Sơ đồ mạch điện hệ thống âm thanh giải trí trên xe Camry 2007

4. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của các bộ phận chính trong hệ thống

4.1. Cấu tạo

Cấu tạo hệ thống âm thanh trên ơtơ cĩ nhiều đặc điểm khác nhau tùy vào từng loại xe và cấp nội thất. Trong một số trường hợp khách hàng tự lựa chọn các bộ phận của hệ thống âm thanh tại nơi bán hàng. Nhìn chung hệ thống âm thanh cĩ các bộ phận sau đây.

4.1.1. Rađiơ

Ăng ten thu sĩng rađiơ được truyền đi từ đài phát thanh và chuyển thành tín hiệu âm thanh rồi gửi tới bộ khuyếch đại.

Hình: 5.5: Cấu tạo một hệ thống rađiơ đơn giản

Phần lớn các rađiơ ngày nay đều cĩ thể nhận sĩng AM/FM và cĩ một bộ dò sĩng điện tử được điều khiển bằng một máy tính nhỏ

4.1.2. Máy quay băng /đĩa CD

Máy quay băng đọc tín hiệu analog trên băng từ và gửi âm thanh tới bộ khuyếch đại. Thiết bị này cĩ chức năng tự động quay ngược và chức năng chọn tự động …vv. Đầu đọc CD đọc tín hiệu số trên đĩa quang rồi thực hiện sự chuyển đổi D/A (số sang analog) và gửi âm thanh tới bộ khuyếch đại. Vì sử dụng tín hiệu số nên âm thanh của đĩa CD cĩ tín hiệu rõ hơn so với băng từ. Một trong những thuận lợi cơ bản của đĩa CD là chúng ta cĩ thể lựa chọn bài hát rất nhanh.

4.1.3. Bộ khuyếch đại

Bộ khuyếch đại được dùng để khuyếch đại tín hiệu từ rađiơ,băng từ,đĩa CD…và gửi các tín hiệu này đến các loa.

4.1.4. Loa

Loa được dùng để chuyển tín hiệu điện đã được khuyếch thành dao động âm thanh trong khơng khí. Để nghe được tín hiệu âm thanh stereo nhất thiết phải cĩ hai loa. * Đặc điểm

Hệ thống âm thanh trên ơtơ cũng như hệ thống âm thanh ở trong nhà. Tuy nhiên hệ thống âm thanh ở trên ơtơ cĩ điều kiện làm việc khĩ khăn hơn sau dây là một số đặc điểm của hệ thống này.

Hình 5.6: Độ mạnh yếu của tín hiệu sĩng rađiơ

* Hệ thống sử dụng điện ắc quy của ơtơ

Hệ thống âm thanh trên ơtơ sử dụng điện từ ắc quy của xe Điện áp của hệ thống là 12V (hoặc 24V)

Hệ thống phải chịu tác động của giao động xe và bụi

Hệ thố ng âm thanh trên ơtơ đượ c thiế t kế để chị u cá c dao độ ng và bụ i bặ m khi xe chạ y trên đườ ng xấ u …v. v.

Độ nhạy của hệ thống rất tốt

Bộ thu sĩng rađiơ đượ c thiế t kế cĩđộ nhạy cao để cĩ thể nhận đượ c tí n hiệ u khi xe chạy qua khu vực cĩ sĩng ra đi ơ yếu. Độ mạnh yếu của sĩng rađiơ thay đổi tùy theo vị trí. Thiế t bị thu sĩng rađiơ đượ c trang bị mộ t mạ ch (AGC) để điều chỉnh sự thay đổi này dễ điều khiển

Hệ thống âm thanh trên ơtơ được điề u khiể n rấ t dễ dà ng khi lá i xe. Bộ thu sĩ ng rađiơ cĩ các nút bấm và chức năng tự động dò sĩng.

Độ nhạy cảm thấp với các nhiễu điện

Trên ơtơ cĩ rấ t nhiề u thiế t bị như hệ thống đá nh lƣ̉ a, hệ thố ng nạ p và mơ tơ cĩ thể tạ o ra nhiễu điệ n tiế ng ồn do điệ n. Hệ thố ng âm thanh trên ơtơ cĩ rấ t nhiề u mạ ch điệ n tƣ̉ để ngăn khơng cho những nhiễu điện này lọt vào hệ thống.

Ít nhạy cảm với khí hậu nĩng lạnh

Nhiệt độ trong cabin về mù a hè rất cao trên 80 độ về mùa đơng lạ i rấ t thấ p dướ i 20 độ .

Hệ thố ng âm thanh trên ơtơ đượ c thiế t kế để là m việ c tố t trong sự thay đổ i nhiệ t độ rộ ng nà y.

5. Nguyên lý làm việc các bộ phận trong hệ thống

5.1. Rađiơ

5.1.1. Khái quát

Máy thu rađiơ lựa chọn chương trình mong muốn từ rất nhiều đài phát . Trong dải sĩng phát thanh rađiơ cĩ băng FM và AM. Máy thu sẽ nhận các sĩng này và phân biệ t giữ a băng AM và FM má y thu rađiơ cĩ thể nhậ n cả cá c sĩ ng thuộ c băng AM và FM cĩ hai nú m dò sĩ ng cho cá c băng AM và FM. Việ c lự a chọ n cá c băng nà y đượ c thự c hiệ n bằ ng mộ t núm điề u khiển. Vì ơtơ di chuyển qua rấtnhiều vị trí như thành phố, thị trấ n, nơng thơn và miề n nú i nên độ mạ nh của sĩng rađiơ mà máy thu nhận được qua ăng ten cũ ng thay đổ i rấ t lớ n. Do đĩ hệ thống rađiơ trên xe phả i cĩđộ nhạ y cao để cĩ thể nhậ n đượ c tí n hiệ u rađiơ ở nhữ ng nơi che khuấ t bở i cá c tò a nhà hoặ c cá cngọn núi. Việ c giả m tiế ng ồ n khơng cầ n thiế t đượ c tí n hiệ u bở i cá c mạ ch AGC-ATC- ASC.

Hình 5.7: Máy thu rađiơ 5.1.2. Nguyên lý làm việc của rađiơ Băng sĩ ng AM và FM

Việ c phá t cá c sĩ ng ở băng AM và FM khá c nhau ở phương phá p điề u biế n (phương phá p trộ n giữ a tí n hiệ u âm thanh và sĩ ng mang). AM là chữ viế t tắ t củ a điề u biến theo biên độ tứ c là thay đổi biên độ củ a sĩ ng mang theo tí n hiệ u âm thanh. FM làchữ viế t tắ t của điề u biế n theo tầ n số tứ c là biến đổ i tầ n số sĩ ng mang theo tí n hiệ u âm thanh. Ta cĩ thể thấ y sự khá c nhau khi so sá nh sĩ ng phá t thanh AM vàFM đượ c th ể hiệ n trên hì nh vẽ trên

Hình 5.9: Các loại sĩng tín hiệu

Chứ c năng củ a rađiơ

Ngồi việc lựa chọn các chương trình phát thanh thơng qua ăng ten rađiơ còn loại bỏ những sĩng mang tí n hiệu điện (sĩng mang + tín hiệu âm thanh) để tạo ra tín hiệ u âm thanh. Quá trì nh nà y đượ c gọ i làsự giải điề u biế n.

Hình: 5.10: Mơ phỏng mạch giải điều biến

trở thành tín hiệu điều biến do đĩ để chuyển tín hiệu này thành tín hiệu âm nhạc và giọng nĩi cần thiết phải loại bỏ sĩng mang và chỉ giữ lại tín hiệu âm thanh. Vì việc phát sĩng FM sử dụng phương pháp Stereo nên tín hiệu khác nhau giữa bên phải và bên trái đượ c truyền đi. Do đĩ máy thu Rađiơ FM cũ ng phả i cĩ chứ c năng để phân

biệ t tí n hiệ u đượ c tổ ng hợp đố i vớ i bên trá i và bên phả i. Vì tín hiệu âm thanh do máy thu nhận đượ c là rấ t yế u nên cầ n cĩ bộ khuế ch đại để khuếch đạ i tí n hiệ u nà y đủ cho loa phá t ra âm thanh. Bộ

khuế ch đạ i nà y cĩ thể đượ c đặ t ngay trong má y thu mà cũ ng cĩ thể để rờ i giố ng như bộ Stereo

+ Chứ c năng thiế t lập trướ c chương trì nh

Bằ ng cá ch lưu trữ sĩ ng phá t thanh và o nú t dặ t trước “ Preset” ngườ i ta sƣ̉ dụ ng cĩ thể lự a chọ n chương trì nh mà mì nh thí ch bằ ng cá ch nhấ n và o nú t nà y

+ Chứ c năng tì m kiế m tự độ ng (SEEK)

Bằ ng cá ch ấ n và o nú t chọ n sĩ ng,các tần số nhận được sẽ thay đổi theo thứ tự. Khi hệ thố ng xá c định được độ mạ nh nhấ t đị nh củ a sĩng rađiơ nhậ n đượ c nĩ sẽ dừng việc tìm kiế m và phá t ra chương trì nh của đà i phá t.

Hình 5.11: Chức năng tự động tìm kiếm chương trình + Chứ c năng RSD (Hệ thố ng dữ liệ u Rađiơ)

RSD là hệ thố ng truyề n số liệ u sƣ̉ dụ ng cá c kênh trố ng củ a sĩng FM và là dịch vụ thơng tin để truyền các số liệu cĩ ích khác nhau hoặc thơng tin khác dưới dạng văn bản Rađiơ, trong chức năng nà y thì chứ c năng linh hoạ t nhấ t là A

Hình 5.12: Chức năng RSD của rađiơ

Việ c sƣ̉ dụ ng chức năng nà y cho phé p tự độ ng chuyể n sang trạ m phá t khá c cĩ cù ng chương trì nh khi tì nh trạ ng nhậ n sĩ ng tƣ̀ trạ m phá t hiệ n tạ i xấu đi. Bằ ng cách sử dụng chức năng BTY tầ n số sẽ tự động điề u chỉnh theo đà i phát đang phá t chương trì nh yêu thích. Chúng ta cĩ thể thấy các chức năng ngày một pháy triển cao của Rađiơ .

Chứ c năng AF (thay đổ i tầ n số )“ Đà i phá t cĩ đượ c phá t cù ng mộ t chương trì nh trên cá c tầ n số khá c nhau” Chứ c năng nà y cung cấ p thơng tin về tầ n số củ a đà i phá t đang truyề n cù ng mộ t chương trì nh mà ngườ i sƣ̉ dụ ng thu tƣ̀ cá c khu vự c lân cậ n .

Chức năng PTY (loại chương trì nh) xác định nội dung chương trình

Chức năng nà y phân loạ i cá c chương trì nh nhậ n đượ c là gì và nhậ n dạ ng chú ng . Ví dụ người sử dụng muốn nghe chương trình thời sự thì máy thu cĩ thể tự động tìm kiế m đà i đang phá t chương trì nh thờ i sự

Nguyên lý của ăng ten

Khái quát: Ăng ten là cƣ̉ a và o tí n hiệ u của Rađiơ vì vậ y nĩ là mộ t phầ n rấ t quan trọng để tạo âm thanh tốt.

Hai loạ i ăng ten sau đây đượ c sƣ̉ dụ ng trên ơtơ là : + Ăng ten cần

Hình 6.13: Các loại ăng ten sử dụng trên ơtơ

Ăng ten cầ n cĩ thểđượ c chia thà nh cá c loạ i sau:

+ Loại lắp ở bađờsốc trước hoặc sau và loại lắp ở nửa trần xe phía sau. Ăngten loạ i mơ tơ cĩ thể tự độ ng dự ng lên hạ xuố ng khi bậ t hoặ c tắ t cơng tắ c.

+ Loại ăngten in sẵn ở kính sau cĩ sơn dẫn điện ở trên kính sau. Đặc điể m củ a loạ i ăng ten nà y là khơng phả i nâng lên hạ xuố ng như ăng ten cầ n khơng gây tiế ng ồ n do giĩ

và tuổi thọ cao khơng bị gấp hoặc cọ sát. Ăng ten vàđộ nhạ y thu sĩ ng

Hình 6.14: Độ nhạy thu sĩng của ăng ten

Sĩng rađiơ do ăngten bắt được là những tín hiệu điện cĩ cường độ điện rất yếu được truyề n tới Rađiơ thơng qua cuộn dây điệ n gọi là cáp đồng trục. Đểthu đượ c sĩ ng Rađiơ và o ăng ten chiề u dà i củ a nĩ phả i bằ ng nƣ̉ a chiề u dà i bướ c sĩ ng củ a Rađiơ (ví dụ: khi đà i phá t sĩ ng ở băng sĩ ng AM vớ i tầ n số 1300 KHz thìăng ten cầ n phải cĩ chiều dài là 115m).Khơng thểđặ t một ăng ten dà i như vậ y trong ơtơ nhưng ăng ten trang bị trên ơtơ cầ n phả i dà i tớ i mứ c cĩ thể đượ c

Khi dùng ăng ten cần đểnghe đượ c âm thanh cĩ chấ t lượ ng tố t thì cầ n phả i ké o dà i hết ăng ten. Trong trườ ng hợp ăng ten in sẵn ở kính sau ngay cả một vết xước nhỏ ở chỗ in cũ ng làm cho độ nhạ y giả m đi .

Ăngten và tiế ng ồ n

Tín hiệu điện do ăng ten bắt được đi vào rađiơ thơng qua lõi dây của cáp đồng trục. Nế u cĩ bấ t kì mộ t âm thanh nà o khá c ngoà i sĩng rađiơ đượ c đưa và o thì sẽ cĩ tiế ng ồn trong xe Rađiơ và việ c nghe chương trì nh Rađiơ sẽ rấ t khĩkhăn.

Hình 6.16: Ảnh hưởng của tiếng ồn tới khả năng thu sĩng của rađiơ

Các trang thiết bị điện trên xe như hệ thống đánh lửa hệ thống nạp và mơ tơ điệ n tạ o ra rấ t nhề u tiế ng ồ n khác nhau. Để ngăn tiế ng ồ n nà y lõ i dây củ a cá p đồng trục được bọc một lớp bảo vệ. Lớ p bả o vệ dạ ng lưới này ngăn chặn tiếng ồn và tiếp đấ t + Ăng ten in trên kí nh

các hình dạng ăng ten này khác nhau tùy theo kiểu xe . Các tín hiệu điện được ăng ten thu đượ c phả i đượ c khuế ch đạ i nhờ bộ khuế ch đạ i.

Hình 6.17: Ăng ten in trên kính xe

+ Ăng ten FM linh hoạ t

Hệ thống ăng ten nà y duy trì tì nh trạ ng thu tí n hiệ u tố t bằ ng cá ch kế t hợ p hai ăng ten để loạ i bỏ tì nh trạ ng nhậ n tí n hiệ u xấ u như tí n hiệ u tăng dầ n hoặ c giả m dầ n .

Hình 6.18: Ăng ten FM linh hoạt

Nhìn chung loại ăng ten này cĩ một ăng ten chính và một ăng ten phụ . Khi độ nhạy của ăng ten chính kém thì hệ thống sẽ so sánh độ nhạy giữa ăng ten chính và ăng ten phụ để chọn ra độ nhạy tốt hơn.

+ Ăng ten trên trầ n xe

Ăng ten trầ n xe chỉ dà i bằ ng 1/8 ăng ten cầ n thơng thường do đĩ nĩkhơng chạm vào đường hầm hoặc cửa ra vào chỗ đỗ xe. Để nâng cao độ nhạ y cho ăng ten ngườ i ta lắ p bộ khuế ch đạ i lên đế củ a ăng ten do đĩ nĩ cĩ thể nhận sĩng rađiơ tốt như

ăng ten cầ n thơng thường. Đây là loạ i ăng ten cĩ thể thá o rời khi ăng ten bị hỏ ng co thể thá o ra thay bằ ng cá ch vặ n ngượ c chiề u kim đồ ng hồ .

Hình 6.19: Ăng ten trên trần xe

Những vấn đề thu sĩng rađiơ Khái quát

Vì rađiơ của xe phụ thuộc vào chiều dài ăng ten và tiếng ồn của xe nên diện tích phủ sĩng mà xe cĩ thể nhận được các chương trình của đài phát là rất nhỏ . Tiế ng ồn ở đây là tiếng ồn xung nhìn chung sĩng FM cho ta chất lượng âm thanh tốt. Tuy nhiên vì ơtơ hoạt độ ng ở nhữ ng nơi mà sĩ ng rađiơ yếu nên điề u nà y khơng phả i lú c nào cũng đúng.

Sĩng phát thanh AM

+ Mơ tả tiế ng ồ n

Sĩng phát thanh AM dễ ảnh hưởng bởi tiếng ồ n xung quanh. Nế u cĩ tia lƣ̉ a điệ n ở nơi cĩ sĩng rađiơ hoặ c ở nhữ ng nơi gầ n tí n hiệ u giao thơng đườ ng dây điệ n hoặ c đườ ng tàu đi thì dễ gây ồ n nhiễ u. Ngồi ra hệ thống âm thanh ơtơ cũng dễ bị ảnh hưở ng bở i tiế ng ồn điệ n tạ o ra bở i cá c bộ phận cĩ lắp đặt các hệ thống âm thanh như bugi cuộn dây đá nh lƣ̉ a má y phá t điện. Các tiếng ồn từ tự nhiên hoặc các tiếng ồn từ nguồ n khá c thì cĩ thể dễ dà ng trá nh đượ c.

+ Việ c tạ o ra tiế ng ồ n do điệ n

Khi dò ng điệ n chạ y trong cá c thiế t bị điệ n đặ c biệ t là cá c cuộ n dây mà cá c thiế t bị nà y được đĩ ng cắ t bằ ng rơ le hay cơng tắ c thì tia lƣ̉a điệ n sẽđượ c tạ o ra giữa các điểm

Hình 6.20. Ảnh hưởng của nhiễu điện

Các tia lửa này tạo ra các xung điện khơng mong muốn gọi là “ tiếng ồn “ hoặc “ nhiễ u “ sẽ đượ c bổ sung và o dò ng điệ n đang chạ y trong dây dẫ n nố i vớ i cá c tiế p điể m củ a cơng tắ c hay rơ le. Các nguồn gây tiếng ồn khác cĩ thể là máy phát đi ện xoay chiều cá c dòng điện xung đượ c tạ o ra tƣ̀ECU độ ng cơ.. v. v Nhữ ng nhiễ u điện này cĩ ảnh hưởng ngược lại tới hệ thống âm thanh ơtơ gây ra t iế ng ồ n ở loa . Các biện pháp chống nhiễu điện (tiế ng ồ n)

Hệ thống đá nh lƣ̉ a

Điệ n cao á p đượ c tạ o ra tƣ̀ cuộ n cao á p đượ c truyề n tớ i bugi thơng qua cá c dây cao á p điệ n á p cao nà y tạ o ra cá c xung nhiễ u rấ t mạ nh ở cuộ n dây cao á p và bugi .

Nhiễu điệ n nà y lan tỏ a và o nắ p capơ và tƣ̀đĩđi và o ăng ten rađ iơ đểngăn chặ n việc tạo ra nhiễu này cần phải thực hiện các biện pháp sau .

+ Dây cao á p: dùng lõi trở kháng hoặc lõi cuốn là m lõ i củ a dây cao á p để chuyể n thành phần nhiễu này thành nhiệt năng.

+ Các bugi loại cĩ điên trở: Mộ t điệ n trở đượ c cấ y và o lõ i củ a bugi để giả m nhẹ thành phần nhiễu điện.

+ Tiế p má t nắ p capơ: Ngườ i ta dù ng giả m chấ n nắ p cácpơ là m bằ ng cao su dẫ n điện để nối nắp cácpơ vớ i thân xe. Mộ t số xe cĩ trang bị bộ lọ c nhiễ u điệ n cho cuộn dây đá nh lƣ̉a trên độ ng cơ.

Hình 6.22: Biện pháp chống nhiễu dùng

Sĩng phát thanh FM

Sĩng phát thanh FM khác với sĩng phát thanh AM sự ảnh hưởng của nhiễu trong khu vự c phủ sĩ ng là rấ t thấ p và khơng cĩ phả n xạ củ a tầ ng điệ n li . Kế t quả là

hiệ n tượ ng tí n hiệ u sĩ ng giả m dầ n khơng xả y ra nhưng hiệ n tượ ng nhiễ u như âm thanh giảm dần hoặc hiện tượng sĩng phản xạ cĩ thể xảy ra

Hiệ n tượ ng âm thanh giả m dầ n

Vì tần số của sĩng rađiơ FM cao nên nĩ bị phản xạ của đồi núi hoặc các cơng trình bằng bê tơng. Khi ơtơ chạ y trong cá c khu vự c nà y sĩng rađiơ trở nên rấ t yế u , âm thanh cĩ thể mấ t độ t ngộ t và nhiễ u nặ ng cĩ thể xả y ra .

Hiệ n tượ ng nà y đượ c gọ i là hiệ n tượ ng sĩ ng âm thanh giả m dầ n. Hiệ n tượng đa đườ ng truyề n do phả n xạ

Khi nhậ n sĩ ng phát thanh FM, sĩng rađiơ được truyền trực tiếp từ ăng ten của đài phát và phản xạ bởi các vật cản rồi truyền tới máy thu . Sĩng trực tếp và sĩng phản xạ cùng

truyề n mộ t lú c chú ng gây nhiễ u lẫ n nhau và do đĩ tạ o ra nhiễ u cũ ng như sự mé o mo tín hiệu. Hiệ n tượ ng nà y đượ c gọ i là hiệ n tượ ng đa đườ ng truyề n do phả n xạ .

Hình 6.23: Hiện tượng đa đường truyền do phản xạ

Bộ khuếch đại Khái quát

Tín hiệu âm thanh từ băng casset hoặc máy thu rađiơ là rất yếu do đĩ chúng ta khơng thểnghe đượ c trự c tiế p tƣ̀ loa.