Ciò vale soprattutto per l'installazione delle testine dinamiche nelle porte e nel ripiano posteriore.

Con qualsiasi opzione per l'installazione di una testa dinamica in una porta, il design acustico risultante, da un lato, ha un volume abbastanza grande (20...30 o più litri a seconda del tipo di auto), dall'altro, la tenuta di questo volume è molto condizionale. Anche quando il rivestimento interno è sigillato, lungo il perimetro rimangono le guarnizioni del vetro, i fori per il drenaggio dell'acqua e le maniglie della serratura. Di conseguenza, il design acustico della testata quando installata in una porta è solitamente più vicino a uno schermo acustico che a un alloggiamento chiuso. Se è necessario organizzare un volume chiuso o un bass reflex nella porta, spesso è più facile isolare appositamente il volume richiesto lì piuttosto che sigillare l'intera porta.

Quando si installano i radiatori nella cappelliera posteriore, è necessario considerare se il volume del bagagliaio è isolato o meno dall'abitacolo. COSÌ. nelle auto domestiche VAZ ("classiche"), il volume del bagagliaio è separato dall'abitacolo solo da un divisorio di cartone e la sua tenuta è determinata esclusivamente dall'aderenza e dal design dello schienale del sedile posteriore (lo schienale può essere dotato di un bracciolo pieghevole). Al contrario, in molte auto straniere il bagagliaio è separato dall'abitacolo da una solida parete metallica. Nelle auto con carrozzeria station wagon e hatchback, il vano bagagli non è affatto isolato dall'abitacolo, quindi la struttura acustica degli altoparlanti posteriori in questo caso è un tipico schermo acustico.

Quando si installa la testa all'interno del pannello, il diametro del foro per la stessa deve essere uguale al diametro del diffusore, tenendo conto dell'ondulazione. Se lo spessore del pannello è superiore a 5...10 mm. il “tunnel” formato davanti alla testa (Fig. 9, a) può aumentare l'irregolarità della risposta in frequenza nella gamma di frequenza superiore a 3...5 kHz a causa di fenomeni di interferenza. Per eliminare questo effetto è necessario smussare il foro (Fig. 9, b) o arrotondare il bordo (Fig. 9, c). Un fatto interessante è che i sedili standard di molte auto, contrariamente al senso comune, si distinguono per l'installazione profonda delle teste (15...50 mm) e la progettazione delle griglie protettive non soddisfa i requisiti acustici. In caso di installazione dall'esterno il diametro del foro viene scelto in base alle dimensioni del supporto diffusore. Questa opzione di installazione è preferibile per le testine a banda larga e midrange, soprattutto con pannelli di grosso spessore (Fig. 9d). Quando si installano le testine importate, è possibile utilizzare i modelli stampati sulla scatola di imballaggio per contrassegnare i fori.

In ogni caso la testata diffusore deve essere protetta da eventuali danneggiamenti con una griglia sottile o una rete con alveoli da 5...10 mm. L'aumento della dimensione della maglia riduce l'impedenza acustica dell'array, ma aumenta il rischio di danni accidentali. È utile proteggere il tunnel bass reflex da oggetti estranei allo stesso modo quando il subwoofer si trova nel bagagliaio.

Se il disegno della testa dinamica non prevede la tenuta della sede, è opportuno installarla sul pannello tramite una guarnizione in gomma spugna o un tubo in gomma. Questo requisito è finalizzato ugualmente a garantire sia la tenuta della struttura che il disaccoppiamento meccanico della testa dal corpo. Le teste sono fissate con viti, viti o borchie. Non devono essere serrati eccessivamente poiché ciò potrebbe causare la distorsione del supporto del diffusore e del sistema mobile e aumentare le vibrazioni. Ciò vale soprattutto per le testine delle basse frequenze.

Il materiale della carrozzeria deve garantire la rigidità dei pannelli, soprattutto quello su cui sono montate le testate. I materiali più adatti disponibili sono compensato, fibra di legno e truciolare. Per la fabbricazione di superfici curve vengono utilizzati materiali compositi (fibra di vetro, carta, cartone, resine epossidiche, fibra di vetro, schiuma, ecc.). Gli appassionati dell'audio per auto hanno sviluppato molte tecnologie interessanti. Lo scopo della pubblicazione della rivista non ci consente di entrare nei dettagli, ma i principi di base sono delineati di seguito.

Maggiore è la dimensione del corpo e la potenza della testa, più spesso dovrebbe essere il materiale del corpo. Per i subwoofer, lo spessore dei pannelli sotto il radiatore deve essere di almeno 15 mm, per gli altri almeno 10 mm. La rigidità dei pannelli di grandi dimensioni può essere aumentata utilizzando distanziatori aggiuntivi tra pareti opposte o rinforzi sotto forma di barre fissate al pannello. Una rigidità ancora maggiore è fornita dai telai sotto forma di telai a profilo chiuso, incollati nelle scanalature dei pannelli. Possono anche formare pannelli di forma complessa. Il materiale per i telai è compensato con uno spessore di 10..12 mm (Fig. 10).

D'altro canto è necessario garantire lo smorzamento delle vibrazioni elastiche del pannello. Il modo più semplice per garantire ciò è all'interfaccia tra materiali diversi. Ottimi risultati si ottengono utilizzando pannelli multistrato - “sandwich” (compensato+truciolare, truciolare+tessuto di vetro) (Fig. 11) e inumidendo i pannelli con mastice fonoassorbente.

La tecnologia per la produzione di custodie rettangolari in compensato e truciolare è stata più volte descritta sulle pagine delle pubblicazioni radioamatoriali, quindi verrà brevemente trattata qui. Poiché i requisiti per la finitura della custodia in questo caso sono secondari (spesso nessuno, tranne il proprietario, la vedrà), il requisito principale è resistenza e affidabilità. Il modo più semplice per collegare i pannelli è utilizzare angoli di metallo o blocchi di legno. I blocchi di legno semplificano la realizzazione di una carrozzeria non rettangolare, più adatta per l'installazione sotto i sedili anteriori o dietro lo schienale di quelli posteriori. In ogni caso, i pannelli e gli elementi di collegamento vengono installati su colla e fissati con viti o viti e, dopo che la colla si asciuga, i giunti vengono sigillati dall'interno con silicone, resina epossidica o sigillante. Per sigillare fessure esterne in corrispondenza della giunzione dei pannelli, è possibile preparare una miscela di segatura con colla o resina epossidica, oppure utilizzare mastice. Il corpo finito deve essere levigato, quindi stuccato, primerizzato e verniciato, oppure può essere rifinito con moquette (Fig. 12).

Le superfici interne dell'alloggiamento devono essere ben smorzate. Le superfici esterne del design acustico installato nella cabina sono generalmente rivestite in vinile.

Gli scafi rettangolari o trapezoidali sono semplici e tecnologicamente avanzati, ma sprecano spazio sotto i sedili o nel bagagliaio. Questo inconveniente viene eliminato nei casi di tipo stealth. Per massimizzare l’utilizzo del volume (di solito una nicchia nel parafango o lo spazio per una ruota di scorta), una o più superfici, e talvolta l’intera carrozzeria, vengono incollate in fibra di vetro “sul posto”. La tecnologia di produzione è la seguente [14].

La cavità pulita e preparata (la matrice del futuro corpo) viene lubrificata con olio e rivestita con pellicola di plastica. Sulla pellicola vengono poi stesi due o tre strati di fibra di vetro, preimpregnati con resina epossidica. È preferibile tagliare i pezzi piccoli per evitare la formazione di grinze durante lo stampaggio di superfici complesse. Il tessuto in fibra di vetro viene accuratamente levigato per rimuovere bolle d'aria e resina in eccesso. Dopo la polimerizzazione della resina, il “guscio” risultante viene accuratamente rimosso dalla “matrice”. Ulteriore incollaggio viene effettuato all'interno per non disturbare la forma e le dimensioni del futuro corpo. Non dovresti affrettarti a posare più di due o tre strati di fibra di vetro alla volta.

Durante il processo di incollaggio, gli elementi di irrigidimento vengono modellati nelle pareti del corpo: blocchi di legno, distanziatori in compensato. Se il case non ha un pannello frontale separato, nella stessa fase è necessario modellare un anello di compensato per fissare la testa dinamica. Quando lo spessore della parete raggiunge 5...10 mm (a seconda delle dimensioni del case), il case viene unito al pannello frontale. Non resta che rifinire la superficie esterna della carrozzeria e inumidire quella interna. Per controllare il volume dell'alloggiamento e la sua tenuta, all'interno viene versata acqua. Il volume in eccesso può essere eliminato incollando pezzi di plastica espansa all'interno della carrozzeria.

Un'altra tecnologia non meno interessante utilizza anche la fibra di vetro per la fabbricazione di conchiglie. È ampiamente utilizzato nella produzione di podi per l'installazione di teste su porte o battiscopa. Ne esistono due varietà: incollaggio secondo un modello, come in [15], e utilizzo di una superficie di curvatura minima (“tecnologia tessile”) [16].

Se si intende produrre in serie, il modello, ovviamente, deve essere realizzato in legno, gesso o metallo. In questo caso sorgono numerosi problemi con l'installazione di elementi incorporati ed elementi di irrigidimento. In condizioni amatoriali, è più semplice utilizzare un modello in schiuma usa e getta. È prefabbricato un telaio (Fig. 13.), che fissa la posizione dell'anello di supporto per il fissaggio della testa rispetto alla superficie di montaggio del podio.

Il telaio può essere in legno, filo, saldato da un foglio di fibra di vetro. Quindi pezzi di plastica espansa vengono fissati sul telaio e le superfici sono decorate con schiuma da costruzione Macroflex. Successivamente, il modello viene portato alla forma e alle dimensioni richieste e ricoperto di fibra di vetro insieme all'anello di installazione, come indicato in precedenza. Se è necessario l'intero volume interno del podio, il modello può essere rimosso in parte o sciolto con acetone, ma più spesso viene lasciato per ottenere ulteriore rigidità e resistenza del corpo. Puoi fare a meno della plastica espansa incollando lo strato interno del corpo da un cartone sottile, ma questo lavoro richiede molta cura: tutti i difetti superficiali del modello appariranno sullo strato esterno.

La "tecnologia tessile" è un po' più semplice. In questo caso viene realizzata anche una cornice che collega il piano di appoggio e l'anello di installazione. Quindi il telaio è ricoperto di tessuto. La maglieria di cotone sottile in uno strato o i collant in più strati si sono dimostrati efficaci. La struttura risultante viene impregnata con resina epossidica, e poi portata allo spessore desiderato anche con pezzetti di fibra di vetro. Puoi incollarlo sia dall'esterno (questo è più semplice, ma poi complica la rifinitura) che dall'interno.

Un altro materiale (ma non l'ultimo!) per realizzare le custodie è la carta. Gli alloggiamenti dei subwoofer a sezione cilindrica ("tubi"), realizzati in cartapesta, grazie alla loro geometria hanno una grande resistenza e rigidità con uno spessore di parete ridotto, solo pochi millimetri. Con lo stesso successo è possibile utilizzare tubi di plastica di sezione adeguata. Le pareti terminali sono realizzate in truciolare o compensato.

COLLEGAMENTO DELL'ALTOPARLANTE ALLA RADIO

La maggior parte dei creatori di sistemi audio per auto sono convinti che la riproduzione del suono di alta qualità sia irraggiungibile senza un potente amplificatore e altoparlanti costosi. A modo loro hanno ragione. Ma con un approccio competente alla selezione, al posizionamento e al collegamento delle testine dinamiche, si possono ottenere buoni risultati con gli amplificatori incorporati della radio, utilizzando testine relativamente economiche. Inoltre, è del tutto possibile ottenere un volume sufficientemente elevato. COSÌ. nell'auto dell'autore di queste righe è stata raggiunta una pressione sonora di 117 dB grazie ad una potenza totale di circa 60 W. che, come è noto, è inferiore alla potenza massima dei moderni radioregistratori (80...160 W).

Le soluzioni proposte nell'articolo sono di grande interesse per gli appassionati di car audio alle prime armi, poiché non richiedono un investimento significativo di tempo e denaro. Tutte le raccomandazioni, salvo diversa indicazione, si applicano alle radio con amplificatori di potenza a quattro canali. Qui non verranno presi in considerazione i modelli obsoleti di registratori radio con un amplificatore a due canali a bassa potenza.

Per essere onesti, va notato che alcune delle raccomandazioni fornite hanno senso solo quando si utilizzano modelli economici di registratori radio e ricevitori CD. Molti dispositivi moderni includono filtri sintonizzabili, equalizzatori e altri dispositivi utili. Pertanto, il ricevitore CD Pioneer DEH-2000R consente di includere un filtro passa-basso con frequenza di taglio sintonizzabile da 100 a 250 Hz nel percorso del canale posteriore ed è dotato di un equalizzatore parametrico con frequenza centrale regolabile e fattore di qualità per ciascuno dei le tre bande.

Molti appassionati di auto installano testine dinamiche nelle porte e nel ripiano posteriore con collegamento alla radio secondo lo schema standard dalla parte anteriore a quella posteriore. Sistemi audio simili si trovano sulle auto che hanno subito una preparazione prevendita e sulle auto usate. Gli svantaggi acustici di questa versione dell'altoparlante sono già stati discussi in precedenza, tuttavia, poiché è ancora comune, proporrò un metodo per migliorarlo che non richiede praticamente alcun costo.

Quando si installano le testine nel ripiano posteriore, le componenti di gamma media e alta del segnale provocano uno spostamento eccessivo indietro della scena sonora. È possibile correggere la situazione limitando la larghezza di banda di riproduzione degli altoparlanti posteriori a frequenze più basse. Poiché di solito le testine coassiali svolgono questo ruolo, il modo più semplice è disattivare i tweeter (possono essere utilizzati inizialmente quando si aggiornano gli altoparlanti anteriori). È consentito anche l'uso di testine a bassa frequenza come posteriori. Tuttavia, il livello residuo delle componenti di gamma media e alta del segnale è piuttosto elevato, quindi per ridurlo è necessario utilizzare un filtro passa-basso con una frequenza di taglio compresa tra 0.8...1 kHz .

D'altra parte, con i diffusori compatti più comuni utilizzati in tali configurazioni di diffusori anteriori, i componenti a bassa frequenza del segnale possono portare a sovraccarico e distorsione anche a livelli di volume medi. Ovviamente per eliminare questo difetto sarà necessario un filtro passa-alto. Buoni risultati si ottengono solitamente con filtri del primo ordine con una frequenza di taglio di circa 200 Hz.

Lo schema di un canale di un filtro combinato che implementa queste funzioni è mostrato in Fig. 14.

Condensatori C1, C2: qualsiasi tipo di ossido, ad esempio. K50-24. Se possibile è meglio utilizzare un condensatore a ossido non polare con una capacità di 220 µF. La bobina L1 contiene 160 spire di filo PEV-2 1.0; è avvolta su un mandrino con un diametro di 25 mm (lunghezza di avvolgimento 24 mm). L'induttanza della bobina è di circa 0,6 mH.

La stessa opzione di connessione (quando tutti gli emettitori sono posizionati davanti) viene talvolta utilizzata per gli altoparlanti dei componenti anteriori. In questo caso dovrai regolare il bilanciamento tonale non solo con i controlli di tono, ma anche con l'adeguata distribuzione della potenza degli amplificatori, che compensa in parte la mancanza di un equalizzatore. Se disponi di un set già pronto di altoparlanti a due vie. Il modo più semplice è utilizzare un crossover standard, separando gli ingressi del filtro passa-alto e del filtro passa-basso per il collegamento rispettivamente ai canali anteriore e posteriore (la cosiddetta bi-amplificazione). Quando si realizzano gli altoparlanti da soli, i filtri vengono calcolati utilizzando qualsiasi metodo noto, ad esempio [7]. La preferenza dovrebbe essere data ai filtri del primo ordine: introducono distorsioni e perdite di fase minime e sono facili da produrre e configurare.

Con una frequenza di crossover di 5...7 kHz, caratteristica delle testine HF di piccole dimensioni, le radio con una distribuzione di potenza ineguale tra i canali anteriore e posteriore (ad esempio, 2X7 W - "anteriore" e 2x25 W - "posteriore") funzioneranno dare il meglio di sé in questo contesto. Numerosi dispositivi economici soddisfano questa condizione: ricevitore CD TSN-77 (LG Electronics), registratori radio Daewoo AKF-4087X. AKF-4237X, AKF-4377X, AKF-8017X, ProJogy KX-2000R. ARX-9751/52. aggiornato "Ural" (modelli 206. 207. 208). Per semplicità non è necessario utilizzare un filtro per la testina delle basse frequenze, poiché il declino naturale della risposta in frequenza della maggior parte di essi inizia proprio in questa gamma di frequenze. È vero, anche le teste con un diffusore con un diametro superiore a 13 cm possono funzionare in modalità radiazione zonale, ma ciò porta a una diminuzione irregolare della risposta in frequenza alle frequenze più alte.

Per radioregistratori con canali di uguale potenza, quelli di loro. che funzionano sui "tweeter" non utilizzano più di un terzo della loro potenza. In questo caso ha senso pensare di ridurre la frequenza di crossover a 1.5...3 kHz, ma in questo caso avrete bisogno di testine HF con una frequenza di risonanza principale bassa e filtri passa-alto di ordine alto. Il loro costo è considerevole, quindi un altoparlante frontale a tre vie potrebbe essere ancora più economico.

Come collegamento a bassa frequenza di un altoparlante a tre vie quando installato "nella porta", è consigliabile utilizzare testine a banda larga per autoveicoli o testine a bassa frequenza con un diametro di 16 cm o ellittiche 6x9 pollici. Le testate più piccole raramente sono in grado di fornire una riproduzione completa delle frequenze inferiori a 100...120 Hz. Per gli altoparlanti a cassa "sotto i sedili" è possibile utilizzare le testine domestiche 25GDNZ-4 (con bass reflex) e 25GDN4-4 (in custodia chiusa). Nella prima fase, come collegamento mid-HF, le testine coassiali con un diametro di 7.5...13 cm sono molto adatte.

In questa opzione la migliore frequenza di crossover tra le bande LF e MF-HF è di circa 350 Hz. In questo caso, la bobina L1 dovrebbe già contenere 240 spire di filo PEV-2 1.0. È avvolto su un mandrino con un diametro di 25 mm (lunghezza dell'avvolgimento - 24 mm). Induttanza della bobina: 1,8 mH. Capacità del condensatore CI. È necessario ridurre C2 a 220 µF o prenderne uno non polare con una capacità di 100 µF.

In un sistema di altoparlanti a tre vie distanziati più avanzato, vengono utilizzati emettitori separati di gamma media e alta frequenza. Come accennato in precedenza, ciò rimuove una serie di vincoli di layout e consente il miglior utilizzo possibile di ciascuna testa. Gli emettitori HF in un sistema di questo tipo funzionano solitamente con una frequenza di crossover relativamente alta (5...10 kHz) e quindi non richiedono l'uso di filtri complessi. Per i primi esperimenti, i "tweeter" precedentemente rimossi dalle testine coassiali sono abbastanza adatti, ma per questo scopo è meglio prendere speciali testine HF di piccole dimensioni.

Le testine midrange disponibili con diffusore "morbido" con un diametro fino a 10 cm o banda larga in questa banda possono essere utilizzate solo con un filtro passa-alto. senza limitare la banda di frequenza dall'alto, poiché la loro risposta in frequenza nella gamma di frequenza operativa è abbastanza uniforme e diminuisce dolcemente alle alte frequenze. Le testine di diametro maggiore, come già notato, hanno una risposta in frequenza notevolmente irregolare. Le testine con diffusori ad alta rigidità hanno spesso diverse risonanze nella gamma media che creano sovratoni, quindi richiedono filtri passa-banda.

Per correggere i difetti locali nella risposta in frequenza delle testine nella banda di frequenza operativa, gli studi professionali talvolta utilizzano crossover con sezioni LCR correttive. La loro regolazione deve essere accompagnata da misurazioni obbligatorie della risposta in frequenza della pressione sonora.

La situazione è un po' più semplice con lo smorzamento della risonanza della testa HF, situata abbastanza vicino alla banda di frequenza operativa [17]. A tale scopo viene utilizzato un circuito LC seriale, collegato in parallelo alla testa e sintonizzato sulla frequenza della sua risonanza meccanica principale (Fig. 15).

Il resistore R1 esegue diverse funzioni contemporaneamente. Innanzitutto stabilizza l'impedenza di carico, migliorando contemporaneamente le condizioni operative sia dell'amplificatore che del filtro. Quando si installa un resistore, aumenta anche la profondità di reiezione. Con questo resistore è possibile regolare la risposta in frequenza alle alte frequenze. Tuttavia, è necessario tenere presente che la sua resistenza è inclusa nel carico del filtro passa-alto e influisce sulla frequenza di taglio.

Per le teste dei medi, questo metodo di smorzamento è di scarsa utilità, poiché la frequenza della loro risonanza meccanica principale è solitamente MA... 150 Hz. L'induttanza e la capacità del circuito di correzione risultano essere troppo grandi, l'unica eccezione sono le testine midrange a cupola, per le quali questa frequenza è molto più alta - 350...450 Hz.

I metodi di cui sopra per collegare gli altoparlanti comportano l'uso dei canali di amplificazione della radio, ma l'elenco delle opzioni per tali metodi non è affatto esaurito. Possono essere, ad esempio, combinati quando vengono utilizzate le caratteristiche di progettazione degli amplificatori a ponte, di cui dispongono tutti i moderni registratori radio.

Consideriamo le opzioni per collegare un altoparlante a due o tre vie al Sony 1253/1853 e radioregistratori simili [18]. L'UMZCH di questi modelli può essere utilizzato come ponte a due canali con una potenza massima di 2V25 W o come un quattro canali con una connessione di carico convenzionale e “terra virtuale”. La potenza è di 4x6 W. È possibile anche una terza opzione, sviluppata dall'autore. Nella fig. La Figura 16 mostra un diagramma per un canale.

In questo caso, la testa LF BA1 è collegata utilizzando un circuito a ponte e il coassiale o VA2 a media frequenza (e VAZ ad alta frequenza in un altoparlante a tre vie) - utilizzando uno convenzionale. I condensatori di isolamento necessari C2, C3 fungono contemporaneamente da filtro passa-alto del primo ordine. Le tensioni di polarizzazione sono fornite dall'amplificatore, quindi è possibile utilizzare i condensatori all'ossido di polarizzazione disponibili. Quando abilitato in questo modo, il controllo del fader viene utilizzato per impostare il bilanciamento tonale. Tenendo conto delle frequenze di crossover selezionate - 440 Hz e 4 kHz - e della diversa sensibilità delle testine (per le testine a bassa frequenza è solitamente inferiore di 2...4 dB), l'equilibrio viene raggiunto in una posizione vicina alla posizione centrale del regolatore.

La dipendenza della potenza fornita alle testine dalla posizione dello slider del fader è mostrata in Fig. 17.

Durante il processo di regolazione, la potenza al carico del ponte viene ridotta al massimo di 6 dB (4 volte), poiché nelle posizioni estreme del regolatore, l'eccitazione delle testine è ridotta al normale (il braccio dell'amplificatore che rimane senza il segnale funge da “terra virtuale”). Va tenuto presente che nella zona di azione congiunta le teste sono collegate in parallelo, ma... Poiché queste frequenze sono già interessate dall'aumento dell'impedenza di carico dovuto all'induttanza della bobina mobile, l'amplificatore in realtà non si sovraccarica. Il funzionamento di tale sistema per un anno ha confermato la sua elevata affidabilità. Allo stesso modo vengono utilizzati gli amplificatori a ponte delle radio a due canali con un fader in uscita, che deve essere spento in modo che il regolatore non influisca sulla frequenza di taglio dei filtri.

Naturalmente, secondo lo schema proposto, è possibile accendere il carico per registratori radio più moderni. Tutto quanto detto sopra resterà in vigore, scomparirà solo la possibilità di regolare il rapporto di potenza degli altoparlanti anteriori. Ad esempio, gli amplificatori più potenti dei modelli già citati con canali di diversa potenza sono realizzati utilizzando un circuito a ponte, mentre quelli meno potenti sono realizzati utilizzando uno convenzionale. In questa opzione è possibile utilizzare un collegamento misto delle testate anteriori ai canali posteriori e collegare gli altoparlanti posteriori come "back-up", che non richiede molta potenza, ai canali anteriori utilizzando il circuito normale o il circuito Haffler (con un segnale di differenza). Le posizioni dei fader anteriore-posteriore verranno scambiate, ma durante il funzionamento ciò non è praticamente significativo.

Oltre al collegamento misto delle testine all'amplificatore di un canale, da tempo viene utilizzato il collegamento a ponte del carico tra i canali sinistro e destro. Allo stesso modo, è possibile organizzare un canale riassuntivo per il collegamento di un subwoofer o di una testina a bassa frequenza separata. Questo schema di connessione è chiamato “mixed mono” nella letteratura in lingua inglese. Tuttavia, per i lettori della Radio non si tratterà di qualcosa di fondamentalmente nuovo [19, 20].

Consideriamo uno schema per collegare un amplificatore a una CA con due uscite del canale a ponte (Fig. 18). Le testine dinamiche BA1, BA2 costituiscono gli altoparlanti dei canali stereo sinistro e destro. Sono convenzionalmente indicati come banda larga. La testa a bassa frequenza VAZ è collegata tra le uscite degli amplificatori dei canali sinistro e destro, mentre i segnali vengono sommati e la testa riproduce un segnale monofonico.

In questo schema di collegamento è necessario avere due filtri passa alto per i canali stereo e un filtro passa basso per il canale riassuntivo. Il loro compito è impedire il funzionamento in parallelo delle testine e il sovraccarico dell'amplificatore. In genere, i filtri del primo ordine (C1, C2) vengono utilizzati per i canali stereo e i filtri del secondo ordine (C3L1) o del terzo ordine per i canali totali. Sono calcolati nel solito modo. La frequenza di crossover e l'ordine del filtro passa basso vengono selezionati nell'intervallo 80...200 Hz, a seconda della posizione della testina delle basse frequenze. Se si trova nella parte posteriore della cabina, la frequenza di crossover dovrebbe essere scelta la più bassa possibile e l'ordine più alto per evitare che il subwoofer riproduca la gamma della “voce”. Tuttavia, ciò richiede la produzione di induttori relativamente grandi. Non è auspicabile utilizzare nuclei magnetici ferromagnetici nella loro progettazione, poiché le distorsioni causate dall'inevitabile magnetizzazione del nucleo degradano significativamente la qualità del suono.

Per i registratori radio con amplificatore a ponte a quattro canali, che è dotato di quasi tutti i modelli moderni, le opzioni di accensione degli altoparlanti sopra descritte possono essere combinate in vari modi. Ad esempio, utilizzando sia uno schema di connessione "mono a bassa frequenza" che uno schema di connessione convenzionale (senza bridge) (Fig. 19), secondo lo schema risultante, è possibile collegare un subwoofer e "tweeter" o altoparlanti posteriori (con limitazione della larghezza di banda) e utilizzare i canali rimanenti per l'altoparlante anteriore. Poiché questa opzione utilizza uscite UMZCH invertenti e non invertenti, prestare attenzione alla polarità di collegamento delle testine. In una parola, ci sono molte opzioni: sarebbe una fantasia.

Tuttavia, tutte le soluzioni qui menzionate presentano uno svantaggio: i filtri crossover passivi all'uscita dell'amplificatore. Devono utilizzare condensatori all'ossido, il cui impatto negativo sulla qualità del suono è ben noto. Ovviamente puoi assemblare le "batterie" appropriate da condensatori di carta o polipropilene, ma le dimensioni e il costo di questi filtri supereranno tutti i limiti ragionevoli. Anche realizzare induttori per sezioni crossover a bassa frequenza è un test serio per un radioamatore. Quando si utilizzano cavi di avvolgimento comuni con un diametro di 1...1,5 mm, è difficile ottenere una resistenza attiva inferiore a 0,5 Ohm, il che significa una notevole perdita della già piccola potenza degli amplificatori integrati.

Inoltre, durante il processo di configurazione diventa spesso necessario modificare le frequenze di crossover o il livello del segnale fornito alle singole testine. Naturalmente è possibile fornire attenuatori, capacità commutate e induttanze, ma ciò complica notevolmente e aumenta il costo della progettazione, soprattutto per i filtri di ordine elevato. I principali produttori di altoparlanti per auto producono diversi modelli di crossover "universali" con frequenze di crossover commutabili, ma, di norma, utilizzano filtri del primo ordine. Al fine di aumentare l'affidabilità e ridurre il costo dei crossover, in essi vengono utilizzati raramente interruttori e la frequenza viene selezionata collegando le testine ai terminali appropriati.

La maggior parte di questi problemi possono essere evitati spostando i filtri crossover dall'uscita degli amplificatori al loro ingresso e passando alla biamplificazione. Per fare ciò, non è necessario utilizzare filtri attivi di ordine superiore. Anche i filtri passivi del primo ordine all'ingresso dell'UMZCH (1] forniscono una qualità del suono notevolmente migliore rispetto ai filtri all'uscita (alle stesse frequenze di crossover).

Questa opzione è più conveniente quando si utilizza una radio moderna con amplificatori a ponte a quattro canali di pari potenza e altoparlanti anteriori a tre vie. In questo caso, una coppia di canali serve ad amplificare i segnali nella banda LF e la seconda nella banda MF-HF. Per separare i segnali MF e HF, all'uscita dell'amplificatore viene utilizzato un filtro passivo, la cui struttura è abbastanza semplice per queste frequenze. Inoltre sono possibili opzioni di collegamento miste, ma è meglio utilizzare un amplificatore separato per il subwoofer.

La frequenza di crossover dipende dalle caratteristiche delle testine utilizzate, e l'ordine dei filtri dipende dalle frequenze di crossover (vedi sotto). Puoi lasciarti guidare dal seguente grafico di distribuzione della potenza (Fig. 20), costruito per uguale sensibilità delle testine [21]. La curva superiore corrisponde al rumore bianco, la curva inferiore corrisponde al segnale musicale medio.

Pertanto, se la sensibilità delle testine dei bassi e dei medi è uguale o simile, si consiglia una frequenza di crossover nell'intervallo 250...400 Hz. La sensibilità delle testine specializzate per la gamma media è solitamente di 3...5 dB superiore alla sensibilità delle testine per le basse frequenze; ​​in questo caso è consigliabile spostare la frequenza di crossover nella regione di 500...800 Hz. La distribuzione finale dei livelli del segnale viene regolata dal fader.

Inoltre, quando si sceglie il limite inferiore della banda dei medi, è necessario tenere conto della frequenza della risonanza meccanica principale, che dovrebbe trovarsi ad almeno un'ottava dalla banda di frequenza operativa. Se l'intervallo tra la frequenza di risonanza e il limite inferiore della banda media supera le due ottave, è possibile utilizzare un filtro del primo ordine e, se è più piccolo, è preferibile un filtro del secondo ordine. Per la banda delle basse frequenze è più che sufficiente un filtro del primo ordine.

I criteri elencati per la scelta delle frequenze di crossover sono abbastanza sufficienti quando si progetta un sistema audio domestico, ma in un'auto bisogna tenere conto anche delle caratteristiche specifiche dell'acustica interna. Nella regione di 300...700 Hz c'è sempre il rischio di una risposta in frequenza non uniforme. Inoltre la sua natura dipende dalla specifica posizione di installazione delle teste dinamiche. Per correggere la risposta in frequenza totale nell'abitacolo dell'auto, è desiderabile essere in grado di regolare la frequenza di taglio di almeno una delle bande entro circa un'ottava sopra e sotto rispetto al valore nominale.

Poiché l'acquisto di resistori variabili a quattro sezioni di piccole dimensioni necessari per ricostruire un filtro del secondo ordine è un problema per molti radioamatori, è possibile limitarsi a un filtro del primo ordine o ricostruire solo un collegamento in un filtro del secondo ordine. Quando si calcolano i filtri, è necessario conoscere la resistenza di ingresso dei microcircuiti UMZCH. Di norma è 25...35 kOhm. Per la struttura del filtro selezionata, è più conveniente regolare la frequenza di taglio del canale passa-basso.

Come esempio in Fig. 21 e fig. La Figura 22 mostra rispettivamente circuiti di filtro del primo e del secondo ordine, progettati secondo questi principi. È più conveniente includerli nella radio invece di separare i condensatori all'ingresso dell'UMZCH (a questo scopo vengono trasferiti all'uscita dei filtri). La maggior parte dei produttori di radio indica sulla scheda lo scopo funzionale dei pin del microcircuito e non è difficile trovare gli ingressi dei canali richiesti e i condensatori corrispondenti. In assenza di contrassegni e documentazione sul microcircuito, lo scopo dei pin può essere determinato applicando alternativamente ad essi un segnale con una frequenza di 1 kHz e un'ampiezza di 30...50 mV da un generatore 3Ch attraverso un condensatore con una capacità di 0,01 μF e ascoltandola sulle testine dinamiche collegate alle uscite.

È possibile utilizzare qualsiasi parte del filtro, preferibilmente piccola, poiché non c'è molto spazio libero all'interno della radio. Resistori fissi consigliati - MLT-0,125, condensatori - gruppi K73, resistori variabili doppi - SP2-6v, SPZ-4dM, OPZ-23, SPZ-33, resistori quadrupli - SPZ-33. L'installazione può essere montata o stampata: tutto dipende dalle capacità del radioamatore. Il filo comune dei filtri deve essere collegato al filo comune della radio, soprattutto - al terminale negativo del condensatore del filtro di potenza (nella radio questo è un condensatore all'ossido di capacità maggiore, solitamente 4700 µF o più) .

Il controllo della frequenza di taglio deve essere posizionato in modo che sia possibile accedervi. Nei modelli rimovibili di radioregistratori, può essere estratto “sotto la fessura” o con una maniglia incassata sul pannello posteriore, superiore o laterale. Nelle radio con pannello di controllo rimovibile o pieghevole, è più comodo posizionare il regolatore sul pannello frontale per un rapido accesso. Di norma a sinistra del CVL c'è spazio sufficiente per l'installazione del regolatore (area di installazione) (Fig. 23). Nei sintoamplificatori CD il “trasporto” occupa quasi l'intera larghezza della custodia, ma in essi è possibile inserire anche un resistore variabile di piccole dimensioni.

Dopo che tutti i componenti del sistema sono stati installati e assemblati, rimane l'ultima fase.

CONFIGURAZIONE

Il criterio principale durante l'accordatura è ottenere non una risposta in frequenza piatta, ma la più uniforme. È noto dalla pratica che il suono degli impianti audio per auto, anche con una risposta in frequenza perfettamente piatta, in alcuni casi alle alte frequenze disturba in modo spiacevole l'orecchio. Apparentemente, ciò è spiegato dalla peculiarità dell'udito umano, che percepisce i segnali diretti e riflessi in modo diverso. Il microfono di misurazione non è in grado di separarli. È stato sperimentalmente stabilito che il suono più naturale ed espressivo in un'auto si ottiene quando la risposta in frequenza in termini di pressione sonora ha un leggero aumento (2...3 dB) a frequenze inferiori a 150...200 Hz e la stessa diminuire a frequenze superiori a 3 ...7 kHz. I valori esatti della correzione della frequenza dipendono dalle proprietà acustiche di una particolare cabina e sono determinati sperimentalmente.

Esistono due modi per misurare la risposta in frequenza di un sistema. Il primo di questi prevede l'utilizzo di una sorgente di rumore bianco o rosa e di un analizzatore di spettro audio. Questo metodo richiede un tempo minimo e i risultati della misurazione sono molto chiari. Sfortunatamente, a causa dell'elevato costo dell'attrezzatura, è praticamente inaccessibile ai dilettanti, ma è ampiamente utilizzato nel processo di regolazione della risposta in frequenza in studi di installazione specializzati. In alternativa, per misurare la risposta in frequenza, è possibile utilizzare un PC con una scheda audio e un programma di analisi di spettro [22], ma in assenza di un microfono di misurazione calibrato, difficilmente la precisione della misurazione sarà soddisfacente. Tuttavia, se ci rifiutiamo di misurare il livello assoluto di pressione sonora, limitandoci solo a valutare la relativa irregolarità della risposta in frequenza (che, in effetti, è ciò che ci interessa), questo metodo è abbastanza adatto. Devi solo tenere presente che non tutte le schede audio possono funzionare contemporaneamente come ingresso e uscita e il microfono (tenendo conto della possibile risposta in frequenza irregolare) dovrebbe funzionare normalmente con una pressione sonora fino a 110 dB. Le misurazioni vengono effettuate ad un livello standard di 90 dB, che a livello uditivo corrisponde ad un volume leggermente superiore alla media.

Un altro metodo, sebbene più economico, ma incomparabilmente più laborioso, è misurare la risposta in frequenza punto per punto.

Per fare ciò, avrai bisogno di una fonte di segnali di prova (un CD con la registrazione di una griglia di frequenza di un terzo di ottava o di un generatore di segnali) e di un misuratore di pressione sonora. Purtroppo anche questo dispositivo scarseggia (anche se non costa molto di più di un multimetro cinese). Può però essere completamente sostituito da un microfono con risposta in frequenza nota e un millivoltmetro. La qualità delle misurazioni praticamente non ne risentirà, ma dovrai tenere conto della risposta in frequenza del microfono stesso e valutare solo l'irregolarità della risposta in frequenza. Questo metodo utilizza anche un PC con una scheda audio, che consente di utilizzare una griglia di frequenza arbitrariamente fine, fino a un tono scorrevole. Il software per tali misurazioni può essere trovato su Internet [23].

Dopo aver analizzato la risposta in frequenza risultante, si può trarre una conclusione sulla necessità di una correzione della frequenza. Buchi e picchi nella regione delle frequenze medie e alte con un'ampiezza non superiore a 0,5 ottave e un valore fino a 4...5 dB sono appena percettibili all'orecchio; grandi irregolarità vengono percepite come un cambiamento nella colorazione del timbro. Nella maggior parte dei casi non è necessaria una correzione "dettagliata" in questo intervallo. Di solito riescono con la correzione integrale utilizzando un controllo del tono ad alta frequenza. L'irregolarità locale consentita della risposta in frequenza nella regione delle basse frequenze è inferiore a - 2...3 dB, ma i cali nella risposta in frequenza sono meno evidenti all'orecchio rispetto ai picchi. L'irregolarità della risposta in frequenza in quest'area viene percepita dall'orecchio come una differenza nel volume del suono delle singole note nei passaggi.

A seconda della natura dei difetti, viene scelto il metodo di correzione. Per piccoli errori in prossimità delle frequenze di crossover bisogna innanzitutto cercare di distanziarle leggermente o, al contrario, sovrapporle in modo da compensare gli aumenti e le cadute della risposta in frequenza. Ma le capacità di questo metodo sono limitate, quindi è necessario un equalizzatore per correggere la risposta in frequenza in altre aree.

Le aree con irregolarità fino a 6...8 dB sono soggette a correzione utilizzando un equalizzatore. Una correzione più profonda può essere evidente a orecchio, indicando, prima di tutto, gravi errori di calcolo nella progettazione del sistema. Di norma, la soppressione dei picchi è meno evidente all'orecchio rispetto alla "retrazione" dei buchi, che richiede anche la stessa riserva di potenza (ogni 3 dB corrisponde al raddoppio della potenza del segnale nella banda di correzione). Sfortunatamente, l'utilizzo di un equalizzatore esterno è solitamente possibile solo con un UMZCH esterno, poiché quasi tutte le radio non dispongono di un ingresso per l'amplificatore di potenza. Tuttavia, un radioamatore può apportare le modifiche appropriate al progetto della radio utilizzando le raccomandazioni sopra riportate per il collegamento dei filtri.

Per correggere un gran numero di difetti della risposta in frequenza locale, è necessario un equalizzatore grafico a 15 bande (2/3 ottava) o 30 bande (un terzo di ottava). Poiché l'influenza reciproca delle regolazioni è troppo grande, il processo di sintonizzazione richiede un monitoraggio costante della risposta in frequenza per ottenere un risultato garantito. In assenza di un analizzatore di spettro, la complessità della configurazione aumenta molte volte, quindi gli equalizzatori grafici multibanda non si sono ancora diffusi nelle installazioni amatoriali: questa è una prerogativa dei professionisti.

Se ci limitiamo ad eliminare solo gli errori specifici più evidenti nella risposta in frequenza che si verificano all'interno dell'auto, il numero di bande di controllo nelle frequenze medie e alte può essere ridotto. Sono noti modelli di equalizzatori per auto da cinque a sette bande, realizzati secondo questo principio, compresi quelli integrati nell'autoradio. Sono facili da distinguere dagli altri per la loro fitta griglia di frequenza nella regione delle basse frequenze (da tre a quattro bande) e per la griglia di frequenze sparse (da due a tre bande) nella gamma delle alte frequenze. In questo caso, è del tutto possibile impostare la correzione con una precisione accettabile senza ricorrere al monitoraggio costante della risposta in frequenza, il che rende questa opzione più adatta ai dilettanti.

In prima approssimazione è possibile impostare sull'equalizzatore una risposta in frequenza “speculare” rispetto a quella misurata, ma è comunque preferibile effettuare misurazioni di controllo.

In quei casi fortunati in cui è necessaria la correzione solo in tre o quattro bande, è più conveniente utilizzare un equalizzatore parametrico, che consentirà di selezionare la frequenza centrale e la larghezza di banda di controllo (fattore di qualità) per ciascun controllo. Ciò consentirà di apportare modifiche solo nelle bande di frequenza richieste, senza influenzare altre aree. Dal punto di vista dell'interferenza minima nel segnale, questa classe di equalizzatori non ha rivali, ma non si è ancora diffusa. Purtroppo tra gli equalizzatori per auto ce ne sono solo pochi completamente parametrici (con fattore di qualità regolabile). Vengono offerti molti più modelli con un fattore di qualità fisso, ma le loro capacità sono leggermente inferiori. La diffusione degli equalizzatori di questo gruppo è limitata anche dalla necessità di un controllo oggettivo dei risultati della sintonizzazione.

Alcune radio e ricevitori CD di fascia alta incorporano un equalizzatore elettronico con un analizzatore di spettro e sono in grado di correggere automaticamente la maggior parte degli errori di risposta in frequenza utilizzando il microfono di misurazione incluso. Questa è la soluzione ideale per gli amanti della musica che non dispongono di apparecchiature di misurazione.

La procedura descritta per creare un sistema audio (scelta del concetto, installazione, misurazioni, scelta del metodo di correzione ottimale, messa a punto) è destinata ai veri intenditori che non sono limitati dal fattore tempo. Durante l'installazione professionale, spesso non viene eseguita alcuna misurazione preliminare della risposta in frequenza e nel sistema viene inizialmente installato un equalizzatore grafico. Regolandolo durante il monitoraggio della risposta in frequenza con un analizzatore di spettro, si ottiene la correzione necessaria. Il grado di attuazione del piano dipende dal livello professionale dell'installatore e dal tempo a sua disposizione per il lavoro. In ogni caso, ora dovrebbe essere chiaro al lettore che in due ore non è possibile ottenere il suono “corretto” in macchina...

Letteratura

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Autore: A. Shikhatov, Mosca

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