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汽车音响主要部件工作原理

时间:2023-08-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:FM调谐器的工作原理如图7-4所示,点画线所包围的前端是进行运载波处理的部分。图7-4FM调谐器的工作原理框图①高频放大与混频电路。目前,在汽车音响设备中,收音和磁带放音一体机已被普遍采用。图7-7放大器的组成框图前置放大器前置放大器是连接信号源及控制信号的开关,并对各种节目进行必要的处理和电压放大。等响度电路的作用是对小信号中低频和高频部分进行补偿,以弥补人耳的不足;而在大信号重放时,等响度电路不起作用。

汽车音响主要部件工作原理

1.天线

天线可分为在车身外体上伸出的金属柱式天线和装在车身上的玻璃天线2种。

(1)金属柱式天线

金属柱式天线的设置位置通常在前挡泥板、车顶等处,天线长约1m。从调幅(AM)发射波长来看,这是不够的,对于调频(FM)发射的波长则是适宜的。柱式天线分为内装式和非内装式2种。

①内装式天线又可分为手动式和电动式2种。一种与无线电的电源开关(ON/OFF)联动,使天线柱可上下运动,当不需要时可以收藏在车身内;另一种是与FM发射波的波长相配合,选择最适宜的天线长度,并按照频率分为2段可自动调节柱长度的天线。

图7-3 后窗玻璃天线

②非内装式天线价格低,在车身清洗时会带来麻烦。

(2)玻璃天线

玻璃天线与后风窗玻璃安装在一起,是在玻璃的中间层埋入的0.3mm以下的细导线。AM天线通过使用防干扰器发热导线,提高了接收灵敏度。如图7-3所示是后窗玻璃的天线实例。

2.接收装置

接收装置包括:调谐器、盒式磁带机、激光唱机。

(1)调谐器

调谐器是把天线所获得的电波进行增幅并从中选择符合频率要求的发射波,再从发射波(运载波的高频部分)中把信号波(可听频率)分离取出。FM调谐器的工作原理如图7-4所示,点画线所包围的前端是进行运载波处理的部分。

图7-4 FM调谐器的工作原理框图

①高频放大与混频电路。这部分电路对天线收到的弱电波进行处理,予以放大,与此同时,去除干扰波。混频电路将载波频率f与本机振荡频率混合,以形成中频频率10.7MHz(调幅为 465kHz)。

②中频放大电路。这部分电路将10.7MHz(调幅为465kHz)信号进行放大至检波、鉴频所需电平

③检波、鉴频电路。中频放大后的信号,在检波、鉴频电路中去除载波,以解析出立体声导向信号(19kHz)和立体声左、右声道信号(L、R)的合成信号(L-R,L+R)。在没有立体声信号的情况下,从检波电路送出单通道音频信号。

(2)磁带放音机

磁带放音机是用来播放录音磁带的设备。目前,在汽车音响设备中,收音和磁带放音一体机已被普遍采用。磁带从插口插入时,磁带放音机工作,当按下操作面板上的Eject按钮时,磁带会自动弹出,磁带放音机停止工作。在磁带放音机工作时收音机不工作,面板前面的操作按钮具有双重功能。磁带放音机具有快进、快退、A面与B面转换、循环播放等功能。

①磁带放音机构。磁带放音机的磁头如图7-5所示,在环状磁芯上绕有线圈,环状磁芯上有一间隙,与非磁性材料形成镶块构造。这种非磁性材料的间隙决定了磁头的性能。放音时,磁带压紧磁头从左向右移动,磁带上记录的信号在磁头线圈上随着时间的变化产生电动势并转变为电信号。

图7-5 磁带放音机的磁头

(a)原理;(b)外形与构造

②磁带驱动机构。为了使磁带数据再生,就要以一定速度驱动磁带。当磁带速度发生变化时,引起磁头与磁带的相对速度变化,再生音就会出现抖动失真。此外,卷在录音带盒上的磁带自身的惯性力和来自车身的振动等也会使放音失真。为消除走带失真,在机械传动系统中设计了稳定走带速度的机构。

(3)激光唱机

光盘是将音乐信号或者图像信号进行记录的介质,所记录的信号可利用激光的光拾音作用进行非接触式读出。信号读出时,对信号记录部分的凹凸处不断照射聚焦的激光,利用光接收器检测反射光的强弱并转换成数字电信号。在数字信号处理电路中进行数/模(D/A)转换并放大,从而恢复原来的音乐信号。

激光唱机通常由机械转盘系统、激光拾音器伺服系统信号处理系统及控制显示系统等组成。激光唱机的基本原理框图如图7-6所示。机械转盘系统驱动转盘旋转并带动光盘旋转,与此同时,激光拾音器利用直径不到0.78μm的激光束,以非接触方式读出记录在光盘上的脉冲编码调制(PCM)数字信号。在数字信号处理系统中,读出的信号经放大、解调和纠错后,再送到D/A转换器转换成音频模拟信号送到音频处理、放大电路中。对于VCD放像系统来说,激光读取和走盘控制电路是相同的,区别只是在解码电路和格式上。

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图7-6 激光唱机的基本原理框图

3.可听频率增幅

增强可听频率信号的模拟电压,加大扬声器音量。放大器将各种节目信号进行电压放大和功率放大,然后推动扬声器发出声音。放大器的组成框图如图7-7所示。

图7-7 放大器的组成框图

(1)前置放大器

前置放大器是连接信号源及控制信号的开关,并对各种节目进行必要的处理和电压放大。前置放大器与信号源之间不是简单的连接,其内部还要设置各种均衡电路,用于实现前后级的阻抗匹配和频率补偿。

前置放大器主要包括输入电路、音调控制和电路信号放大。输入电路对收音机、激光机和磁带送来的信号进行均衡和控制,包括阻抗和频率的均衡。

音调控制对节目信号的各段频率成分进行提升或衰减,以便满足欣赏时的不同需要。由信号源传送来的信号需要放大到一定的电压值才能推动功率放大器,电路信号放大器通常把弱信号放大到0.2~1V,以便和功率放大器配接。

(2)功率放大器

功率放大器主要对前置放大器送来的电信号进行不失真的放大,形成强有力的功率信号去推动扬声器发声。功率放大器主要包括以下几部分:

①等响度控制电路。由于人耳收听低声压级信号时,具有在低频和高频呈衰减的特性,所以在小音量的情况下欣赏音乐时有信号失真的感觉。等响度电路的作用是对小信号中低频和高频部分进行补偿,以弥补人耳的不足;而在大信号重放时,等响度电路不起作用。

②音量控制,用以调节重放音量的大小。调节方法有手动电位器电子音量控制和伺服电动机带动音量旋钮控制音量。

③功率放大。对前置放大器送来的信号进行电流和电压放大,以推动扬声器发出声音。

④保护电路。由于功率放大器工作在大电流和高电压状态,重放中可能会出现过电流、过电压和过热等情况,此保护电路可自动进行断电,以保护放大电路和扬声器不受损坏。

(3)环绕声放大器。环绕声能使听众更具有临场感,使人在欣赏音乐时有被声音围绕的感觉。环绕声放大器主要包括以下两部分:

①环绕声处理电路。它利用信号延迟方法产生环绕声效果,前方音箱重放正面声源,而环绕处理电路输出经过延迟的环绕信号,以产生一种音乐厅堂的混响效果。

②环绕声放大器带动环绕音箱发声。由于环绕声放大器用于模拟反射声,故其频响一般不需要很宽,功率也不需要过大。

图7-8 动圈式扬声器的结构

4.扬声器系统

(1)扬声器的结构及特性

动圈式扬声器的结构如图7-8所示,可动线圈装在振动膜的中央,放置于永久磁铁中。由低频放大电路送来的信号,经变压器感应后,传送到可动线圈,线圈因电流大小不同而发生不同程度的移动,因而带动振动膜振动而发出声音。当扬声器发声时,振动膜向前部振动,则前面的空气密度增加;与此同时,背面空气密度降低。在扬声器前后部,声相位变为逆相位,所以指向性宽广的低声域中声音被抵消,如图7-9(a)所示。为此,需要如图7-9(b)所示的缓冲板。在实用上不使用太大的缓冲板,如图7-9(b)所示遮蔽低音反射的背面音,在箱容积与通道中使背面音共鸣,形成密闭型音箱(相位反转型音箱或低音反射型音箱)。

图7-9 多扬声器系统的工作特性

(a)振动膜前后面声音相位相反时,产生互相抵消声;(b)平面缓冲板

(2)多扬声器系统

多扬声器系统为在更宽阔的频率域中获得音响定位感和声音扩展感的高品音质,可使用2个或2个以上的扬声器,形成多扬声器系统。这时不是把相同特性的扬声器加以组合,而是把扬声器本身最佳的频带域的声音进行再生,去除不需要的频带。把中低音专用和高音扬声器相组合的双声道系统以及低音专用、中音专用和高音专用的三个频带的专用扬声器加以组合,形成3声道系统,与邻近频带域相连接,这种波带称为过渡频率。图7-10所示为多扬声器系统的工作特性。

图7-10 多扬声器系统的工作特性

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