До начала 90х годов в ЛПМ с автореверсом использовали исключительно неподвижный четырехканальный блок головок, коммутация осуществлялась либо малогабаритным механическим переключателем (на ЛПМ), либо электронным коммутатором в составе усилителя воспроизведения (УВ). Тогда технологический разброс параметров головок в блоке (взаимный перекос и смещение зазоров) приводили к тому, что головку удавалось отъюстировать только для воспроизведения в прямом направлении, а полоса частот в режиме реверса была значительно уже. Для головок среднего качества типичные значения полосы воспроизводимых частот - 50...12000 Гц в прямом направлении и 100...8000 Гц в режиме реверса. Зачастую полоса частот в режиме реверса не нормировалась вовсе. Теперь усовершенствованная технология производства ГВ позволяет получать четырехканальные блоки головок с близкими по величине параметрами. Поэтому в современных магнитолах воспроизведение в обе стороны одинакового качества: полоса частот составляет 14 кГц в массовых моделях, а в дорогих моделях она достигает 16-18 кГц.

В начале 90-х широкое распространение получили ЛПМ с двухканальными ГВ, перемещаемыми механизмом реверса вверх при воспроизведении в обратном направлении. Узел блока головок позволяет регулировать их положение по высоте и азимуту раздельно для каждого направления движения ленты. Однако зазоры и люфты в этом механизме приводят к нестабильности положения ГВ при эксплуатации, поэтому такие ЛПМ в настоящее время используют только в недорогих моделях.

Значительная часть узлов современных ЛПМ изготавливается из пластика, поэтому существует опасность их коробления при установке магнитол в отечественных автомобилях вблизи печки. В дешевых ЛПМ пластмассовым может быть даже маховик ведущего вала, а для увеличения момента инерции на него напрессована штампованная стальная шайба. Шасси, кассетоприемник и каретка обычно отштампованы из тонкой листовой стали.

Дополнительные функции, обеспечиваемые магнитофоном, зависят от его класса. Так, в простых и недорогих аппаратах при перемотке блокировка усилителя отсутствует и поэтому возможно проникание помех и шумов. В магнитолах более высокого уровня такая блокировка обязательна, в некоторых из них также встроена система поиска первой паузы в воспроизводимой фонограмме. В части моделей с электронно-логическим управлением возможно программирование порядка воспроизведения.

В современных автомагнитолах УВ выполняют исключительно на специализированных микросхемах, включенных обычно по типовой схеме. Чаще всего в простых аппаратах используются микросхемы BA328, BA329, BA3302 (Rohm), KA1222, KA2221, KA21222 (Samsung), LA3160, LA3161,(Sanyo), TA7375P (Toshiba). Эти микросхемы примерно одинаковы по своим характеристикам и схемам включения. Уровень сигнала на их выходе составляет обычно 30...50 мВ. В современных отечественных аппаратах обычно применяют микросхему К157УЛ1, характеристики которой при пониженном до 5-6 В напряжении питания и достаточно высоком (150-200 мВ) выходном напряжении заметно ухудшаются.



В качестве примера рассмотрим усилитель воспроизведения на микросхеме LA3161. (рис.6) Схема включения практически не отличается от типовой. Переключатель SA1 выбирает соответствующие головки блока BG1 в зависимости от направления движения ленты. В моделях с "плавающим" блоком ГВ такой переключатель отсутствует. Высокочастотная коррекция производится конденсатором C1 (C2), образующим резонансный контур с индуктивностью головки. Стандартная АЧХ воспроизведения формируется цепью частотно-зависимой ООС C5R1C7R2R3 (C6R7C9R5R6). Напряжение питания подается на УВ при включении ЛПМ, постоянная составляющая выходного напряжения используется для управления коммутатором сигнала. Такая схема с незначительными вариациями используется в магнитолах Pioneer (K EH2430, KE2800), Yamaha (YX9500, YM95000), и им подобных.



Более совершенный тракт с микросхемой BA3413 показан на рис.7. В микросхему встроены электронный коммутатор, переключающий головки блока ГВ и два электронных ключа, которые изменяют постоянные времени воспроизведения для лент с различным рабочим слоем. Особенность схемы - наличие "виртуальной земли" (вывод 4, конденсатор C5) и отсутствие входных разделительных конденсаторов. Назначение остальных деталей аналогично ранее рассмотренным. Такой УВ применялся, в частности, в некоторых моделях автомагнитол фирмы Sony. Переключение коррекции АЧХ для различных типов ленты производится либо вручную с передней панели магнитолы, либо автоматически - от датчика на шасси ЛПМ, реагирующего на окно в задней стенке кассеты.

Во многих автомагнитолах ранее использовался динамический шумоподавитель DNR (Dynamic Noice Reduction) на основе специализированной микросхемы LM 1894. Принцип его работы - динамическая фильтрация сигналов управляемым ФНЧ, частота среза которого изменяется в пределах 1,5...25 кГц. Для управления фильтром сигналы стереоканалов суммируются в полосе частот выше 6 кГц. При малом уровне высокочастотных составляющих полоса его частот ограничена и шум мало заметен. С увеличением уровня высокочастотных сигналов полоса пропускания расширяется, и шум хорошо маскируется



В автомагнитолах обычно применяется упрощенная схема включения микросхем (рис.8). Конденсаторы C5, C6 входят в состав перестраиваемых ФНЧ, переменный резистор R2 служит для подстройки порога срабатывания. Если в схеме элементы R2 и C9 отсутствуют, конденсатор C10 включается между выводами 5 и 6. В некоторых моделях такой шумоподавитель использовали в общем тракте усиления сигнала, в этом случае вместо конденсатора C8 устанавливался режекторный фильтр пилот-тона на частоту 19 кГц, предусмотренный типовой схемой включения. Без этого фильтра проникание пилот-тона в управляющую цепь шумоподавителя блокирует его работу.

В современных автомагнитолах все чаще применяют системы шумопонижения Dolby-B (в массовых моделях) и Dolby-C. Экспандеры выполнены либо на отдельных специализированных микросхемах, либо входят в состав комбинированных микросхем УВ. Номенклатура их достаточно разнообразна, примером может служить микросхема TEA0675 (Philips). Она включает в себя коммутатор головок, усилитель воспроизведения с переключаемой коррекцией, детектор паузы для системы поиска (программирования), ключи приглушения звука и шумоподавитель Dolby-B. Аналогичные микросхемы выпускают и другие производители.



Тракт ЗЧ автомагнитолы - это именно то, что нередко определяет ее класс в оценке потребителя. Различия в структуре и параметрах радиоприемных трактов и дек мало кому понятны, тем более, что в моделях одного семейства они практически отсутствуют. Сервисные функции также, в основном, стандартны. Главное же, что отличает магнитолы, это - построение тракта ЗЧ.

Поскольку в магнитоле как минимум два источника сигнала (тюнер и магнитофонная дека), то тракт ЗЧ начинается с коммутатора сигналов. В самых дешевых аппаратах он в явном виде отсутствует - выходы обоих источников сигнала объединяются на резистивном смесителе или на регуляторе громкости, а активизация одного из них осуществляется только включением его питания. Так как выходные каскады источников сигнала с отключенным питанием обладают достаточно высоким выходным сопротивлением, их взаимное влияние исключено. Однако это возможно лишь при невысоких уровнях сигнала - несколько десятков милливольт, в противном случае резко возрастут нелинейные искажения тракта. В более совершенных трактах используют диодные коммутаторы. В качестве примера рассмотрим схему, примененную в магнитолах "Pioneer" серий KEH23xx, KE28xx (рис. 9).



Сигнал от радиоприемного тракта с уровнем порядка 100 мВ нормируется с помощью делителей R1VD1R3, R2VD2R4 и поступает на вход усилителя, выполненного на транзисторе VT1 по схеме с общим эмиттером (на схеме показан только один канал усилителя). Диодные ключи VD1, VD2 открываются постоянной составляющей сигнала (разделительные конденсаторы на выходе радиоприемного тракта отсутствуют). Цепочки R1C1, R2C2 одновременно осуществляют коррекцию сигнала и дополнительную фильтрацию остатков пилот-тона.

Сигнал от УВ с уровнем около 50 мВ проходит на вход усилителя на VT1 через диодные ключи VD3, VD4. Открывающее напряжение на них поступает через резисторы R5, R6 с цепи R7C3 при включении ЛПМ. На выходе УВ имеются разделительные конденсаторы С4 и С5. Сигнал с уровнем около 200 мВ с выхода усилителя приходит на пассивный двухполосный регулятор тембра по схеме Баксандала. Затем, в зависимости от уровня сложности магнитолы, сигнал через регуляторы громкости и баланса приходит на вход УМЗЧ либо непосредственно, либо через линейный усилитель с усилением 20 дБ, выполненный на сдвоенном ОУ (монтируется на дополнительной плате). Последнее обстоятельство вызвано тем, что в магнитолах "младших" серий применяются микросхемы УМЗЧ чувствительностью 50 мВ, а в "старших" - 500 мВ, имеющие более высокие параметры.

Во избежание искажений напряжение сигнала в диодных коммутаторах не должно превышать 100 мВ. В более совершенных трактах коммутация сигнала выполняется ключами на полевых транзисторах. Часто для этой цели используют цифровые микросхемы CD4052 (аналог К56 1КП1). Допустимый уровень сигнала в этом случае увеличивается до 1 В. Подобное решение применялось в магнитолах "Supra", "Philips" и др. Для подключения внешних источников сигнала (например, CD-плейера) в недорогих моделях магнитол установлен наружный аудиоразъем для штекера на 3,5 мм (с размыкаемыми контактами), в более сложных коммутация сигнала с внешнего входа выполняется электронными коммутаторами.

Регуляторы громкости и тембра используют как традиционные, с переменными резисторами, так и электронные. Последние в настоящее время практически вытесняют переменные резисторы, поскольку при массовом производстве себестоимость электронных регуляторов существенно ниже.

Двухполосные регуляторы, как правило, выполняют пассивными, при этом величина подъема АЧХ ограничена 6...8 дБ во избежание перегрузки УМЗЧ. Регуляторы громкости обычно обеспечивают простую тонкомпенсацию (переменный резистор с одним отводом), но величина коррекции при малой громкости выбирается несколько больше, чем в "домашней" аппаратуре. Следует заметить, что диапазон регулирования громкости для автомобильной аппаратуры, с учетом шума в салоне без принятия мер по звукоизоляции, составляет не более 35...40 дБ, поэтому начальный участок регулятора громкости остается невостребованным.

В качестве примера пассивного узла регулировок приведем схему, примененную в магнитоле "Philips-410" (рис. 10). Она достаточно проста и не требует дополнительных пояснений.



В тракте ЗЧ некоторых магнитол вместо регуляторов тембра используют трех- или пятиполосный графический эквалайзер. Такие конструкции нельзя считать удачными, так как для коррекции акустических дефектов, присущих салонам автомобилей, их возможности явно недостаточны, надежность же малогабаритных движковых регуляторов оставляет желать лучшего.

Несравнимо большими возможностями обладают электронные эквалайзеры. Они выполнены на основе микросхем с управлением по шине I2C (например, TEA6360 производства Philips). Узел коммутации источников сигнала и регулировок с такими эквалайзерами теперь также собирают на микросхемах с управлением по шине I2C (TDA7312 производства SGS-Thomson, TDA8425, TEA6320, TEA6321, TEA6330 производства Philips и других аналогичных микросхем).

Помимо регуляторов громкости и тембра в УЗЧ магнитол предусмотрены другие функции и регулировки. Практически все современные модели магнитол имеют четырехканальный звуковой тракт - два передних (фронтальных) стереоканала и два задних (тыловых). Это не квадрафоническая система, как думают некоторые пользователи, и сигналы передних и задних каналов ничем, кроме уровня, не отличаются.

Поскольку встроенные в магнитолы усилители не в состоянии обеспечить высокую мощность, в большинстве современных моделей предусмотрены линейные выходы для подключения внешних УМЗЧ. В простых моделях имеется только одна пара линейных выходов (обычно они обозначены как тыловые), а в более сложных - две пары (фронтальные и тыловые). В магнитолах высокого класса также есть отдельный линейный выход для низкочастотного (сабвуферного) канала, уровень сигнала на котором не зависит от распределения уровней между фронтальными и тыловыми каналами. Уровень суммарного (монофонического) сигнала на этом выходе регулируется независимо. В некоторых моделях при этом возможно изменение частоты среза ФНЧ.

Все линейные выходы снабжены буферными каскадами, как правило, на ОУ. При уровне сигнала на линейном выходе около 0,5 В они включены повторителями, а для более высокого уровня сигнала - усилителями. В связи с ужесточением требований к уровню помех в аудиосистеме (главным образом, из-за наводок от бортовой сети автомобиля), в последнее время наметилась тенденция к увеличению уровня сигнала на линейных выходах до 4 и даже 8 В, а в самых совершенных системах введены дифференциальные выходы. Повышение уровня сигнала до таких значений требует применения повышенного напряжения питания для буферных каскадов, поэтому в подобных системах предусмотрен встроенный преобразователь напряжения.

Для регулировки распределения сигнала между передними и задними каналами используют специальный регулятор - фейдер (Fader). Его характеристика регулирования такова (рис. 11), что при перемещении регулятора из крайнего положения к среднему уровень сигнала введенного канала снижается незначительно, а выведенного - наоборот, быстро растет. После прохождения среднего положения картина меняется на обратную.



В магнитолах, выполняющих функцию основного блока аудиосистемы, размещен усилитель мощности. Некоторые аппараты высокого класса предназначены для использования с внешним усилителем мощности и встроенного УМЗЧ не имеют. Если в первых моделях магнитол УМЗЧ выполнялся на дискретных элементах, то уже с середины 70-х годов широко применяют микросхемы - сначала гибридные, а затем и интегральные. В настоящее время усилители мощности выполняют исключительно на ИМС. Практически все УМЗЧ (кроме моделей с выходной мощностью до 4...5 Вт) сейчас выполняют по мостовой схеме.

Практически все современные аппараты со встроенными усилителями, кроме самых дешевых, могут работать на две акустические системы - переднюю (фронтальную) и заднюю (тыловую). У встроенных усилителей два или четыре канала, причем в последнем случае их мощность может быть различной. Акустические системы первых автомагнитол "простоты ради" монтировали на задней полке салона, поэтому четырехканальные аппараты "по инерции" имели мощный усилитель (2 х 20...25 Вт) для тыловых каналов и маломощны й (2 х 5...7 Вт) для фронтальных. В настоящее время каналы по мощности равноценны, хотя еще попадаются модели, выполненные "по старинке" (например, несколько последних моделей производства корпорации LG Electronics).

В двухканальных усилителях распределение сигнала между передними и задними громкоговорителями производят на выходе усилителя, что приводит к потерям мощности на механическом регуляторе (мощном переменном резисторе или переключателе). Подобное решение имеет смысл только при использовании мостового усилителя мощности - в противном случае мощность усилителя будет слишком мала. Такая конструкция родилась на заре автомобильной аудиотехники и в современных моделях уже практически не встречается. В качестве примера рассмотрим регуляторы, примененные в магнитолах "Pioneer" серий KEH23xx, KE28xx, а также в аппаратах других производителей (на рис. 12 упрощенно показан один канал).



Переменный резистор-переключатель устроен таким образом, что в среднем его положении движок замкнут с крайними выводами. При перемещении движка из среднего положения одна из секций вводится в цепь громкоговорителя. Сопротивление секции - около 180 Ом, что позволяет снизить уровень сигнала на нем практически до нуля. Усилитель магнитолы можно использовать в двух вариантах - в двухканальном (в этом случае выходная мощность достигает 25 Вт на канал) и в четырехканальном (11 Вт на канал). Собственно регулятор имеет достаточно массивную конструкцию с ребрами охлаждения.

В магнитолах с четырехканальным усилителем проблемы потери мощности нет, здесь регулировки производятся на входе усилителей мощности (как правило, электронным регулятором, реже - переменным резистором). Рассмотрим схему такого узла (рис. 13), примененную, например, в магнитолах "Sony 1253" и ей подобных.



Собственно фейдер (R1 - R5) в данном случае представляет собой не что иное, как изобретенный еще в 50-е годы панорамный регулятор, распределяющий сигнал одного источника между двумя усилительными каналами. Такой усилитель также может использоваться как двух- или четырехканальный. При двухканальном включении входы усилителей замыкают между собой, усилитель становится мостовым с максимальной выходной мощностью 2х25 Вт. Фейдер при этом практически не влияет на коэффициент усиления. При четырехканальном включении каждый из каналов работает независимо, а оксидный конденсатор C1 образует "виртуальную землю". Выходная мощность магнитолы при этом - 4 х 12 Вт.

Подобное построение сейчас применяют только в самых дешевых моделях магнитол. В современных аппаратах каждый из четырех усилительных каналов выполнен по мостовой схеме, а фейдер входит в состав микросхемы-регулятора звукового тракта. При использовании современной магнитолы в двухканальной конфигурации два оставшихся канала просто оставляют неподключенными. Соединять между собой выходы каналов "в параллель" для увеличения мощности недопустимо!

В качестве усилителей мощности в автомагнитолах применяют ИМС TDA2003, TDA2004 (одноканальные), TDA1719, TDA1521 (двухканальные), TA8210, TA8221, TDA1554, TDA1556 (двухканальные мостовые). В последних моделях магнитол используются четырехканальные мостовые УМЗЧ, выполненные на микросхеме TDA7384.