2016年5月6日 星期五

汽車音響咻咻聲or電流聲or高頻雜音完美解決方案


這次要跟大家分享的,就是汽車音響在汽車行駛其間有咻咻聲或是電流聲或是高頻雜音時的完美解決方案。上圖就是這次的主角,淘寶買的藍牙汽車音響,含運費送到台灣不超過六張孫中山。

原本是98.4RMB包含一張8G micro SD卡,但是為了施工方便,跟賣家協商之後,請賣家將8G micro SD卡更換為豐田無損線,因為先把轉接線做好,之後在安裝時絕對能省下超多時間!在更換配件之後,售價依然是98.4RMB。

當汽車藍牙音響主機一到手寶寶就很興奮地將主機安裝上車,然後就開電源試聽了一下,音質還過得去,而且比寶寶原廠的卡帶音響主機還多出了藍牙功能、USB隨身碟讀取功能、SD卡讀取功能、3.5mm耳機孔AUX IN以及紅外線遙控功能,而最基本的FM收音機功能是肯定有的。
一直到目前為止,這新的音響主機似乎是無可挑剔,但是直到寶寶發動汽車引擎之後問題就出現了,喇叭傳來一陣高頻雜音,雖然說這時候寶寶就大概知道出了什麼問題,但是為了更警慎地確認問題,寶寶輕輕地試踩了兩下油門,雜音頻率變得更高頻了,這時寶寶可以萬分地肯定問題在哪裡了,就是音響主機的電源髒掉了。
因為寶寶的老本行是電力電子,所以寶寶大概只用了1分鐘就想到完美解決方案,這解題的速度還果真是嚇死寶寶了!

至於寶寶是如何解決汽車音響高頻雜音的問題?正所謂好酒沉甕底,寶寶稍晚做說明,現在先來拆解這次買的音響主機。
這些都是原廠的配件,有3.5mm立體音源線、紅外線遙控器、FM天線轉接頭以及SD轉接卡。

這是藍牙音響主機本人。

拆開上蓋。

開始查看廠商的用料,盛群半導體的HT1621,谷哥有查到datasheet,這顆IC的功能是用來驅動顯示面板的。

TM2313在谷哥上也有查到datasheet,這顆IC的功能是用來選擇音源訊號(如:FM/藍牙/AUX IN)、高低音調控、左右音量平衡、前後音量平衡及總體音量調整等......。

A3900寶寶在谷哥上查不到這顆IC的datasheet,這顆IC附近的元件有32.768kHz RTC震盪器、24MHz震盪器、FM天線訊號及PCB藍牙天線,所以寶寶猜測這是一顆MCU,負責的工作有真實時鐘、處理收音機接收訊號、處理藍牙訊號及處理面板前方按鈕訊號。

PCB天線,從Layout走線長度約為3.125公分來看,可以判定這是2.4GHz頻段的天線,所以是給藍牙用的無誤!

電路板上有一顆7805線性降壓IC,應該是提供5V的電壓給USB、MCU、盛群IC。

後級的功率放大是使用ST的TDA7388 Bridge Tied Load的功率放大IC。


拆解完音響主機之後,寶寶為了喚醒大家的記憶,所以要先描述什麼是汽車音響咻咻聲or電流聲or高頻雜音,可以直接參考底下的這個影片,這影片裡面跟寶寶碰到的問題完全一模一樣。

到這邊寶寶就不再繼續賣關子了,寶寶的解決方案就是在電源端加入一個低通濾波器,因為音響主機的電源已經髒掉了,所以用濾波器將汽車發電機的高頻雜訊濾掉。
濾波器的架構寶寶打算用C-L-C的濾波器架構。所以要準備的材料有兩套電容以及一個電感。不同的電容材質在不同的頻率下的特性也都不相同,所以寶寶不只用陶瓷電容,塑膠電容也都拿來用。

電感的部分,百年電子材料行(勝特力)就買得到了。

先把這兩個電感的漆包線全部拆除,然後寶寶想起來林瑞禮教授上課很喜歡跟大家分享漆包線的英文怎麼說,這邊不賣關子,漆包線的英文是『magnetic wire』

然後再把這兩個鐵芯疊在一起用膠帶固定住。

重新再將magnetic wire繞在鐵芯上面,寶寶說明一下為什麼要這樣做,當鐵芯磁路長度不變的情況下,增加鐵芯截面積變成兩倍,其電感飽和電流亦增加兩倍

重新繞製的電感,接上寶寶在2011年用單晶片8051研發出來的電感飽和量測電路進行飽和電流量測。

立馬量測出這顆電感在電流6A以下操作其電感值是不會改變的,用LCR meter量測其感值為470uH,搭配電解電容的容值為1000uF+1000uF(原廠+自己外掛),使用公式1/2*pi*(LC然後開根號),約略估算出截止頻率點為164Hz。

開始進行電路改造,首先是焊接電容,並且用熱縮套管做好、做滿必要的絕緣,以免發生短路害自己在公路上顧路了。

PCB的右上角有一個R的元件,它是短路的狀態,要用美工刀把PCB銅箔切斷才有辦法串聯電感。

接著將剛剛繞製好的電感焊接上去。

看!兩三下工夫就把濾波器加進去電路裡面了,不過還沒大功告成,接下來要處裡的是連接線。

還記得寶寶說過一定要用8G的記憶卡跟賣家換豐田的無損線嗎?先將豐田無損線與藍牙汽車音響主機connector對接。

用熱縮套管做好絕緣。

電源線路徑分成一束,喇叭線路徑分成另外一束,接著將這兩束電線都用烤肉用的鋁箔紙包起來。

使用電火布將鋁箔紙再包起來

這兩束電線以垂直接近90度的交叉之後拉開彼此間的距離,因為還沒經過濾波器的電源線其實還是髒髒的,以這種方式盡可能地減少電磁效應以及寄生電容效應。左下角的連接器接到主機,右上角的連接器接到汽車上

真心推薦一定要把8G記憶卡換成無損線,你看,這樣就直接接上車了。

完工圖,寶寶真是棒棒,但寶寶不說!

大家以為這樣就沒了嗎?打開後車廂,可以看到這個非常不實用的CD換片箱。

拆掉它!拆掉它!拆掉它!後車箱從此變得清爽多了。

成本小計:
1. 藍牙汽車音響主機:98.4 RMB
2. 電感:45 NTD
3. 專業知識及工錢:無價