学习单元4.2 汽车音响的诊断与修复
学习目标
认识汽车音响的组成及工作原理,掌握汽车音响故障的的诊断与修复方法,能够正确使用和维护汽车音响。
随着家庭轿车的普及,汽车音响已成为汽车的必选装备,汽车音响的需求量和维修量迅速增加。随着电子工业的发展,汽车音响从最早的AM(调幅)收音机发展到现在的具有AM/FM/SM(调幅/调频/短波)收音、磁带放音、CD放音、MD放音、DTA数码音响、DSP(数码信号处理器)、电子分音器、电视接收系统、VCD影视系统等各种功能的音响系统,形成了多功能、数字化、逻辑化、多性能、高指标、大功率输出的立体声系统。
4.2.1 汽车音响的认识
1.汽车音响的特殊性
汽车音响的使用环境恶劣,汽车运行中产生的振动、高温、噪声、电磁波等都会干扰音响的正常工作,因此汽车专用音响的使用和制造都比家用音响严格,价格较高。汽车音响技术的特殊要求主要有以下几方面:
(1)安装技术:轿车的音响多安装在仪表板或副仪表板位置,安装空间狭窄。由于汽车音响体积受到限制,同时考虑到汽车音响的通用性,国际上采用通用的安装孔标准尺寸,称为DIN(德国工业标准)尺寸。标准DIN尺寸为178mm×50mm×153mm(长×宽×深),有多碟CD音响装置的采用2倍宽DIN尺寸,即178mm×100mm×153mm。
汽车音响的优劣,不仅与音响本身的质量有关,而且与音响的安装技术有关,尤其是喇叭和机件的安装技术。轿车车厢空间有限,汽车音响喇叭不能带大音箱,这就需要利用仪表台、车门、后围隔板等部件与喇叭结合起来,形成一种类似音箱的结构,消除声波的相互叠加。喇叭的安装位置影响音质效果,汽车音响喇叭的安装位置要经过各种测试后才能确定下来。
(2)避振技术:由于汽车的振动比较大,音响系统要求安装稳定,保证工作可靠。主要避振措施有:汽车磁带放音部分多采用横向放置,上下卡紧以保证稳定放音;采用优质陶瓷涂层的镀膜合金磁头,使音质与耐久性都有保障;CD机部分采用多级减振方法,并且要求线路板上的元件焊接可靠。
(3)音质处理技术:汽车音响的音质处理已朝数码技术发展。高级汽车音响采用了DA(数码音响)、DSP(数码信号处理器)、MP3技术等,形成了数字化、逻辑化、大功率的高保真(Hi-Fi)立体声系统。
(4)抗干扰技术:汽车发动机点火系及各种用电器会对音响产生电磁干扰,同时汽车行驶过程中又会受到外界环境(高楼、桥梁、电网等)的影响,因此汽车音响中都采用了抗干扰技术。汽车音响的抗干扰技术主要有:在汽车音响的天线输入回路和电源输入电路中采用扼流圈和电容构成的滤波电路;对空间辐射干扰采用具有屏蔽作用的金属外壳密封;在音响电路中专门安装抗干扰的集成电路,用以降低外界的噪声干扰。
(5)汽车电源的匹配:汽车音响采用蓄电池低压直流供电,为避免电压波动的影响,要求汽车音响的输出功率要大。为此要减小线路阻抗,采用低阻抗的扬声器。
2.汽车音响的先进性
(1)防盗功能:某些汽车音响设置了防盗系统,主要有两种类型,一种是采用防盗拆装面板,在音响被盗时自动锁定,使音响的主要部分变为不可拆,或强行拆下时即损坏;另一种是采用设置密码方式,当驾驶员设定音响密码并进入防盗状态时,音响系统被拆下重新使用时必须输入密码,否则音响系统不工作。防盗系统的标识一般刻在录音磁带槽盖上“ANTI-THEFT SYSTEM(防盗系统)”。
(2)语音识别:汽车音响采用语音识别技术,以人的语音进行操作,代替手动操作,不仅操作简便,而且提高了行车的安全性。语音识别系统是靠语音识别模块,即语音频率分析集成电路实现的。语音识别系统一般可包含20多条指令,实现选择接收频道,控制磁带的进、退,控制磁带盒的进、出,控制激光唱机的播放、选曲等。
(3)数字调谐技术:这是汽车音响数字化的重要标志。一般利用4位数字专用处理器来实现调谐自动搜索,每当搜索到一个电台时,自动停留约7.5s,并自动存储在存储器内,一般可存储12~24个台。如果要调用,只需按动相应的数字键即可。
(4)微机控制的磁带放音机芯:可实现快进、倒带、暂停、选曲及磁带盒进出舱门等的自动控制。
(5)减音器:当使用车载电话时,减音器自动调低系统的声音或触发消音功能,当电话挂断后自动恢复原来音量。
(6)驾驶座声场模拟系统:由于驾驶座并非处于声场中央位置,左方和右方扬声器发出的声音达到驾驶者耳朵的时间不一样,形成一种不平衡的声场效果。驾驶座声场模拟系统可以根据驾驶者的选择,使左方和右方扬声器发出的声音延迟若干秒,模拟出一个驾驶座在中央的声场,使音质定位达到完美的境界。
(7)模糊逻辑原理的应用:汽车音响为力求尽善尽美的效果,采用了模糊逻辑原理设计。例如环境噪声补偿系统,它可以计算轮胎、路面和发动机的噪声,然后与用户设定的音调和音量作出比较,自动调节音调和音量至适当的水平,从而省却了不断调整的麻烦。
3.汽车音响的组成
汽车音响的组成如图4-2-1所示,主要包括天线、信号源、音频处理电路、功率放大电路、扬声器等。天线用来接收广播电台的发射电波,通过高频电缆,向无线电调频装置传送;信号源包括调谐器、磁带放音、CD唱机、传声器等,为音响系统提供音频信号;音频处理电路包括信号源选择、前置放大、音量音调调节、响度控制等;功率放大电路为各信号源所共用,对所选择的音源进行放大,以便有足够的功率推动扬声器发声;扬声器俗称喇叭,将音频信号还原为声音,是直接影响音质好坏的关键部件。
图4-2-1 汽车音响的组成
1)天线
汽车音响采用具有屏蔽作用的金属外壳全封闭式结构,必须用外接天线;又由于汽车的移动性,不宜采用具有方向性的天线。天线一端与调谐器前端相连,另一端接地。常用的汽车音响天线有拉杆式天线和玻璃夹层天线两种。
(1)拉杆式天线:装在车头左前翼子板、前车窗左侧或车后尾部,天线材料一般采用不锈钢或镀铬铜管,有手动和自动两种。手动天线装在车头左前翼子板和前车窗左侧,常采用三节拉杆,有些卡车和大型客车采用单节天线;自动天线可以装在车头或车尾,通过电动机控制天线的升降,常有3~5节。
(2)玻璃夹层天线:制作在后挡风玻璃夹层中,对汽车外观没有影响,无触碰,一般用在高档轿车上。与拉杆式天线相比,在AM时灵敏度低约5~10dB,所以一般要加一级天线信号放大器,放大器多安装在C柱护板内。与之配套的汽车音响常标有“窗式天线专用”字样。
2)信号源
(1)调谐器:是无线电接收装置,其作用是接收广播电台发送的调幅(AM)和调频(FM)信号,并对其处理得到音频信号。
调谐器的调谐方式有手动机械式调谐和数字调谐系统(DTS)两种,手动调谐又可分为可变电容调谐(调容)和可变电感调谐(调感)。普通家用音响采用可变电容调谐,汽车音响采用可变电感调谐。由于汽车音响使用环境恶劣,可能有剧烈振动,行驶中接收环境在不断变化,要保证稳定接收信号,对调谐器性能要求较高。可变电容调谐容易出现调谐不稳定,电气性能不如调感式,所以汽车音响均采用调感调谐方式。
新型调谐器采用数字调谐系统,就是应用微处理器(CPU)实现锁相环(PLL)技术和频率合成技术相结合的一种自动控制系统,具有存储、预选及定时等功能。数字调谐系统提高了整机性能,操作方便,更适于汽车使用。
(2)磁带放音机:根据电磁转换原理制成,用来读出和再生磁带记录的模拟信号。由于采用了轻触式机心、逻辑控制电路、杜比降噪系统、自动选曲电路和微处理器控制系统等新技术,提高了放音机的性能。
与家用音响相比,磁带放音机没有录音功能,只是一个单卡的磁带放音部分。其机心结构较家用卡座复杂,增加了磁带进出盒结构和自动返带机构。
(3)CD唱机(Compact Disc):又称激光唱机,是将激光光学技术、数字信号处理技术、精密机械伺服技术、微处理器控制技术、高密度记录技术和超大规模集成电路技术等融为一体的数字音频设备。CD唱机具有性能优异、不易磨损、曲目丰富的优点,同时具有自动选曲、程序重放、遥控操作等多种功能,因此成为汽车音响的重要组成部分。与家用音响相比,汽车CD的加载、卸载机构较复杂,还有专门的减振系统,电路板结构也有所不同。CD唱机一般是6~12碟连放,常见的是6碟或10碟CD。CD唱机多安装在汽车行李箱内,也可安装在汽车其他空余地方。
(4)传声器:即话筒,作用是将声音信号转变成音频电信号,经功放电路放大后,通过扬声器播放出来。主要用于高档豪华大客车等旅游车辆。
3)音频处理电路
音频处理电路包括信号源选择电路和前置放大电路。信号源选择电路的作用是按照使用者的要求,选择不同的信号源,输入到下级的功放电路进行功率放大,以推动扬声器发声。前置放大电路的作用是对不同的音源信号进行前置放大并对音频信号的音量、音调、响度进行调整和控制。普通汽车音响音频前置放大与功率放大常合并在一起,构成复合式功率放大器;高档数字音响将前置放大电路单独设置。
4)功率放大电路
功率放大电路的作用是对所选择的音源进行放大,以便有足够的功率推动扬声器发声。中档普通立体声汽车音响采用左右两个声道,输出功率约为2×10W。高档数字式汽车音响有四个声道,采用高保真、大功率集成电路功放,具有平坦的频率特性和良好的信噪比、动态特性,输出功率约为4×30W。
功率放大电路一般都有输出短路保护和过热保护电路,当温度达到160℃或输出端短路时,放大器关闭无输出。
汽车音响一般都有静音电路,在音响处于开关机、状态转换、自动调谐、电台切换以及磁带快进、快退、翻面等瞬间,静音电路工作,以免扬声器发出噪声。静音电路一般分为两级,第一级在音频处理电路中,以切断噪声信号的功放输入;第二级在功放电路中,以关闭放大器,避免扬声器发出“咝咝”的背景噪声。
5)扬声器
扬声器俗称喇叭,不同信号源的音频信号经功率放大后,最终要经过扬声器还原为声音,它是直接影响音质好坏的关键部件。汽车音响扬声器具有功率大、阻抗小、体积小的特点,扬声器的阻抗多为2~4Ω,口径一般为102~152mm,一般功率为10~30W,大功率扬声器为30~100W。扬声器的接线较粗,接线柱采用镀银或镀镍铜排,以降低接触电阻。扬声器结构形式一般有全频带、同轴二分频和同轴三分频式。
一般普通立体声汽车音响配有两只全频带扬声器,多安装于仪表台内的左右侧或左右侧的前车门内;高档汽车音响配有四只扬声器,两只中高音扬声器安装于前部仪表台内左右两侧,两只中低音扬声器安装在后行李箱内的左右两侧。汽车行李箱容积较大,内部四周一般有毡垫等充当吸音物,是安装低音扬声器的理想位置。
6)电源电路
汽车音响由汽车电源供电,由于汽车电源电压不稳定,汽车音响内部都设有稳压电路,为除功放以外的电路供电。
普通汽车音响正极只有一个供电端,若接于蓄电池正极,音响便不受点火开关控制;若接于点火开关控制的供电线,则只有接通点火开关后音响方可工作。
高档音响一般有两个供电端,一个标记为PERMANENT B+(或BATTER),即常供电(蓄电池)端,连接蓄电池正极,为CPU供电,以维持CPU时钟工作和记忆用电;另一个标记为ACC(或IGNITION),即附件(或点火)端,连接点火开关控制的供电线,当点火开关置于ACC档或ON档时该端子供电,汽车音响正常工作,当点火开关置于OFF档时,ACC(或IGNITION)端子无电,音响不工作或限时工作(如工作1h后自动关机)。音响机型不同,两端子的功能不同,有两种情况,一种是PERMANENT B+(或BATTER)端子为主供电端,ACC(或IGNITION)端子为点火开关检测端;另一种是PERMANENT B+(或BATTER)端子为辅助供电端,ACC(或IGNITION)端子为点火开关检测端兼主供电端。两种供电的区分方法是:以熔断丝安装的接线端为主供电端。
4.调谐器
调谐器的组成如图4-2-2所示,上部为调幅接收电路,下部为调频接收电路。
图4-2-2 调谐器的组成
对于手动机械调谐式音响,FM波段的高放、本振和混频都做在一个铁屏蔽盒里,称为FM高频头,输出10.7MHz的FM中频信号;AM波段的元件都焊接在主电路板上。对于数字调谐式音响,一般把AM收音电路和FM收音电路分别做在两个铁屏蔽盒里;一些集成度更高的机型,AM和FM处理电路采用单片集成电路,作为一个组件做在一个铁屏蔽盒里,输出AM和FM音频信号。
(1)无线电波的调制与发送。人耳能够听到的声音频率大约在20~2 000kHz,这个频率范围称为音频。音频的频率低,不易发射,同时信号频率又比较接近,收音机也不易选择。所以广播电台是将音频信号加到高频电磁波上发射的,该高频电磁波称为载波,将音频信号加到载波上去的过程称为调制。让高频载波的幅度按照音频信号的变化规律而变化的过程称为调幅;让高频载波的频率按照音频信号的变化规律而变化的过程称为调频。调幅波和调频波的波形如图4-2-3所示。
图4-2-3 调幅波和调频波
汽车音响一般采用调幅的中波波段(525~1 605kHz)和调频波段(87~108MHz),高级汽车音响调幅有两个波段(AM1和AM2),调频有3个波段(FM1、FM2和FM3),每个波段可存储6个电台,一共可以存储30个电台。
无线电波的发送如图4-2-4所示,声音经话筒转换为音频电信号,再经音频放大器放大后送入调制器。同时,高频振荡器产生高频载波信号送入调制器。音频信号经调制后形成调幅波或调频波,再经高频放大器放大后获得足够的输出功率,送入发射天线向空间发射。
图4-2-4 无线电波的发送
(2)无线电波的接收。无线电波接收电路的基本组成如图4-2-5所示,输入电路的作用是把天线接收到的高频信号送到选择电路,选择出所要接收的电台信号,并抑制其他信号。高频放大器的作用是接收输入电路的高频信号,并将其放大后送入解调器。解调器的作用是从高频已调波中解调出调制信号(音频信号),解调器包括检波器和鉴频器,检波器的作用是从高频调幅波中取出调制信号,鉴频器的作用是从高频调频波中取出调制信号。低频放大电路的作用是将解调出的音频信号放大,推动扬声器发声。
图4-2-5 无线电波接收电路
(3)调幅接收电路。上述电路在解调前一直不改变高频已调波频率,称为直放式接收机。直放式接收机的缺点是灵敏度、选择性和音质都很差。实用的收音机都不采用该电路,而是采用超外差电路。超外差式调幅接收电路的基本组成如图4-2-6所示,主要由输入回路、变频电路、中频放大、检波电路和功率放大电路等组成。其特点是在输入回路后增加变频电路,其作用是将高频已调波变成频率固定(频率为465kHz)且低于载波频率的中频信号。
图4-2-6 超外差式调幅接收电路的基本组成
(4)调频接收电路。调频接收电路也采用超外差电路,超外差式调频接收电路的基本组成如图4-2-7所示,主要由输入回路、高频放大、变频电路、中频放大、鉴频电路和功率放大电路等组成。变频电路的作用和工作原理与调幅接收电路相同,只是中频信号频率为10.7MHz。
图4-2-7 超外差式调频接收电路的基本组成
(5)数字调谐器。(Digital Tuning System)简称DTS,采用了微处理技术,其专用微处理电路主要以日本NEC公司、东芝公司和PHILIPS公司的产品为主。采用数字调谐技术的汽车音响取消了机械式调谐机构和指针式频率指示机构,可实现自动选台、数字显示、多个电台存储和遥控等功能,具有操作简便、性能优越的特点,更加适合汽车的使用环境,广泛应用于中高档汽车音响。
图4-2-8 数字调谐器的结构框图
数字调谐器的结构框图如图4-2-8所示,主要由信号接收电路和数字调谐控制电路两部分组成。信号接收电路与一般的AM/FM立体声接收电路基本相同,不同之处有两点:一是AM/FM的本机振荡器为压控振荡器(VCO);二是各谐振回路用变容二极管替代了可变电感。数字调谐控制电路主要包括锁相环(PLL)数字频率合成器和调谐控制器(CPU),锁相环数字频率合成器的作用是完成本振信号的频率合成和频率数字显示,调谐控制器的作用是对系统进行控制。
5.磁带放音机
磁带放音机主要包括盒式磁带、磁带驱动机构、磁头及控制电路等,可以实现录音、放音及抹音等功能。
(1)磁带放音机工作原理:如图4-2-9所示,在录音时,抹音磁头首先接触磁带,抹去原有信号,形成空白带区。声音经话筒转换为电信号,再经录音放大器放大后流经录音磁头线圈,使磁头铁芯周围产生磁场,磁场强度随音频信号电流的变化而变化,当恒速移动的磁带经过磁头空隙时,与空隙处接触的磁带磁性体被磁化并留下剩磁,从而完成声音信号的录制。
图4-2-9 磁带录音原理
磁带放音原理如图4-2-10所示,在放音时,当恒速移动的磁带经过磁头空隙时,磁带上的音频剩磁不断改变铁芯的磁场,变化的磁场使铁芯线圈中产生感应电动势和感应电流,感应电流的大小与原录音音频信号电流的大小成正比,该信号再经放音放大器和功率放大器进行放大,最后推动扬声器放出声音。
图4-2-10 磁带放音原理
图4-2-11 盒式磁带的结构
(2)盒式磁带的结构和规格:盒式磁带的结构如图4-2-11所示,磁带盒由上外壳和下外壳组成,磁带盒内有两个相同的盘心,磁带绕在盘心上,磁带两端是没有记录信号的引带,磁带盘上下面有润滑片,表面涂有石墨粉或碳粉,起润滑作用,以减少走带时的阻力,并保持磁带盘的平整。导带滑轮安装在导带轮轴上,导带滑轮随磁带旋转,对磁带的运动起导向作用,并使磁带有一定张力。屏蔽片的作用是减小杂散磁场对磁带和磁头的干扰,以提高磁带录音的信噪比。磁带压垫装在屏蔽片前,由一条窄的磁青铜片和粘在其上的羊毛粘块组成,其弹性可使磁带和磁头有适当的压力和接触面。
磁带的规格如图4-2-12所示,其宽度为3.735mm,长度为C-60、C-90、C-120,即用磁带正反走带时间表示长度,如C-60表示正反走带时间为60min。磁带包括带基和磁性层,带基厚度为4~12μm,磁性层厚度为3~6μm,因为磁带盒尺寸一定,走带时间越长,磁带越薄。磁带一般是具有双声道四磁迹的立体声磁带,磁头也是双声道四磁迹,正反走带时读取A、B面的L、R磁迹。
图4-2-12 磁带的规格
(3)磁头的结构和工作原理:磁头的结构如图4-2-13所示,主要由铁芯、线圈、工作缝隙、屏蔽罩、导带叉和固定支架等组成。线圈绕在铁芯上,铁芯多采用坡莫合金、铁氧体和铁硅铝等高磁导材料制成,不绕线圈的抹音磁头的铁芯多采用磁钢等硬磁性材料充磁制成。铁芯被前后两个缝隙分割为左右对称的两部分,前部缝隙与磁带接触,称为工作缝隙;后部缝隙是为了防止录音时将铁芯磁化到饱和程度。为了防止外磁场对磁头的干扰,磁头正面需经研磨抛光处理,并将磁头铁芯安装于具有高磁导率的屏蔽罩中。导带叉固定在磁头外壳上,保证磁带行走时与磁头工作缝隙相吻合。立体声磁头和环行磁头的基本结构相同,只是左右声道各具有两套独立的线圈、铁芯和工作缝隙,两铁芯间有一层坡莫合金屏蔽板,以减少通道间的串音。
按照功能分类,磁头可以分为录音磁头、放音磁头、抹音磁头、录放磁头和自动反转式磁头,如图4-2-14所示。录音磁头的作用是通过电磁转换,将录音的音频信号电流变换为磁场形式,并以剩磁记录在磁带上。放音磁头的作用是通过磁电转换,将记录在磁带上的剩磁变换为电信号。抹音磁头的作用是在录音前将磁带上的剩磁信号抹去。录放磁头是为了降低成本而制做的录放兼用的磁头。自动反转式磁头的作用是在磁带正反向走带时均能录音或放音。
图4-2-13 磁头的结构
图4-2-14 磁头的种类
(4)磁带驱动机构:其基本组成如图4-2-15所示,主要包括电动机、橡胶传动带、飞轮、主导轴、压带轮等。
图4-2-15 磁带驱动机构的基本组成
电动机多为小型直流电动机,具有体积小、耗电少、效率高的优点。其基本结构如图4-2-16所示,主要由定子、转子、换向器、电刷、外壳、屏蔽罩、橡胶垫、稳速装置等组成。屏蔽罩的作用是防止火花辐射干扰、减少漏磁损失;橡胶垫的作用是减轻机械振动;稳速装置的作用是保持电动机转速稳定,以使磁带稳速运行。稳速装置主要有机械稳速、电子稳速和频率发电机稳速三种形式。
图4-2-16 磁带驱动电动机的基本结构
电动机通过橡胶传动带驱动飞轮旋转。飞轮的质量较大,边缘厚,因此转动惯量较大,可以起到稳定转速的作用。飞轮与主导轴之间采用黄铜套紧配合,以驱动主导轴旋转。主导轴采用坚韧而不易磁化的不锈钢材料制成,表面做镀铬处理,以增加硬度,它与磁带直接接触,利用摩擦力以恒定速度传送磁带。
6.CD唱机
CD唱机主要由机械系统、激光头系统、伺服系统、数字信号处理系统、控制系统和电源组成。CD唱机的基本组成如图4-2-17所示。
(1)CD唱片:CD唱片记录的是数字信号,模拟音频信号需经过模/数转换、纠错和调制处理,转换为音频数字信号,并在信号中插入控制与显示信号(也称子码),最后记录在CD唱片上。CD信号被分为一段一段的,一段称为一帧,在帧与帧之间插入作为分隔符的帧同步信号。CD唱片的结构如图4-2-18所示。
CD唱片的信号轨迹是一系列深度为0.11μm、宽度为0.4μm而长度不等的信号坑,信号坑共有3~11T共9种长度,T为CD信号的时钟周期。信号轨迹从CD唱片的内圈向外圈以螺旋状排列,轨迹之间的间距为1.6μm。
唱片最里圈部分称为引入区,记录唱片的目录,包括节目数和节目的位置等。唱片最外圈部分称为引出区,记录节目的末尾。
图4-2-17 CD唱机的基本组成
图4-2-18 CD唱片的结构
CD唱片在播放时,从最内圈开始,由内向外,在最外圈结束。唱片不是以恒定角速度旋转,而是以光头处1.25m/s的恒线速度旋转,内圈转速快、外圈转速慢,转速范围约为200~500r/min。
(2)机械系统:CD唱机的机械系统主要包括唱片装载机构、唱片压片机构、唱片主轴机构和激光头径向进给机构等。
唱片装载机构的作用是在控制系统的控制下,由托盘电机驱动,通过传动机构,完成唱片的移进与移出、抬起与下降的动作。
唱片压片机构的作用是利用唱片上部的磁性压盘,将唱片吸附在旋转盘上,防止唱片高速旋转时发生偏移。唱片压片机构常由托盘电动机驱动。
唱片主轴机构主要包括主轴电动机和旋转盘等,主轴电动机驱动唱片高速平稳旋转。
激光头径向进给机构的作用是驱动激光头沿唱片径向移动,读取信号轨迹的信息,同时还可以按照指令完成选曲、重放和搜索等任务。
(3)激光头系统:包括激光源、光学器件和光检测器三部分,其基本组成如图4-2-19所示。
图4-2-19 激光头系统的基本组成
激光二极管发射一束功率恒定的激光,经衍射光栅后分裂为三束光:中间的光束为主光束,用于拾取射频信号及聚焦误差信号;旁边两光束为辅光束,用于拾取循迹误差信号。三束光分别经偏振棱镜、准直透镜、1/4滤片和物镜后聚焦在CD唱片上,再由CD唱片反射回来,经柱面透镜后聚焦于光检测器上,主光束射到A、B、C、D四只光电管上,辅光束分别射到E、F两只光电管上。A、B、C、D四只光电管拾取射频信号及聚焦误差信号,E、F两只光电管拾取循迹误差信号。
CD唱片是以凹坑和镜面的形式记录信号的。当激光束照射到凹坑时,由于反射光的衍射,造成反射光量少,光电管输出为低电平;当激光束照射到镜面时,反射光量多,光电管输出为高电平。因此,激光束通过扫描唱片上的凹坑和镜面,可以获得强弱不同的反射光束,进而转换为高频电信号。
(4)伺服系统:主要包括聚焦伺服系统、跟踪伺服系统、径向进给伺服系统和主轴伺服系统等。聚焦伺服系统的作用是根据聚焦误差信号控制激光头中的聚焦线圈动作,使物镜做上下运动,保证激光束能够准确地聚焦在CD唱片的信号轨迹面上。跟踪伺服(又称循迹伺服)系统的作用是根据循迹误差信号控制循迹线圈动作,使物镜做水平运动,保证激光束准确跟踪信号轨迹。径向进给伺服系统的作用是根据进给误差信号控制进给电机动作,保证激光头能够准确地沿唱片径向移动。主轴伺服系统的作用是根据主轴伺服误差信号控制主轴电动机动作,保证激光头能够以恒定的线速度读取信号。
(5)数字信号处理系统:数字信号处理系统的作用是对射频放大器输出的射频放大信号进行解调、纠错处理,获得原数字音频信号。再经数/模转换电路转换为模拟音频信号。
(6)控制系统:是整机的控制中心,其核心是微处理器,微处理器内部固化了系统软件程序、存储器和输入输出接口。控制系统的作用是接收各种操作指令和检测数据,包括功能操作按键、遥控器、状态检测传感器及状态检测开关的输入信号,并对各种输入信号进行判断和处理,输出控制指令,控制机械系统和电路部分的工作,使CD唱机进入各种工作模式并正确运行;同时控制系统不断检测唱机的工作状态,如果有不正常的情况,则发出保护命令,控制唱机停机。
7.布线
由于汽车上的用电设备和线束较多,如果音响的安装布线不合理,就会使音响受到其他用电设备产生的噪声干扰,导致音响音质下降。音响的安装布线主要应注意以下几方面:
音响的配线电阻越小,配线消耗的功率越小,则音响系统的功率越大;音响主电源线的熔丝越靠近蓄电池越好。
音频信号线应尽可能短,避免受到噪声信号的干扰;音频信号线要离开控制单元和功放的电源线至少20cm,最好将音频信号线和电源线分开布在驾驶座和副驾驶座两侧,如果音频信号线与电源线要交叉,最好以90°相交,避免拾取感应噪声;音频信号线接头处应用绝缘胶带缠紧以保证绝缘,如果接头处和车体接触,会产生噪声。
电源线的电流容量值应等于或大于熔丝保险值,否则会产生交流噪声;如果一根电源线分开给多个功放供电,从分开点到各个功放布线的长度和结构应该相同;如果电源线桥接,各个功放之间会出现电位差,从而导致交流噪声;蓄电池接头应保证清洁和拧紧,如果接头处的接触电阻过大,会导致产生交流噪声;当在汽车动力系统内布线时,应离开发电机和点火装置,避免发电机噪声和点火噪声辐射入电源线。
4.2.2 汽车音响的诊断与修复
汽车音响的诊断与修复以别克君越SGM 7240和SGM 7305轿车的音响系统为例,该系统由天线、收音机、扬声器、音频放大器等组成。其电路图如图4-2-20所示,部件安装位置如图4-2-21所示。
1.故障诊断仪的输出控制
使用故障诊断仪的输出控制功能可以指令扬声器接通或关闭,检查扬声器电路是否良好。
2.故障诊断仪的数据列表
使用故障诊断仪读取相关数据,可以检查音响系统各部件工作是否正常,有关音响数据可以参考维修手册。
3.症状诊断
注意:在进行症状诊断前,必须完成如下步骤:
(1)执行“车辆故障诊断码信息”中的“诊断系统检查—车辆”,以确认:未设置故障诊断码;控制模块能通过串行数据链路进行通信。
(2)查阅系统操作,以熟悉系统功能。
(3)直观检查是否有可能影响收音机/音响系统操作的售后加装装置;检查易于接触或能够看到的系统部件,查明其是否有明显损坏或故障,以致出现该症状。
1)收音机信号接收不良或接收不到
排除“收音机信号接收不良或接收不到”故障的步骤,如表4-2-1所示。
图4-2-21 别克君越轿车音响系统部件安装位置
1—收音机放大器;2—左后扬声器;3—左前门扬声器;4—左前高频扬声器;5—收音机;6—右前高频扬声器;7—右前门扬声器;8—右后扬声器
表4-2-1 排除“收音机信号接收不良或接收不到”故障的步骤
(续表)
2)一个或多个扬声器音响失真
排除“一个或多个扬声器音响失真”故障的步骤,如表4-2-2所示。
表4-2-2 排除“一个或多个扬声器音响失真”故障的步骤
3)一个或多个扬声器不工作
排除“一个或多个扬声器不工作”故障的步骤,如表4-2-3所示。
表4-2-3 排除“一个或多个扬声器不工作”故障的步骤
4)所有扬声器都不工作
排除“所有扬声器都不工作”故障的步骤,如表4-2-4所示。
表4-2-4 排除“所有扬声器都不工作”故障的步骤
(续表)
4.收音机的设置
完成故障诊断仪“Special Functions(特殊功能)”菜单下的设置程序,可为车辆设置新的收音机。如果新收音机设置不当,收音机将显示一个锁定(LOC)或校准(Calibrate)信息。
1)收音机接收器的设置
钥匙处于ON(接通),完成以下程序:
(1)在“Main Menu(主菜单)”屏幕上,选择“Diagnostics(诊断)”。
(2)在“Vehicle Identification(车辆识别)”屏幕上,选择以下选项:
“Model Year(车型年代)”
“Vehicle Line(车系)”
(3)在“System Selection Menu(系统选择菜单)”选择“Body(车身)”。
(4)在“Body(车身)”屏幕上,选择“Radio(收音机)”。
(5)选择“Vin Setup(Vin号设置)”。屏幕显示“是否清除收音机防盗信息?(Do You Want To Clear Radio Theft Information?)”
(6)选择“开始清除(Begin Clearing)”按下软键,屏幕显示“清除收音机防盗信息进行中(Clearing Radio Theft In Progress)”。
(7)当屏幕显示“收音机防盗信息已清除,请重新点火(Please Cycle The Ignition,Radio Theft Information Was Cleared)”时,钥匙不拔出,回到“OFF”,然后拔回到“ON”。
(8)设置完成,TECH2按“EXIT”退出。
2)启动XM卫星接收功能
注意:在更换XM收音机接收器后,请致电给XM Radio,以便停用已从车上拆下的接收器并启用新的XM收音机接收器。在拨打启用电话后24h内,车辆必须停在卫星覆盖区域。
(1)打开收音机,调至XM卫星频道0,然后记录收音机识别号(ID)。要启用新的接收器,需要有收音机识别号(ID)。
(2)拨打1-800-556-3600致电XM Radio,以停用故障接收器并启用新的接收器。
(3)将车辆停在室外并与天空之间视野畅通无阻的区域。
(4)让车辆停在室外、点火开关置于ACC(附件)位置、并将收音机打开30min,以激活XM卫星服务。
(5)一旦激活,收音机就会接收到其余的XM卫星电台频道。
5.汽车音响防盗锁定的排除
该车音响采用“防盗锁”式防盗系统,利用Class 2串行数据来确定收音机是否安装在相应的车辆上。与以往车型不同的是,现在不必在收音机中设置一个安全码。收音机每次接收到“运行”电源模式信息时,它将从负责传送车辆识别号(VIN)的Class 2串行数据电路所接收到的信息与所储存的车辆识别号(VIN)信息进行比较。如果不相配,收音机显示屏会告诉用户收音机被锁住了。一旦被锁住,会设置一个故障诊断码(DTC B1780),收音机不会响应任何按钮,即不再工作。导致这种状况的两个情况是:
(1)安装了其他车辆的收音机。
(2)在负责向收音机提供车辆识别号(VIN)信息的Class 2串行数据电路上进行通信的模块被更换,且没有使用正确的车辆识别号对其进行相应设置。
将收音机开锁的唯一方法是使用故障诊断仪排除DTC B1780故障。
DTC B1780的故障诊断信息,如表4-2-5所示。
表4-2-5 DTC B1780的故障诊断信息
DTC B1780的故障诊断方法如图4-2-22所示。
图4-2-22 DTC B1780的故障诊断方法
案例分析
案例:由于音响断电和CD机激光头表面太脏导致音响无反应。
车型:本田雅阁轿车,行驶里程28万km。
症状:打开音响无反应。
诊断:本田车系多半在音响中设置防盗码,在其音响的液晶板上有ANTI?THEFT(防盗)字样。液晶板下方附近还有一个红色指示灯不停地闪烁,警示该音响有防盗码。音响防盗码一般由5位数字组成,正确地输入5个数字后,听到“噼”的声响,就可以使用音响了。
由于在检修电气故障时,无意中将音响保险丝给拆除了,待电气故障维修完毕后,新的电气故障又出现了,即音响由于断电而出现自锁。出现自锁以后必须输入该音响的防盗密码(随车都有音响防盗密码卡片),新款本田雅阁车由4位1~6的自然数组成。
将防盗卡片上的密码1342顺序输入,听到“噼”的一声响后,将音响打开,再把CD片放入盘中,CD片进去以后显示屏上出现CDPEO字样,2s后自动退片。
从资料中查到,该故障现象是激光头没有读到CD片,原来以为将CD片装反了,退出后仔细一看没有装反。
修复:还有一种可能的故障原因是CD机激光头表面太脏,于是将音响解体,但千万不要拔掉电源插头(以免因断电引起自锁的麻烦)。打开CD机上盖,用丝绸将激光头擦拭干净,再用“皮老虎”吹一吹,使之干净彻底。擦拭时要沿同一方向擦拭,这样效果最佳,千万不要用带有油质的东西去擦激光头,那样会损坏激光头。擦净后,装复进行试验,音响一切正常,故障已排除。
分析:由于拆除音响保险丝致使音响断电而出现自锁,CD机激光头表面太脏导致CD片自动退片。
测试习题
一、填空题
1.汽车音响技术的特殊要求主要有______________、______________、______________、和______________。2.轿车的音响多安装在______________。
3.解调器包括检波器和鉴频器,检波器的作用是从______________中取出调制信号,鉴频器的作用是从______________中取出调制信号。
4.盒式磁带的磁带规格为C-60,表示______________。
5.音频信号线要离开控制单元和功放的电源线至少______________,最好将音频信号线和电源线分开布在驾驶座和副驾驶座两侧,如果音频信号线与电源线要交叉,最好______________,避免拾取感应噪声。
二、判断题
1.汽车音响采用具有方向性的外接天线,天线一端与调谐器前端相连,另一端接地。 ( )
2.高档汽车音响多配有四只扬声器,两只中高音扬声器安装于前部仪表台内左右两侧,两只中低音扬声器安装在后行李箱内的左右两侧。 ( )
3.高档音响一般有两个供电端,一个为常供电(蓄电池)端,连接蓄电池正极,另一个为附件(或点火)端,连接点火开关控制的供电线。 ( )
4.汽车音响一般采用调幅的中波波段(87~108MHz)和调频波段(525~1 605kHz)。 ( )
5.CD唱片在播放时,唱片是以恒定角速度旋转。 ( )
6.音频信号线应尽可能短,避免受到噪声信号的干扰。 ( )
三、问答题
1.汽车音响主要由哪几部分组成?其功能是什么?
2.如何排除别克君越轿车“收音机信号接收不良或接收不到”的故障?
3.如何排除别克君越轿车“一个或多个扬声器音响失真”的故障?
4.如何排除别克君越轿车“一个或多个扬声器不工作”的故障?
5.如何排除别克君越轿车“所有扬声器都不工作”的故障?
6.如何排除别克君越轿车“汽车音响防盗锁定”的故障?
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。