Základy správné instalace akustiky v autě

V této části se dozvíte, jak namontovat reproduktory do auta podle vašich představ.

Kde je nejlepší koupit potřebné komponenty?

Ve většině případů se musíte uchýlit ke službám regionálního prodejce nebo zásilkového obchodu. Nákup u prodejce je výhodnější, protože můžete ukázat svůj vůz, zeptat se na konkrétní otázky, zobrazit ceny, získat radu, servis atd.

Nákup poštou má ale své výhody: ceny jsou výrazně nižší, někdy lepší služby atp. V každém případě si před nákupem zkontrolujte ceny, informujte se na záruční servis a zda si můžete výbavu na svém voze vyzkoušet.

Kam namontovat reproduktory?

Reproduktory do auta nejsou obvykle příliš citlivé, ale mají dobrou frekvenční charakteristiku, široký polární vzor a vyvážený zvuk. Typicky jsou širokopásmové nebo koaxiální reproduktory umístěny ve dveřích nebo panelech kopáků, nízkofrekvenční nebo středně nízkofrekvenční reproduktory jsou umístěny vzadu a vysokofrekvenční (vzhledem k jejich směrovosti) jsou umístěny na předním panelu, ale , to samozřejmě není dogma – vše záleží na konkrétním voze, stejně jako na šikovnosti a fantazii montéra.

Je lepší se vyhnout instalaci vysokofrekvenčních ovladačů za posluchače, protože to může vést ke ztrátě zvukové perspektivy. Samostatné basové reproduktory lze nainstalovat na jakékoli vhodné místo, protože na nízkých frekvencích prakticky neexistuje žádná směrovost. Stereo efekt, jak známo, se při frekvencích pod 300 Hz neobjevuje. Totéž platí pro instalaci subwooferu. Lze jej nainstalovat pod sedadlo nebo do kufru.

Nejserióznější společnosti, které vyrábějí reproduktory, ve většině případů dávají doporučení k umístění a instalaci reproduktorů v autě v závislosti na jeho typu. V některých případech jsou reproduktorové soustavy navrženy pro konkrétní modely vozidel tak, aby splňovaly požadavky na vysoce kvalitní reprodukci zvuku.

Co je to „zadní náplň“ a jak ji efektivně používat?

Zvuk zezadu dodává zvuku hloubku a hlasitost. Ve správně navrženém dvoukanálovém (stereo) systému lze sub-zvuk získat z původního signálu odstraněním vysokofrekvenčních emitorů („pípáků“) v zadních reproduktorech. Cokoli stereofonní mikrofon zachytí během procesu nahrávání, vytvoří panorama nebo hlasitost.

Jelikož jsou nahrávky stereofonní, nezbývá než si je přehrát. Mnoho atraktivních vozů IASCA nemá v zadních reproduktorech bzučáky. Pravda, většina z nich byla upravena. Přidání výškových reproduktorů do zadních reproduktorů však vyžaduje, aby bylo zadním reproduktorům dodáváno méně energie než předním reproduktorům. V opačném případě dojde ke ztrátě priority pro čelní perspektivu, a to není vůbec to, co jste chtěli (na koncertě nesedíte zády k pódiu?) Vhodná úroveň hlasitosti pro zvuk je, když prostě to začnete sebevědomě rozlišovat, když sedíte na předním sedadle.

Reproduktory vyrobené ze samostatných komponentů nejsou pro tyto účely vhodné a mohou všechny snahy negovat, proto je lepší použít dvojici koaxiálních reproduktorů.

Jak správně nastavit citlivost zesilovače?

Nejlepší způsob, jak toho dosáhnout, je pomocí testovacích signálů a osciloskopu, ale protože to není pro většinu automobilových nadšenců dostupné, použijte zjednodušenou techniku.

1. Odpojte všechny vstupní signály ze zesilovače.
2. Nastavte ovladače citlivosti na minimum.
3. Zapněte svou oblíbenou hudbu a nastavte hlasitost zdroje signálu na přibližně 90 %, ovladače tónu do střední polohy. Neměli byste nastavovat maximální hlasitost – může dojít ke zkreslení.
4. Přiveďte signál na vstup jednoho kanálu zesilovače.
5. Otáčejte ovladačem citlivosti pro tento kanál, dokud se neobjeví zkreslení signálu.
6. Otočte seřizovač mírně v opačném směru.
7. Deaktivujte signál z tohoto vstupu.
8. Opakujte kroky 4–7 pro každý vstup.
9. Vypněte zdroj signálu.
10. Připojte všechny vstupy zesilovače a máte hotovo!

Pokud se vám náhodou povaluje osciloskop (a možná i disk s testovacím signálem), můžete vše výše uvedené provést pouze s tím rozdílem, že ovládací prvky by měly být nastaveny do polohy, kde si všimnete omezení (oříznutí) výstupního signálu zesilovače na obrazovce.

Používáte-li několik reproduktorů připojených současně k jednomu výstupu zesilovače, je třeba provést nastavení speciálně pro skupinu reproduktorů, protože se zesilovačem spolupracují jako jedna jednotka.

Jak správně vybrat mezní frekvenci a strmost frekvenční odezvy crossover filtru (crossover) a nakonfigurovat jej?

V první řadě to bude vyžadovat trochu trpělivosti. Subwoofer se aktivuje při frekvencích nižších než přibližně 100 Hz, čímž se zvuk dostane na požadovanou úroveň. Pamatujte, že zvýšením dělicí frekvence se zvýší příkon, ale přílišné zvýšení může mít za následek chraplavý nebo nepřirozený zvuk.

Závěrem je zvolit mezní frekvenci tak, aby reproduktory fungovaly bez přetížení, a poté filtr doladit pro získání přirozeného zvuku.

Poté můžete získat zvuk, který se vám líbí, ale pamatujte, že i ty nejmenší změny v mezní frekvenci mohou výrazně ovlivnit zvuk a celkový dojem z vašeho systému.

Například subwoofer pracuje na frekvencích nepřesahujících 120 Hz, středofrekvenční reproduktor o průměru 6,5″ (17 cm) uspokojivě reprodukuje frekvence nad 90 Hz, 5,25″ (13 cm) – nad 100 Hz, středopásmový reproduktor o průměru 4″ (10 cm) je účinný při frekvencích nad 500 Hz.

U vysokofrekvenčních reproduktorů se mezní frekvence filtrů volí v rozsahu 3500–5000 Hz. Předpokládá se použití filtrů druhého řádu se strmostí klesající části frekvenční charakteristiky 12 dB/oktávu. Pokud je dolní propust strmější, můžete zvolit jinou mezní frekvenci.

Vezměte prosím na vědomí, že zde nejsou žádná přímá a jasná doporučení (kromě výzvy k experimentu), takže při úpravách nespalte reproduktory!

Jak vyhladit amplitudově-frekvenční odezvu systému?

V první řadě to vyžaduje dobrý ekvalizér – 15pásmový (2/3 oktávy) nebo 30pásmový (třetinová oktáva) nebo kvaziparametrický ekvalizér (například PAR 224 od PPI), který vám umožní vyberte střední frekvenci a šířku pásma řízení (faktor kvality) pro každý regulátor. To umožní provádět úpravy v určitých frekvenčních pásmech.

Kromě toho budete nějakou dobu potřebovat spektrální analyzátor (RTA – Real Time Analyzer) – nejdražší součást obvykle k dispozici v dobrém obchodě s vybavením. Nastavení se provádí ovládacími prvky ekvalizéru tak, aby v reprodukovaném frekvenčním pásmu byla frekvenční odezva měřená spektrálním analyzátorem co nejplošší.

Toto nastavení lze provést i v obchodě, ale bohužel to většina obchodů nedělá zdarma, protože správné nastavení může trvat od půl hodiny až po mnoho hodin.

Další metodou je zakoupení měřiče akustického tlaku (SPL metr – u Radio Shack od 32 do 60 USD) a testovacího disku (například Autosound 2000 – 25 USD), na který se zaznamenávají diskrétní frekvence v krocích po 1/3 oktávy. Reprodukcí těchto frekvencí a měřením akustického tlaku budujeme frekvenční odezvu systému.

Při jeho analýze najdeme oblasti, které vyžadují korekci frekvence. Tato metoda zabere mnohem více času než použití spektrálního analyzátoru (který analyzuje všechny frekvence ve spektru současně), ale bude mnohem levnější, pokud to uděláte sami. V extrémních případech lze měřič akustického tlaku nahradit kvalitním mikrofonem se známou frekvenční charakteristikou a milivoltmetrem. Kvalitu ladění to neovlivní, ale budete muset počítat i s frekvenční charakteristikou mikrofonu.

A nakonec: zcela nedůvěřujte zařízením. Po naladění nástroje zkontrolujte zvuk systému nebo ještě lépe využijte služeb odborníka.

Jak zapojit reproduktory sériově a paralelně?

V sériovém zapojení jsou dva nebo více reproduktorů připojeny tak, že kladná svorka prvního reproduktoru je připojena ke kladné výstupní svorce zesilovače, záporná svorka je připojena ke kladné svorce druhého reproduktoru a tak dále. Záporná svorka posledního reproduktoru v řetězci je připojena k záporné výstupní svorce zesilovače.

V paralelním zapojení jsou kladné svorky všech reproduktorů připojeny ke kladné výstupní svorce zesilovače a záporné svorky jsou připojeny k záporné svorce.

Ujistěte se, že zapojení reproduktorů, které zvolíte, nepřekračuje kapacitu zesilovače. Pro výpočet efektivní impedance skupiny reproduktorů použijte následující vzorce:

Sériové připojení:

R(t) = R(l) + R(1) + R(2)+. + R(n)

Odpory všech reproduktorů se sčítají. Například celkový odpor skupiny 3 reproduktorů zapojených do série s odporem 4 ohmy bude 4 + 4 + 4 = 12 ohmů.

Paralelní připojení:

1/R(t) = 1/R(1) + 1/R(2) + 1/R(3)+. + 1/R(n)

Vodivosti všech reproduktorů se sčítají. Například celkový odpor skupiny 3 reproduktorů zapojených paralelně s odporem 4 ohmy by byl 1 / ( 1/4 + 1/4 + 1/4) = 1 / (3/4) = 1.33 ohmu.

Existují nějaké náhrady za Dynamat? Je tak drahý!

Dynamat je značka povlaků pohlcujících zvuk navržených ke snížení objemového hluku. “Dynamat”, “Stinger RoadKill” a další podobné materiály mají podobnou cenu, proto nabízíme netradiční řešení.

Existuje materiál zvaný „Ice Guard“ určený k utěsnění střech. Tloušťkou a hustotou je podobný Dynamatu, je samolepicí a měl by dobře fungovat. Bohužel se prodává pouze ve velkých rolích a stojí 0.5 dolaru za metr, takže se budete muset buď připojit k nějaké společnosti, abyste si mohli koupit obyčejnou roli, nebo hledat zbytky.

Kolik zařízení lze připojit k vodiči automatického ovládání antény?

Pokyny obvykle naznačují, že tento vodič je určen pro ovládání automatické antény, ale lze jej použít k automatickému zapnutí jiných zařízení. Většina zařízení nemůže tímto vodičem dodávat příliš velký proud (obvykle ne více než 250–300 mA), což omezuje počet komponent napájených tímto vodičem. Obvykle můžete bez problémů připojit maximálně dvě zařízení. V případě většího odběru proudu budete muset použít relé.

Jak připojit relé k systému?

Existují dva typy 12voltových automobilových relé: přepínací kontakt (pětikolíkový) a spínací kontakt (čtyřkolíkový). V závislosti na úloze lze použít oba typy. Ujistěte se, že relé pracuje spolehlivě při 12 voltech.

Kontakty 85 a 86 jsou připojeny k cívce relé. Kontakty 30 a 87 jsou normálně rozpojené, kontakty 30 a 87a jsou normálně sepnuté. Rozdíl je v tom, že relé s normálně otevřeným kontaktem nemá kontakt 87a. Chcete-li zařízení zapnout na dálku, připojte vše následovně: 30 +12 voltů 87 vstup zesilovače 87a nepoužívá se 85 uzemnění 86 výstup ovládání antény

Jak si sami navrhnout pasivní izolační filtry?

Horní propust prvního řádu je kondenzátor zapojený do série s reproduktorem. Dolní propust prvního řádu je induktor zapojený do série s reproduktorem. Když se zapojení změní, vymění si role: kondenzátor zapojený paralelně s reproduktorem je dolnopropustný filtr, induktor zapojený paralelně s reproduktorem je vysokofrekvenční filtr. Takové zahrnutí se však nepoužívá ve filtrech prvního řádu, protože v tomto případě dojde ke zkratu střídavého proudu na frekvencích nad nebo pod mezní frekvencí.

Kombinace sériového induktoru a paralelního kondenzátoru tvoří dolní propust druhého řádu, respektive sériová kapacita a paralelní induktor tvoří horní propust druhého řádu.

Pro výpočet hodnot kondenzátorů a indukčností filtru prvního řádu potřebujete znát jmenovitou elektrickou impedanci (R, Ohmy) reproduktoru a dělicí frekvenci (F, Hz). Požadovaná kapacita C=1/(2*PI*F*Z) (F), indukčnost L=Z/(2*PI*F) (H). Vypočítané hodnoty jsou zaokrouhleny na nejbližší standardní nominální hodnotu. Například pro reproduktor s odporem 4 ohmy a dělicí frekvencí 200 Hz je kapacita 200 μF a indukčnost 3,2 mH.

U filtru druhého řádu musíte nejprve vybrat typ filtru. U Linkwitz-Rileyho filtru se dělicí frekvence dolní a horní propusti, při kterých je útlum 3dB, shodují a výsledná frekvenční charakteristika sdružené nízkofrekvenční a vysokofrekvenční sekce akustického systému bude být hladký. U filtrů Butterworth a Bessel je vrchol na dělicí frekvenci, který je v případě Besselova filtru poněkud menší. Pro filtr druhého řádu se kapacita a indukčnost vypočítá pomocí stejných vzorců jako pro filtr prvního řádu a poté se upraví: pro Linkwitz-Rileyův filtr C’=C/2, L’=L*2; pro Butterworthův filtr C’=C/sqr(2), L’=L*sqr(2); pro Besselův filtr C’=C/sqr(3), L’=L*sqr(3) (sqr je druhá odmocnina).

Všimněte si, že fázový posun zavedený filtrem se zvyšuje o 90 stupňů s každým řádem. Filtr druhého řádu otočí fázi signálu o 180 stupňů, což lze zohlednit jednoduchou změnou polarity připojení reproduktoru. U filtrů jiných řádů musíte experimentovat s polaritou připojení reproduktorů, abyste dosáhli co nejvýraznějšího zvuku.

Všimněme si také toho, že při návrhu pasivních izolačních filtrů se při výpočtech využívá impedance hlav, jejíž hodnota není konstantní a závisí na frekvenci. Fungování filtru se tedy bude lišit od vypočteného. K překonání tohoto problému se používá stabilizační obvod, známý také jako Zobelův obvod. Jedná se o sériový RC obvod zapojený paralelně s reproduktorem. Hodnoty prvků R1=Re*1.25 ; C1=Lces/Re^2.

Samozřejmě se bez tohoto obvodu obejdete, pokud znáte impedanci reproduktoru v pracovní oblasti filtru a patřičně ji zohledníte ve výpočtech. Při použití hotových crossoverů je to ale naprosto nezbytné.

Jak si vyrobit pasivní izolační filtry sami?

Kondenzátory musí být bipolární s provozním napětím ne nižším, než je špičkové napětí signálu při maximálním výstupním výkonu. Například špičkové napětí 100 W zesilovače do zátěže 4 ohmy je 20 V. Pro jednoduchost lze použít kondenzátory s provozním napětím 50 voltů. Jako poslední možnost lze bipolární kondenzátor nahradit dvěma polárními kondenzátory s dvojnásobnou kapacitou, zapojenými do protisérií (+ až +), avšak taková výměna může vést ke zhoršení zvuku.

Pro snížení ztrát musí mít induktory nízký aktivní odpor – ne více než 0,1-0,2 Ohm. Za stejným účelem se navíjejí bez magnetického jádra na plastové rámečky nebo se používá bezrámové vinutí. V tomto případě jsou závity cívky fixovány lepidlem nebo směsí.

Optimální konstrukce je získána, pokud je vnitřní průměr vinutí dvojnásobkem výšky cívky a vnější průměr je dvojnásobkem vnitřního průměru.
Při výpočtu udáváme indukčnost cívky L (μH) a činný odpor R (Ohm).

výška cívky (mm)	H= čtvereční (8,66*L/R)
počet otáček	N=19,88*sqr(L/H)
průměr drátu bez izolace (mm)	d=0,84*H/sqr(N)
délka drátu (m)	l=187,3*sqr(L*H)

kde (sqr je druhá odmocnina).

Zaokrouhlete průměr drátu na nejbližší standard. Nakonec je třeba upravit indukčnost odvinutím závitů.

Je možné rozdělit výstup jednoho zdroje na zesilovač pro napájení 2 zesilovačů pomocí Y kabelů?

Nepochybně. Když jsou dvě zátěže připojeny paralelně ke stejnému zdroji signálu, napětí na nich bude stejné, ale o něco menší než při připojení jedné zátěže. K tomu dochází v důsledku poklesu napětí na výstupní impedanci zdroje (obvykle asi 600 ohmů). Protože vstupní impedance zátěže (zesilovače) je obvykle alespoň 10 kOhm, budou tyto ztráty zanedbatelné.

Konkrétní hodnoty vstupních a výstupních odporů lze upřesnit v dokumentaci k zařízení. Nepřipojujte zátěž s nízkou vstupní impedancí ke zdroji s vysokou výstupní impedancí.