Как убрать помехи от генератора в автомагнитоле?

Свист, шум, фон в динамиках при использовании усилителя. Помехи которые вызваны пульсирующим выходным напряжением генератора.

Недавно установил на свой автомобиль усилитель 4-канальный, к нему подключил все колонки и сабвуфер. Все играло отлично, пока я не запустил двигатель. При работающем двигателе ужасный свист в колонках, при повышении оборотов, свист ставал сильнее. При заглушенном двигателе все в порядке. Стал разбираться в чем проблема. Снял главное устройство (ГУ), отсоединил тюльпаны от него, свист пропал. Подключил телефон через переходник и включил музыку, никаких посторонних шумов не было.

После многочисленных попыток с впайкой диодов, конденсаторов, установкой готовых и самодельных фильтров, даже подключился напрямую перед микросхемой с операционными усилителями, ничего не изменилось. Купил новое главное устройство. Установил, запустил двигатель, свист остался, но стал тише. Немного подумав, отключил возбуждение от генератора. Запустил двигатель — свист пропал.

Снял генератор для проверки. Проверил диодный мост, обмотку статора и ротора, емкость помехогасящего конденсатора — все в норме. Регулятор напряжения тоже работал исправно, так как напряжение на аккумуляторе при работающем двигателе — стабильные 14.4 В.

Причины вызывающие фоновый шум в динамиках при работающем генераторе
Генератор имеет пульсирующий характер напряжения. У большинства потребителей в автомобиле, ток по форме повторяет напряжение питания и соответственно пульсирует.

Ток создает падение напряжения на проводах. Из этого следует вывод, что у некоторых потребителей масса имеет определенный потенциал относительно кузова.

У главного устройства, как и в усилителе, сигнальная масса соединена вместе с силовой массой.

Главное устройство и усилитель соединены с кузовом проводами разной длины и сечения, а значит сопротивление между их массой и кузовом разные.
Также, по проводам которые соединяют ГУ и усилитель с кузовом протекают разные токи. Эти токи проходя по этим проводам, создают на них разное падение напряжения.
У всех автомобилей имеется несколько точек, где соединяются провода массы с кузовом. Один провод массы является общим для нескольких потребителей, а значит токи этих потребителей создают падение напряжения на проводе общей массы. Для главного устройства, которое передает аналоговый сигнал усилителю, это явление неблагоприятное и вызывает искажение формы выходного сигнала, относительно кузова.

Сигнальный провод, который соединяет главное устройство с усилителем, не предназначен для протекания больших токов, поэтому его сопротивление весьма велико (≈1 Ом), по сравнению с проводом массы усилителя (≈10 мОм) и проводом массы главного устройства (≈50 мОм).
Поэтому соединение массы главного устройства и усилителя не дает нужного эффекта и разность потенциалов их масс не удается свести к нулю.

Коэффициент усиления усилителя довольно большой (≈50÷120 раз), поэтому даже небольшое значение амплитуды паразитных сигналов усиливаются до значений, которые можно услышать. Даже если выходной сигнал главного устройства, относительно его сигнальной массы равный нулю, то изменение потенциала массы главного устройства и/или массы усилителя равноценное изменению выходного сигнала главного устройства.

Исходя из этого, можно сделать вывод, что большое сопротивление проводов, которые соединяют главное устройство и усилитель с кузовом, вызывает большой уровень фонового шума в звуковом сигнале. Для уменьшения фонового шума, необходимо, чтобы сопротивления минусовых проводов питания были минимальными. Нужно устранить все недочеты и плохие контакты, использовать провода необходимого сечения и минимальной длины.

Также, часто причиной «прослушивания» токов потребителей является обрыв цепи от вывода массы RCA разъема к общей массе. Даная неисправность наблюдается как на ГУ так и на усилителе. Решением, в конкретном случае является восстановление соединения массы RCA с общей землей.

Бесконечно «бороться» с сопротивлением проводов невозможно, тем более, если к силовой проводке замечаний нет, ГУ и усилитель полностью исправны, а фоновый шум не удалось устранить.

В системах, где критичным является минимально возможный уровень шумов в сигнале, используют дифференциальные входы сигнала.

Для простого решения проблемы с фоновым шумом в сигнале можно использовать 2 канальный дифференциальный усилитель (ДУ) с коэффициентом усиления равном 1. Использование данного устройства позволяет усиливать разность потенциалов между двумя сигналами. Подключив дифференциальный усилитель между сигнальной массой и сигнальным выходом ГУ, на выходе дифференциального усилителя сформируется выходной сигнал ГУ без искажений, относительно массы ДУ. Масса ДУ соединяется с массой усилителя, а выход ДУ с сигнальным входом усилителя. Это позволяет подавать сигнал относительно массы усилителя на вход усилителя с ГУ без искажений.

Ниже приведены схемы подключения (для одного канала), схема дифференциального усилителя, а также осциллограммы напряжения в ключевых точках. В качестве тестового сигнала использован синусоидальный сигнал 100 Гц амплитудой 0.1 В.

Как убрать свист в колонках от генератора?

Как убрать свист в колонках от генератора? — Вечный вопрос, НО РЕШАЕМЫЙ! Причем весьма тривиально и просто. Как? Читаем…
Кратко моя история от абсолютного новичка…
Решил собрать себе усилок (УСН) своими руками с не менее 4 каналами и с возможность расширить количество каналов (в будущем, если вдруг взбредет в голову) — ну вот захотелось иметь свои плюшки, как-то управление каждым в отдельности каналом по задержкам (самое важное в качестве автозвука!), эквалайзеру, да еще и чтобы можно было настроить звук УСН из салона и чтобы было не менее 4-ёх предустановок. Да и в общем требование одно — чтобы можно было «творить» и прикручивать всяких вкусняшек. Купить — а кто продаст такое «чудо-юдо»? Никто. Выход — делать самому. Долго кумекал и докумекал — система должна иметь отдельный сенсорный экран (!), управляющий микроконтроллер («мозги») и DSP (direct sound processor). DSP определился быстро — в Чип и Дипе купил их модуль на ADAU1701, у китайцев купил 4 усилителя TPA3118 каждый до 60Вт при питании +24В, «мозги» Arduino Nano, маленький понижающий преобразователь для питания «мозгов»? экран Nextion. Ну и для питания самих УСН вот такой преобразователь напряжения (блок питания).
Запрограммировал «мозги» и экран, выстроил внутреннюю структуру и работу DSP (все это сильно отдельный разговор — тут и программирование, и прошивка микроконтроллеров и запись EEPROM, и рисование (например интерфейс экрана), понимание работы протоколов передачи данный UART и I2C), согласовал работу этой электроники. Подключил УСН, блок питания. Первый тестовый запуск от аккумулятора показал — звук громкий, НО «грязный», т.е. есть шум — это шумел блок питания, не сильно, но все же… Огорчился — но решил что на первое время пойдет.

Установил в машину. Работает. Завел двигатель — ну и в общем приехали… СВИСТ ГЕНЕРАТОРА В КОЛОНКАХ. Повышаешь обороты — тон свиста увеличивается.

Приступил к решению данной проблемы. Перечитал кучу статеек и форумов. Большинство советов строится на том, что мол линейные кабели плохие, что мол проложить провода надо по «фен-шую»… Линейный провода (т.е. те что передают звук от магнитолы к УСН) у меня стоят настоящие микрофонные (т.е. медная плотная оплетка, внутри которой два отдельных медных провода — так и написано на них for microphones) — в общем лилейники явно не виноваты (даже распаяны по фуншую — на одном конце оплетка припаяна к «массе» RCA-штекера), питающий провод я сразу проложил с другой стороны от линейных проводов (ну просто места там не так уж много чтобы тянуть через один бок машины). И даже мол обязательно нужно отдельный провод массы (я пустил массу просто через корпус самой машины — манал я тратиться на абсолютно ненужные затраты).
Что я только не делал:
1. попробовал такую приблуду на микросхеме BA3121, сильно помогло — свист значительно снизился, можно стало даже ездить и слушать музыку, что в целом я долгое дело и делал. Суть данной приблуды — это по сути несколько операционных усилителей, который (не буду вдаваться в схемотехнику) по сути берут сигнал из «плюсового» провода и вычитают из него «минусовой» (если так можно выразиться), в результате, так как помехи и в + и в — теоретически одни и теже, то при вычитании получаем очищенный от помехи сигнал. Поясню, помехи это по сути «левые» токи, которые ходят как по + так и по «массе», при чем теоретически они равны между собой. И если «+» кроме как помехи еще имеет полезный сигнал, то при вычитании он и остается.
2. попробовал сделать два предусилителя — первый переводил несимметричный сигнал (кой выходит из магнитолы) в симметричный (установил прямо за магнитолой), второй предусилок наоборот симметричный сигнал переводил в несимметричный (DSP имеет только два несимметричных входа — если же принимать симметричный сигнал используя два несимметричных входа, то это по факту будет один моно-вход, пусть и сильно «крутой»). СВИСТ ОСТАЛСЯ.

ИТАК, РЕШЕНИЕ.
Если у вас имеется свист генератора, то виновата в этом «ЗЕМЛЯНАЯ ПЕТЛЯ». А точнее, что скорее всего УСН, кой вы купили построен на неправильно блоке питания.
Поясню. Передача звукового сигнала — это такая же электрическая цепь, любая цепь должна иметь замкнутый контур, т.е так или иначе электроны, передающий электрический ток, выйдя из источника питания должны в него вернуться к противоположному полюсу, на своем пути эти электроны и совершают полезную нам работу — лампочку разогревают, катушку на динамике намагничивают и т.д. Однако, электроны возвращаются обратно по всем открытым для него путям, а не тем которым мы предполагаем. Таким образом, звуковой сигнал выйдя из магнитолы достигает УСН, там совершает некую работы и возвращается обратно в магнитолу через второй провод (это называют еще «возвратным током», НО если УСН имеют контакт с «массой» автомобиля, то часть электроном возвращается в магнитолу по корпусу машины (!), а не через второй проводок в линейном кабеле. Важное тут то, что любая магнитола имеет контакт с «массой» автомобиля. Далее, нужно понимать, что корпус автомобиля — это откровенно большая антенна а также ну очень большая магистраль для разного рода токов, который текут кто-куда, и даже могут течь противоположно нашему электрону из магнитолы. Итак имеем два пути для возвратного току полезного сигнала. Дело еще усугубляет тем, что данных электроннов сильно мало — ну просто чтобы передать сигнал звука, не нужны большие токи. Итак дальше. УСН усиливает разницу напряжений между «сигналом» и «массой» на стороне самого усилителя (не на стороне магнитолы!), а раз возвратный ток у нас идет не только по второму проводку но и по корпусу, то и получается, что на контактах у нас «минус» становится не стабильным (фактически не «ноль»), колеблется, в итоге напряжение между сигналом и «минусом» тоже колеблется — появляются помехи. При работе генератор автомобиля выдает огромное количество электромагнитных помех (и их не победить! таков принцип работы генератора), все эти помехи живут на корпусе автомобиля. Значит нам надо не допустить, чтобы возвратный ток тек по корпусу автомобиля.
Как этого добиться. Есть в электротехнике такое понятие — гальваническая развязка. Это просто означает, что питание приемника и источника сигнала должны быть электрически развязаны, а проще говоря у них не должно быть единой «массы».
Небольшое отступление. Как проверить, есть ли земляная петля у вас или нет? Подключите к вашем усилку в качестве источника звука любой портативный плеер или мобильник (главное чтобы работало это устройство от своего аккумулятора) — свист генератора исчезнет, значит вы сейчас разорвали «земляную петлю».
Как реализовать гальваническую развязку в нашем случае. Ну можно сильно заморочиться и сделать передачу звукового сигнала через оптоволокно (не пробовал однако )))) ). А можно сделать так, чтобы питание вашего усилка было гальванически развязано.
Реализовать это для наших целей возможно только если использовать трансформаторный блок питания либо для источника звукового сигнала, либо для приемника сигнала. Что такое трансформатор? Это две обмотки на одном магнитопроводе, по первой обмотке идет ток источника (аккумулятор + генератор), а на второй обмотке мы снимаем ток для наших нужд, при этом между двумя обмотками нет непосредственного контакта, передача энергии идет через магнитопровод посредством электромагнитной движущей силы (ЭДС) — в общем смотрим учебник физики. Городить трансформаторный блок питания для магнитолы наверное сильно дешевле, но есть свои нюансы — современные магнитолы всегда подключены к питанию автомобиля, так как им надо хранить некоторые свои настройки (например уровень громкости, который был установлен пользователем в прошлый раз), для этого им нужно питание постоянно, пусть немного но всегда. А чтобы блок питания работал всегда — ну такое себе…

Второй наиболее приемлемый вариант — это трансформаторный блок питания для УСН.

Таким образом, если ваш усилок делает «свист» в ушах, значит купили вы явно «дерьмовый» усилок, в котором блок питания НЕ ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ. Поясню. Для питания УСН обычно нужно напряжение больше чем 12-14 воль, следовательно нужен преобразователь напряжения (ПН). Существуют три типа преобразователя напряжение: 1. самый простой и дешевый — это конденсаторный ПН (не буде о нем, мало кто даже и слышал о таких, но например сделать на конденсаторах инвертор из плюса в минус сильно дешевле и проще 0 например для двуполярного питания операционных усилителей), 2. тоже дешевый и простой — это DC-DC преобразователь, где используется дроссель и 3. трансформаторный. В 1 и 2 варианте имеется гальваническая связь.

В итоге недавно все же собрал трансформаторный блок питания на ферритовом кольце. В моем случае одна первичная обмотка, и несколько вторичных обмоток: первая однополярная +24В (питание для TPA3118), вторая однополярная 16В (на DSP и на ардуино), и третья двуполярная +/-20В (для питания предварительного усилителя, который переводит симметричный сигнал в несимметричный — но я его пока не сделал, не впаял компоненты, разводку на плате сделал, но стало лень доделывать, решил сделать пока без него, это не критично). Запуск показал — СВИСТ ГЕНЕРАТОРА ОТСУТСТВУЕТ! Шум от самого блока питания отсутствует (на удивление получился весьма достойный бесшумный блок питания), однако выяснилось, что встроенный в плату DSP преобразователь напряжение (он формирует 3,3В) все же шумноват — прикол в том, что если включаю без DSP шума вообще нет, а если через DSP — то есть появляется небольшой шумок (нудо будет подумать над тем, чтобы перевести DSP на другой питание — выпилить встроенный преобразователь к чертям).

И ГЛАВНОЕ: «массовый» провод линейных кабелей не должен контактировать с «массой» автомобиля (!), т.е. RCA-гнезда на самом усилке должны быть изолированные, без контакта с корпусом — «массовый» провод должен контачить только с входным контактом на самих УСН.

Что делать когда фонит магнитола при заведенном двигателе в машине

Во время регулярного использования магнитолы в автомобиле колонки начинают издавать фоновые шумы. Особенно фонит магнитола при включенном двигателе. Причина возникновения подобных шумов — источники электромагнитных помех и высоковольтных разрядов. В автомобиле ими могут быть система зажигания, электрогенератор, сигнализация, блоки управления. В отдельных случаях — даже видеорегистратор и радар-детектор.

Почему фонит магнитола

Если динамики аудиосистемы начинают фонить при включении радиоприемника, то причина в неисправности крепления кабеля антенны, идущего на массу. В данном случае для устранения неисправности нужно просто подтянуть крепление этого провода.

Если фонит аудиосистема при воспроизведении звука при работе CD-проигрывателя или цифровых носителей, то причина — нарушение экранизации кабелей, идущих от аудиосистемы к внешнему усилителю или от него к колонкам. При нарушении внешней оболочки проводов на них начинают воздействовать внешние поля. Это и называется нарушением экранизации.

Третья возможная причина, почему фонит магнитола, — выход из строя предохранителя линейного вывода. Это случается при грубом обращении с разъемами проводов линейного входа/выхода. Фоновые шумы в данном случае звучат как громкий вой. Это происходит от того, что аппаратура улавливает помехи от всех электрических систем автомобиля.

Ты водитель автомобиля?! Тогда ты сможешь пройти этот простейший тест и узнать . Перейти к тесту »

Четвертой причиной может быть неисправность фильтрующего конденсатора, включенного параллельно цепи питания. Аудиосистема в этом случае как бы зависает, остро реагируя на все источники электромагнитных помех.

Пятая причина — слабый контакт на композитных RCA-разъемах подключения аудиоаппаратуры.

Что делать

Если фонит магнитола при заведенном двигателе, делайте осмотр всей электропроводки аудиосистемы.

В случае когда система фонит при прослушивании радио, осмотрите крепления всех проводов, идущих от аудиосистемы к антенне, и плотно завинтите их. В отдельных случаях возможно повреждение этого провода. Поврежденный кабель следует заменить новым. Штекеры очищаются от оксидов и загрязнений или заменяются новыми.

Если фонит система при заведенном двигателе и включенном проигрывании CD или другого цифрового носителя, осматривайте все провода, идущие от магнитолы к усилителю и к колонкам. Причина может быть в их повреждении или в разъемах. Нужно отыскать неисправный провод или кабель с поврежденным разъемом и заменить его. А можно просто обновить все провода в автомобиле. И лучше всего — на специальные, силовые модели.

При выходе из строя предохранителя линейного вывода систему лучше отдать в специализированный сервисный центр.

Хотя заменить эту деталь можно и самому, если имеются знания в области радиоэлектроники.

Чтобы убедиться в неисправности предохранителя, замкните минус линейного выхода на корпус (массу). Пропадание фоновых шумов будет подтверждением этой неисправности.

Для ее самостоятельного устранения извлеките магнитолу и снимите верхнюю панель. На поверхности основной платы найдите предохранитель массы линейных выводов. На некоторых аудиосистемах его обозначают литерой «P» сверху и восклицательным знаком. По внешнему виду он напоминает SMD-резистор.

Устанавливается такое предохраняющее устройство между «массой» на плате и боковыми RCA-выводами (тюльпанами).

Предохранитель замените. Соберите магнитолу и поставьте ее на место.

Фильтрующий конденсатор способны заменить только специалисты и любители радиоэлектроники со стажем. Поэтому рекомендуется отнести систему в сервис. В случае когда фонят контакты проводов автомагнитолы, их следует обжать.

Если все вышеприведенные меры не помогают, ищите причину в машине. Необходимо проверить:

• электрогенератор на предмет износа щеток и коллектора;
• стартер на предмет износа щеток;
• свечи зажигания и высоковольтные провода на предмет пробоев и внешних повреждений.

При подобного рода неисправностях в машине возникают мощные источники радиопомех, которые может улавливать даже полностью исправная аудиосистема с функционирующей проводкой. Наиболее сильно помехи от стартера проявляются при запуске двигателя.

Наводка с генератора.

Опции темы

• Подписаться на эту тему…