Автомобильные магнитолы

Журнал "Радио", номер 4, 1999г.
Автор: А.Шихатов, г. Москва

    Статья, предлагаемая вашему вниманию, продолжает цикл публикаций под общим названием "Звук в автомобиле", открытый нашим постоянным автором А. Шихатовым во втором номере журнала "Радио".
    В этом цикле планируется рассмотреть основные особенности и специфику радиоприемных трактов и лентопротяжных механизмов современных автомагнитол, их усилительно-коммутационных узлов, блоков регулировок и акустических систем. Большое внимание будет уделено проблемам оптимального выбора компонентов, размещения аппаратуры в автомобиле, технологическим приемам стандартного и оригинального монтажа акустических систем, достижению высококачественного звучания комплекса.
    Статьи будут полезны тем, кто интересуется высококачественным звуковоспроизведением, любит делать все своими руками, занимается ремонтом, техническим обслуживанием и регулировкой автомобильной радиоаппаратуры. С планом их публикаций можно ознакомиться на нашем сайте в Интернете.
    Автор статей А. Шихатов известен как один из активных участников популярной конференции "Автозвук" на сайте
    Выпускник МАТИ, он выбрал своим хобби звукотехнику. И теперь разрабатывает собственные конструкции, увлеченно работает над совершенствованием техники звуковоспроизведения в своем автомобиле, был участником проходивших в 1998 г. в Москве первых соревнований по автозвуку.

    НЕМНОГО ИСТОРИИ

    Сейчас уже трудно установить, кому первому пришла в голову мысль объединить автомобильный приемник с магнитофоном. Даже при наличии сети станций радиовещания удовлетворить музыкальные вкусы всех слушателей невозможно, и попытки использования магнитофона в автомобиле предпринимались давно. Практическая реализация этой идеи стала возможной с появлением различных вариантов магнитофонной кассеты, упрощающих водителю и слушателям манипуляции с магнитофоном. Конкурировавшие между собой на рынке домашней аудиотехники компакт-кассета, предложенная фирмой Philips в 1964 г., и так называемая EL-кассета, несколько большего размера, продолжили борьбу и на рынке автомагнитол. В EL-кассете использовалась стандартная для звукозаписи магнитная лента шириной 6,25 мм (как в катушечных магнитофонах), скорость ее движения также была "катушечной" - 9,53 см/с. Несмотря на более высокие технические параметры, со временем этот стандарт потерпел полное поражение - для массового потребителя малые габариты компакт-кассеты перевесили ее недостатки, поэтому к середине 70-х годов EL-кассеты полностью вышли из употребления. Этому способствовало и быстрое улучшение качества магнитных лент, головок, да и самих кассетных магнитофонов.

    Появившаяся несколько позже картридж-кассета в равной степени обязана своим рождением автомобилю и модной в ту пору квадрафонии (автомобиль благодаря определенному расположению слушателей относительно акустической системы способствовал попыткам внедрения квадрафонического звуковоспроизведения). В картридж-кассете, предназначавшейся, прежде всего, для распространения готовых квадрафонических (четырехдорожечных) фонограмм, также использовалась широкая магнитная лента, но особенность кассеты была не в этом. Рулон ленты был бесконечным - лента вытягивалась из середины рулона и наматывалась на него снаружи, и перемотка не была предусмотрена. Это качество преподносили в тот момент как дополнительный фактор безопасности - водителю уже не нужно отвлекаться от управления. Кстати, в некоторых странах водителю запрещается управлять магнитолой во время движения, что в немалой степени способствовало появлению органов дистанционного управления, монтируемых на руле. К сожалению, конструкция картридж-кассеты оказалась не совсем удачной. Несмотря на малую длину ленты (25 метров), она нередко запутывалась, не помогло и введение графитовой смазки. Поэтому к концу 70-х годов производство аппаратуры с картриджкассетой было прекращено.

    В СССР автомагнитолы появились еще в начале 70-х годов. Первоначально это были привезенные из-за рубежа экземпляры, рассчитанные главным образом на использование компакт-кассет, но вместе с иностранными автомобилями к нам иногда попадали аппараты других типов. Первый отечественный автомобильный проигрыватель компакт-кассет (еще не магнитола) "Электрон-501" появился в 1976 г. и сразу стал "хитом сезона". Конструкция его не отличалась особой оригинальностью, но оказалась удивительно надежной, а сама модель стала редкой долгожительницей и претерпела несколько модернизаций. В конце 80-х - начале 90-х гг. его даже продавали в виде набора узлов для самостоятельной сборки.

    Основные функции и конструктивные решения большинства автомагнитол примерно одинаковы, а схемотехника достаточно традиционна. Но компоновка аппаратов прошла через несколько этапов. Первоначальная компоновка передней панели, унаследованная от автомобильного радиоприемника (две ручки по краям, шкала в центре), была продиктована конструкцией штатного посадочного места в автомобиле и достаточно долго сдерживала разработчиков. Разместить дополнительные органы управления на маленькой панели совсем непросто, поэтому широкое распространение получили соосные регуляторы. Обычно левыми регуляторами регулировали громкость, баланс и тембр ВЧ, а правыми производили настройку приемника и переключали диапазоны приемника. Для других органов управления места практически не оставалось.

    В самых первых магнитолах кассету устанавливали в кассетоприемник лентой вперед (подобная компоновка сохранилась в аппаратах отечественного производства и поныне), но очень скоро появились ЛПМ, в которые кассету вставляли узкой стороной, что позволило на сэкономленном месте разместить дополнительные органы управления. Однако конструкция оставалась внешне симметричной, а крепление магнитолы в автомобиле по-прежнему производилось с помощью гаек на осях регуляторов. В конечном итоге производители автомобилей и автомобильной радиоаппаратуры выработали некий стандарт, определяющий установочные габариты магнитолы и соединительные размеры. Это позволило ввести унифицированные соединители ISO для подключения магнитолы к бортовой сети автомобиля, применяемые всеми европейскими производителями. Следующим шагом стал отказ от симметрии передней панели, что позволило улучшить эргономику.

    Первоначально магнитолы устанавливали в автомобиле стационарно, однако участившиеся кражи заставили и производителей обратить внимание на улучшение сохранности аппаратуры. Так появились съемные модели магнитол, которые владелец мог унести с собой, покидая машину. Этот метод предотвращения кражи до сих пор остается самым эффективным, но и самым неудобным. Внедрение микропроцессорного управления магнитолами позволило применить санкционирование доступа (кодирование), используемое обычно в аппаратах достаточно высокой ценовой категории. Для того чтобы включить магнитолу, необходимо установить в нее специальную карточку с кодом или ввести кодовую комбинацию с клавиатуры. К сожалению, на каждый замок найдется отмычка, и расшифровать код краденой магнитолы - дело техники. Поэтому после перехода от аналоговых регуляторов тракта ЗЧ к цифровым широкое распространение получили съемные передние панели, на которых сосредоточены все органы управления магнитолой, однако, как показывает практика, и этот метод - не панацея.

    Помимо исторических особенностей конструкции, автомагнитолам свойственны особенности региональные, связанные с местными стандартами. В первую очередь это относится к радиоприемнику. Для моделей, ориентированных на Западную Европу, обязательно наличие помимо диапазона УКВ 88-108 МГц диапазонов длинных и средних волн, а во многих моделях имеются и коротковолновые диапазоны 41 и 49 м, на которых в ряде стран ведется местное вещание. В моделях для Восточной Европы также обязательно наличие диапазонов ДВ и СВ, но коротковолновые диапазоны практически не встречаются, а диапазон УКВ либо имеет границы 65,8-74 МГц, либо разбит на два поддиапазона.

    В моделях для США и азиатско-тихоокеанского региона нет диапазона ДВ, кроме того, в моделях для азиатско-тихоокеанского региона используется диапазон УКВ 76-90 МГц. Поскольку в США для радиовещания принята своя сетка частот, то модели для американского рынка могут оказаться непригодными для использования в других странах, и наоборот. (В США шаг сетки частот в диапазоне средних волн - 10 кГц, в диапазоне УКВ - 50, в Европе - 9 и 25 кГц соответственно, а переключение сетки частот предусмотрено далеко не во всех синтезаторах частоты приемников). Специально для стран СНГ и Восточной Европы фирма Sony выпускает модели магнитол не только с расширенным УКВ диапазоном, но и двухстандартным стереодекодером "Стерео плюс", рассчитанным на стереосигналы как с пилот-тоном, так и с полярной модуляцией.

    И наконец, есть особенности, которые можно объяснить только традициями. Так, для европейских и азиатских моделей характерна установка кассеты узкой стороной вперед, лентой вправо. Для большинства отечественных и ряда моделей производства США - широкой стороной вперед. Кроме того, в США страсть к большим автомобилям распространилась и на магнитолы, поэтому многие аппараты для американского рынка имеют высоту 105 мм. В 70-х и 80-х годах там были популярны блочные автомагнитолы, которые в миниатюре повторяли домашние радиокомплексы - дека, эквалайзер, тюнер, усилитель. Однако объяснить отсутствие стереодекодеров в отечественных автомагнитолах невозможно даже традициями, хотя по результатам опроса, проведенного журналом "Радио" более десяти лет назад, именно стереофонический прием радиопередач признан важнейшей функцией приемника.

    РАДИОПРИЕМНЫЙ ТРАКТ

    Поскольку магнитолы - прямые потомки автомобильных радиоприемников, то и рассказ об их схемотехнике уместно начать с радиоприемного тракта. Для радиоприемной части автомагнитол характерно использование уже зарекомендовавших себя решений и некоторый консерватизм. Так, использование обычных конденсаторов переменной емкости (КПЕ) с воздушным диэлектриком в первых автомобильных приемниках приводило к модуляции сигнала из-за вибрации пластин, поэтому для настройки стали применять блок катушек переменной индуктивности - ферровариометр, который продолжали использовать и после того, как появились КПЕ с твердым диэлектриком, свободные от указанного недостатка. Ферровариометры применяли вплоть до широкого распространения специализированных микросхем синтезаторов частоты.

    В качестве примера рассмотрим средневолновый тракт магнитолы "Road Star" модели конца 80-х годов, выполненный полностью на дискретных элементах (рис. 1). Хотя схема и выглядит теперь несколько архаичной, она построена по проверенным временем принципам традиционной схемотехники. Настройка производится ферровариометром. Входная цепь образована контуром L2C1 и дросселем L1, ослабляющим помехи по зеркальному каналу. С катушки связи L3 сигнал поступает на первый каскад на транзисторе VT1 - резонансный УВЧ. Для упрощения сопряжения контуров и снижения опасности самовозбуждения на высокочастотном участке диапазона добротность контура L4C4 снижена резистором R3. Каскад на транзисторе VT2 - преобразователь частоты с совмещенным гетеродином. С контура ПЧ L5C7 через катушку связи L6 сигнал поступает на резонансный УПЧ, выполненный на транзисторе VT3. Нагрузка усилителя - полосовой фильтр L11C11C12L13C14. Сигнал с первого контура поступает на детектор АРУ, выполненный на кремниевом диоде VD1. Напряжение АРУ поступает на базы транзисторов УВЧ и УПЧ, уменьшая их усиление при сильных сигналах. Со второго контура сигнал поступает на детектор сигнала,выполненный на кремниевом диоде VD2. На диод через резисторы R13R14 подается небольшое напряжение, повышающее чувствительность детектора.


Кликните на картинку для просмотра в большем масштабе

    Большая часть магнитол имеет полностью раздельные тракты АМ и ЧМ, что вызвано стремлением упростить коммутацию и повысить качественные показатели. Выполняются они, как правило, на микросхемах, причем в моделях более высокого класса используются микросхемы меньшей степени интеграции. Это объясняется тем, что при совмещении на одном кристалле нескольких функциональных узлов усиливается их взаимное влияние, что неизбежно приводит к ухудшению параметров. В особо качественных трактах используются каскады на дискретных транзисторах. Совмещение же трактов АМ и ЧМ в одной микросхеме (частичное либо полное) встречается только в простых моделях с аналоговой настройкой.

    Примером может служить схема радиоприемного тракта магнитолы UNISEF выпуска 1995 г. (рис. 2). По такой же или сходной схеме выполнен радиоприемный тракт практически всех дешевых автомагнитол азиатского производства с аналоговой настройкой. Тракты АМ, ЧМ и стереодекодер выполнены на одной микросхеме CXA1238 фирмы Sony, включенной по типовой схеме. Перестройка приемника производится счетверенным блоком конденсаторов переменной емкости. Коммутация диапазонов - внутренняя по выводу 15, единственный орган управления - переключатель SA1. Сигналы диапазона СВ выделяются входной цепью L1C2L5CP2.1 и поступают на вход тракта АМ (вывод 19). Контур гетеродина L7C6CP2.2 подключен к микросхеме полностью. Широкополосная входная цепь диапазона УКВ образована контуром L2C3C1, далее сигнал после резонансного УВЧ (нагрузка - контур L3C5CP1.1) поступает на преобразователь частоты. Широкополосный УПЧ - общий для обоих трактов, его избирательность определяется пьезокерамическими фильтрами ZF1 и ZF2. Резонатор ZF3 входит в состав ЧМ детектора с ФАПЧ. Стереодекодер помимо основной функции выполняет функции линейного усилителя в тракте АМ. Подстроечным резистором RP1 устанавливают режим работы стереодекодера (частота поднесущей - 38 кГц, синхронизируемая пилот-тоном). Конденсаторы C21, C22 совместно с резисторами R10, R11 образуют цепи компенсации предыскажений.







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.