汽車音響系統(tǒng)中診斷噪聲問題的方法有哪些

對一般性故障診斷的建議

在偶然條件下，即使所用的技術(shù)不先進，系統(tǒng)的寧靜程度可能仍是可以接受的。但是，噪聲的物理性質(zhì)將最終發(fā)生作用并可能不期而至。如果我們掌握接地系統(tǒng)和接口的實際工作及噪聲耦合到信號之中的機制，那么，發(fā)現(xiàn)并解決問題就簡單且順理成章。

或許，故障診斷的最重要的方面是你對問題如何認(rèn)識。如果不掌握系統(tǒng)的方法，要消除噪聲問題可能既困難重重，又費時費力。例如，因為你總是習(xí)慣于以某種方式處理問題，所以，不要落入對問題視而不見的困境，那些“可能不會出錯”的地方恰好是問題之所在。何況，自行消失的問題也會自行再現(xiàn)。

不要一動手就更換元器件。原因在于：如果我們收集足夠的線索，在動手更換元器件之間盡可能分析更多信息的話，許多問題會自行暴露出來。

要問這樣的問題：它曾經(jīng)工作正常嗎？在什么條件下出現(xiàn)了噪聲？與此同時出現(xiàn)了什么其它征兆？

要注意利用設(shè)備本身來查找線索。對設(shè)備的控制操作及做一些簡單的邏輯判斷，可能提供非常有價值的線索。例如，如果改變音量或選臺噪聲不受影響，邏輯上就可以判斷在控制之后噪聲才進入信號路徑。如果調(diào)小音量或選擇另一個臺時噪聲可以被消除，那么，噪聲一定是在選臺之前就已經(jīng)進入到信號路徑之中。

做好記錄，僅憑記性可能會在這里浪費許多時間。

畫出系統(tǒng)的放塊圖，表示出所有的信號互連電纜，包括數(shù)字和RF電纜，指出它們的近似長度，標(biāo)記出平衡輸入或輸出。一般來說，一對立體聲可以被表示為單線。注意采用3芯電源插座來接地的設(shè)備，并注意諸如有線電視或DSS盤的接地連接。

對系統(tǒng)要從后往前分析。作為一般的準(zhǔn)則，除非已找到的線索建議從另外一個起點開始，都要從輸入開始到功率放大器（對于音響系統(tǒng)）進行分析或從輸入開始到顯示器（對于視頻系統(tǒng)）進行分析，并順序向后測試接口直到信號源為止。構(gòu)造簡易的測試適配器或模擬器容許系統(tǒng)進行自測并準(zhǔn)確查明噪聲或干擾的進入點。臨時把模擬器直接加在接口中，關(guān)于問題本質(zhì)的精確信息也就被再現(xiàn)出來。

發(fā)現(xiàn)不平衡接口的問題

對于不平衡音響接口，模擬器測試特別要識別下列問題：

電纜中的共同阻抗耦合;

拾取鄰近磁場或電場;

有缺陷設(shè)備中的共同阻抗耦合，稱為“引腳單接問題”。

圖1：不平衡接口的模擬器。

模擬器采用如圖1所示的標(biāo)準(zhǔn)連接器連線，它們不走信號，所以，要清楚地標(biāo)記出來，別在無意中永久地安裝到了系統(tǒng)之中。要格外小心別損壞了揚聲器或耳機。

四步測試法

每一個信號接口都采用下列四步法進行測試。在同一機箱內(nèi)的多根電纜（例如立體聲線對）要同時被測試：

步驟1：拔下機箱B輸入端的電纜，插入模擬器；

輸出寧靜嗎？

否—問題要么在機箱B，要么在后級；

是—去下一步；

步驟2：從機箱B輸入取下模擬器，將電纜插入模擬器；

輸出寧靜嗎？

否—機箱B內(nèi)部存在“引腳單接問題”，“悍馬”蜂鳴測試可以證實這一點。

是—去下一步；

步驟3—取下模擬器并將電纜插入機箱B的輸入。從機箱A拔下電纜的另一端并插入到模擬器之中，要確保模擬器不接觸任何導(dǎo)體。

輸出寧靜嗎？

否—噪聲正被感應(yīng)到電纜中，重新放置電纜使之繞開干擾場；

是—去下一步；

步驟4：將模擬器從電纜上取下，將模擬器插入到機箱A的輸出中。

輸出寧靜嗎？

否—問題是共同阻抗耦合，在信號路徑要安裝隔離器；

是—噪聲來自機箱A的輸出，在下一個上游接口執(zhí)行測試序列，根據(jù)需要重復(fù)執(zhí)行直到發(fā)現(xiàn)問題。

發(fā)現(xiàn)平衡接口的問題

對于平衡接口，測試特別要識別下列問題：

在電纜中的屏蔽電流感應(yīng)耦合;

由電纜拾取的磁場或電場;

有缺陷的設(shè)備中的共同阻抗耦合稱為“引腳單接問題”。

圖2：平衡接口的模擬器。

模擬器采用如圖所示的標(biāo)準(zhǔn)連接器連線，它們不走信號，所以，要清楚地標(biāo)記出來，別在無意中永久地安裝到了系統(tǒng)之中。要格外小心別損壞了揚聲器或耳機。

每一個信號接口都采用下列四步法進行測試。在同一機箱內(nèi)的多根電纜（例如立體聲線對）要同時被測試：

步驟1：拔下機箱B輸入端的電纜，插入模擬器；

輸出寧靜嗎？

否—問題要么在機箱B，要么在后級；

是—去下一步；

步驟2：從機箱B輸入取下模擬器，將電纜插入模擬器；

輸出寧靜嗎？

否—機箱B內(nèi)部存在“引腳單接問題”，悍馬測試可以證實這一點。

是—去下一步；

步驟3—取下模擬器并將電纜插入機箱B的輸入。從機箱A拔下電纜的另一端并插入到模擬器之中，要確保模擬器不接觸任何導(dǎo)體。

輸出寧靜嗎？

否—噪聲正被感應(yīng)到電纜中，重新放置電纜使之繞開干擾場；

是—去下一步；

步驟4：將模擬器從電纜上取下，將模擬器插入到機箱A的輸出中。

輸出寧靜嗎？

否—問題是屏蔽電流感應(yīng)噪聲（SCIN），換一條不同類型的電纜或采取措施減少屏蔽電流。

是—噪聲來源于機箱A的輸出，在下一個上游接口執(zhí)行測試序列。

圖3：具有內(nèi)部引腳單接問題的三個機箱。

圖4：一個用于測試屏蔽層的“悍馬”。

“引腳單接問題”和“悍馬”

“引腳單接問題”由Neil Muncy冠名，它指的是共同阻抗耦合已經(jīng)被不注意地設(shè)計到相當(dāng)數(shù)量的產(chǎn)品中的現(xiàn)象。正如Neil所說，“平衡設(shè)計因此而名聲狼籍，這是它不應(yīng)該得到的口碑。這確實是新奇的問題。平衡線互連原本被期望于確保無噪聲的系統(tǒng)性能，但是，實際上它們常常卻沒有做到?！痹搯栴}把屏蔽連接有效地轉(zhuǎn)換為非常低阻抗的信號輸入，如圖3所示，屏蔽電流被容許流過由敏感的放大器電路共享的內(nèi)部線或電路板走線。所產(chǎn)生的微小電壓降都會被放大并出現(xiàn)在器件的輸出端。當(dāng)系統(tǒng)中存在這種問題的時候，它可能與其它噪聲耦合機制相互作用，從而使故障診斷難以進行下去。它可能影響到不平衡音響、視頻及數(shù)據(jù)接口。幸運的是：采用簡單的測試就可以讓問題暴露出來。“悍馬”測試方法由John Windt提出，該簡單裝置的電路如下圖所示，它強迫一個大約50mA的電流流過被測器件中的可能出麻煩的屏蔽連接。在設(shè)計正確的設(shè)備中，這會在設(shè)備輸出造成額外的噪聲。當(dāng)夾子短路時，12V變壓器提供大約50mA的電流。可選的LED和一個IN4001二極管簡單地顯示已經(jīng)做好連接且電流確實流過。

采用“悍馬”測試

1. 從被測設(shè)備上斷開輸入和輸出電纜（待測輸出除外）及所有機箱連接（例如架裝）；

2. 給被測設(shè)備加電源；

3. 計量（如果可能的話，傾聽）該被測設(shè)備的輸出。唯一的噪聲應(yīng)該是白噪聲或“嘶嘶聲”。試各種控制的設(shè)置，在沒有連接“悍馬”的情況下，熟悉被測設(shè)備的噪聲特征。

圖5：模式發(fā)生器。

圖6：視頻模擬器。

4.把“悍馬”的一條引腳連接到被測設(shè)備的機箱并將另一條引腳與每一個輸出或輸出連接器的屏蔽接點接觸。如果該被測設(shè)備的設(shè)計正確，輸出就沒有嗡嗡聲或噪聲基底的改變。

5. 測試其它可能出麻煩的路徑，例如從輸入屏蔽觸點到輸出屏蔽觸點或從電源線的保護地引腳到機箱。在某些設(shè)備中，XLR連接器的單接引腳不一定要直接連接到地——希望這僅僅在輸入端。在這種情形下，“悍馬”LED可能就不會發(fā)光，這就對了。

發(fā)現(xiàn)視頻接口的問題

這與音響系統(tǒng)的故障診斷步驟有簡單的差異。因為許多—如果不是大多數(shù)的話—顯示器在沒有視頻信號時呈現(xiàn)藍(lán)色屏幕，該測試?yán)帽銛y式視頻信號源來保持顯示能起作用。如果你做大量的視頻處理，可能要采用圖6所示的類似于B&K Precision公司1211E型的視頻模式發(fā)生器。該發(fā)生器由電池供電并且不接地是很重要的。你還需要一個測試適配器或如圖5所示的“模擬器”連線。利用RCA和BNC連接器，便于把它放到小型鑄造鋁盒中。通過臨時把測試器和發(fā)生器安置在系統(tǒng)中的戰(zhàn)略位置，可以暴露問題本質(zhì)的精確信息。在測試器和機箱B之間的電纜要盡可能短—要比被測電纜短得多。

要從顯示器輸入開始反向到信號源進行測試，每一個信號接口都要采用下列四個步驟進行測試：

步驟1：從機箱B拔下電纜并用短電纜把模擬器/發(fā)生器做如下連接。該測試防止任何噪聲電流—可能會流入電纜屏蔽層—進入機箱B。

干擾消失了嗎？

否—問題要么出在機箱B，要么出在下游。再次連接電纜，在下一個下游接口執(zhí)行該測試。

是—去下一步。

步驟2：取下模擬器/發(fā)生器，按下圖所示將電纜插入模擬器。該測試容許電纜屏蔽層中的噪聲電流進入機箱B。

干擾消失了嗎？

否—問題可能應(yīng)歸于機箱B內(nèi)的共同阻抗耦合或下游更遠(yuǎn)的器件。如果輸入不同（即屏蔽層不直接接地），那么，問題可能歸于超過了共模電壓的極限。如果問題不在機箱B，再次連接電纜，并在下一個下游接口上開始測試步驟。

是—去下一步。

步驟3：卸下模擬器/發(fā)生器并將電纜直接插入到機箱B的輸入。從機箱A拔下電纜的另一端，如下圖所示插入到模擬器/發(fā)生器。別把模擬器連接到機箱A或讓它接觸任何導(dǎo)體。該步驟測試電纜本身對磁場或電場感應(yīng)引起的噪聲的抑制程度。電纜的遠(yuǎn)端保持懸空，以防止其它電流流過屏蔽層。

干擾消失了嗎？

否—干擾正在被電纜本身所感應(yīng)產(chǎn)生，其原因是電纜附近的強交流磁場。要對電纜重新布線以避開強磁場。此類磁場包括大電流電源線、電源變壓器和CRT顯示器。電場耦合也是可能的，但是，除非屏蔽本身被破壞或斷開，在視頻系統(tǒng)中極為罕見。

是—去下一步。

步驟4：把模擬器/發(fā)生器從電纜上取下，按照下圖所示把模擬器連接到機箱A的輸出。該測試防止機箱A驅(qū)動機箱B，但是，容許地電流流過連接它們的電纜屏蔽層。

干擾消失了嗎？

否—地電流經(jīng)由電纜屏蔽層的共同阻抗耦合。要安裝一個合適的地隔離器件。

是—干擾出現(xiàn)在機箱A的輸出。在機箱A和上游信號源之間的接口上執(zhí)行測試序列。

通過在音響系統(tǒng)中采用系統(tǒng)的方法來診斷噪聲問題，你常?？梢远ㄎ缓透恼袉栴}的電路或連接。以系統(tǒng)的測試方法，采用簡單的工具你可以直接快速查找甚至是最難懂的音響噪聲問題。

責(zé)任編輯：gt