第八章汽车视听及车载导航课件.ppt
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- 第八 汽车 视听 车载 导航 课件
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1、第八章 汽车视听与车载导航第一节 汽车视听系统概述 随着数字音响技术的不断发展和人们对舒适性要求的不断提高,汽车车载视听已成为汽车的必选装备,激光唱机取代磁带播放机,成为中高档轿车音响的主流,而更方便的MD和MP3也开始成为汽车音响的选装配置。大中型旅行客车和长途客车上基本都装上了带卡拉OK功能的车载VCD视听系统,而一些高档轿车更是装用了车载DVD视听系统。 汽车视听系统是在传统的汽车音响的基础上增加了视频信号源(AV功能),即VCD影碟机或DVD影碟机,同时增加了显示器。汽车视听系统分为四大部分:信号源、放大器、扬声器和显示器。一、汽车视听系统的组成 信号源是汽车视听系统的节目源,包括汽车
2、收音机(调谐器)、磁带放音机、CD唱机、车用VCD机或DVD机等。目前,普通中低档车用视听系统的信号源主要是车用收放音机和VCD机,高档汽车视听系统的信号源主要是收放音机、车用DVD机,还可以选装MP3和MD唱机。 1CD唱机 CD(Compact Disc)唱机即激光唱机,是用来播放激光唱片的设备。 2VCD影碟机 VCD(Video Compact Disc)机是用来播放采用MPEG-1标准压缩编码的VCD激光影碟的设备。VCD影碟机激光拾音器工作方式同CD激光唱机一样,机芯是通用的。VCD影碟机与CD激光唱机惟一的不同是增加了数字化音视信号解压缩功能,并分别经数模变换后输出模拟的声音和图
3、像信号。VCD影碟机兼容了CD唱机的功能。 (一)信号源 3DVD影碟机 DVD(Digital Video Disc)即是数字影碟,采用的是MPEG-2标准压缩编码。DVD机解决了VCD图像清晰度不够高的问题,是更高级的激光影碟机。 4MD唱机 MD即是指MiniDisc,它是由SONY公司于1992年正式投放市场的一种音乐储存媒体。MD所采用的压缩算法是ATRAC技术(压缩比是1:5)。MD又分可录型MD(有磁头和激光头两个头)和单放型MD(只有激光头),是集磁、光、电、机于一体的高科技产品。它既具有CD的音质和长期保存性,又具有卡带的可录可抹性。 MD光碟可以储存74min(立体声)或1
4、48min(单声道)的音乐节目。 由于MD唱机体积小、可以反复擦录、具有强大的编辑功能,同时具有媲美CD唱机的音质和功能,使得MD唱机成为现代汽车视听系统的选装配置。目前车用MD主要有索尼、健伍等品牌。 5MP3唱机 MP3是MPEG-1 Layer 3压缩格式(1:10)的缩写,是数码技术和网络化的产物,同时MP3是一种计算机音频文件格式。它的特点是生成的声音文件音质接近CD,而文件大小却只有其十分之一。汽车上一般不单独装用MP3唱机,而是在CD机内集成了MP3播放功能,用于播放MP3节目。 放大器简称功放,其主要作用是将各种节目信号进行电压放大和功率放大,然后推动扬声器发出声音。按功能不同
5、又分为:前置放大器、功率放大器和环绕声放大器等类型。 (二)放大器 扬声器又称为喇叭,是汽车视听系统的终端,决定着车内音响性能。扬声器的数量、口径和安装位置由汽车舒适性的要求而定,但是为了能欣赏立体声,车内至少需要装用两只扬声器。 扬声器的主要功能 把音频信号还原成声音传达出来,而其不同的声音,需要大小不同的喇叭来执行。一般而言,扬声器的体积愈大,其声音愈低沉;体积愈小,声音愈高。扬声器大体可分为全音域、同轴式、组合式三大类。全音域就是以一只扬声器涵盖大部分频率的声音范围;同轴式的构成是在低音扬声器的轴心上,再加上一个高音或者中音扬声器,形成所谓的同轴二音路或同轴三音路扬声器,在汽车上应用较多
6、;组合式扬声器则是通过几个大小不同的扬声器单体,再配合上电容器、电阻、电感等电子元件形成的被动分音器,来分配不同频率范围,让大小不同的扬声器发出不同频率的声音。(三)扬声器 车载显示器是视听系统必不可少的组成之一,目前轿车VCD或DVD使用的显示器一般均为液晶超薄显示器,而大型客车一般使用的是电视机。如图8-2所示。(四)显示器 1具有防振系统的CD/VCD/DVD 目前采用的减振装置主要是防振悬挂系统和电子减振系统。防振悬挂包括拉簧、气囊(或橡胶阻尼)及硅油减振器等,具有衰减振动的功能。电子减振的原理是使用了大容量的缓冲存储器预读数据。例如:当播放CD音频数据时,经过CD-ROM解码器或者D
7、SP的数据首先预读到缓冲存储器中,然后在CPU控制下再送入DSP,这样当激光头因振动停止读数据时,还可以从缓冲存储器中读取数据供给解码或者DSP,以产生连续的音乐。 2具有防盗功能的控制面板 许多高档汽车音响的控制面板具有熄火隐藏或可拆装功能。对于可隐藏式面板,当点火开关关闭时,原先色彩斑斓的液晶显示控制面板便会变成黑色(与仪表板同色),以避免引起窃贼注意。而装用可拆式面板的音响,当驾驶员离开汽车时,可以取下音响系统的控制面板,这样盗贼就是拿走了音响装置也无法使用。 3电话减音功能 当使用车载电话时,此功能会自动调低系统的声音,或使系统处于静音状态。当电话挂断后音响会自动恢复原来音量。 4驾驶
8、座声场模拟系统 驾驶座声场模拟系统可根据驾驶者的选择,把左方、右方扬声器发出的声音延迟若干秒,模拟出一个驾驶座在中央的声场,使音质定位达到完美的境界。 5DSP(数码信号处理器) 由于各种汽车的音响环境、声场都不够完美,因此需要用DSP进行声场校正。 6先进的防盗系统 现代汽车音响具有高技术的防盗系统,可以使用密码和其他高新技术,使汽车音响被盗后无法使用。 7智能语音识别系统 一些高档音响装备有语音识别系统,能根据人的语音进行操作。驾驶员驾驶车辆时,能通过语音命令直接进行视听音响系统的操作。 8与导航系统兼容的DVD/VCD系统 现代高档轿车的DVD/VCD视听系统同时也是车载卫星导航系统的一
9、部分,当放入数字地图光盘后,在显示器上将显示出数字地图,配合导航系统,实时指引汽车的行驶路线。 9可伸缩的液晶显示屏 汽车视听系统的液晶显示屏为了不占据仪表板的位置,一般都设计成内藏式。当需要使用显示屏时,显示屏可以自动伸出,然后翻转到合适的角度以便于观看。 10具有安全功能的DVD 高档轿车的DVD系统,当车辆处于行驶状态时,驾驶员仪表板处的显示屏将不会播放视频信号,以免影响驾驶员的安全行车。第二节 车用CD唱机原理与维修 CD唱机由光学系统、机械系统和电信号处理系统三大部分组成。光学系统用来拾取CD唱片上的各种信号,机械系统用来完成CD唱片的运转及激光拾音器的循迹运动,电信号处理系统用来处
10、理各种电信号。图8-3为CD唱机结构框图,图8-4 为CD唱机的实物图。一、车用CD唱机的组成与工作原理 (一)激光拾音器 激光拾音器简称“激光头”,它是激光唱机的关键部件,主要是发射激光和接收由CD唱片表面反射回来的光信号并进行光电转换。 (二)转盘电动机驱动器 CD唱片上记录的信号从里向外呈螺旋状分布。重放时,拾音器以1.2m/s恒定线速度进行循迹扫描。当拾音器在唱片的里圈循迹时,唱片的转速很快。随着播放的进行,唱片的转速均匀变慢。这就要求驱动电动机的转速逐渐减。这项工作由控制电路通过电动机驱动器来完成。 (三)数据分离器 激光拾音器输出的电信号经前置放大后,送入数据分离器。数据分离器能正
11、确地识别变化的几种信号的长度和彼此的间隔,从而分离出各种信号代码,并产生时钟信号。 (四)数字信号处理及数模(D/A)转换器 数字信号处理电路的作用是将代表音频信号的数字信号进行解码,变成音频信号。 (五)伺服系统 激光唱机中的伺服系统主要是聚焦伺服、循迹伺服和进给伺服。 1聚焦伺服 聚焦伺服是利用从反射光中检测出的误差信号,驱动聚焦物镜沿光轴方向移动,跟踪唱片的上下波动,使激光束准确聚焦。 聚焦伺服电路主要由聚焦误差检测、相位补偿及驱动电路组成,如图8-5所示。 在反射光路径中的柱面透镜使光束形成图像,图像的形状随唱片的上下波动而改变,再由四分割光电二极管组成的光检测器测定光量分布的变化情况
12、。当聚焦准确时,四分割光电二极管上的成像为圆形。这时,各光电二极管接收的光量相同,聚焦误差为零,聚焦伺服电路使拾音头的物镜保持不动。如果光束聚焦不正确,形成的检测光点将变为椭圆,使四个光电二极管受光量不相等。这时,光检测器将产生大小和极性不同的聚焦误差信号,聚焦误差信号经放大处理后,控制聚焦线移动,调节拾音器物镜在垂直方向的位置,使其聚焦准确。聚焦伺服的原理 2循迹伺服 循迹伺服原理类似于聚焦伺服,也是从反射光中提取误差信号,用来控制光点沿径向的移动,以准确跟踪坑点轨迹的移动。循迹伺服电路主要由循迹误差检测、相位补偿和驱动等电路组成,如图8-6所示。 图中的循迹伺服控制信号是用于开机后的快速自
13、由选曲,让整个激光唱头沿唱片径向作大幅度的移动,以便移到唱片上的选定部分播放。进给伺服控制信号是根据用户在唱机面板上的按键输入信息,由微处理器发出的,其驱动输出送往进给伺服电机,通过滑动或摆动臂机构实现对激光唱头的进给控制。当选曲结束,激光唱头进入选定的循迹跟踪范围时,由微处理器发出循迹跟踪伺服控制信号接通循迹跟踪伺服环路,进入循迹跟踪伺服。循迹误差检测提供物镜偏离纹迹中心的方向和大小的信息,经相位补偿和驱动等电路后变成物镜致动器中循迹跟踪线圈的电流,产生磁场作用力使激光唱头物镜沿径向移动,从而实现精确的纹迹跟踪。 (六)信息存储和控制显示系统 激光唱机的信息存储和控制显示系统是为了便于操作和
14、显示放唱时间、曲目等信息而设立。它有放音、快进、快退、停止、暂停、记时和音量指示等多种功能。信息存储系统由微处理器组成,它可以事先编排节目次序进行存储,然后按存储内容进行播放。 检修CD唱机等激光视听设备,要特别注意以下几个问题: (1)拆卸、检查和安装中要特别注意保护镜头和精密机械部件,手不要触及镜头透镜,清洗镜头时注意不要让棉纱和尘埃留在镜头上。 (2)在检修时,绝对不能用眼睛直视激光光路的方法来确定激光是否接通。眼睛应尽可能保持远离激光拾音器30cm以上,以免造成对眼睛的伤害。 (一)汽车激光视听装置的检修注意事项 (3)注意防静电。人体通常都带有静电,一般情况没有什么危害。但激光音视设
15、备中的IC均采用CMOS技术,其输入阻抗很高,人手上的静电碰上CMOS电极会产生较高的电压击穿电极,造成IC的损坏。对静电最敏感的部件是激光拾音器,它更容易受人体静电损坏。 (4)不要随便调整电路板上电位器。在打开机盖后,除非绝对必要,不应随手调整电路主板上的调整电位器;因为这些调整电位器是在机器出厂时严格校对好的。 (5)在拆卸时要切断电源,同时应防止振动和用力过大而使内部器件损坏。 一般故障检修步骤如图8-7所示。(二)车用CD唱机常见故障的检修步骤 车用CD唱机常见的故障有:托盘不能开启、激光二极管无输出、唱片目录不能正确读出、激光拾音器聚焦不正确、激光拾音器跟踪轨迹有误、转盘(唱机)电
16、机转动不正常及信号处理电路失常等,下面以日本索尼机型为例,介绍车用CD唱机的检修要点。 (三)车用CD唱机常见故障及检修要点 主要原因是:托盘电机故障、断线,按键接触不良或电路不良,微处理器或加载驱动电路故障。 首先检查托盘开启电路,如图8-8所示。正常时托盘的开启是由微处理器发出的OPEN/CLOSE命令控制的,因此,遇此故障应先检查IC301的20脚连接到面板上的OPEN/CLOSE开关S318是否接触良好。IC202的12脚接示波器,观察每按一下S318是否有信号输出,再观察IC301的34、33脚在S318每次按下时有无反相的波形输出,若无,一般为IC301损坏;若有波形输出,但IC2
17、02的12脚无信号输出,则IC202损坏。若托盘未全开,查控制开关S02:由右拨向左时,IC301的48脚应为高电位;若托盘全开,加载电机不停,多为S02接触不良(尽管IC301失效);若托盘能闭合,但不全闭,说明夹头或卡盘不能控制转盘上的唱片,一般为控制开关S03接触不良;若托盘能全闭,但加载电机不停,在S03良好的情况下,问题多在IC301上。1托盘不能开启 (1)CD唱片严重划伤; (2)激光拾音器聚焦不良; (3)伺服电路IC故障; (4)激光拾音器被卡住。 接通电源时,激光拾音器应向内部限制开关处运动,同 时微处理器提供目录SLR(反转)信号到拾音器伺服电路。Q103、Q401、Q3
18、01构成开机复位电路,使IC301在接通电源瞬间复位。IC301(60)脚输出的SLR信号经ICl01、IC604、IC202加到激光拾音器驱动电机,2放入唱片后,显示NO DISC不能读出总曲目表,主要原因是:使激光拾音器向内部限制开关S01处运动。若此时唱片目录不能正常读出(整个放音期间,显示屏上不显示唱片节目序号等),应先调整电机飘移。若激光拾音器不动,测IC301的(60)脚是否有SLR信号,若无,测IC301的(24)脚,在接通电源瞬间是否有复位脉冲,若无复位脉冲,则查Q103、Q401、Q301及有关元件;IC301(24)脚若有复位脉冲,但(60)脚无SLR信号,应查IC202、
19、IC101、IC604及驱动电机本身。可测IC202输出端是否有电压以及电机本身的好坏。电机转动,而激光拾音器不动则应观察激光拾音器是否被卡住。若激光拾音器运动,但不能到达内部限制开关S01,应先调一下激光拾音器的电机飘移调节电路,再查S01。S01工作时应接地,IC301(46)脚为零电位。若激光抬音器能到达内部限制开关,但电机不停,一般为S01或IC301有问题。 主要原因是: (1)激光二极管受损或位移; (2)聚焦线圈故障; (3)线路IC损坏; (4)机械部分故障。 当出现激光拾音器不能聚焦或聚焦不良引起唱机不能放音的故障时,首先应采用观察法来判定此故障是否确实因聚焦伺服系统引起。具
20、体方法是:打开后盖,装入唱片试放,观察激光拾音器开机后是否立即上下移动两三次作聚焦搜索,然后停止在一个位置上。如果激光拾音器毫无动作或动作不正常,则可能是聚焦系统有问题。这时先查聚焦线圈,用万用表欧姆R1档测聚焦线圈,正常阻值为20左右(跟踪线圈为4左右),若阻值过大或过小,说明线圈有问题。在有些唱机中,测聚焦线圈阻值时,会看见传动机构稍稍运动。3开机放入唱片后,激光拾音器不动作若聚焦线圈正常则按下列步骤检查: 在确定故障出在聚焦系统,当排除元器件故障原因后,可对聚焦系统的各调整部位进行检查、校正及调整。 当更换或拆卸光盘旋转机构、光头组件及进给传动机构部件时,通常应进行如下机械调整: (1)
21、光盘旋转平台高度调整 为使激光拾音器聚焦透镜与光盘间距不超出聚焦伺服调节机构的调节范围,可采用如图8-10所示方式调节。 (2)激光拾音器座倾斜调整 为使激光拾音器系统的光轴垂直于光盘,可调整光头座切相/径向倾斜调整螺钉,使检测波形达到最佳。(四)车用CD唱机的调整 1机械调整 2光学、电路部分调整 (1)激光二极管工作电流的调整 在维修激光唱机时,若不更换激光二极管,一般不用调节。若激光二极管损坏并更换后,则需对新换激光二极管的工作电流进行调整。在各类激光唱机中,一般激光二极管的工作电流为4070mA,高者达100mA,最高不应超过150mA,否则容易影响其使用寿命,甚至造成损坏。调整应以激
22、光二极管能发出足够强的光,而又不能使工作电流太大为原则。 具体方法见图8-11。 初测激光二极管的工作电流,最简单的方法是测R623上的电压,测得电压应为0.881.54V,则电流为(0.881.54)/22=4070mA。若测得的电压偏离较大,则稍调R629使之达到上述电压值。 另外,有条件的可用示波器进行监测调整,具体调节方法是:首先把R629调至最小。放入CD光盘,按下PLAY键,然后用示波器测IC601(28)脚输出的EFM信号波形,再慢慢调节R629,使EFM信号为700mVP-P。 (2)激光拾音器电机飘移的调整 激光拾音器的驱动电机发生飘移会引起节目信号不能正确拾取,故此必须进行
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