Автозвук

Нередко говорят, что музыка в автомобиле "по определению" хорошо звучать не может и поэтому, мол, достаточно простой магнитолы и пары "колонок". Вряд ли с этим можно согласиться. Специфические особенности акустики салона, безусловно, существуют. Но они не должны быть помехой для нормального стереофонического звуковоспроизведения, способного развернуть перед слушателями панораму и глубину звуковой сцены, передать нюансы исполнительского искусства. В этой статье рассмотрены основные принципы компоновки автомобильных аудиосистем - от простейших до самых сложных, а также рассказано о конструкции, монтаже и настройке некоторых узлов системы. При оборудовании автомобиля новой аудиосистемой или расширении возможностей установленной ранее превращать его в концертный зал на колесах, конечно, не стоит. Тем более нет смысла тратить силы и средства, если музыкальные вкусы слушателей ограничены электронной "попсой": для нее не требуется ни широкий динамический диапазон, ни точная передача нюансов звучания. А вот поклонникам традиционных жанров все это очень важно и открывает широчайшее поле для творческой деятельности. Однако в любом случае при установке аппаратуры в автомобиле нужно строго выполнять определенные требования.

Главная проблема при создании автомобильной аудиосистемы, вопреки сложившемуся мнению у некоторых любителей музыки, состоит не в достижении высокой мощности, малых искажений и плоской АЧХ. Основная задача - получение "высокой" и "широкой" звуковой сцены для слушателей, сидящих впереди. Её решение напрямую связано с местом установки фронтальных излучателей. Не нужно думать, что пассажирам на задних сидениях придется довольствоваться малым - при правильном размещении громкоговорителей звучание будет сбалансировано в пределах всего салона.

При создании высококачественной аудиосистемы могут быть два творческих подхода. Первый из них - "концептуальный": формулируют требования к системе, выбирают или изготавливают необходимые компоненты, а затем - монтаж и настройка. Это идеальный, но дорогой вариант, особенно в отношении отделки. При таком подходе результат, как правило, достигается с первой попытки, но это требует единовременного вложения значительных средств и, что самое главное, немалого опыта и даже интуиции. Поскольку универсальных готовых решений на этот счет не существует, такая работа под силу разве что профессиональным установочным студиям. Достижение идеального звучания требует также немалых трудов. Правда, в крайнем случае можно удовлетвориться сознанием того, что на хорошей аппаратуре получить "плохой звук" бывает крайне сложно...

Второй вариант - любительский, недорогой, но и не самый плохой. Систему создают в минимальной конфигурации из доступных компонентов, а хорошего результата достигают разумной компоновкой и использованием проверенных решений. Начальная ступень здесь зависит только от финансовых возможностей, а опыт появится в процессе творчества. Потом, по мере возрастания требований и практических навыков, систему "наращивают" до нужного уровня. Процесс этот растянут во времени, и поэтому результат появится не сразу. Правда, для получения приличного звучания придется потрудиться.

Выбираем систему

Любительская аудиосистема на первом этапе развития состоит обычно из "головного" аппарата - магнитолы, ресивера с CD- или MD-проигрывателем - и комплекта динамических головок. Им в настоящей статье уделено особое внимание, но далее, где это не принципиально, под магнитолой будет подразумеваться любой из источников сигнала.

При любом подходе к формированию аудиосистемы нужно прежде всего выбрать источник сигнала и структуру акустической системы (АС). Почему так? В формирование интегрального показателя качества автомобильной аудиосистемы, принимаемого за 100 %, вносят свои факторы все ее компоненты: на источник сигнала приходится примерно 15 %, на усилитель - 20 %, на АС - 30 %, на установку (размещение) - 30 %, на кабели и дополнительные устройства - 5 %. Используя, к примеру, магнитолу со встроенным усилителем, ее "вклад" возрастает до 20-25 %, а АС - уже до 40-45 %. Однако эти цифры относятся исключительно к качеству звучания, но не к цене. С ценами картина может быть совершенно иной. Не секрет, что цены на аппаратуру зачастую определяются популярностью фирмы и модели, а отнюдь не реальными достоинствами товара. К выбору головок нужно подходить в любом случае с максимальным вниманием - "мы не настолько богаты, чтобы покупать дешевые вещи".

Поскольку самостоятельно изменить основные технические характеристики современной магнитолы не представляется возможным (да и вряд ли необходимо, особенно если это не подделка), то к ее выбору также нужно отнестись серьезно. Когда усовершенствование системы предполагается проводить без замены головного аппарата, он изначально должен иметь возможность подключения усилителя к линейному выходу. Если в последующем планируется дополнить систему CD/MD-чейнджером, желательно выбрать такую модель, в которой предусмотрено управление этим устройством, поскольку выбор моделей чейнджеров с собственным контроллером ограничен.

При выборе аппаратуры непременно обращают внимание на ее электрические характеристики. Тем не менее субъективное восприятие качества (естественности) звучания нельзя определить с помощью физических величин, и только прослушивание может дать представление о том, насколько точно передается объем и пространственное расположение инструментов в музыкальной картине. Желательно, чтобы оно было сравнительным (с другими аудиосистемами) и происходило утром, пока слуховые ощущения еще не притупились. Лучше всего сравнивать звучание акустических инструментов при звуковоспроизведении, например, с компакт-диска, со звучанием тех же инструментов, "записанных" в слуховой памяти.

Неискаженная выходная мощность современных магнитол обычно не превышает 10-12 Вт на канал, даже если в инструкции указываются мощности в несколько раз больше. Приводимое же значение максимальной мощности характеризует динамические свойства усилителя и его способность воспроизводить импульсные сигналы, нежели реальную громкость. Кстати, реальная разница в звучании между усилителями мощностью 4х30 и 4х40 Вт практически не ощутима. Поэтому при выборе динамических головок для работы в комплекте с магнитолой основной параметр, на который необходимо обращать внимание, - уровень характеристической чувствительности (или просто чувствительность). Чем он больше, тем меньшая мощность требуется для получения нужной громкости. Типичные значения для автомобильных громкоговорителей - 88...91 дБ/Вт*м. Что касается головок зарубежного производства, то важно знать, при каких условиях производились измерения их параметров.

Необходимо учитывать и тот факт, что компоненты электроакустической аппаратуры, каждый по своему, окрашивают сигнал. Поскольку взаимное влияние и согласование аппаратуры изучены с точки зрения психоакустики пока не полностью, даже при выполнении всех требований стандартов (кстати, достаточно расплывчатых) лучше послушать выбранные компоненты "в связке". Нужно также помнить, что звучание аппаратуры на стенде в магазине и в салоне автомобиля может заметно отличаться. Почему же это происходит?

Немного теории

Пространство автомобильного салона акустически не приспособлено для высококачественного звуковоспроизведения - объем салона чрезвычайно мал. Из этого обстоятельства следует несколько очевидных выводов:

1. Практически невозможно соблюсти основное условие для обеспечения стереофонического звучания - взаимное расположение слушателей и громкоговорителей акустической системы по вершинам равностороннего треугольника. Помимо разницы в интенсивности звучания возникает временной сдвиг между сигналами левого и правого каналов, что приводит к смещению кажущихся источников звука (КИЗ) относительно их истинного положения. Особенно заметен этот эффект для сигналов средних частот.

2. Трудно обеспечить необходимое удаление слушателя от громкоговорителей. А при работе в ближней зоне излучения громкоговоритель уже нельзя рассматривать как точечный источник, что приводит к специфическим интерференционным искажениям на средних частотах (на ВЧ этот эффект ослаблен из-за малого размера излучателей).

3. Благодаря малому объему салона на низких частотах возникает достаточно однородное звуковое поле (это справедливо с небольшой оговоркой, суть которой разъясняется ниже). Однако наличие в салоне неравномерно расположенных поглощающих и отражающих поверхностей (стекла, обивка, пассажиры) не позволяет уверенно прогнозировать его акустические свойства на средних и высоких частотах. К тому же эти поверхности обеспечивают различную степень отражения и поглощения в пределах частотного диапазона - мягкие сидения и обивка дверей эффективно поглощают низко- и среднечастотные колебания, а высокочастотные звуки прекрасно отражаются от стекла. Вследствие указанного АЧХ салона на средних и высших частотах имеет неравномерность, порой значительную, а характер неравномерности зависит от выбора точки замера.

Кроме этого, есть еще два аспекта, не столь очевидных, но связанных с малым объемом салона и его геометрией: локальные неравномерности в АЧХ, вызванные резонансными явлениями, и подъем АЧХ на низших частотах. Указанные факторы в совокупности и формируют передаточную характеристику салона.

Так, из-за наличия в салоне относительно параллельных поверхностей (боковые стенки,пол и потолок) создаются условия для возникновения стоячих волн. Практическое значение имеют только колебания на субгармониках и основной частоте, интенсивность остальных составляющих весьма мала. Реально из-за наличия препятствий в виде сидений и пассажиров большинство резонансов подавляется, а явно выражен только поперечный. Он проявляется на тех частотах, где ширина салона соответствует половине длины волны (для большинства легковых автомобилей - 120...150 Гц). На слух это проявляется в виде неприятного гула и "бубнения". В первом приближении можно считать, что частота поперечного резонанса равна F,=Vs/2W, где Vs= 340 м/с - скорость звука; W - ширина салона. Вредное влияние резонанса может быть снижено за счет применения мягкой облицовки дверей, но полностью подавить его возможно только путем коррекции АЧХ тракта. Так, в автомобиле автора (ВАЗ-2107) замена штатных гладких облицовок на мягкие велюровые уменьшила "горб" на АЧХ с 8 до 6 дБ, а частота резонанса за счет снижения добротности колебательной системы снизилась со 140 до 130 Гц. Подъем АЧХ на низших частотах имеет аналогичное объяснение. Для сигналов тех частот, длина волны которых соизмерима с максимальным размером салона (как правило, его длиной), салон представляет собой эквивалент акустического ФНЧ второго порядка, АЧХ которого ниже частоты среза имеет подъем с крутизной около 12 дБ на октаву. В первом приближении (без учета поглощения в салоне и конечной жесткости панелей кузова) можно считать, что частота среза равна Рс= Vs/2Lnia (здесь Lmax - максимальный размер салона). На этой частоте подъем достигает 3 дБ, а ниже - на F< p>

Автомобильные громкоговорители обычно не отличаются высокой чувствительностью, но обладают хорошими частотными характеристиками, широкой диаграммой направленности и сбалансированным звучанием. Учитывая, что возможности широкополосных и коаксиальных головок все же ограничены, наилучших результатов можно достичь только в случае применения многополосной рассредоточенной фронтальной АС. Важно также правильно определить, в каких местах салона автомобиля нужно разместить полосовые излучатели, чтобы они работали с максимальной эффективностью. Наибольшее распространение сегодня получили двухполосные фронтальные АС, но в высококачественных аудиосистемах они постепенно вытесняются трехполосными.

Для получения высокой звуковой сцены проще всего разместить излучатели как можно выше. Приборная доска позволяет это осуществить, но штатные посадочные места для установки головок обычно ограничены размером 10...13 см. Малогабаритными головками без соответствующего акустического оформления здесь трудно добиться эффективного воспроизведения низших частот. Но установка в этом месте среднечастотных головок тоже имеет серьезные недостатки. Основной из них - привязка звучания к одной стороне салона из-за недопустимо большой разности хода звуковой волны от левого и правого излучателей. Дело в том, что из всех автомобилей отечественного производства только в "Москвиче-2141" можно по назначению использовать штатные места, отведенные для громкоговорителей. Нужно заметить, что и это решение нельзя признать самым удачным. Не случайно конструкторы вынуждены искать другие места для установки громкоговорителей.

Автозвук в Санкт-Петербурге - Сервисцентры "Аларм СПб."