1.收音机的原理
收音机从许多广播电台发射的无线电波中选择某一需要的节目，接收信号示意图如图5-16所示。
在无线电广播中，有AM和FM。收音机接收AM广播和接收FM广播是不同的。两种波都接收的收音机有两只调谐器，分别用于AM和FM。它们通过按钮操作来切换。
因为车辆要去很多地方，例如城区、郊区和山区，收音机通过天线接收的无线电波强度变化很大。因此，汽车收音机具备高灵敏度，在建筑阴影下和大山之间的微弱无线电波也可以收到。
利用AGC线路、ATC线路、ASC线路等可以减少噪声。
图5-16 收音机接收信号示意图
除了选择通过天线收到的广播外，收音机清除电信号（载波+声信号）中的载波。这一操作称为检波。
如图5-17所示，广播电台发射的声音信号与载波进行合成变成调制信号。因此，话音要把此信号转换成声音，必须去掉载波，只得到声信号。因为FM广播使用立体声故能发射出左、右两个不同声道的信号。因此，FM收音机也有将合成信号分成左、右的功能。
图5-17 载波信号与调制信号
因为收音机收到的无线电信号非常微弱，要由放大器将信号充分放大，这样使扬声器发出声音。
放大器可以装在收音机中，也可以单独装，像立体声音响的一个组件。
AM和FM广播的调制方法（声音信号与载波合成的方法）不同，如图5-18所示。AM将载波的波幅按声音信号转换。
图5-18 AM和FM广播的调制方法
FM将载波的频率按声音信号的频率转换。
将AM信号与FM信号比较，可以看到有以下区别：
1）与AM广播相比，FM广播有良好的音质和较少的噪声。
2）所有的FM广播均是立体声广播，但AM广播除某些电台（或节目）外，均是单声道的。
3）AM广播使用中波，FM广播使用超高频。AM广播的服务范围大于FM广播。
如图5-19所示，不同的国家和地区有各种类型的广播电台。这些广播电台频道根据频率（或波长）而变化。
2.天线的原理
天线是无线电信号通往收音机的“大门”，因此是产生良好声音的重要元件。
（1）天线的类型 车辆使用下述两类无线电天线：拉杆天线和后窗印刷型天线，如图5-20所示。
接收收音机信号的天线主要安装在车辆的后扰流板、行李箱盖、保险杠、后部侧围板、后窗玻璃、车顶天线等位置。
拉杆天线可以分成装在前后翼子板上的类型和装在车顶后中部的类型。
图5-19 不同频道信号波长（或频率）不同
电动马达驱动型拉杆天线，即电动天线，可以通过收音机开关ON/OFF使之向上/向下移动，现在这种天线已不多见了。
印刷型的后窗天线是将导电漆涂在后窗玻璃上。其特点是不像拉杆天线要移上移下，也没有风的噪声，同时它很耐用，因为它不需要折叠也不会生锈。
图5-20 常见的天线类型
图5-21为宝马E90的后窗玻璃天线。宝马车上通常还有用于卫星数字音频广播（SDARS）的车顶天线，如图5-22所示，主要用于导航的GPS接收器、电话天线、数字调谐器。
（2）天线和接收灵敏度 由天线收到的无线电波变成电流极微弱的电气信号，并通过称为同轴电缆的芯线（馈线）送到收音机，如图5-23所示。天线要接收无线电波，其长度应该是无线电波的波长的1/2。例如，AM广播电台的频率为1300kHz，需要115m的天线。在车辆上不可能安装这么长的天线，但是应该使用尽可能长的天线。
图5-21 宝马E90后窗玻璃天线
1—带有多相择优模块的天线放大器 2—FBD天线 3—带阻滤波器 4—FM3和TV1天线 5—FM2和TV2天线 6—FM1天线 7—HBL滤波器 8—AM天线
图5-22 用于SDARS的车顶天线
1—移动电话和远程通信系统控制单元（TCU）的电话天线 2—用于接收卫星信号的SDARS天线 3—GPS天线 4—用于接收地面信号的SDARS天线 5—GPS信号插头（蓝色） 6—SDARS地面信号 7—电话信号插头（枣红色） 8—SDARS卫星信号 9—电话信号插头（灰色）
在用拉杆天线的情况下，要高质量地收听收音机，天线应该完全拉出。
如果是后窗印刷型天线，印刷上的细微破坏也会导致灵敏度变坏。
图5-23 天线结构与接收灵敏度
（3）天线和噪声 天线接收的电气信号通过同轴电缆到达收音机。如果有除广播的无线电波外的其他噪声进入，收音机中产生的噪声将使节目难以收听。
车子上的设备，例如点火系统、充电系统和电动机产生各种各样的噪声。
为了防止噪声进入同轴电缆芯线，电缆外缠网状导电线，即屏蔽线。此屏蔽线隔断噪声并进行接地以防止噪声进入系统，如图5-24所示。
维修提示：如果屏蔽线不能良好接地，会产生噪声。
图5-24 天线同轴电缆芯线的屏蔽线
玻璃印刷型天线：印在后窗玻璃上的天线就像图5-25中所示的图案（图案随车型而变）。
由于其灵敏度不如拉杆天线、天线和收音机之间的距离远则收到的信号就被减弱等原因，天线收到的电气信号应该用增压放大器来放大。
如果采用玻璃印刷型天线，如图5-25a所示，在车窗除雾器线路中接着一只称为轭流圈的零件。它通过将后窗除雾器电源所含的干扰电流接地来阻止噪声进入收音机。
图5-25 印刷型天线及其增压放大器与车窗除雾器线路中的轭流线圈
FM的分集式天线：如图5-26这种天线系统通过将两根天线组合以防止诸如衰减之类的接受问题以保持良好的接收条件。一般来说，此系统有一根主天线和一根副天线。当主天线的灵敏度变弱时，对主天线与副天线的灵敏度进行比较，使用灵敏度较好的一根。
图5-26 FM的分集式天线
车顶天线：如图5-27所示，常见的车顶天线只有正常拉杆天线长度的1/8，这样它不会在隧道内或户内停放时碰坏。作为一种改善灵敏度的设备，在天线底座处安装一只天线放大器，这样它的接收水平不比正常拉杆天线差。在天线损坏时，这种天线可以通过逆时针旋转将它取下。
3.收音机接收问题
由于汽车收音机的收音质量取决于天线长度和车子的噪声干扰，车子可以清晰接收节目的广播服务区域是比较小的。
图5-27 车顶天线
噪声称为脉冲噪声。人们普遍认为FM广播音质良好，但车子也会开到无线电波微弱的区域，因此这一概念也不是永远适用的。
（1）调幅广播的信号接收问题 如图5-28所示，调幅广播容易受外界噪声的影响。如果无线电波微弱的区域发生雷电或者靠近交通信号、电力线或火车轨道，噪声就易于产生。
此外，汽车音响系统容易受到音响系统所在车子的汽车元件，诸如火花塞、点火线圈和发电机之类产生的电气噪声的影响。
自然现象和非车辆本身的噪声是不可避免的。
图5-28 调幅广播容易受外界噪声及车辆本身电气噪声的影响
1）电器噪声的产生。当用开关或继电器开到ON或OFF，接通或断开流往电器元件特别是线圈的电流时，在触点之间会产生火花。这就在流经连接开关或继电器触点的电流增加了一种不需要的、称之为“噪声”或是“干扰”的成分。它转而通过导线产生噪声，如图5-29所示。其他可能的噪声源是交流电动机的直流元件、发动机ECU产生的脉冲电流等。这种干扰对汽车音响系统有负面影响，它引起静电和其他噪声通过扬声器输出。
图5-29 电器噪声的产生
2）噪声防范措施。(www.xing528.com)
①点火系统。点火线圈产生的高压通过高压线圈传送到火花塞。此高压在高压线圈和火花塞产生非常强的噪声。此噪声辐射到发动机罩，并从那里进入无线电天线，如图5-30所示。要防止此噪声的产生，一般采取了如图5-31所示的措施。
图5-30 点火线圈和火花塞的噪声辐射到发动机罩
高阻尼高压线（图5-31a）：使用电阻式或缠绕式电线作为高压线的芯线，可将电流中的噪声成分转化成热能。
电阻式火花塞（图5-31b）：在火花塞的中央电极塞入一只电阻，用于抑制噪声成分。
发动机罩接地（图5-31c）：使用导电橡胶做的发动机罩垫子，将发动机罩连接到车身。
提示：某些车型在发动机上有一只点火线圈噪声过滤器（图5-31d）。
②扬声器。当扬声器操作时，在扬声器的ON/OFF触点产生电气噪声。为减小此噪声时，可在扬声器的ON/OFF触点处并联一只可变电阻，如图5-32所示。
③刮水器电动机。当刮水器电动机运行时，在电动机电刷处产生电气噪声。
因为噪声是在电刷产生的，在线路中安装一只电容器。电器噪声被电容器吸收转变为热能，如图5-33所示。
在某些车型上，在电动机的外侧连接一只轭流线圈。
图5-31 防止点火系噪声辐射的措施
图5-32 扬声器上的防噪声辐射的措施
图5-33 刮水器电动机处的防噪声辐射的措施
④转向信号闪光器。当转向信号闪光灯在运行时，转向信号闪光灯内的继电器触点反复开和关。结果在继电器触点和线圈内产生电气噪声。可在图5-34所示位置并联一只电容器，由于连接了一只电容器，电源线上不产生噪声。
图5-34 闪光器处的防噪声辐射的措施
3）信号的相位干扰。AM广播容易受到电干扰和相位干扰。夜间当电离层的反射变得较强时，反射波和广播天线的直接波相互干扰，声音会发生改变。这种现象称为相位干扰。相位干扰仅发生在夜间，在车辆接收到来自同一发射器的两种无线电波信号时形成：一种信号由电离层反射而来，而另一种信号直接从发射器接收，如图5-35所示。
（2）调频广播的信号接收问题 FM广播与AM广播不同。在服务区域中，外部噪声小，并且没有电离层的反射。结果，衰减不会发生，但会发生渐弱或多路之类的干扰，如图5-36所示。
渐弱现象：因为FM广播的频率高，无线电波被小山或混凝土结构反射。当车辆驶入这些障碍物的阴影中时，无线电波变得极其微弱，声音会突然停止，并且发生白噪声干扰。这种现象称为渐弱。
多路现象：当接收FM广播时，天线接收从广播电台直接发射无线电信号和被障碍物反射的信号。直接波和反射波存在相位差。它们相互干扰并产生噪声和畸变。这种现象称为多路。
图5-35 AM信号的相位干扰
4.扩音器和扬声器
（1）放大器 来自磁带放音机或无线电接收机的信号非常弱，因此不能从扬声器听到。放大器是放大来自磁带放音机或无线电接收机的信号，并发送到扬声器的装置。普通的无线电接收机或磁带放音机内装有一放大器。然而最近，某些放大器是音响系统的一个独立的组件。
放大器包括调整放大器（亦称前置放大器）和功率放大器（亦称主放大器），有些是独立的，有些是内置的，如图5-37所示。
图5-36 调频广播信号的渐弱及多路现象
在立体声广播中，有两种信号，因此需要两类放大器。对于4扬声器型，立体音响系统有4只放大器。
图5-37 放大器
放大器的组成与输出如图5-38所示。
控制放大器：控制放大器位于功率放大器之前。它在收音机和磁带放音机之间切换输入信号，并控制音量、平衡和音调等。通常音调控制由低音和高音的双音控制组成。在这种情况下，低音和高音的强度可以分别控制。
功率放大器：功率放大器以固定比率放大来自控制放大器的信号并使扬声器发出声音。因此，如果来自控制放大器的信号弱，来自扬声器的声音低。如果来自控制放大器的信号强，来自扬声器的声音高。
放大器输出：放大器输出表示放大器使扬声器发出多高的声音，单位是“W”（瓦特）。因此，数字越大，放大器可以发出的声音越响。就汽车音响而言，用户听的时候，需用功率只是几瓦，但是一般都使用20～30W的放大器。这是因为使用大的输出可以产生轻松和舒适的声音。
（2）扬声器 扬声器将放大器放大的信号转变成声音。扬声器系统包括低范围的低音扬声器、中范围的中音扬声器、高范围的高频扬声器以及全范围扬声器。
另外，音箱可分为双声道音箱和三声道音箱：前者将放音频率分成两个范围：低到中、高，并用一只音箱的低音扬声器和高音扬声器发声创造高质量声音；后者将频率分离成低、中和高频范围。
1）扬声器的结构和原理。如图5-39所示，磁铁产生的磁力被传输到板极和中心柱极，在极之间集中有一圆柱形缝隙。另一方面，有一动圈可以在缝隙中上下自由地移动。动圈与振动膜板（纸盆）相连。当动圈流过放大后信号（电流）时，动圈按照电流上下振动，导致纸盆的运动并且发出声音。
图5-38 控制放大器、功率放大器及放大器输出
图5-39 扬声器及音箱
2）扬声器的阻抗。它指扬声器对于输入信号的阻抗值，是从输入端一侧看的值。此值在低频范围中的某点有最大值。扬声器的额定阻抗是一个纯电阻的阻值，是被测扬声器单元在谐振频率后第一个阻抗最小值。这时音圈自感所产生的反电动势和音圈振动所产生的反电动势因大小相等、方向相反而互相抵消，使扬声器的阻抗值最近似等于音圈的直流电阻。扬声器的额定阻抗一般为4Ω和8Ω，并且必须与放大器的输出阻抗匹配。
3）最大容许输入。这是不会使扬声器破坏的最大瞬时输出极限的指标，使用“W”作为单位。因此数字越大，装置可以承受的电量越大。如果容许的最大输入值太小，扬声器容易损坏。所以当安装一台非专用的放大器或扬声器时，要非常小心。
5.CD播放机
CD机芯是数-模（D-A）变换器类型的，它将CD上所录音乐或声音的数字信号转变成原来的模拟信号。
因为数字信号在信号处理过程中不会降级，反复录制不会像模拟信号那样使信噪比变坏，并且不会减低动态范围。
“CD”带有全球统一标准的标记。没有此标记的CD或CD机芯均是不标准的。CD是一只圆盘，其形状为外径120mm（或80mm），厚1.2mm。一种尺寸紧凑的、由透明板（聚碳酸盐）、铝反射薄膜和保护膜（塑料）三层组成的唱片，如图5-40所示。
图5-40 CD唱片的结构
音乐资料被录制成通过有或无凹点表示的数字信号。这些凹点0.5μm宽、0.9～3.3μm长、0.11μm深，形成从圆盘内部到外面反时针转向盘旋的轨道。
在轨道的开始位置（最里面），音乐数据内容（歌曲的总数、总放音时间、各歌的位置等等）被录制成读入信息。依据此信息显示磁道数和放音时间，并执行歌曲的选择和搜索。
（1）CD放音机的原理和操作 CD放音机根据激光束发射在录在CD上凹点处的反射光强度，获得信号作为电信号。
光学拾波器：光学拾波器正确地对CD片上的凹点放射激光，并获得反射光。其结构如图5-41所示。如图5-42所示，当激光束击在无坑的地方，光束几乎100%反射并回到光敏二极管。然而当光束击中某个坑，产生的衍射导致只有大约30%的光回到光敏二极管。光敏二极管收到的光的发光强度和产生的电流被用作声频信号。
光学拾波导向伺服系统：如图5-43所示，光学拾波器跟踪伺服系统用于按照CD片的转动跟踪在轨道上的光学拾波器，并总是将聚焦透镜保持在跟踪伺服系统的校正范围中。当搜索时，它也具有快速移动光学拾波器到目标磁道的功能。
图5-41 光学拾波器的结构
CLV伺服系统（恒定线速度）：在CD片上，音乐资料是以恒定线速度录制的。因此读信号时，必须通过变化CD片的转速控制信号以恒定线速度通过光学拾波器。当光学拾波器在CD片最里面时，转速很高（500r/min），光学拾波器在CD片最外面时，转速低（200r/min）。CLV伺服系统就是这样工作的。这样通过与CD片上所录制的信号同步，线速度变成恒量，如图5-44所示。
信号处理：当执行回放时，即使在CD片上存在微小的划痕或异物，CD运用特殊的纠错线路纠正、补偿也能将数字信号转换成模拟信号。
（2）CD自动换片机（图5-45） CD自动换片机自动地切换CD片，并通过设置可以插入多张CD片的片仓播放数字音响。CD自动换片机由在CD上读凹坑信号的光拾声器和在片仓内自动更换CD片的换片机构组成。
图5-42 光盘数据的读取原理
图5-43 光学拾波导向伺服系统
图5-44 恒定线速度控制
有两种CD换片机：一种类型与收音机分离，另一种与收音机组合成为一体。后者被称作In-dash CD自动换片机。
图5-45 CD自动换片机
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