Isolation acoustique de la voiture : identification et suppression des sources de bruit

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Parfois, lorsque les travaux d'installation d'un système audio de voiture sont terminés et que son «portrait sonore» peut déjà être entendu, des couleurs et des tons s'y retrouvent soudainement, qui introduisent une disharmonie évidente et des nuances indésirables dans sa perception: ce sont les notoires " bruits du système », qui sont particulièrement perceptibles par une oreille avertie connaisseur de « l'art audio ». Les bruits tuent le son pur et, comme les couches et les "enregistrements", gâchent la toile parfaite d'un grand maître. Pour donner au son des couleurs naturelles et de la vivacité, vous devez d'abord déterminer la nature et les sources du bruit, ce qui contribuera à les maîtriser.

Il est utile de penser à la fois "avant" et "après"

Les installateurs connaissent la situation où les bruits du système apparaissent soudainement, comme une catastrophe à laquelle on ne s'attendait pas : après vingt systèmes "normaux", le vingt et unième se met soudainement à faire du bruit, déroutant ses créateurs, comme un enfant grincheux exigeant de s'asseoir à côté de trois , cinq heures ou plus jusqu'à ce que la douleur soit détectée et supprimée.

Si l'on considère le système audio comme un moyen de transmission d'informations fiables, alors on peut comparer le bruit du système avec des informations fausses introduites qui interfèrent avec la pleine perception du signal utile par l'auditeur : il peut s'agir de clics répétés, de sifflements, de grincements et autres parasites pénétrant dans la liaison acoustique du système audio. En fait, tous les composants du système apportent une certaine quantité d'informations de bruit dans le chemin de reproduction du son, et leur niveau total est généralement appelé le seuil de bruit du système. Si du bruit se produit dans les liaisons initiales du circuit, plus vous pouvez "éloigner" le signal utile du seuil de bruit dans les dispositifs de lecture et de préamplificateur, plus les amplificateurs fonctionneront efficacement et l'acoustique sera plus propre. Cependant, le caractère insidieux du bruit réside dans le fait qu'il peut pénétrer dans le système par la liaison des amplificateurs finaux, et même après, par exemple, par le filtre passe-bande acoustique.

Commençant à travailler sur un système audio complexe, les installateurs expérimentés pensent à éliminer le bruit même au stade du choix de la conception et de la planification du circuit : le meilleur remède contre le bruit est de prendre soin de leur prévention grâce au bon choix du circuit et de la technologie d'installation. Tout d'abord, les installateurs font attention aux interconnexions : s'il ne s'agit pas de fibre optique, alors la vulnérabilité de tout conducteur électrique aux sources de bruit automobile est difficile à prévoir (voir "Master 12 Volt" N 1/98, pp. 30-38) , bien que vous puissiez prendre des mesures préventives connues. La technologie préventive conventionnelle consiste à poser les conducteurs d'alimentation et de signal à distance les uns des autres, par exemple, le long de différents bords du plancher intérieur de la voiture, mais les installateurs expérimentés parviennent à éviter le bruit même lors de la pose des deux types de conducteurs ensemble grâce à la sélection correcte du système Composants. Selon l'un d'eux, jusqu'à 90 % du bruit provient de l'équipement installé lui-même. L'impératif de rentabilité place une autre exigence devant le maître : choisir avec souplesse la technologie et les moyens. Par exemple, si un amplificateur de puissance est installé dans le système qui pilote uniquement le subwoofer, l'installateur peut alors trouver justifié de faire fonctionner le câblage d'alimentation et de signal côte à côte du même côté de la cabine. Lorsqu'il s'agit de commuter un amplificateur qui charge l'acoustique à large bande et une liaison haute fréquence, la pose préventive de lignes de câbles d'alimentation et de signal de différents côtés est certainement plus fiable.

Avec quoi ils chassent les bruits

Pour éliminer les bruits, il est souhaitable de comprendre leur nature et de trouver leurs sources. Aujourd'hui, il existe des moyens techniques, tels que, par exemple, les détecteurs de rayonnement électromagnétique (les soi-disant renifleurs audio), qui rappellent un peu un stéthoscope médical : ils peuvent être utilisés pour sonder différentes parties de la voiture avec une sonde, le signal à partir duquel est converti et transmis au casque de l'installateur, parlant de la présence de champs forts. Une version maison moins chère d'un tel appareil - un lecteur audio portable avec un haut-parleur ou un microphone externe - imite dans une certaine mesure une telle sonde, bien que sa faible sensibilité doive être compensée par la haute qualification du maître.

Des artisans compétents utilisent des outils tels que des compteurs de fréquence, des ampèremètres ou des oscilloscopes basse fréquence pour localiser le bruit. Cependant, ces moyens sont le plus souvent utilisés lorsque le bruit s'est déjà "infiltré" dans l'acoustique. La nécessité de mesures préventives oblige le capitaine à réfléchir à l'avance aux moyens de protéger le système contre la menace des bruits induits et autres. La règle n°1 consiste en un blindage fiable des interconnexions : il faut non seulement savoir choisir les bons conducteurs de puissance et de signal avec une bonne immunité au bruit, mais aussi assurer le blindage lors de la pose des lignes aux jonctions et du raccordement aux liaisons intermédiaires, en se rappelant que leur l'état peut se détériorer pendant le fonctionnement en raison des vibrations, de la température, de l'atmosphère et d'autres influences.

Le blindage aide à protéger contre les interférences inductives se propageant dans l'air, mais le câblage peut également capter les interférences électromagnétiques qui se produisent à la suite de l'interférence des signaux transmis par les conducteurs. Ils peuvent également se manifester sous la forme de clics, de démangeaisons ou de grincements à peine perceptibles, et la probabilité de leur apparition dans les voitures des dernières années de production, bourrées de toutes sortes d'électronique standard, n'est pas moindre que dans les plus anciennes. Souvent, dans les nouveaux modèles, de nombreux conducteurs divers s'étendent du compartiment du coffre sous le capot sous la forme d'un faisceau épais qui transporte de nombreux signaux de propriétés diverses. Cela rend difficile l'acheminement des câbles de signal pour le système audio.

Le maître est tenu d'exclure les intersections possibles avec un tel câblage standard afin de réduire la probabilité d'interférences. Comme déjà indiqué, pour cela, ils essaient de conduire le câblage de différents côtés du plancher de l'habitacle, mais parfois, dans les voitures particulièrement "complexes", il est nécessaire de tirer les deux types de conducteurs le long de son centre. Lorsque le choix est limité, les experts recommandent de maintenir une distance entre les deux lignes d'au moins 25-30 cm, et si le conducteur de signal ne peut que traverser le fil d'alimentation, cela doit être fait à un angle de 90, ce qui minimisera l'induction induit autour de l'écran (lors de la pose en parallèle la vulnérabilité du conducteur de signal aux bruits de ce type est maximisée).

Qu'est-ce qui donne la conception des conducteurs de signal

Pour augmenter l'immunité au bruit des conducteurs blindés, en particulier lorsqu'ils sont posés par paires, il est recommandé d'utiliser une paire torsadée, dans laquelle les deux câbles sont fixés de manière rigide, par exemple avec du ruban isolant, afin de mieux protéger contre les perturbations électromagnétiques des champs. Il n'y a pas si longtemps, les concepteurs de conducteurs de signaux ont commencé à utiliser des paires torsadées (les fils de signal et de terre y sont torsadés et enfermés dans un blindage externe supplémentaire) comme moyen de blindage dans les câbles d'interconnexion eux-mêmes. Cette solution est inférieure aux conducteurs à paires symétriques ("équilibrées") en termes d'efficacité de suppression des interférences inductives, mais elle est beaucoup plus simple et moins chère.

Quant aux conducteurs à paires symétriques eux-mêmes, leur utilisation est principalement justifiée lorsque les unités système (par exemple, l'unité principale, le processeur et l'amplificateur de puissance) ​​sont déjà préparées pour leur utilisation. En tant que version d'un tel conducteur, des câbles de microphone symétriques de haute qualité sont parfois utilisés, qui, avec des caractéristiques comparables, peuvent avoir un prix plus attractif. Il convient de noter ici que la transmission du signal sur des lignes symétriques ne peut pas éliminer tout le bruit qui se produit dans un système audio de voiture. Si du bruit est apparu avant une paire équilibrée (par exemple, dans l'unité principale), cette composante de bruit persistera même après la transmission du signal complexe sur des lignes équilibrées (voir "12 Volt Master" N 3/97, pages 26-28).

Formation de circuits parasites

Même si l'installateur a utilisé des matériaux de la plus haute qualité et des techniques éprouvées de pose de câbles et de fils, il existe toujours une possibilité de bruit dans le système, car il existe un autre danger - la formation d'une boucle parasite. Ce phénomène se produit principalement dans les systèmes audio à deux (ou plus) points de masse par châssis, dans lesquels les impédances sont inégales : dans ce cas, le courant électrique circule vers le point de masse avec une résistance électrique moindre, quelle que soit la longueur de ce tronçon de le circuit.

En règle générale, un système audio avec des amplificateurs de puissance installés dans le coffre a deux points de masse: l'un près de l'unité principale, l'autre près de l'amplificateur. Comme l'expliquent les experts, tous les produits autoélectroniques modernes alimentés par le réseau de bord de la voiture sont équipés de l'un ou l'autre filtre intégré, dont le but est de "collecter" le bruit résultant des micros et transmis par les fils électriques ou généré dans l'appareil lui-même et les "réinitialiser" le long du conducteur de terre vers le corps. Que se passe-t-il lorsque la masse de l'unité principale est meilleure que celle de l'amplificateur ? Le bruit de l'unité centrale peut être transporté le long du blindage de l'interconnexion de signal vers le conducteur de signal interne et apparaître comme un bruit général du système dans la liaison d'amplification du signal. Bien que les boucles parasites soient connues des installateurs depuis longtemps, elles peuvent toujours se produire lorsque cette partie importante de la technologie d'installation du système audio est négligée.

Les fabricants d'amplificateurs de puissance automobiles ont emprunté différentes voies pour lutter contre les bruits parasites, en se concentrant principalement sur la réduction du bruit à l'entrée du préamplificateur. Par exemple, les amplificateurs Blaupunkt sont connus pour leur système d'annulation de bruit HUSA, les amplificateurs Philips utilisent un circuit CMR (réjection en mode commun) et les produits LA Sound utilisent un circuit d'annulation de bruit actif.

Certains installateurs recommandent d'utiliser un seul point de masse du châssis, comme près d'un amplificateur de puissance dans le coffre, puis de faire passer un fil de masse supplémentaire à l'unité principale. Dans ce cas, même au fil des ans, "l'équilibre" de la fiabilité de la mise à la terre du système ne changera en rien. La règle principale est de choisir une partie métallique épaisse du boîtier, de percer un trou et d'utiliser un boulon et un écrou avec une rondelle de blocage pour presser le conducteur sur la surface métallique nettoyée. Encore mieux est d'utiliser un trou d'origine ou un boulon de montage, certains installateurs utilisent l'une des vis de montage de la ceinture de sécurité arrière à cette fin.

Quelques ajouts à cette règle de base : utiliser des conducteurs de calibre suffisamment gros pour assurer une faible résistance dans le circuit de masse. Le niveau de bruit du système augmentera également lorsque l'un des éléments de la batterie de la voiture "s'assiéra" et que sa résistance augmentera. Le calibre des câbles d'alimentation utilisés est également important: si le système audio, par exemple, prend 100 A, et le conducteur d'alimentation - seulement calibre 10, alors à plein volume, la résistance élevée du conducteur dégradera les paramètres électriques du système et peut augmenter le niveau de bruit jusqu'à endommager les composants.

Petits champions de la lutte contre le bruit

Certains produits sur le marché aujourd'hui peuvent d'une manière ou d'une autre affecter le bruit du système dans la voiture. Cependant, des experts expérimentés disent que ces "médicaments" doivent être utilisés avec beaucoup de prudence. Par exemple, les filtres antiparasites installés dans le circuit d'un conducteur de puissance (en particulier, alimentant un amplificateur de puissance) sont considérés par beaucoup comme des "pansements temporaires" qui ne suppriment pas le problème, mais ne font que masquer leur source. En ce qui concerne les unités centrales, elles utilisent généralement des alimentations qui n'assurent pas un filtrage adéquat du bruit, il est donc parfois utile de compléter leur circuit d'alimentation à faible intensité avec un petit filtre.

Des isolateurs de couplage parasites spéciaux sont maintenant apparus sur le marché pour faire face au problème mentionné d'augmentation de la résistance aux points de masse du boîtier, bien que tous les experts ne recommandent pas leur utilisation. La raison en est qu'un tel isolateur est généralement un petit bloc avec une paire de transformateurs à l'intérieur et des connecteurs RCA externes (entrées et sorties).

Lorsqu'un signal musical est appliqué, les transformateurs isolent les entrées de basse des sorties de basse, cependant, en passant par un transformateur (généralement un fil à noyau magnétique), le signal CA perd la connexion électrique réelle entre l'entrée et la sortie, bien qu'il casse la connexion physique entre les deux points de masse et le châssis . La perte de contact électrique dans le transformateur entraîne des pertes importantes dans le signal large bande : d'une part, du fait du couplage capacitif, la composante basse fréquence du signal utile est coupée, et d'autre part, du fait de l'inductance, ses hautes fréquences sont " filtré ».

Pour s'éloigner des défauts inhérents aux isolateurs de ce type, les fabricants d'électronique automobile ont récemment commencé à proposer aux automobilistes ce qu'on appelle. les pilotes linéaires, qui sont des amplificateurs de tension de signal compacts à la sortie linéaire (par exemple, une unité principale ou un changeur de CD). L'augmentation de la tension du signal transmis à travers le conducteur interbloc vous permet de réduire le seuil de bruit à un niveau auquel le bruit est absolument inaudible même à des volumes élevés. De plus, le pilote linéaire permet de découpler les circuits de signal entre les appareils installés sur le tableau de bord (autoradio, etc.) et montés dans le coffre (amplificateur de puissance, etc.).

L'augmentation de la tension d'entrée dans le circuit de signal permet également à l'amplificateur de fonctionner à des niveaux de puissance de sortie inférieurs et de régler la commande de gain à l'entrée de l'amplificateur sur une position offrant une faible sensibilité au bruit généré de manière externe. Récemment, les fabricants d'électronique automobile ont commencé à produire des unités principales avec une tension à leur sortie linéaire d'environ 4 à 6 volts, ce qui vous permet d'obtenir le même effet sans appareils supplémentaires.

Le bruit du système a de nombreux visages

Le bruit du système peut être causé par plus qu'un mauvais câblage ou une mauvaise mise à la terre du châssis. Les experts connaissent d'autres raisons. Par exemple, dans les systèmes audio de voiture complexes, on ne peut pas se passer de filtres passe-bande - crossovers. A l'intérieur du crossover passif se trouvent des inducteurs qui, en plus de leur fonction principale de coupure des fréquences d'une certaine plage, peuvent agir comme des antennes, captant le bruit électromagnétique d'un générateur de puissance ou de circuits à courant élevé. Lors de l'installation de composants et d'autres acoustiques, les croisements doivent souvent être placés dans le tableau de bord, où la probabilité de champs est élevée.

Une voiture moderne peut offrir une autre surprise: un utilisateur a trouvé un bruit acoustique perceptible d'une fréquence d'environ 1 kHz dans les haut-parleurs du nouveau système audio de sa BMW, qui est apparu non seulement en écoutant de la musique, mais même lorsque le système était allumé éteint et le moteur tournait. La raison des micros s'est avérée être une décision imprudente de l'installateur de placer des croisements passifs dans la zone des sièges arrière, derrière laquelle se trouve la batterie dans de nombreux modèles BMW. Les câbles d'alimentation qui en sortent (et la proximité du fil haute intensité alimentant le chauffage de lunette arrière) contribuent à la formation de champs électromagnétiques suffisamment forts, bien captés par les bobinages des filtres passe-bande acoustiques, qui servent de "antennes" pour recevoir un tel rayonnement.

Il existe également des cas où le bruit du système "se manifeste" quelque temps après la livraison du système au client. Pour aller au fond des choses, les artisans "remontent" d'abord, essayant de retracer l'historique de fonctionnement de la voiture après sa sortie de l'atelier d'installation. Il s'est avéré, par exemple, que le propriétaire a changé le chapeau du distributeur et retiré la graisse spéciale de son arbre central. Le résultat est une augmentation du bruit électrique qui est entré dans le système audio via le circuit standard.

Si l'historique de fonctionnement montre que le générateur ou la batterie a été récemment remplacé, il convient tout d'abord de s'assurer qu'ils sont correctement mis à la terre sur le boîtier et que le calibre du fil de terre est suffisant. Dans certaines voitures à construction de châssis, la mise à la terre peut être effectuée sur la carrosserie, qui n'est pas toujours connectée au châssis en une seule structure avec une soudure continue, par conséquent, lors du débogage d'un système audio puissant, le maître doit accorder une attention particulière au bon choix de l'emplacement de mise à la terre.

Les bornes de batterie corrodées sont un problème «enfantin» pour l'installateur, cependant, la négligence du propriétaire de la voiture, qui n'a pas remplacé la batterie à temps ou ne la suit pas, peut se transformer en une situation aussi désagréable lorsqu'au bout d'un mois ou deux le système commence à faire du bruit et le client essaie d'accuser l'installateur de malhonnêteté ou de manque de qualification. Si les qualifications manquent vraiment, le maître peut commettre une autre erreur lourde de bruit: installer l'amplificateur de puissance directement sur la surface métallique du boîtier sans joint isolant.

Ainsi, quelle que soit l'expérience déjà accumulée en matière de gestion du bruit dans les systèmes audio de voiture et les mesures préventives pré-planifiées, l'installateur attend toujours des "surprises sonores", car chaque nouveau système (et chaque nouvelle voiture) comporte quelque chose d'individuel. De plus, de nombreuses règles traditionnelles pour faire face à cet ennemi insidieux du son pur ont leurs exceptions, car le maître est souvent enregistré par un modèle : plus le bruit dans le système audio de la voiture est fort, plus il est facile de détecter sa source.

Publication : cxem.net

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