ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Isolamento de ruído do carro: identificação e supressão de fontes de ruído Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Áudio Às vezes, quando o trabalho de instalação de um sistema de áudio automotivo está concluído e seu “retrato sonoro” já pode ser ouvido, cores e tons são subitamente encontrados nele, o que introduz desarmonias óbvias e tonalidades indesejáveis em sua percepção: esses são os notórios “ ruídos do sistema”, que são especialmente perceptíveis para um ouvido treinado conhecedor de “arte de áudio”. Ruídos matam o som puro e, como camadas e “discos”, estragam a tela perfeita de um grande mestre. Para dar ao som cores naturais e vivacidade, você deve primeiro determinar a natureza e as fontes de ruído, o que ajudará a controlá-los. É útil pensar tanto "antes" quanto "depois" Os instaladores estão familiarizados com a situação em que os ruídos do sistema aparecem de repente, como um desastre que não era esperado: depois de vinte sistemas "normais", o vigésimo primeiro de repente começa a fazer barulho, confundindo seus criadores, como uma criança irritada exigindo sentar ao lado de três , cinco ou mais horas até que a dor seja encontrada e removida. Se considerarmos o sistema de áudio como um meio de transmissão de informações confiáveis, podemos comparar o ruído do sistema com as informações falsas introduzidas que interferem na percepção plena do sinal útil pelo ouvinte: podem ser cliques repetidos, assobios, guinchos e outra interferência penetrando no link acústico do sistema de áudio. Na verdade, todos os componentes do sistema trazem uma certa quantidade de informação de ruído para o caminho de reprodução do som, e seu nível total é geralmente chamado de limiar de ruído do sistema. Se ocorrer ruído nos links iniciais do circuito, quanto mais longe você puder "mover" o sinal útil do limite de ruído nos dispositivos de leitura e pré-amplificador, mais eficientemente os amplificadores funcionarão e a acústica soará mais limpa. No entanto, a insidiosidade do ruído reside no fato de que eles podem penetrar no sistema através do link dos amplificadores finais e mesmo depois dele, por exemplo, através do filtro passa-banda acústico. Começando a trabalhar em um sistema de áudio complexo, instaladores experientes pensam em eliminar o ruído mesmo na fase de seleção e planejamento do circuito: a melhor cura para o ruído é cuidar de sua prevenção através da escolha correta do circuito e da tecnologia de instalação. Em primeiro lugar, os instaladores prestam atenção às interconexões: se não for fibra óptica, é difícil prever a vulnerabilidade de qualquer condutor elétrico a fontes de ruído automotivo (consulte "Master 12 Volt" N 1/98, pp. 30-38) , embora você possa tomar medidas preventivas conhecidas. A tecnologia preventiva convencional se resume a colocar os condutores de potência e de sinal remotamente um do outro, por exemplo, ao longo de diferentes bordas do piso interno do carro, mas instaladores experientes conseguem evitar ruídos mesmo ao colocar os dois tipos de condutores juntos devido à seleção correta do sistema componentes. Segundo um deles, até 90% do ruído tem origem no próprio equipamento instalado. O imperativo da lucratividade coloca outro requisito antes do mestre: escolher com flexibilidade a tecnologia e os meios. Por exemplo, se um amplificador de potência estiver instalado no sistema que aciona apenas o subwoofer, então o instalador pode achar justificável executar a fiação de energia e sinal lado a lado no mesmo lado da cabine. Quando se trata de alternar um amplificador que carrega acústica de banda larga e um link de alta frequência, a colocação preventiva de linhas de cabos de energia e sinal em lados diferentes é certamente mais confiável. Com o que eles caçam ruídos Para eliminar ruídos, é desejável entender sua natureza e encontrar suas fontes. Hoje existem meios técnicos, como, por exemplo, detectores de radiação eletromagnética (os chamados farejadores de áudio), que lembram um pouco um estetoscópio médico: eles podem ser usados para sondar várias partes do carro com uma sonda, o sinal de que é convertido e alimentado aos fones de ouvido do instalador, falando sobre a presença de campos fortes. Uma versão caseira mais barata de tal dispositivo - um reprodutor de áudio portátil com alto-falante ou microfone externo - imita até certo ponto essa sonda, embora sua baixa sensibilidade deva ser compensada pela alta qualificação do mestre. Artesãos capazes usam ferramentas como contadores de frequência, amperímetros ou osciloscópios de baixa frequência para localizar o ruído. No entanto, esses meios são mais frequentemente utilizados quando o ruído já "vazou" para a acústica. A necessidade de medidas preventivas força o mestre a pensar em maneiras de proteger o sistema contra a ameaça de ruídos induzidos e outros. A regra nº 1 consiste em blindagem confiável de interconexões: você deve saber não apenas como escolher os condutores de potência e sinal corretos com boa imunidade a ruídos, mas também como garantir a blindagem ao colocar linhas nas juntas e conectar-se a links intermediários, lembrando que suas condição pode se deteriorar durante a operação devido a vibrações, influências térmicas, atmosféricas e outras. A blindagem ajuda a proteger contra a propagação de interferência indutiva no ar, mas a fiação também pode captar interferência eletromagnética que ocorre como resultado da interferência de sinais transmitidos através de condutores. Eles também podem se manifestar na forma de cliques quase imperceptíveis, coceira ou guincho, e a probabilidade de ocorrência em carros dos últimos anos de produção, repletos de todos os tipos de eletrônicos padrão, não é menor do que nos mais antigos. Muitas vezes, em novos modelos, uma grande variedade de condutores se estende do compartimento do porta-malas sob o capô na forma de um feixe grosso que carrega muitos sinais de várias propriedades. Isso dificulta o roteamento de cabos de sinal para o sistema de áudio. O mestre é obrigado a excluir possíveis interseções com essa fiação padrão para reduzir a probabilidade de interferência. Como já foi dito, para isso eles tentam conduzir a fiação em lados diferentes do piso do compartimento de passageiros, mas às vezes, em carros especialmente "complexos", é necessário puxar os dois tipos de condutores ao longo de seu centro. Quando a escolha é limitada, os especialistas recomendam manter uma distância entre as duas linhas de pelo menos 25-30 cm e, se o condutor de sinal não puder deixar de cruzar o fio de alimentação, isso deve ser feito em um ângulo de 90, o que minimizará a indução induzida ao redor da blindagem (ao colocar em paralelo, a vulnerabilidade do condutor de sinal a ruídos desse tipo é maximizada). O que dá o design dos condutores de sinal Para aumentar a imunidade a ruídos de condutores blindados, em particular ao colocá-los em pares, recomenda-se a utilização de um par trançado, em que ambos os cabos sejam fixados rigidamente, por exemplo, com fita isolante, para melhor proteção contra campos eletromagnéticos dispersos . Não muito tempo atrás, os projetistas de condutores de sinal começaram a usar o par trançado (fios de sinal e terra são trançados neles e incluídos em uma blindagem externa adicional) como meio de blindagem nos próprios cabos de interconexão. Esta solução é inferior aos condutores de pares simétricos ("balanceados") em termos de eficiência de supressão de interferência indutiva, mas é muito mais simples e barato. Quanto aos próprios condutores de pares balanceados, seu uso é justificado principalmente quando as unidades do sistema (por exemplo, unidade principal, processador e amplificador de potência) já estão preparadas para seu uso. Como uma versão desse condutor, às vezes são usados cabos de microfone balanceados de alta qualidade, que, com características comparáveis, podem ter um preço mais atraente. Deve-se notar aqui que a transmissão de sinal em linhas balanceadas não pode eliminar todo o ruído que ocorre em um sistema de áudio automotivo. Se o ruído surgiu antes de um par balanceado (por exemplo, na unidade principal), este componente de ruído permanecerá após o sinal complexo ser transmitido por linhas balanceadas (consulte "12 Volt Master" N 3/97, páginas 26-28). Formação de circuitos parasitas Mesmo que o instalador tenha usado materiais da mais alta qualidade e técnicas comprovadas de colocação de cabos e fios, ainda existe a possibilidade de ruído no sistema, pois há outro perigo - a formação de um loop parasita. Esse fenômeno ocorre principalmente em sistemas de áudio com dois (ou mais) pontos de aterramento por chassi, nos quais as impedâncias são desiguais: neste caso, a corrente elétrica flui em direção ao ponto de aterramento com menor resistência elétrica, independente do comprimento desta seção de o circuito. Via de regra, um sistema de áudio com amplificadores de potência instalados no compartimento do porta-malas possui dois pontos de aterramento: um deles fica próximo à unidade principal e o outro próximo ao amplificador. Como explicam os especialistas, todos os produtos autoeletrônicos modernos alimentados pela rede de bordo do carro são equipados com um ou outro filtro embutido, cuja finalidade é "coletar" ruídos resultantes de captadores e transmitidos por fios de energia ou gerados no dispositivo si mesmo, e "reinicializá-los" ao longo do condutor de terra para o corpo. Então, o que acontece quando o aterramento da unidade principal é melhor que o aterramento do amplificador? O ruído do auto-rádio pode ser transportado ao longo da blindagem da interconexão de sinal para o condutor de sinal interno e aparecer como ruído geral do sistema no link de amplificação do sinal. Embora os loops parasitas sejam conhecidos dos instaladores há muito tempo, eles ainda podem ocorrer quando essa parte importante da tecnologia de instalação do sistema de áudio é negligenciada. Os fabricantes de amplificadores de potência automotivos seguiram caminhos diferentes para combater o ruído espúrio, concentrando-se principalmente na redução do ruído na entrada do pré-amplificador. Por exemplo, os amplificadores Blaupunkt são conhecidos por seu sistema de cancelamento de ruído HUSA, os amplificadores Philips usam um circuito CMR (rejeição de modo comum) e os produtos LA Sound usam um circuito de cancelamento de ruído ativo. Alguns instaladores recomendam usar um único ponto de aterramento do chassi, como próximo a um amplificador de potência no porta-malas, e depois passar um fio terra adicional para a unidade principal. Nesse caso, mesmo com o passar dos anos, o "equilíbrio" da confiabilidade do aterramento do sistema não mudará de forma alguma. A regra principal é escolher uma parte metálica grossa da carcaça, fazer um furo e usar um parafuso e uma porca com uma arruela de pressão para pressionar o condutor na superfície metálica limpa. Ainda melhor é usar um furo de estoque ou parafuso de montagem, alguns instaladores usam um dos parafusos de montagem do cinto de segurança traseiro para essa finalidade. Algumas adições a esta regra básica: use condutores de bitola suficientemente grande para fornecer baixa resistência no circuito de aterramento. O nível de ruído do sistema também aumentará quando um dos elementos da bateria do carro "sentar" e a resistência sobre ele aumentar. O calibre dos cabos de alimentação usados também é importante: se o sistema de áudio, por exemplo, levar 100 A, e o condutor de alimentação - apenas 10 gauge, então em volume máximo, a alta resistência do condutor degradará os parâmetros elétricos do sistema e pode aumentar o nível de ruído até danificar os componentes. Pequenos campeões na luta contra o ruído Alguns produtos no mercado hoje podem afetar de alguma forma o ruído do sistema no carro. No entanto, especialistas experientes dizem que essas "drogas" devem ser usadas com muito cuidado. Por exemplo, filtros de ruído instalados no circuito de um condutor de potência (em particular, alimentando um amplificador de potência) são considerados por muitos como "curativos temporários" que não removem o problema, mas apenas ocultam sua fonte. No que diz respeito às unidades principais, elas geralmente usam fontes de alimentação que não fornecem filtragem de ruído adequada, por isso às vezes é útil complementar o circuito de alimentação de baixa amperagem com um filtro pequeno. Isoladores especiais de acoplamento parasitário surgiram agora no mercado para lidar com o problema mencionado de aumento da resistência em pontos de terra para o caso, embora nem todos os especialistas recomendem seu uso. A razão é que esse isolador geralmente é um pequeno bloco com um par de transformadores internos e conectores RCA externos (entradas e saídas). Quando um sinal de música é aplicado, os transformadores isolam as entradas de graves das saídas de graves, porém, ao passar por um transformador (geralmente um tipo de núcleo de fio) o sinal AC perde a conexão elétrica real entre a entrada e a saída, embora quebre a conexão entre os dois pontos de aterramento ao chassi. A perda de contato elétrico no transformador leva a grandes perdas na banda larga do sinal: primeiro, devido ao acoplamento capacitivo, o componente de baixa frequência do sinal útil é cortado e, em segundo lugar, devido à indutância, suas altas frequências são " filtrado". Para fugir das deficiências inerentes aos isoladores desse tipo, os fabricantes de eletrônicos automotivos começaram recentemente a oferecer aos motoristas os chamados. drivers lineares, que são amplificadores compactos de tensão de sinal na saída linear (por exemplo, uma unidade principal ou um trocador de CD). Aumentar a tensão do sinal transmitido através do condutor interbloco permite reduzir o limiar de ruído a um nível em que o ruído é absolutamente inaudível mesmo em volumes altos. Além disso, o driver linear permite desacoplar circuitos de sinal entre dispositivos instalados no painel (rádio do carro, etc.) e montados no porta-malas (amplificador de potência, etc.). Aumentar a tensão de entrada no circuito de sinal também permite que o amplificador seja operado em níveis de potência de saída mais baixos e ajuste o controle de ganho na entrada do amplificador para uma posição que forneça baixa sensibilidade ao ruído gerado externamente. Recentemente, os fabricantes de eletrônicos automotivos começaram a produzir unidades principais com uma tensão na saída linear de cerca de 4-6 volts, o que permite obter o mesmo efeito sem dispositivos adicionais. O ruído do sistema tem muitas faces O ruído do sistema pode ser causado por mais do que fiação ruim ou aterramento ruim do chassi. Os especialistas estão cientes de outras razões. Por exemplo, em sistemas de áudio automotivos complexos, não se pode prescindir de filtros de passagem de banda - crossovers. Dentro do crossover passivo existem indutores que, além de sua função principal - cortar frequências de uma determinada faixa, podem atuar como antenas, captando ruídos eletromagnéticos de um gerador elétrico ou circuitos de alta corrente. Ao instalar componentes e outras acústicas, os cruzamentos geralmente precisam ser colocados dentro do painel, onde a probabilidade de campos é alta. Um carro moderno pode oferecer outra surpresa: um usuário encontrou um ruído acústico perceptível com frequência de cerca de 1 kHz nos alto-falantes do novo sistema de áudio de seu BMW, que apareceu não apenas enquanto ouvia música, mas mesmo quando o sistema era ligado desligado e o motor funcionando. O motivo das picapes acabou sendo uma decisão imprudente do instalador de colocar crossovers passivos na área do banco traseiro, atrás do qual a bateria está localizada em muitos modelos da BMW. Os cabos de força que saem dele (e a proximidade do fio de alta corrente que alimenta o aquecedor do vidro traseiro) contribuem para a formação de campos eletromagnéticos suficientemente fortes, que são bem captados pelas bobinas dos filtros passa-banda acústicos, que servem como "antenas" para receber radiações deste tipo. Há também casos em que o ruído do sistema "se manifesta" algum tempo após a entrega do sistema ao cliente. Para chegar ao fundo da causa, os artesãos antes de tudo "recuam", tentando traçar a história da operação do carro depois que ele saiu da oficina de instalação. Descobriu-se, por exemplo, que o proprietário trocou a tampa do distribuidor e removeu a graxa especial em seu eixo central. O resultado é um aumento no ruído elétrico que entrou no sistema de áudio através do circuito padrão. Se o histórico de operação mostrar que o gerador ou a bateria foram substituídos recentemente, antes de tudo, vale a pena certificar-se de que eles estejam devidamente aterrados ao gabinete e que a bitola do fio terra seja suficiente. Em alguns carros de construção de quadro, o aterramento pode ser realizado no corpo, que nem sempre está conectado ao quadro em uma única estrutura com uma solda contínua; portanto, ao depurar um sistema de áudio poderoso, o mestre deve prestar atenção especial à escolha do aterramento correto localização. Terminais de bateria corroídos são um problema “infantil” para o instalador, no entanto, a negligência do proprietário do carro, que não substituiu a bateria a tempo ou não a segue, pode se transformar em uma situação tão desagradável quando após um mês ou dois o sistema começa a fazer barulho, e o cliente tenta acusar o instalador de desonestidade ou falta de qualificação. Se realmente faltam qualificações, o mestre pode cometer outro erro repleto de ruído: instalar o amplificador de potência diretamente na superfície metálica do gabinete sem uma junta isolante. Assim, independentemente da experiência já acumulada em lidar com o ruído em sistemas de som automotivo e das medidas preventivas pré-concebidas, o instalador ainda está à espera de "surpresas de ruído", pois cada novo sistema (e cada novo carro) carrega algo individual. Além disso, muitas regras tradicionais para lidar com esse inimigo insidioso do som puro têm suas exceções, já que o mestre geralmente é salvo por um padrão: quanto mais forte o ruído no sistema de áudio do carro, mais fácil é detectar sua fonte. Publicação: cxem.net Veja outros artigos seção Áudio. Leia e escreva útil comentários sobre este artigo. Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica: Máquina para desbastar flores em jardins
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