Kodėl dingsta žemieji dažniai ir kaip tai atpažinti
Žinot tą jausmą, kai įjungiate mėgstamą dainą, o ji skamba kaip iš skardinės? Basai, kurie turėtų krėsti krūtinę, tiesiog neegzistuoja. Tai viena dažniausių automobilinės garso sistemos problemų, kuri gali išvesti iš kantrybės net ramiausiąjį melomaną.
Žemųjų dažnių praradimas nebūtinai reiškia, kad žemų dažnių garsiakalbis (subwoofer) visiškai neveikia. Dažnai problema yra subtilesnė – garsas yra, bet jis silpnas, iškraipytas arba tiesiog neturi tos energijos, kurią turėtų. Kartais problema pasireiškia tik tam tikrais dažniais, kartais tik esant dideliam garsui.
Pirmiausia reikia suprasti, kad žemieji dažniai yra jautriausi bet kokiems sistemos sutrikimams. Kodėl? Nes jiems reikia daug energijos. Subwoofer gali vartoti 500-1000 W galios, o tai reiškia dideles sroves, kurios keliauja per laidus, jungtis ir stiprintuvą. Bet kuri silpna grandis šioje grandinėje gali tapti problema.
Tipiniai simptomai, į kuriuos verta atkreipti dėmesį: basai skamba tik mažu garsumu, bet dinges padidinus garsą; girdimas iškraipymas ar „pliaukšėjimas” žemuose dažniuose; subwoofer veikia, bet skamba daug tyliau nei anksčiau; garsas skiriasi priklausomai nuo variklio apsukų ar kitų elektrinių apkrovų automobilyje.
Pasiruošimas diagnostikai: įrankiai ir saugumas
Prieš pradedant bet kokią diagnostiką, reikia turėti tinkamus įrankius. Osciloskopas ir multimetras – tai jūsų pagrindiniai ginklai šioje kovoje. Tačiau nebūtinai reikia pirkti brangų laboratorinį osciloskopą už kelis tūkstančius eurų. Šiandien galima įsigyti neblogų USB osciloskopų už 50-150 eurų, kurie puikiai tinka automobilinės elektronikos diagnostikai.
Multimetras taip pat nebūtinai turi būti aukščiausios klasės. Bet kokia priemonė, kuri gali matuoti kintamąją ir nuolatinę įtampą, varžą ir srovę, bus pakankama. Svarbu, kad jis turėtų bent 10A srovės matavimo diapazoną, nes automobilinės garso sistemos gali vartoti nemažas sroves.
Dar jums prireiks kelių papildomų dalykų: testinių laidų su krokodilų žnyplėmis, bloknotą užrašams (rimtai, tai labai svarbu), žibintuvėlį ir, idealiu atveju, garso generatorių arba išmanųjį telefoną su garso generatoriaus programa. Tokių programų galima rasti nemokamai – jos leidžia generuoti įvairių dažnių signalus, kas labai praverčia testuojant.
Dėl saugumo: automobilinė garso sistema nėra pavojinga gyvybei, bet galite sugadinti įrangą, jei neatsargiai trumpinate kontaktus. Visada atjunkite stiprintuvą prieš darydami bet kokius pakeitimus laiduose. Niekada nelieskite stiprintuvo išėjimo kontaktų, kai jis įjungtas ir veikia – nors įtampa nedidelė, bet srovė gali būti labai didelė.
Pradedame nuo pagrindų: maitinimo sistemos tikrinimas
Daugelis žemųjų dažnių problemų prasideda nuo maitinimo. Stiprintuvui reikia stabilaus ir pakankamo maitinimo, kad jis galėtų generuoti galingus žemuosius dažnius. Jei maitinimas silpnas arba nestabilus, pirmiausia nukentės basai.
Paimkite multimetrą ir nustatykite jį matuoti nuolatinę įtampą (DC voltage). Išmatuokite įtampą tiesiai ant akumuliatoriaus gnybtų – varikliui neveikiant turėtumėte matyti apie 12.6-12.8 V. Jei įtampa žemesnė nei 12.4 V, jūsų akumuliatorius gali būti išsikrovęs arba senas.
Dabar paleiskite variklį. Įtampa turėtų pakilti iki 13.8-14.4 V. Tai reiškia, kad generatorius veikia ir kraunasi akumuliatorius. Jei įtampa nepakyla arba viršija 14.8 V, turite problemų su įkrovimo sistema, kurias reikia spręsti pirma.
Štai kur prasideda įdomesnė dalis. Eikite prie stiprintuvo ir išmatuokite įtampą ant jo maitinimo kontaktų. Varikliui veikiant turėtumėte matyti panašią įtampą kaip ir ant akumuliatoriaus – gal 0.2-0.3 V mažesnę dėl laidų varžos. Jei skirtumas didesnis nei 0.5 V, jūsų maitinimo laidai yra per ploni arba turi prastas jungtis.
Dabar įjunkite muziką ir padidinkite garsą iki normalaus klausymosi lygio su basais. Stebėkite įtampą ant stiprintuvo. Jei ji krenta daugiau nei 1 V, kai basai muša, turite rimtą maitinimo problemą. Tai gali būti per plonas maitinimo laidas, prasta žemė arba silpnas akumuliatorius.
Osciloskopo panaudojimas signalo kelyje
Osciloskopas – tai tarsi langas į elektronikos pasaulį. Jis leidžia matyti, kas iš tikrųjų vyksta su garso signalu. Daugelis žmonių bijo osciloskopų, bet iš tikrųjų jie nėra tokie sudėtingi, kaip atrodo.
Pradėkite nuo garso šaltinio. Jei naudojate galvutę su RCA išėjimais, prijunkite osciloskopo zondą prie vieno iš RCA kabelių, einančių į stiprintuvą. Žemę prijunkite prie RCA ekrano (išorinio kontakto). Paleiskite testinį toną – geriausia 50 Hz arba 60 Hz, nes tai tipiški žemųjų dažnių diapazonai.
Osciloskopo ekrane turėtumėte matyti gražią sinusinę bangą. Jei matote iškraipytą signalą jau šiame taške, problema yra galvutėje arba garso šaltinyje. Patikrinkite, ar galvutės garsumo lygis nėra per didelis – daugelis galvučių iškraipo signalą, kai garsumo rankenėlė sukta beveik iki maksimalaus lygio.
Dabar pereikite prie stiprintuvo išėjimo. Čia reikia būti atsargiems – stiprintuvo išėjime gali būti dešimtys voltų. Naudokite osciloskopo zondą su 10x slopinimu (jei jūsų osciloskopas tai palaiko) arba bent jau įsitikinkite, kad jūsų osciloskopas gali susidoroti su tokiomis įtampomis.
Prijunkite zondą prie vieno iš garsiakalbio laidų, o žemę – prie kito. Padidinkite garsą iki normalaus lygio ir stebėkite signalą. Turėtumėte matyti didesnės amplitudės sinusinę bangą, kuri vis dar atrodo gražiai. Jei matote, kad bangos viršūnės yra „nukirstos” (atrodo kaip stačiakampiai), jūsų stiprintuvas iškraipo signalą – tai vadinama „clipping” ir yra labai žalinga garsiakalbiam.
Įdomus triukas: stebėkite signalą, kai basai muša stipriai. Jei matote, kad signalo amplitudė staiga sumažėja stiprių basų metu, tai reiškia, kad stiprintuvui nepakanka maitinimo galios. Tai klasikinis ženklas, kad reikia gerinti maitinimo sistemą.
Varžos matavimai ir jų reikšmė
Varža – tai elektros srovės priešas, ir garso sistemoje ji gali būti tikras našlaitis. Net nedidelė varža netinkamoje vietoje gali suėsti didelę dalį galios ir sukelti žemųjų dažnių praradimą.
Pirmiausia patikrinkite žemės (ground) jungtį. Tai viena dažniausių problemų. Atjunkite žemės laidą nuo kėbulo ir nustatykite multimetrą matuoti varžą (ohms). Išmatuokite varžą tarp žemės laido galo ir geros žinomos žemės vietos (pavyzdžiui, akumuliatoriaus minuso gnybto). Turėtumėte matyti mažiau nei 0.1 ohmo. Jei matote daugiau nei 0.3 ohmo, turite problemą.
Dažniausiai problema yra rūdys arba dažai po žemės kontaktu. Nuvalykite kontakto vietą iki švytinčio metalo, naudodami šlifavimo popierių. Kai kurie žmonės naudoja žvaigždutę su grąžtu – tai veikia puikiai. Svarbu, kad metalas būtų švarus ir blizgantis.
Dabar patikrinkite maitinimo laido varžą. Atjunkite maitinimo laidą nuo stiprintuvo ir išmatuokite varžą tarp laido galo ir akumuliatoriaus pliuso gnybto. Vėlgi, turėtumėte matyti labai mažą varžą – idealiu atveju mažiau nei 0.05 ohmo kiekvienam metro ilgiui. Jei jūsų laidas yra 5 metrai ilgio, bendra varža turėtų būti apie 0.25 ohmo ar mažiau.
Jei varža per didelė, galbūt jūsų laidas yra per plonas. Garso sistemoms reikia storo laido – tipiškai 4 AWG arba storesnio stiprintuvams, kurie vartoja daugiau nei 500 W. Nepagailėkite pinigų geram laidui – tai viena iš svarbiausių investicijų į garso sistemą.
Garsiakalbio ir dėžės tikrinimas
Kartais problema slypi ne elektronikoje, o pačiame garsiakalbyje ar jo dėžėje. Tai gali būti sunkiau diagnozuoti, bet yra keletas būdų.
Pirmiausia, fiziškai patikrinkite garsiakalbį. Atsargiai paspauskite difuzorių ranka (kai sistema išjungta!). Jis turėtų judėti lygiai ir grįžti į pradinę padėtį. Jei jaučiate trinties, girdite braškėjimą arba difuzorius nejuda lygiai, garsiakalbis gali būti pažeistas.
Naudodami multimetrą, išmatuokite garsiakalbio varžą. Dauguma automobilinių subwooferių yra 4 ohmų arba 2 ohmų. Išmatuota varža turėtų būti šiek tiek mažesnė nei nominali – pavyzdžiui, 4 ohmų garsiakalbis turėtų rodyti apie 3.2-3.6 ohmo. Jei matote daug didesnę arba daug mažesnę varžą, garsiakalbis gali būti sugadintas.
Patikrinkite dėžę. Ar nėra oro nutekėjimo? Pabandykite ranka apčiuopti aplink dėžės sujungimus, kai muzika groja. Jei jaučiate oro srovę, turite nutekėjimą, kuris labai sumažina žemųjų dažnių efektyvumą. Užklijuokite visas plyšeles silikonine hermetiku arba specialia garso sistemų tarpine.
Dar vienas testas: atsargiai paspauskite dėžės sieneles. Jos turėtų būti standžios ir nesulinkti. Jei dėžė yra pagaminta iš plonos medienos ar MDF ir sienelės linksta, dalis basų energijos eikvojama dėžės vibravimui, o ne garso kūrimui. Tai galima išspręsti sustiprinant dėžę iš vidaus papildomomis pertvaromis.
Stiprintuvo nustatymų optimizavimas
Net su tobula aparatine įranga, blogi stiprintuvo nustatymai gali visiškai sugadinti žemuosius dažnius. Daugelis žmonių tiesiog atsitiktinai pasuka rankenėles ir tikisi geriausio rezultato.
Pradėkite nuo „gain” arba „level” rankenėlės. Tai nėra garsumo valdiklis – tai jautrumo nustatymas. Jis turėtų būti nustatytas taip, kad stiprintuvas pasiektų maksimalią galią tuo pačiu metu, kai galvutė pasiekia maksimalų garsumą. Štai kaip tai padaryti teisingai:
Išjunkite visus žemųjų dažnių stiprinimus galvutėje (bass boost ir panašiai). Nustatykite „gain” rankenėlę į minimumą. Paleiskite muziką su stipriais basais ir padidinkite galvutės garsumą iki maždaug 75-80% maksimalaus lygio. Dabar lėtai didinkite „gain” rankenėlę, kol basai tampa stiprūs, bet negirdite iškraipymo. Jei turite osciloskopą, stebėkite signalą ir sustokite prieš pasirodant „clipping” požymiams.
Žemųjų dažnių filtras (low-pass filter) taip pat svarbus. Jis nustato, kokius dažnius stiprintuvas siunčia į subwoofer. Tipiškai subwooferiui reikia dažnių nuo 20 Hz iki 80-120 Hz. Jei filtras nustatytas per aukštai (pavyzdžiui, 200 Hz), subwoofer bandys groti vidutinius dažnius, kuriems jis nepritaikytas, ir skambesys bus drumzlinas. Jei per žemai (pavyzdžiui, 50 Hz), prarasite daug basų energijos.
Pradėkite nuo 80 Hz nustatymo ir klausykite. Jei basai skamba per „bumbėjantys” ir trūksta smūgio, pabandykite padidinti iki 100 Hz. Jei skamba per „lėti” ir trūksta gelmės, sumažinkite iki 60-70 Hz.
Triukšmų ir trikdžių šalinimas
Kartais problema nėra tai, kad basų nėra, bet tai, kad jie užgožiami triukšmų ir trikdžių. Tai gali pasireikšti kaip ūžesys, cypimas ar net variklio apsukų keičiamas garsas garso sistemoje.
Osciloskopas čia vėl tampa neįkainojamu įrankiu. Prijunkite jį prie RCA laidų, einančių į stiprintuvą, kai muzika neveikia, bet sistema įjungta. Idealiu atveju turėtumėte matyti beveik plokščią liniją. Jei matote periodinę bangą arba triukšmą, turite trikdžių problemą.
Dažniausias trikdžių šaltinis yra „ground loop” – tai atsitinka, kai skirtingos sistemos dalys turi skirtingas žemės potencialus. Sprendimas: įsitikinkite, kad visa garso įranga (galvutė, stiprintuvas) naudoja tą pačią žemės tašką arba bent jau yra gerai sujungtos tarpusavyje.
Kitas dažnas trikdžių šaltinis – RCA laidai, einantys šalia maitinimo laidų. Elektromagnetiniai laukai iš maitinimo laidų gali indukuoti signalus RCA laiduose. Sprendimas paprastas: laikykite RCA laikus kuo toliau nuo maitinimo laidų. Jei jie turi kirstis, tegul jie kertasi statmenai, o ne eina lygiagrečiai.
Jei triukšmas skamba kaip variklio apsukų kintantis cypimas ar ūžesys, problema greičiausiai yra generatoriuje. Kai kurie generatoriai sukuria elektrinį triukšmą, kuris patenka į garso sistemą per maitinimo laidus. Sprendimas: įdiekite triukšmo filtrą į maitinimo liniją arba naudokite geresnės kokybės maitinimo kondensatorių prie stiprintuvo.
Kai viskas veikia, bet vis tiek skamba ne taip
Kartais atliksite visus matavimus, viskas atrodys tobula skaičiais, bet garsas vis tiek nepatenkina. Čia pradeda veikti akustikos fizika ir automobilio salono ypatybės.
Automobilio salonas yra viena iš blogiausių vietų garso kokybei. Tai maža, keista formos patalpa su daug atspindinčių paviršių. Žemieji dažniai sukuria stovinčias bangas – tam tikri dažniai sustiprėja, kiti nusilpsta. Tai vadinama „room modes” arba, šiuo atveju, „cabin modes”.
Galite tai ištirti naudodami garso generatorių ir savo ausis. Paleiskite 30 Hz toną ir klausykite. Paskui 35 Hz, 40 Hz ir taip toliau iki 100 Hz. Pastebėsite, kad kai kurie dažniai skamba daug garsiau nei kiti, nors generatoriaus lygis nepasikeitė. Tai stovinčios bangos.
Sprendimas nėra paprastas, bet yra keletas dalykų, kuriuos galite padaryti. Pirma, pakeiskite subwooferio padėtį. Net nedidelis poslinkis gali dramatiškai pakeisti, kaip stovinčios bangos veikia. Antra, pridėkite garso sugėrimo medžiagų į saloną – kilimėliai, sėdynių užvalkalai, net papildomas bagažinės kilimėlis gali padėti.
Daugelis modernių stiprintuvų turi DSP (skaitmeninį signalų procesorių) su ekvalaizeriu. Naudokite jį atsargiai – galite šiek tiek sumažinti per stiprius dažnius ir pakelti per silpnus. Bet nepersistenkite – jei bandysite pilnai kompensuoti akustiką ekvalaizeriu, greičiausiai tik pabloginsite situaciją.
Kai viskas sueina į vietą: praktiniai patarimai iš patirties
Po daugelio valandų su osciloskopais, multimetrais ir garso sistemomis, supratau, kad sėkminga diagnostika ir remontas priklauso ne tik nuo įrankių, bet ir nuo metodiško požiūrio. Visada pradėkite nuo paprasčiausių dalykų – patikrinkite jungtis, įsitikinkite, kad visi laidai tvirtai prijungti, pamatykite, ar nėra akivaizdžių pažeidimų.
Vienas dalykas, kurį išmokau sunkiai: niekada nedarykite kelių pakeitimų vienu metu. Jei pakeisite ir laidą, ir nustatymą, ir garsiakalbio padėtį, nežinosite, kas iš tikrųjų išsprendė problemą. Darykite po vieną pakeitimą, testuokite, užsirašykite rezultatus.
Investicija į gerus įrankius atsipirks. Nebūtinai brangius, bet patikimus. Pigus multimetras, kuris rodo neteisingus matavimus, yra blogesnis nei jokio multimetro neturėjimas, nes jis nuves jus klaidingu keliu. Tą patį galima pasakyti apie osciloskopą – geriau turėti paprastą, bet tikslų, nei sudėtingą, bet nepatikimą.
Ir paskutinis dalykas – nebijokite eksperimentuoti. Kartais sprendimas ateina ne iš vadovėlių, o iš bandymų ir klaidų. Žinoma, būkite atsargūs ir nedarykite nieko, kas galėtų sugadinti įrangą, bet nebijokite pabandyti skirtingų nustatymų, padėčių ar net netikėtų sprendimų. Kartais paprastas dalykas, kaip papildomo žemės laido pridėjimas arba kondensatoriaus perkėlimas, gali padaryti stebuklus.
Automobilinė garso sistema – tai sudėtinga visuma, kur elektronika, akustika ir automobilio konstrukcija susitinka. Problemos gali kilti bet kuriame iš šių lygių, bet su tinkamais įrankiais ir metodišku požiūriu beveik bet kokią problemą galima išspręsti. Osciloskopas ir multimetras nėra magiški įrankiai, bet jie leidžia pamatyti tai, ko negali išgirsti ar pamatyti plika akimi – elektrinius signalus, kurie galiausiai tampa garsu. Ir kai suprantate, kas vyksta tame elektroniniame pasaulyje, staiga visa sistema tampa daug aiškesnė ir valdoma.