RU217824U1 - CAR RADIO WITH MULTI-CHANNEL AMPLIFIER - Google Patents

CAR RADIO WITH MULTI-CHANNEL AMPLIFIER Download PDF

Info

Publication number
RU217824U1
RU217824U1 RU2022132820U RU2022132820U RU217824U1 RU 217824 U1 RU217824 U1 RU 217824U1 RU 2022132820 U RU2022132820 U RU 2022132820U RU 2022132820 U RU2022132820 U RU 2022132820U RU 217824 U1 RU217824 U1 RU 217824U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
amplifier
channel
audio
car
class
Prior art date
Application number
RU2022132820U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Максим Владимирович Владыкин
Александр Валентинович Фадеев
Original Assignee
Акционерное общество "Фирма "ММС"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Фирма "ММС" filed Critical Акционерное общество "Фирма "ММС"
Application granted granted Critical
Publication of RU217824U1 publication Critical patent/RU217824U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к автомобильной электронике. Технический результат - обеспечение стабильной интенсивности звука (громкости) при работе внешних аудиодинамиков на повышенной мощности при размещении автомагнитолы в типовом автомобильном посадочном гнезде. Для этого разработана автомобильная магнитола с многоканальным усилителем мощности аудиосигнала. Она имеет внешний корпус, размещенный в нем блок многоканального усилителя мощности аудиосигнала с электронной системой защиты от перегрева, блок аудиоисточника с процессором обработки аудиосигналов. Блок многоканального усилителя с четырьмя стереоусилителями класса D имеет восемь выходных усилительных каналов, каждый из которых выполнен с возможностью подключения внешнего аудиодинамика. Каждому стереоусилителю класса D соответствуют два идентичных выходных усилительных канала. Вышеуказанный блок многоканального усилителя представляет собой электронную плату, на которой закреплена рассеивающая тепло металлическая пластина, соединенная с помощью теплоконтактных соединений с каждым из вышеуказанных стереоусилителей класса D. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Figure 00000001
The utility model relates to automotive electronics. EFFECT: ensuring a stable sound intensity (loudness) when external audio speakers operate at high power when the car radio is placed in a typical car seat. For this, a car radio with a multi-channel audio signal power amplifier has been developed. It has an external housing, a block of a multi-channel audio signal power amplifier with an electronic overheating protection system, an audio source block with an audio signal processor. The multi-channel amplifier block with four Class D stereo amplifiers has eight amplifier output channels, each of which is configured to connect an external audio speaker. Each Class D stereo amplifier has two identical output amplifier channels. The above multi-channel amplifier block is an electronic board on which a heat-dissipating metal plate is fixed, connected by heat-contact connections to each of the above class D stereo amplifiers. f-ly, 3 ill.
Figure 00000001

Description

Область техники, к которой относится полезная модельField of technology to which the utility model belongs

Полезная модель относится к автомобильной электронике - автомобильной звуковоспроизводящей аудиотехнике, устанавливаемой в посадочных гнездах автомобиля (на передней панели). Она может быть использована для широкополосных передающих трактов автомобильной акустики, в автомобильных магнитолах, DSP/FM/USB/BT-ресиверах, которые могут обеспечивать прием радиостанций в диапазонах FM/УКВ, воспроизведение аудиофайлов, записанных на USB-накопители, передачу звука с внешних источников через линейный аудиовход и беспроводной интерфейс Bluetooth, а также выводить усиленный многоканальный аудиосигнал на подключаемые внешние аудиодинамики, располагаемые в салоне автомобиля.The utility model relates to automotive electronics - automotive sound-reproducing audio equipment installed in the car seat sockets (on the front panel). It can be used for broadband transmission paths of car acoustics, in car radios, DSP/FM/USB/BT receivers, which can receive radio stations in the FM/VHF bands, play audio files recorded on USB drives, transmit sound from external sources via audio line-in and Bluetooth wireless interface, as well as output amplified multi-channel audio signal to connected external audio speakers located in the car.

Уровень техникиState of the art

Особенности автомобильной аудиотехники обусловлены спецификой звукового пространства внутри салона автомобиля. Ограниченные размеры салона, заполненного сиденьями и людьми, ведут к сильному поглощению звуковых волн в закрытом салоне. Шум двигателя, ограниченные размеры ниш и посадочных гнезд на фронтальной панели для размещения электронной аппаратуры, неблагоприятные условия для охлаждения звуковоспроизводящей усилительной аппаратуры в типовых посадочных гнездах, относительно низкая мощность сети питания электромобиля для акустических систем (относительно доступной мощности в обычных жилых помещениях) это только некоторые из многочисленных неблагоприятных факторов, которые должны учитываться при разработке качественной электронной аудиоаппаратуры для автомобилей.Features of automotive audio technology are due to the specifics of the sound space inside the car. The limited dimensions of the cabin, filled with seats and people, lead to strong absorption of sound waves in a closed cabin. Engine noise, limited front panel niches and slots for electronic equipment, unfavorable conditions for cooling sound-reproducing amplifying equipment in typical slots, relatively low electric vehicle power supply for loudspeakers (relative to the available power in ordinary residential areas) are just some of the of the many adverse factors that must be considered when developing high-quality electronic audio equipment for cars.

Для решения этих проблем, в частности разрабатывают различные компактные многоканальные звуковые системы, обеспечивающие высокий уровень звуковой громкости автомобильной акустики по всему салону автомобиля и одновременно снабженные средствами, исключающие нарушение их функционирования при их перегреве.To solve these problems, in particular, various compact multi-channel sound systems are being developed that provide a high level of sound volume of car acoustics throughout the passenger compartment and at the same time are equipped with means that exclude disruption of their functioning when they overheat.

Известны разнообразные многоканальные усилители, которые используют для усиления аудиосигналов автомобильной звуковоспроизводящей электроники. Известен (см. Rockville RXM8BT Owner's Manual (Руководство пользователя), 2021) 8-канальный усилитель (класса D) с системой теплозащиты, к которому подключаются внешние аудиодинамики в салоне. Он может использоваться в разнообразных транспортных средствах (включая и автомобили, лодки). В целом, максимальная мощность усилителя составляет до 750 Вт. Такой усилитель затруднительно использовать в обычном автомобиле из-за того, что он может привести к перегрузке и сбоям в обычной ("неусиленной") сети автомобильного питания 12V, мощность которой которая не в состоянии обеспечить полноценной функционирование усилителя. Кроме того, его функционирование при попытке его установки в автомобильное посадочное гнездо, приведет к нарушению его нормального функционирования - в частности к резким снижениям и колебаниям интенсивности звука (подключенных к нему внешних аудиодинамиках в процессе работы, так как его системы теплозащиты при перегреве снижает мощность на треть и снова включается на полную мощность только при остывании усилительных микросхем до заданной температуры). Более того, усилитель не имеет средств жесткого механического крепления к блоку аудиоисточника - внешней звуковоспроизводящей части (аудиоисточнику - например, тюнеру) и тем самым отсутствует возможность интеграции его с ней в единую механическую конструкцию необходимое в посадочное гнездо автомобиля.A variety of multi-channel amplifiers are known which are used to amplify audio signals from automotive audio electronics. Known (see Rockville RXM8BT Owner's Manual (2021), 2021) 8-channel amplifier (class D) with a thermal protection system, to which external audio speakers in the cabin are connected. It can be used in a variety of vehicles (including cars, boats). In general, the maximum power of the amplifier is up to 750 watts. Such an amplifier is difficult to use in a conventional car due to the fact that it can lead to overload and failures in the normal ("non-amplified") 12V car power supply network, the power of which is not able to ensure the full functioning of the amplifier. In addition, its functioning when you try to install it in a car seat will disrupt its normal functioning - in particular, to sharp drops and fluctuations in the sound intensity (of external audio speakers connected to it during operation, since its thermal protection system reduces power by overheating in case of overheating). third and again turns on at full power only when the amplifying microcircuits cool down to the set temperature). Moreover, the amplifier does not have means of rigid mechanical fastening to the audio source unit - an external sound-reproducing part (audio source - for example, a tuner) and thus there is no possibility of integrating it with it into a single mechanical structure necessary for a car seat.

Известен многоканальный усилитель класса D (Alpine PDP-E802DSP, 2021 Руководство по эксплуатации) не имеющий средств жесткой механической интеграции с головной звуковой частью автомагнитолы (блоком аудиоисточника). Он имеет 8 усиленных выходов на аудиодинамики с высокой номинальной мощностью. Усилитель не предназначен для размещения в стандартном автомобильном посадочном гнезде, (его ширина превышает типовую ширину гнезда) и при типичных условиях охлаждения в автомобильном гнезде возможны технические сбои - нестабильная звуковая громкость при подключенных внешних аудиодинамиках.A multi-channel class D amplifier (Alpine PDP-E802DSP, 2021 Operation Manual) is known that does not have the means of rigid mechanical integration with the head audio part of the car radio (audio source unit). It has 8 amplified high power outputs for audio speakers. The amplifier is not designed to be placed in a standard car socket (its width exceeds the typical socket width) and under typical cooling conditions in a car socket, technical failures are possible - unstable sound volume when external audio speakers are connected.

Общим недостатком практически всех подобных ему известных многоканальных (8-канальных) автомобильных усилителей их неустойчивая работа в условия аналогичных условиям (тепловым режимам) в автомобильных посадочных гнездах и также отсутствие возможности возможностями для формирования единой конструктивной единицы типа магнитолы (аудиоресивера) с типоразмером 1DIN-2DIN, в частности из-за отсутствия возможности объединения их в единую жесткую механическую конструкцию с блоком аудиоисточника (тюнером, USB-плеером). Такие усилители в силу их конструкции и удаленности их от места расположения основной звуковоспроизводящей части имеют достаточно длинные соединительные электрические кабели для приема аудиосигнала кабели для подсоединения их к звуковоспроизводящей части (так усилитель располагают достаточно далеко от автомобильного посадочного гнезда (формата 1DIN-2DIN), причем этот кабель, как правило, кабель типа RCA - а не плоский многоканальной шлейфовый кабель, который используются для соединения внутренних электрических компонент одного устройства. Неблагоприятные условия для охлаждения аппаратуры в стандартных посадочных гнездах приводят к проблемам с перегревом электронных компонент, частым срабатыванием электронной защиты от перегрева и соответственно сбоям в их функционировании (например, перепадам громкости) при их размещении в условиях близким к условиям (тепловым режимам) характерных для типовых автомобильных посадочных гнезд с отверстиями форматов 1DIN-2DIN.A common drawback of almost all known multi-channel (8-channel) car amplifiers similar to it is their unstable operation under conditions similar to conditions (thermal conditions) in car landing slots and also the lack of opportunities to form a single structural unit such as a radio tape recorder (audio receiver) with a standard size of 1DIN-2DIN , in particular, due to the lack of the possibility of combining them into a single rigid mechanical structure with an audio source unit (tuner, USB player). Such amplifiers, due to their design and their remoteness from the location of the main sound reproducing part, have sufficiently long connecting electrical cables for receiving an audio signal; cables for connecting them to the sound reproducing part (so the amplifier is located far enough from the car seat (1DIN-2DIN format), the cable is typically an RCA type cable - not a flat multi-channel stub cable that is used to connect the internal electrical components of a single device Unfavorable cooling conditions for equipment in standard housings lead to problems with overheating of electronic components, frequent operation of electronic thermal protection and according to malfunctions in their functioning (for example, volume fluctuations) when they are placed in conditions close to the conditions (thermal conditions) characteristic of typical car mounting sockets with 1DIN-2DIN format holes.

Таким образом, в общем случае отдельные многоканальные усилители не рассчитаны для размещения в слот вместе с блоком аудиоисточника из-за неблагоприятного для них теплового режима, ведущего к проблемам со сбоями звука, и не могут функционировать как единая конструктивная единица (устройство) из-за низкой степени интеграции с блоком аудиоисточника. В целом, можно отметить следующее - на настоящий момент мощные многоканальные усилители (больше 4 усилительных каналов) мощности звукового сигнала не размещают в автомобильных посадочных гнездах формата 1DIN-2DIN. Более того, вышеуказанные усилители только электрически соединенные с головной звуковоспроизводящей даже нельзя рассматривать как единое устройство (как единую механическую конструкцию (например, формата 1DIN) типа автомагнитолы), а можно рассматривать только часть как некой системы - аудиокомплекса комплекс с низкой степенью интеграцией компонент.Thus, in general, separate multi-channel amplifiers are not designed to be placed in a slot together with an audio source unit due to unfavorable thermal conditions for them, leading to problems with sound failures, and cannot function as a single structural unit (device) due to low degree of integration with the audio source block. In general, the following can be noted - at the moment, powerful multi-channel amplifiers (more than 4 amplifying channels) of the audio signal power are not placed in car landing sockets of the 1DIN-2DIN format. Moreover, the above amplifiers, which are only electrically connected to the head sound reproducing system, cannot even be considered as a single device (as a single mechanical structure (for example, 1DIN format) such as a car radio), but can only be considered as a part of a certain system - an audio complex complex with a low degree of component integration.

Одним из самых перспективных направлений развития звуковоспроизводящей автомобильной электроники является разработка компактных автомагнитол со специально интегрированными встроенными многоканальными усилителями, обладающими улучшенными звуковыми параметрами. Известно автомобильное звуковоспроизводящее устройство (Патентный документ Республики Корея №1020040043345 от 24.05.2004) Устройство автомобильного аудио включает в себя головной блок - аудиоконтроллер, блок DSP - многоканальный DSP процессором, соединенный с усилителем, имеющим 4 выходных усилительных канала. Недостатком этого устройства является отсутствие каких-либо эффективных охлаждающих элементов, что может вести к невозможности получения достаточной высокой звуковой мощности (и повышенной громкости) устройства при его размещении в автомобильном посадочном гнезде 1DIN-2DIN (на передней панели автомобиля) и даже вести к нарушению его функционирования (пропадания звука) из-за срабатывания стандартных систем защиты устройства от перегрева.One of the most promising directions in the development of sound-reproducing automotive electronics is the development of compact car radios with specially integrated built-in multichannel amplifiers with improved sound parameters. A car sound reproducing device is known (Patent document of the Republic of Korea No. 1020040043345 dated May 24, 2004) The car audio device includes a head unit - an audio controller, a DSP unit - a multi-channel DSP processor connected to an amplifier having 4 output amplifying channels. The disadvantage of this device is the absence of any effective cooling elements, which can lead to the impossibility of obtaining sufficient high sound power (and increased volume) of the device when placed in a 1DIN-2DIN car socket (on the front panel of the car) and even lead to its violation. operation (loss of sound) due to the operation of the standard protection systems of the device from overheating.

Ближайшим аналогом (прототипом) является автомагнитола (см. AMH-88DSP Owner's Manual, Инструкция по эксплуатации, опубл. 2021, с прилагаемой к ней Сервисным руководством (AMH-88DSP Instruction Manual), подробно раскрывающей все схемотехнические решения по изделию). Это автомобильная магнитола с многоканальным усилителем мощности аудиосигнала. Она выполнена с возможностью подключения к бортовой системе питания автомобиля с напряжением 12 Вольт и с возможностью ее установки в автомобильное посадочное гнездо с установочным размером отверстия по стандарту DIN. Она содержит внешний корпус, размещенный в нем блок многоканального усилителя мощности аудиосигнала с электронной системой защиты от перегрева, блок аудиоисточника с многоканальным DSP процессором обработки аудиосигналов. Блок аудиоисточника (звуковоспроизводящая часть) выполнен с возможностью формирования единой механической конструкции с вышеуказанным усилителем (точнее с его внешним корпусом). Устройство имеет четыре выходных усилительных канала для каждого с максимальной выходной мощностью на каждый канал не более 61 Вт (для аудиодинамиков 4 Ом). Усиление звукового сигнала осуществляется на основе четырехканального усилителя класса АВ (с максимальным КПД порядка 70-75%). Недостатком вышеуказанного устройства является отсутствие достаточно эффективных охлаждающих элементов, что может вести (в условиях сильного нагрева в салоне автомобиля до 30 и более градусов) к невозможности получения достаточной высокой стабильной звуковой интенсивности (громкости) устройств при его размещении в автомобильном посадочном гнезде 1DIN (на передней панели автомобиля) и даже вести к нарушению его функционирования из-за перегрева устройства. Увеличение площади радиатора (радиаторных ребер) на корпусе и даже использование дополнительных средств принудительной вентиляции дает лишь временный эффект. Кроме того, увеличение радиаторных ребер на задней стороне внешнего кожуха (корпуса) приводит к увеличению длины этого устройства и к невозможности размещения устройства в типовом посадочном гнезде с ограниченной глубиной. Дополнительно стоит отметить, что в рамках данного решения невозможно просто удвоить количество выходных каналов усилителя, например за счет включения аналогичного дополнительного четырехканального. Такое удвоение просто приведет к быстрому выходу устройства из строя из-за его сильного перегрева (в частности из-за недостаточно энергоэффективного усилителя класса АВ), частому срабатыванию электронной системой защиты от перегрева ведущей к падению громкости или постоянным перегрузкам бортовой сети автомобиля.The closest analogue (prototype) is a car radio (see AMH-88DSP Owner's Manual, Operating Instructions, publ. 2021, with the Service Manual (AMH-88DSP Instruction Manual) attached to it, which details all the circuitry solutions for the product). This is a car radio with a multi-channel audio power amplifier. It is made with the possibility of connection to the vehicle's on-board power supply system with a voltage of 12 Volts and with the possibility of its installation in a car seat with an installation hole size according to the DIN standard. It contains an external case, a block of a multi-channel audio signal power amplifier with an electronic overheating protection system, an audio source block with a multi-channel DSP audio signal processor located in it. The audio source unit (sound reproducing part) is made with the possibility of forming a single mechanical structure with the above amplifier (more precisely, with its outer case). The device has four amplifier output channels for each with a maximum output power of 61 W per channel (for 4 ohm audio speakers). Amplification of the audio signal is carried out on the basis of a four-channel class AB amplifier (with a maximum efficiency of about 70-75%). The disadvantage of the above device is the lack of sufficiently effective cooling elements, which can lead (under conditions of strong heating in the car interior up to 30 degrees or more) to the impossibility of obtaining a sufficiently high stable sound intensity (loudness) of the devices when placed in a 1DIN car socket (on the front car panel) and even lead to malfunction due to overheating of the device. Increasing the area of the radiator (radiator fins) on the body and even the use of additional means of forced ventilation gives only a temporary effect. In addition, the increase in radiator fins on the rear side of the outer casing (case) leads to an increase in the length of this device and the impossibility of placing the device in a typical mounting socket with a limited depth. Additionally, it is worth noting that within the framework of this solution it is impossible to simply double the number of output channels of the amplifier, for example, by including a similar additional four-channel. Such a doubling will simply lead to a quick failure of the device due to its severe overheating (in particular, due to an insufficiently energy-efficient class AB amplifier), frequent operation of the electronic overheating protection system leading to a drop in volume or constant overloads of the car's on-board network.

Раскрытие сущности полезной моделиDisclosure of the essence of the utility model

Задачей настоящей полезной модели является разработка автомобильной магнитолы (сокращенно автомагнитолы) с улучшенными звуковыми характеристиками и работающей в условиях ограниченной доступной электрической мощности, которая может устойчиво функционировать в "тесном" (т.е. неблагоприятном условии с точки зрения охлаждения) в автомобильном посадочном гнезде (стандарта DIN). В частности, необходимо решить тесно взаимосвязанные проблемы поддержания стабильных звуковых характеристик автомагнитол (поддержания высокой звуковой мощности магнитолы) и проблемы эмпирического подбора необходимых для этого средств охлаждения в условиях размещения устройства для посадочных гнезд формата DIN. В таких гнездах надо решить проблему создания необходимого уровня охлаждения устройств с относительно большим тепловыделением - типа магнитол с достаточно мощным встроенным усилителем (мощностью до 520 Вт). Повышение только одной мощности (без эффективного рассеяния тепла) может вести к нарушению функционирования устройства или даже к его поломке. Повышение интенсивности звука в аудиодинамиках связано с одной стороны с формированием определенных схем размещения аудиодинамиков в салоне и с необходимостью обеспечения повышенной мощности усилителей (которые являются основным тепловым источником в устройстве), которые в свою очередь может привести к повышенному перегреву и срабатыванию стандартных электронных схем защиты от перегрева, имеющихся практически в любых электронных платах усилителей (приводящих к снижению громкости или даже исчезновению звука) - поэтому необходимо подобрать такое сочетание конструктивных характеристик и инженерных решений, которые смогут обеспечить решение этой проблемы. Важно не просто обеспечение какого-то приемлемого охлаждения, а достижение конструктивным способом (подбором необходимых конструктивных элементов и способов их взаимодействия) такого режима охлаждения, который позволит исключить заметные падения звуковой мощности из-за неблагоприятных тепловых воздействий на электронные компоненты автомагнитолы, прежде всего на теплонапряженные усилительные элементы.The object of the present utility model is to develop a car radio (abbreviated car radio) with improved sound characteristics and operating in conditions of limited available electrical power, which can stably operate in a "cramped" (i.e. unfavorable condition from the point of view of cooling) in a car seat ( DIN standard). In particular, it is necessary to solve the closely interrelated problems of maintaining stable sound characteristics of car radios (maintaining a high sound power of a radio tape recorder) and the problem of empirical selection of the cooling means necessary for this in the conditions of placing a device for DIN sockets. In such nests, it is necessary to solve the problem of creating the required level of cooling for devices with a relatively large heat release - such as radio tape recorders with a fairly powerful built-in amplifier (up to 520 W). Increasing only one power (without effective heat dissipation) can lead to malfunction of the device or even to its failure. The increase in sound intensity in the audio speakers is connected, on the one hand, with the formation of certain layouts of the audio speakers in the cabin and with the need to provide increased power amplifiers (which are the main heat source in the device), which in turn can lead to increased overheating and the operation of standard electronic protection circuits from overheating, which are present in almost any electronic amplifier boards (leading to a decrease in volume or even the disappearance of sound) - therefore, it is necessary to find a combination of design characteristics and engineering solutions that can provide a solution to this problem. It is important not just to provide some acceptable cooling, but to achieve in a constructive way (by selecting the necessary structural elements and methods of their interaction) such a cooling mode that will eliminate noticeable drops in sound power due to adverse thermal effects on the electronic components of the car radio, primarily on heat-stressed reinforcing elements.

Технический результат полезной модели состоит в обеспечении стабильной интенсивности звука (стабильной громкости, в частности, стабильно высокой громкости по всему закрытому салону автомобиля) в диапазоне рабочих температур окружающей среды -20…+60°С при работе внешних аудиодинамиков подключенных к автомагнитоле с многоканальным усилителем высокой мощности, размещенной в посадочном гнезде с установочным размером отверстия по стандарту DIN.The technical result of the utility model is to provide a stable sound intensity (stable volume, in particular, a stable high volume throughout the closed passenger compartment of the car) in the range of ambient operating temperatures of -20 ... + 60 ° C when external audio speakers connected to a car radio with a multi-channel amplifier power placed in a mounting socket with an installation hole size according to the DIN standard.

Для достижения заявленного технического результата разработана автомобильная магнитола с многоканальным усилителем мощности аудиосигнала, выполненная с возможностью подключения к бортовой системе питания автомобиля с напряжением 12 Вольт и с возможностью ее установки в автомобильное посадочное гнездо с установочным размером отверстия по стандарту DIN, содержащая блок аудиоисточника с многоканальным DSP процессором обработки аудиосигналов, внешний корпус, размещенный в нем блок многоканального усилителя мощности аудиосигнала с электронной системой защиты от перегрева. Блок многоканального усилителя содержит первый, второй, третий и четвертый стереоусилитель класса D и имеет восемь выходных усилительных каналов, причем каждый из которых выполнен с возможностью подключения внешнего аудиодинамика. DSP процессор выполнен с возможностью формирования первого, второго, третьего и четвертого аудиосигнала, которые направляются соответственно на вход первого, второго, третьего и четвертого стереоусилителя класса D. Каждому стереоусилителю класса D соответствует пара выходных усилительных каналов, которые являются идентичными между собой выходными усилительными каналами. Максимальная выходная мощность не превышает 65 Вт на каждый из вышеуказанных восьми усилительных выходных каналов для внешних аудиодинамиков с сопротивлением 4 Ом для каждого. Блок многоканального усилителя представляет собой электронную плату, на которой установлена рассеивающая тепло металлическая пластина, соединенная с помощью теплоконтактных соединений с каждым из вышеуказанных стереоусилителей класса D.To achieve the claimed technical result, a car radio with a multi-channel audio signal power amplifier has been developed, made with the ability to connect to the on-board power system of a car with a voltage of 12 Volts and with the possibility of installing it in a car seat with an installation hole size according to the DIN standard, containing an audio source unit with a multi-channel DSP an audio signal processor, an external housing, a block of a multi-channel audio signal power amplifier with an electronic overheating protection system located in it. The multi-channel amplifier block contains the first, second, third and fourth class D stereo amplifiers and has eight amplifier output channels, each of which is configured to connect an external audio speaker. The DSP processor is configured to generate the first, second, third and fourth audio signals, which are sent respectively to the input of the first, second, third and fourth class D stereo amplifier. Each class D stereo amplifier corresponds to a pair of output amplifying channels, which are identical to each other output amplifying channels. The maximum output power does not exceed 65 watts per each of the above eight amplifier output channels for external audio speakers with an impedance of 4 ohms each. The multi-channel amplifier block is an electronic board on which a heat-dissipating metal plate is mounted, thermally bonded to each of the above class D stereo amplifiers.

В частных вариантах выполнения автомобильная магнитола выполнена с возможностью формирования такой схемы размещения внешних аудиодинамиков в автомобильном салоне, в которой к двум идентичным между собой выходным каналам соответствующим первому стереоусилителю класса D подключены соответственно два внешних аудиодинамика, образующие соответственно два левых фронтальных внешних аудиодинамика, к двум идентичным между собой выходным каналам соответствующим второму стереоусилителю класса D подключены соответственно два внешних аудиодинамика, образующие соответственно два правых фронтальных внешних аудиодинамика, к двум идентичным между собой выходным каналам соответствующим третьему стереоусилителю класса D подключены соответственно два внешних аудиодинамика, образующие соответственно два левых тыловых внешних аудиодинамика, к двум идентичным между собой выходным каналам соответствующим четвертому стереоусилителю класса D подключены соответственно два внешних аудиодинамика, образующие соответственно два правых тыловых внешних аудиодинамика. Каждый вышеуказанный стереоусилитель класса D (с одинаковой выходной мощностью) может быть является стереоусилителем типа VA2239, который выполнен в SMD исполнении. Вышеуказанная рассеивающая тепло металлическая пластина может иметь площадь поверхности рассеивания не менее 250 см. Рассеивающая тепло металлическая пластина может быть выполнена из металлического материала с коэффициентом теплопроводности не менее 150 Вт/(м⋅град) при 100°С и толщиной не менее 3 мм. Каждое из вышеуказанных теплоконтактных соединений может быть выполнено в виде слоя теплопроводящего клеевого компаунда с толщиной не менее 5 мкм. Глубина автомобильной магнитолы может не превышать 105 мм. Блок аудиоисточника может быть выполнен с возможностью съемного жесткого механического крепления на передней части внешнего корпуса, причем электрическая связь блока аудиоисточника с вышеуказанным усилителем мощности может быть обеспечена с помощью съемного плоского кабеля, подключаемого к соединительному электрическому разъему вышеуказанного блока многоканального усилителя. Автомобильная магнитола может быть снабжена двумя линейными неусиленными выходами аудиосигнала для подключения сабвуферного усилителя. Блок аудиоисточника выполняется с возможностью формирования единой механической конструкции с внешним корпусом вышеуказанного многоканальным усилителем.In private embodiments, the car radio is configured to form such a layout of external audio speakers in the car interior, in which two identical output channels corresponding to the first class D stereo amplifier are connected, respectively, two external audio speakers, forming respectively two left front external audio speakers, to two identical two external audio speakers are connected to each other to the output channels corresponding to the second class D stereo amplifier, respectively, forming two right front external audio speakers, respectively, to two identical output channels corresponding to the third class D stereo amplifier, two external audio speakers, respectively, are connected, respectively, forming two left rear external audio speakers, to two identical output channels corresponding to the fourth class D stereo amplifier are connected respectively to two external audio speakers, respectively forming two right rear external audio speakers. Each of the above class D stereo amplifier (with the same output power) can be a stereo amplifier of the VA2239 type, which is made in SMD design. The above heat dissipating metal plate may have a dissipating surface area of at least 250 cm. Each of the above thermal contact joints can be made in the form of a layer of heat-conducting adhesive compound with a thickness of at least 5 μm. The depth of the car radio may not exceed 105 mm. The audio source unit can be made with the possibility of a removable rigid mechanical fastening on the front part of the outer case, and the electrical connection of the audio source unit with the above power amplifier can be provided using a detachable flat cable connected to the connecting electrical connector of the above multi-channel amplifier unit. The car radio can be equipped with two linear non-amplified audio signal outputs for connecting a subwoofer amplifier. The audio source unit is configured to form a single mechanical structure with the outer casing of the above mentioned multichannel amplifier.

Существенным преимуществом данного решения является возможность стабильного функционирования магнитолы на повышенной мощности от бортовой сети питания автомобиля в типичном четырех-пятиместном автомобиле эконом-класса с закрытым салоном, который не имеет больших резервных свободных мощностей и часто имеет не более 520-650 Вт рабочей мощности для подключения автомобильной звуковоспроизводящей техники. Обеспечивается существенное снижение вероятности срабатывания типовых электронных схем защиты от перегрева, обычно встраиваемых в электронную плату любого многоканального усилителя. Может также быть обеспечена повышенная компактность магнитолы даже по сравнению с известными четырехканальными автомагнитолами с сопоставимой мощностью на каждом канале. Полезная модель также обеспечивает повышение степени интеграции (плотности монтажа) электронных компонент при одновременном уменьшении энергопотребления и снижении вероятности перегрева устройства.A significant advantage of this solution is the possibility of stable operation of the radio at increased power from the vehicle's on-board power supply network in a typical four-five-seater economy class car with a closed cabin, which does not have large reserve free capacities and often has no more than 520-650 W of operating power to connect automotive audio equipment. Provides a significant reduction in the likelihood of operation of typical electronic circuits for protection against overheating, usually built into the electronic board of any multi-channel amplifier. An increased compactness of the radio can also be achieved, even compared to known four-channel car radios with comparable power per channel. The utility model also provides an increase in the degree of integration (installation density) of electronic components while reducing power consumption and reducing the likelihood of overheating of the device.

Идентичные между собой выходные усилительные каналы от стереоусилителя (идентичные выходные усилительные каналы) - это каналы в которых практически одинаковые (по всем параметрам) аудиосигналы.Identical output amplifying channels from a stereo amplifier (identical output amplifying channels) are channels in which the audio signals are almost the same (in all respects).

Под установочным размером отверстия по стандарту DIN (посадочного гнезда для автомобильной магнитолы) в настоящей заявке подразумевается прямоугольное отверстие, размер которого находится в диапазоне размеров по стандарту немецкому DIN (а именно стандарт DIN 75490 принятый как международный ISO 7736) от размера «1 DIN» (180 х 50 мм) (ширина и соответственно высота) до двойного DIN размер установочного отверстия (2-DIN) - 180×100 мм. Производители автомобиля, как правило, и фактически даже при отсутствии упоминания стандарта DIN, придерживаются этого стандарта. Отметим, что установочные размеры многих штатных отверстий автомобилей под магнитолу и переходных рамок имеют размер от 173×98 мм или 178×100 мм - их также относят в настоящей заявки к установочным размером отверстия по стандарту DIN. Таким образом, размер входного отверстия посадочного гнезда в диапазоне от 173 до 183 мм по ширине и от 50 до 100 по высоте. Отметим, что посадочная глубина обычного типового автомобильным посадочного гнезда определяется как равная 160 мм (с максимальным разбросом +/- 55 мм). Такая глубина характерна практически для всех автомобильных посадочных гнезд.Under the installation size of the hole according to the DIN standard (mounting socket for car radio) in this application is meant a rectangular hole, the size of which is in the size range according to the German DIN standard (namely DIN 75490 adopted as international ISO 7736) from the size "1 DIN" ( 180 x 50 mm) (width and respectively height) up to double DIN installation hole size (2-DIN) - 180 × 100 mm. Car manufacturers generally, and in fact even in the absence of mention of the DIN standard, adhere to this standard. Note that the mounting dimensions of many regular car radio holes and transition frames have a size of 173 × 98 mm or 178 × 100 mm - they are also referred to in this application as DIN hole mounting dimensions. Thus, the size of the inlet hole of the seat is in the range from 173 to 183 mm in width and from 50 to 100 in height. Note that the seat depth of a typical typical automotive seat is defined as 160mm (with a maximum spread of +/- 55mm). This depth is typical for almost all car landing nests.

Стабильная интенсивность звука (стабильная громкость) - означает отсутствие слышимых обычным аудиослушателем падений громкости (и соответственно интенсивности звука) на внешних аудиодинамиках при работе устройства при постоянном стандартном синусоидальном тестовом сигнале на 1000 Гц - т.е. в диапазоне наибольшей чувствительности человеческого уха к перепадам громкости (звуковая интенсивность через известную логарифмическую зависимость - Закон Вебера-Фехнера связана с громкостью) например, при громкости 40-100 Дб. Отметим, что изменение ("проседание") громкости не более чем на 1-2 Дб - обычно не воспринимается обычным слушателем. Высокая мощность в настоящем описании - это достигаемая мощность до 65 Вт (повышенная мощность) на каждый звуковой усилительный канал (блока многоканального усилителя) для 4 Омных аудиодинамиках. Идентичные выходные усилительные каналы по определению обеспечивают одинаковые выходные аудиосигналы.Stable sound intensity (stable loudness) - means that there are no drops in volume (and, accordingly, sound intensity) on external audio speakers audible by a normal audio listener when the device is operated with a constant standard sinusoidal test signal at 1000 Hz - i.e. in the range of the greatest sensitivity of the human ear to changes in volume (sound intensity through a well-known logarithmic dependence - the Weber-Fechner law is related to loudness), for example, at a volume of 40-100 dB. Note that a change ("sagging") in volume by no more than 1-2 dB is usually not perceived by an ordinary listener. High power in the present description is the achievable power up to 65W (high power) per audio amplification channel (multichannel amplifier unit) for 4 ohm audio speakers. Identical output amplification channels, by definition, provide the same output audio signals.

Электронная система защиты от перегрева в многоканальном усилителе - это любые типовые схемы защиты от перегрева (например, использующие микросхемы типа MAX6512UT125, MAX6665ASA45), которые нацелены на срабатывание, например, в диапазоне локальных температур 150-170°С для заданных контрольных элементов устройства.The electronic overheating protection system in a multichannel amplifier is any typical overheating protection circuits (for example, using chips like MAX6512UT125, MAX6665ASA45) that are aimed at operation, for example, in the local temperature range of 150-170 ° C for given control elements of the device.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Фиг. 1 - общий вид автомагнитолы, устанавливаемой в автомобильное посадочное гнездо.Fig. 1 is a general view of the car radio installed in the car seat.

Фиг. 2 - схема основных элементов автомагнитолы.Fig. 2 - diagram of the main elements of the car radio.

Фиг. 3 - пример возможной установки (схема размещения) внешних аудиодинамиков автомагнитолы в автомобильном салоне. Список позиций на фиг. 1-3.Fig. 3 - an example of a possible installation (layout) of external audio speakers of a car radio in a car interior. The list of positions in Fig. 1-3.

1. Автомобильная магнитола с многоканальным усилителем мощности аудиосигнала.1. Car radio with multi-channel audio power amplifier.

2. Блок аудиоисточника (например, тюнер) с многоканальным DSP процессором обработки аудиосигнала.2. Audio source block (eg tuner) with multi-channel DSP audio signal processor.

3. Блок многоканального усилителя мощности аудиосигнала, размещенный во внешнем корпусе 4.3. Block of the multichannel audio signal power amplifier, located in the outer case 4.

4. Внешний корпус.4. Outer body.

5. Автомобильное посадочное гнездо (расположенное обычно на передней панели автомобиля).5. Car seat (usually located on the front of the car).

6. Органы управления автомобильной магнитолы (например, круговой регулятор (для громкости), сенсорные кнопки (например, для управления тюнером и т.п.)).6. Car radio controls (for example, a rotary knob (for volume), touch buttons (for example, to control the tuner, etc.)).

7. Дисплей блока 2.7. Block display 2.

8. Входные разъемы (например, USB для подключения флэш-памяти со звуковыми файлами для воспроизведения).8. Input connectors (for example, USB for connecting a flash memory with sound files for playback).

9. Рассеивающая тепло металлическая пластина.9. Heat dissipating metal plate.

10. Первый стереоусилитель класса D (микросхема усилителя мощности звука).10. The first class D stereo amplifier (sound power amplifier chip).

11. Второй стереоусилитель класса D (микросхема усилителя мощности звука).11. Second class D stereo amplifier (sound power amplifier chip).

12. Третий стереоусилитель класса D (микросхема усилителя мощности звука).12. Third class D stereo amplifier (sound power amplifier chip).

13. Четвертый стереоусилитель класса D (микросхема усилителя мощности звука).13. Fourth class D stereo amplifier (sound power amplifier chip).

14. Первый выходной канал для аудиосигнала с многоканального DSP процессора обработка аудиосигнала.14. The first output channel for the audio signal from the multi-channel DSP audio processing processor.

15. Второй выходной канал для аудиосигнала с многоканального DSP процессора обработка аудиосигнала.15. The second output channel for the audio signal from the multi-channel DSP audio processing processor.

16. Третий выходной канал для аудиосигнала с многоканального DSP процессора обработка аудиосигнала.16. The third output channel for the audio signal from the multi-channel DSP audio processing processor.

17. Четвертый выходной канал для аудиосигнала с многоканального DSP процессора обработка аудиосигнала.17. The fourth output channel for the audio signal from the multi-channel DSP audio processing processor.

18. Первый выходной усиленный канал с первого стереоусилителя 10 подключаемый к первому внешнему аудиодинамику 26 (например, с функцией фронтального левого первого аудиодинамика).18. The first output amplified channel from the first stereo amplifier 10 connected to the first external audio speaker 26 (for example, with the function of the front left first audio speaker).

19. Второй выходной усиленный канал (аудиосигнал с него идентичен сигналу с канала 18) с первого стереоусилителя 10, подключаемый ко второму внешнему аудиодинамику (например, с функцией фронтального левого второго аудиодинамика 27).19. The second amplified output channel (the audio signal from it is identical to the signal from channel 18) from the first stereo amplifier 10, connected to the second external audio speaker (for example, with the function of the front left second audio speaker 27).

20. Третий выходной усиленный канал со второго стереоусилителя 11 подключаемый к третьему внешнему аудиодинамику 28 (например, с функцией фронтального правого первого аудиодинамика).20. The third output amplified channel from the second stereo amplifier 11 connected to the third external audio speaker 28 (for example, with the function of the front right first audio speaker).

21. Четвертый выходной усиленный канал (аудиосигнал с него идентичен сигналу с канала 20) со второго стереоусилителя 11, подключаемый к четвертому внешнему аудиодинамику 29 (например, с функцией фронтального правого второго аудиодинамика).21. The fourth amplified output channel (the audio signal from it is identical to the signal from channel 20) from the second stereo amplifier 11, connected to the fourth external audio speaker 29 (for example, with the function of the front right second audio speaker).

22. Пятый выходной усиленный канал с третьего стереоусилителя 12 подключаемый к пятому внешнему аудиодинамику 30 (например, с функцией тылового левого первого аудиодинамика).22. The fifth amplified output channel from the third stereo amplifier 12 connected to the fifth external audio speaker 30 (for example, with the rear left first audio speaker function).

23. Шестой выходной усиленный канал (аудиосигнал с него идентичен сигналу с канала 22) с третьего стереоусилителя 12, подключаемый к шестому внешнему аудиодинамику 31 (например, с функцией тылового левого второго аудиодинамика).23. The sixth amplified output channel (the audio signal from it is identical to the signal from channel 22) from the third stereo amplifier 12, connected to the sixth external audio speaker 31 (for example, with the rear left second audio speaker function).

24. Седьмой выходной усиленный канал с четвертого стереоусилителя 13, подключаемый к седьмому внешнему аудиодинамику 32 (например, с функцией тылового правого первого аудиодинамика).24. The seventh amplified output channel from the fourth stereo amplifier 13, connected to the seventh external audio speaker 32 (for example, with the rear right first audio speaker function).

25. Восьмой выходной усиленный выходной усиленный канал с четвертого стереоусилителя 13 (аудиосигнал с него идентичен сигналу с канала 24), подключаемый к восьмому внешнему аудиодинамику 33 (например, с функцией тылового правого второго аудиодинамика)25. The eighth output amplified output amplified channel from the fourth stereo amplifier 13 (the audio signal from it is identical to the signal from channel 24), connected to the eighth external audio speaker 33 (for example, with the rear right second audio speaker function)

26. Первый внешний аудиодинамик.26. The first external audio speaker.

27. Второй внешний аудиодинамик.27. Second external audio speaker.

28. Третий внешний аудиодинамик.28. Third external audio speaker.

29. Четвертый внешний аудиодинамик.29. Fourth external audio speaker.

30. Пятый внешний аудиодинамик.30. Fifth external audio speaker.

31. Шестой внешний аудиодинамик.31. Sixth external audio speaker.

32. Седьмой внешний аудиодинамик.32. Seventh external audio speaker.

33. Восьмой внешний аудиодинамик.33. Eighth external audio speaker.

34. Первый аудиодинамик сабвуфера (подключается через отдельный софтверный усилитель, который в свою очередь подключен одному линейному неусиленному выходу (не показан) блока многоканального усилителя.34. The first subwoofer audio speaker (connected through a separate software amplifier, which in turn is connected to one linear non-amplified output (not shown) of the multi-channel amplifier block.

35. Второй аудиодинамик сабвуфера 36 (подключается через отдельный софтверный усилитель, который в свою очередь подключен к другому линейному неусиленному выходу (не показан) блока многоканального усилителя (не показан))35. Second subwoofer audio speaker 36 (connected via a separate software amplifier, which in turn is connected to another non-amplified line output (not shown) of the multi-channel amplifier unit (not shown))

36. Транспортное средство (автомобиль).36. Vehicle (car).

37. Салон транспортного средства (автомобиля).37. Interior of a vehicle (car).

38. Многоканальный DSP процессор обработки аудиосигнала блока аудиоисточника.38. Multi-channel DSP audio signal processor of the audio source block.

Очевидно, что DSP процессор 38 должен иметь согласно полезной модели не менее 4 каналов. Например, при использовании четырех каналов шестиканального DSP процессора - остальные каналы (не показаны на фиг.) могут быть задействованы для вывода их на выходные каналы для софтверного усилителя. Четыре пары каналов, каждая из которых имеет идентичные выходные усилительные каналы это соответственно пары (18,19), (20,21), (22,33), (24,25) от соответствующих им стереоусилителей 10,11,12,13 (см. фиг. 2), так как сигналы 14,15,16,17 с DSP процессора 38, как правило, разные.Obviously, the DSP processor 38 should have at least 4 channels according to the utility model. For example, when using four channels of a six-channel DSP processor, the remaining channels (not shown in the figure) can be used to output them to the output channels for a software amplifier. Four pairs of channels, each of which has identical output amplifying channels, are respectively pairs (18.19), (20.21), (22.33), (24.25) from their respective stereo amplifiers 10,11,12,13 ( see Fig. 2), since the signals 14,15,16,17 from the DSP of the processor 38 are usually different.

Осуществление полезной модели.Implementation of the utility model.

Автомобильная магнитола 1 с многоканальным усилителем мощности аудиосигнала выполнена с возможностью ее установки в автомобильное посадочное гнездо 5 (фиг. 1). Содержит внешний корпус 4 (типа металлического кожуха прямоугольной формы), в котором размещен в нем блок многоканального усилителя мощности аудиосигнала 5, блок аудиоисточника 2 с многоканальным DSP процессором обработки аудиосигналов 38 который представляет собой электронный блок (аудиоисточник сигнала), обеспечивающий прием радиостанций в диапазонах FM/УКВ, воспроизведение аудиофайлов, записанных на USB-накопители устанавливаемые в разъемах 8 головного блока 2, передачу звука с внешних источников через линейный аудиовход и беспроводной интерфейс Bluetooth. При этом блоком 2 можно дистанционно управлять с помощью программного приложения, установленного на смартфон с операционной системой Android/iOS). На фронтальной поверхности блока 2 (жестко закрепленном в передней части внешнего корпуса 4 с образованием единой механической конструкции) размещены органы управления автомагнитолы 6 (например, круговой регулятор (для громкости), сенсорные кнопки (например, для управления тюнером и т.п.) и дисплей. Автомагнитола 1 устанавливается (см. в направлении установки указанным стрелкой А на фиг. 1) в автомобильном посадочном гнезде 5.The car radio 1 with a multi-channel audio signal power amplifier is made with the possibility of its installation in the car seat 5 (Fig. 1). It contains an external case 4 (of the type of a metal casing of a rectangular shape), in which there is a unit of a multi-channel audio signal power amplifier 5, an audio source unit 2 with a multi-channel DSP audio signal processor 38, which is an electronic unit (audio signal source) that provides reception of radio stations in the FM bands / VHF, playback of audio files recorded on USB-drives installed in slots 8 of the head unit 2, transmission of sound from external sources through the line-in audio input and Bluetooth wireless interface. At the same time, unit 2 can be remotely controlled using a software application installed on a smartphone with an Android/iOS operating system). On the front surface of the block 2 (rigidly fixed in the front part of the outer case 4 with the formation of a single mechanical structure) there are controls for the car radio 6 (for example, a rotary knob (for volume), touch buttons (for example, to control the tuner, etc.) and display The car radio 1 is installed (see in the direction of installation indicated by the arrow A in Fig. 1) in the car seat 5.

На фиг. 3 приведена схема размещения в автомобильном салоне внешних аудиодинамиков 26-33 подключенные к автомагнитоле 1. Указанная автомагнитола, как и практически любая другая автомобильная магнитола снабжена двумя линейными неусиленными выходами аудиосигнала для подключения сабвуферного усилителя (не показаны). Через такие линейные неусиленные входы может быть подключен отдельный усилитель низких частот (сабвуфер), через который могут быть подключены внешние аудиодинамики 34 и 35 для сабвуфера.In FIG. 3 shows the layout of external audio speakers 26-33 in the car interior connected to the car radio 1. The specified car radio, like almost any other car radio, is equipped with two linear non-amplified audio signal outputs for connecting a subwoofer amplifier (not shown). A separate bass amplifier (subwoofer) can be connected through such unamplified line inputs, through which external audio speakers 34 and 35 for the subwoofer can be connected.

Рассмотрим подробно работу автомагнитолы 1, установленной автомобильном посадочном гнезде 6 (например, с отверстием формата 1DIN) на фронтальной панели в типовом (европейского или азиатского производства) пятиместном автомобилем с мягкими креслами автомобиле с закрытым салоном. Автомобильная магнитола 1 подключена к системе бортового питания со стандартным напряжением 12V непосредственно к клеммам аккумулятора и максимальная доступная мощность для подключения составила 520 Вт (типичная мощность доступная для подключения автомобильной магнитолы в автомобиле). Отклонение от номинала стандартного напряжения примерно в диапазоне (-9% /+20%) считаются допустимыми. При включении автомобильной магнитолы 1 появляется аудиосигнал (например, был включен тюнер и был осуществлен выбор радиостанции). Аудиосигнал блока аудиоисточника был обработан многоканальным DSP процессором обработки аудиосигнала (например, построенного на основе DSP типа ADAU1466). В этом процессоре (в широкополосном режиме работы) был сформирован стандартный четырехканальный аудиосигнал (четыре канала - первый, второй, третий, четвертый соответственно левый фронтальный сигнал 14, правый фронтальный сигнал 15, левый тыловой сигнал 16, правый тыловой сигнал 17). Сигнал каждого канала поступает на соответствующий стереоусилитель класса D (10-13), который обладает существенно более низким тепловыделением (на десятки процентов), чем любой другой усилитель той же мощности другого класса. Например, по сравнению с двумя моноусилителями различных классов (типа АВ) или стереоусилителями класса АВ и других классов. Левый фронтальный канал 14 сформированный DSP процессором разделяется после прохождения через первый стреоусилитель класса D (10) на два идентичных усиленных канала (т.е. с одинаковым выходным сигналом) - 18 и 19, к которым подключены аудиодинамики 26 и 27 (формирующие пару левых фронтальных аудиодинамиков). Соответственно канал 15 для второго стереоусилителя класса D (11) - это каналы 20 и 21, к которым подключены аудиодинамики 28 и 29 (формирующие пару правых фронтальных аудиодинамиков). Канал 16 для третьего стереоусилителя класса D (12) - это каналы 30 и 31 к которым подключены аудиодинамики 30 и 31 (формирующие пару левых тыловых аудиодинамиков) и канал 17 для четвертого стереоусилителя класса D (13) - это каналы 24 и 25, к которым подключены аудиодинамики 32 и 33 (формирующие пару правых тыловых аудиодинамиков). Таким образом, восемь выходных усилительных каналов (18-25) сгруппированы по четырем парам выходных усилительных каналов - соответственно пары (18, 19), (20,21), (22,23), (24,26), причем в каждой паре два идентичных между собой выходных усилительных канала. Отметим, что все усилительные каналы такой автомагнитолы (как и практически любой другой из уровня техники) обычно выполняются одинаковой выходной мощности и соответственно усилители (стереоусилители класса D) для них имеют одинаковую мощность.Let us consider in detail the operation of the car radio 1 installed in the car seat 6 (for example, with a 1DIN format hole) on the front panel in a typical (European or Asian production) five-seater car with soft seats in a car with a closed cabin. Car radio 1 is connected to the on-board power system with a standard voltage of 12V directly to the battery terminals and the maximum available power for connection was 520 W (typical power available for connecting a car radio in a car). Deviations from the nominal voltage of the standard voltage approximately in the range (-9% / + 20%) are considered acceptable. When the car radio 1 is turned on, an audio signal appears (for example, the tuner was turned on and a radio station was selected). The audio signal of the audio source block was processed by a multi-channel DSP audio signal processor (for example, built on the basis of a DSP type ADAU1466). In this processor (in the wideband mode of operation), a standard four-channel audio signal was formed (four channels - the first, second, third, fourth, respectively, the left front signal 14, the right front signal 15, the left rear signal 16, the right rear signal 17). The signal of each channel goes to the corresponding class D stereo amplifier (10-13), which has a significantly lower heat dissipation (by tens of percent) than any other amplifier of the same power of another class. For example, compared to two mono amplifiers of different classes (type AB) or stereo amplifiers of class AB and other classes. The left front channel 14 formed by the DSP processor is divided after passing through the first class D stereo amplifier (10) into two identical amplified channels (i.e. with the same output signal) - 18 and 19, to which audio speakers 26 and 27 are connected (forming a pair of left front audio speakers). Accordingly, channel 15 for the second class D stereo amplifier (11) is channels 20 and 21, to which audio speakers 28 and 29 are connected (forming a pair of right front audio speakers). Channel 16 for the third class D stereo amplifier (12) are channels 30 and 31 to which audio speakers 30 and 31 are connected (forming a pair of left rear audio speakers) and channel 17 for the fourth class D stereo amplifier (13) are channels 24 and 25 to which audio speakers 32 and 33 (forming a pair of right rear audio speakers) are connected. Thus, eight output amplifying channels (18-25) are grouped into four pairs of output amplifying channels - respectively, pairs (18, 19), (20.21), (22.23), (24.26), and in each pair two identical output amplifying channels. Note that all amplifying channels of such a car radio (like almost any other of the prior art) are usually performed with the same output power and, accordingly, amplifiers (stereo amplifiers of class D) for them have the same power.

Происходит энергетически экономичное (с низким тепловыделением) «распараллеливание» каждого сигнала из DSP процессора 38 с помощью стереоусилителя мощностью D обеспечивающего до 65 Вт на каждом из двух каналов. Распараллеливание позволяет подключить больше аудиодинамиков, теперь достаточно "громкую" аудиосистему можно создать и без внешних усилителей. Но важно обеспечить не просто высокую громкость, а стабильно высокую громкость. Решение этой задачи комплексное и предполагает также и одновременное решение определенных "тепловых" задач для поддержания стабильно высокой громкости. Наиболее теплонапряженными критическими узлами в магнитоле, очевидно, являются стереоусилители класса D (10-13) размещенные в блоке многоканального усилителя мощности 3 с головного блока аудиоисточника 2. Принципиально важно подобрать "правильное" охлаждение, обеспечив минимальную вероятность срабатывания стандартной электронной системой защиты от перегрева в электронной плате 8-канального усилителя 3 (например, настроенной на срабатывание при нагреве внешнего корпуса в диапазоне 120-150 С°).Energy-saving (low heat generation) "parallelization" of each signal from the DSP processor 38 takes place using a D stereo amplifier providing up to 65 watts on each of the two channels. Paralleling allows you to connect more audio speakers, now you can create a sufficiently "loud" audio system without external amplifiers. But it is important to provide not just a high volume, but a consistently high volume. The solution to this problem is complex and also involves the simultaneous solution of certain "thermal" problems to maintain a consistently high volume. The most heat-stressed critical nodes in the radio, obviously, are class D stereo amplifiers (10-13) located in the block of the multi-channel power amplifier 3 from the head unit of the audio source 2. It is fundamentally important to choose the "correct" cooling, ensuring the minimum probability of operation of the standard electronic overheating protection system in the electronic board of the 8-channel amplifier 3 (for example, configured to operate when the outer case is heated in the range of 120-150 ° C).

Конструктивное решение, которое может обеспечить для автомагнитолы высокой мощности одновременно стабильную и высокую громкость - это "синергетическое" сочетание DSP-процессора 38, выводящего четыре аудиосигнала на четыре стереоусилителя класса D обеспечивающих попарную ("громкую") установку внешних аудиодинамиков (и имеющих минимальный уровень тепловыделения по сравнению с любыми другими усилителями аналогичной мощности) с правильно подобранным охлаждающим теплообменном элементом в виде охлаждающей теплообменной пластины 9, размещенной внутри внешнего корпуса 4 и обеспечивающий теплообмен для всех стереоусилителей класса D (10-13) с помощью теплоконтактных соединений, т.е. с каждым стереоусилителем имеется теплоконтактное соединение. Вышеуказанная пластина в настоящей заявке не обязательно имеет строго плоскую форму - а может быть например, радиаторной пластиной. Сформированное тепловое распределение (при мощности не более 65 Вт на канал) способствует поддержанию повышенной звуковой мощности и высокой стабильной громкости во время многочасовой работы устройства.A design solution that can provide both stable and high volume for a high power car radio is the "synergistic" combination of a DSP processor 38 that outputs four audio signals to four class D stereo amplifiers that provide paired ("loud") installation of external audio speakers (and have a minimum level of heat dissipation compared to any other amplifiers of similar power) with a properly selected cooling heat exchange element in the form of a cooling heat exchange plate 9, placed inside the outer case 4 and providing heat exchange for all class D stereo amplifiers (10-13) using thermal contact connections, i.e. Each stereo amplifier has a thermal contact connection. The above plate in the present application does not necessarily have a strictly flat shape - but may be, for example, a radiator plate. The formed thermal distribution (at a power not exceeding 65 W per channel) helps to maintain increased sound power and high stable volume during many hours of operation of the device.

Пример осуществления полезной модели An example implementation of the utility model

Для проверки конструкции были проведены тестовые испытания автомагнитолы, размещенной в стандартном автомобильном посадочном гнезде с отверстиями по стандарту DIN (в частности от 1DIN идо 2 DIN) в салоне автомобиля в режиме максимальной нагрузки с максимально высокой звуковой мощностью на каждом из восьми канале (до 65 Вт) для 4 Омных внешних аудиодинамиков (26-33). Для этого с блока аудиоисточника запускался аудиофайл (расположенный на USB накопителе, установленном в разъеме 8) с тестовым синусоидальным сигналом на частоте 1000 Гц на повышенной звуковой мощности. Испытания показали стабильность работы устройства и отсутствие каких-либо заметных для слушателя падений звуковой мощности в течение многочасовых испытаний (например, 6-8 часов) автомагнитолы. Проведены тесты с усилителями использующие различные типы металлических теплообменных охлаждающих элементов (рассеивающих тепло) например, с коэффициентом теплопроводности не менее 150 Вт/(м»град) (при 100°С) - медные, алюминиевые. Изготовлено несколько образцов. Отметим что при использовании других типов усилителей (класса АВ, например), в частности, типовых биполярных мостовых усилителей TDA7388 (7850/7851 - которым оснащен прототип настоящей полезной модели, или 7560) может приводить к перегреву устройства и срабатыванию электронных систем защиты перегрева, вызывающих снижение мощности усилителя и соответственно падение громкости (или полное отключение). Отметим также, что использование 8 моноусилителей класса D вместо 4 стереоусилителей (т.е. 4 усилительных микросхем) может также привести косвенным образом и к повышению вероятности срабатывания систем защиты от перегрева многоканального усилителя и тем самым заметному снижению громкости или даже к исчезновению звука. Даже увеличение площади внешнего радиатора, обычно располагаемой в задней части внешнего корпуса автомагнитол, и использование принудительной вентиляции при неоптимальных решениях (отличных от предлагаемого) в условиях эксплуатации устройства в автомобильном посадочном гнезде также может вести к техническим сбоям в уровне громкости - нестабильности звуковой интенсивности во внешних аудиодинамиках. В настоящем техническом решении для автомагнитолы высокой мощности с многоканальным усилителем оптимальным образом организованная система охлаждения в сочетании оптимальной схемой использования специально подобранных усилительных элементов (микросхем - усилителей мощности звукового сигнала) предотвращает достижение таких величин температур нагрева и соответственно содействует стабильности уровня воспроизводимой громкости. Отметим, что были изготовлены различные образцы в соответствии с заявленной полезной моделью с цифровыми стереоусилителями класса D усилителями (с ограничениями по мощности до 65 Вт на каждой из 8 выходных каналов (при четырехомном сопротивлении каждого внешнего аудиодинамика и охлаждающим теплообменным элементом в виде рассеивающей тепло металлической пластины 9 (например, пластиной медной толщиной 1-3 мм или алюминиевой с толщиной 2-3 мм, с относительно небольшими площадями рассеивания - но главное чтобы она охватывала все стереоусилители класса D (например площадь 100-150 см2 - но лучшие результаты получены с площадью не менее от 250-300 см2). Указанная пластина обеспечивала теплообмен для вышеуказанных стереоусилителей класса D (10-13) с помощью теплоконтактных соединений. Оптимальная толщина упругого теплопроводящего клеевого компаунда выбиралась не менее 5 мкм. Такая толщина обеспечивает более надежные теплоконтактные соединения и тем самым дополнительно ("синергетическим эффектом") содействует достижению технического результата, снижая вероятность слышимого нарушения уровня громкости.To verify the design, test tests of the car radio were carried out, placed in a standard car seat with holes according to the DIN standard (in particular, from 1DIN to 2 DIN) in the passenger compartment in the maximum load mode with the highest sound power on each of the eight channels (up to 65 W ) for 4 ohm external audio speakers (26-33). To do this, an audio file was launched from the audio source unit (located on a USB drive installed in slot 8) with a test sinusoidal signal at a frequency of 1000 Hz at increased sound power. Tests have shown the stability of the device and the absence of any noticeable drop in sound power for the listener during many hours of testing (for example, 6-8 hours) of the car radio. Tests were carried out with amplifiers using various types of metal heat-exchange cooling elements (heat-dissipating), for example, with a thermal conductivity of at least 150 W / (m "deg) (at 100 ° C) - copper, aluminum. Several samples have been made. Note that when using other types of amplifiers (class AB, for example), in particular, typical bipolar bridge amplifiers TDA7388 (7850/7851 - which is equipped with a prototype of this utility model, or 7560) can lead to overheating of the device and the operation of electronic overheating protection systems, causing reducing the power of the amplifier and, accordingly, a drop in volume (or a complete shutdown). We also note that the use of 8 class D mono amplifiers instead of 4 stereo amplifiers (i.e. 4 amplifier chips) can also indirectly lead to an increase in the likelihood of operation of the multi-channel amplifier's overheat protection systems and thereby a noticeable decrease in volume or even to the disappearance of sound. Even an increase in the area of the external radiator, usually located in the rear part of the outer case of car radios, and the use of forced ventilation with non-optimal solutions (other than those proposed) under the conditions of operation of the device in a car socket can also lead to technical failures in the volume level - instability of sound intensity in external audio speakers. In the present technical solution for a high-power car radio with a multi-channel amplifier, an optimally organized cooling system in combination with an optimal scheme for using specially selected amplifying elements (chips - audio signal power amplifiers) prevents the achievement of such heating temperatures and, accordingly, contributes to the stability of the reproduced volume level. Note that various samples were made in accordance with the claimed utility model with digital stereo amplifiers of class D amplifiers (with power limitations up to 65 W on each of the 8 output channels (with four ohm resistance of each external audio speaker and a cooling heat exchange element in the form of a heat dissipating metal plate 9 (for example, a copper plate with a thickness of 1-3 mm or aluminum with a thickness of 2-3 mm, with relatively small scattering areas - but the main thing is that it covers all class D stereo amplifiers (for example, an area of 100-150 cm 2 - but the best results are obtained with an area not less than 250-300 cm 2 ).The specified plate provided heat exchange for the above stereo amplifiers of class D (10-13) using heat-contact connections. The optimum thickness of the elastic heat-conducting adhesive compound was chosen at least 5 microns. This thickness provides more reliable heat-contact connections and thus most additionally ("synergistic effect") contributes to the achievement of the technical result, reducing the likelihood of an audible violation of the volume level.

Термоиспытания работающих образцов автомобильной магнитолы проводились в диапазоне внешней температуры -35…+70 с различными градиентами изменения температур (термокамера Brabender) - имитирующими самые разнообразные варианты тепловых режимов в автомобильном посадочном гнезде. Был выявлен гарантированный диапазон рабочих температур -20…+60°С для устойчивой работы автомобильной магнитолы - поддержания в ней стабильно звуковой интенсивности для внешних аудиодинамиков.Thermal tests of working samples of the car radio were carried out in the external temperature range of -35 ... + 70 with various temperature gradients (Brabender thermal chamber) - simulating the most diverse options for thermal conditions in the car seat. A guaranteed operating temperature range of -20 ... + 60 ° C was identified for the stable operation of the car radio - maintaining a stable sound intensity in it for external audio speakers.

Таким образом, проведенные испытания (эмпирические опытные оценки) показывают, что предлагаемая конструкция автомагнитолы обеспечивает высокое качество звука, прежде всего в части гарантированного обеспечения высокой громкости и одновременного отсутствия заметных для слушателей падений уровня громкости при ее расположении в стандартном автомобильном посадочном гнезде. Указанное сочетание технических признаков в полезной модели обеспечивает высокий стабильный уровень громкости воспроизведения разнообразных музыкальных композиций в течение всего времени ее эксплуатации в автомобильном салоне.Thus, the tests carried out (empirical experimental evaluations) show that the proposed design of the car radio provides high sound quality, primarily in terms of guaranteed high volume and the simultaneous absence of drops in the volume level that are noticeable to listeners when it is located in a standard car socket. The specified combination of technical features in the utility model provides a high stable volume level for playing various musical compositions throughout the entire period of its operation in a car interior.

Claims (5)

1. Автомобильная магнитола с многоканальным усилителем мощности аудиосигнала, выполненная с возможностью подключения к бортовой системе питания автомобиля с напряжением 12 Вольт и с возможностью ее установки в автомобильное посадочное гнездо с установочным размером отверстия по стандарту DIN, содержащая блок аудиоисточника с многоканальным DSP процессором обработки аудиосигналов, внешний корпус, размещенный в нем блок многоканального усилителя мощности аудиосигнала с электронной системой защиты от перегрева, отличающаяся тем, что вышеуказанный блок многоканального усилителя содержит первый, второй, третий и четвертый стереоусилитель класса D и имеет восемь выходных усилительных каналов, причем каждый из которых выполнен с возможностью подключения внешнего аудиодинамика, при этом вышеуказанный DSP процессор выполнен с возможностью формирования первого, второго, третьего и четвертого аудиосигнала, которые направляются соответственно на вход первого, второго, третьего и четвертого стереоусилителя класса D, причем каждому стереоусилителю класса D соответствует пара выходных усилительных каналов, которые являются идентичными между собой выходными усилительными каналами, причем максимальная выходная мощность не превышает 65 Вт на каждый из вышеуказанных восьми усилительных выходных каналов для внешних аудиодинамиков с сопротивлением 4 Ом для каждого, при этом вышеуказанный блок многоканального усилителя представляет собой электронную плату, на которой установлена рассеивающая тепло металлическая пластина, соединенная с помощью теплоконтактных соединений с каждым из вышеуказанных стереоусилителей класса D.1. A car radio with a multi-channel audio signal power amplifier, made with the ability to connect to the on-board power supply system of a car with a voltage of 12 V and with the possibility of installing it in a car seat with an installation hole size according to the DIN standard, containing an audio source unit with a multi-channel DSP audio signal processor, an outer housing, a unit of a multi-channel audio signal power amplifier with an electronic overheating protection system is located in it, characterized in that the above multi-channel amplifier unit contains the first, second, third and fourth class D stereo amplifier and has eight output amplifying channels, each of which is made with the ability to connect an external audio speaker, while the above DSP processor is configured to generate the first, second, third and fourth audio signals, which are sent respectively to the input of the first, second, third and fourth class D stereo amplifier, and each class D stereo amplifier corresponds to a pair of output amplifying channels, which are identical to each other output amplification channels, and the maximum output power does not exceed 65 W for each of the above eight amplification output channels for external audio speakers with a resistance of 4 ohms for each, while the above multi-channel amplifier unit is an electronic board on which a dissipative a thermally metallic plate connected by thermal bonding to each of the above Class D stereo amplifiers. 2. Автомобильная магнитола по п. 1, отличающаяся тем, что каждый вышеуказанный стереоусилитель класса D является стереоусилителем типа VA2239, который выполнен в SMD исполнении.2. Car radio according to claim 1, characterized in that each of the above class D stereo amplifiers is a VA2239 type stereo amplifier, which is made in SMD design. 3. Автомобильная магнитола по п. 1, отличающаяся тем, что вышеуказанная рассеивающая тепло металлическая пластина имеет площадь поверхности рассеивания не менее 250 см2.3. Car radio according to claim. 1, characterized in that the above heat-dissipating metal plate has a dissipation surface area of at least 250 cm 2 . 4. Автомобильная магнитола по п. 1, отличающаяся тем, что вышеуказанная рассеивающая тепло металлическая пластина выполнена из металлического материала с коэффициентом теплопроводности не менее 150 Вт/(м⋅град) при 100°С и толщиной не менее 3 мм, а каждое из вышеуказанных теплоконтактных соединений выполнено в виде слоя теплопроводящего клеевого компаунда с толщиной не менее 5 мкм.4. Car radio according to claim. 1, characterized in that the above heat-dissipating metal plate is made of a metal material with a thermal conductivity of at least 150 W / (m⋅deg) at 100 ° C and a thickness of at least 3 mm, and each of the above thermal contact joints is made in the form of a layer of heat-conducting adhesive compound with a thickness of at least 5 microns. 5. Автомобильная магнитола по п. 1, отличающаяся тем, что ее глубина не превышает 105 мм, блок аудиоисточника выполнен с возможностью съемного жесткого механического крепления на передней части внешнего корпуса, причем электрическая связь блока аудиоисточника с вышеуказанным усилителем мощности обеспечивается с помощью съемного плоского кабеля, подключаемого к соединительному электрическому разъему вышеуказанного блока многоканального усилителя.5. The car radio according to claim 1, characterized in that its depth does not exceed 105 mm, the audio source unit is made with the possibility of a removable rigid mechanical fastening on the front of the outer case, and the electrical connection of the audio source unit with the above power amplifier is provided using a removable flat cable connected to the connecting electrical connector of the above multi-channel amplifier unit.
RU2022132820U 2022-12-14 CAR RADIO WITH MULTI-CHANNEL AMPLIFIER RU217824U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU217824U1 true RU217824U1 (en) 2023-04-20

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU39250U1 (en) * 2004-04-08 2004-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "ПКТЗ" HEADCARRAY CAR SPEAKER
RU40561U1 (en) * 2004-06-03 2004-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "ПКТЗ" CAR SPEAKER
RU81867U1 (en) * 2008-11-06 2009-03-27 Анатолий Евгеньевич Тютерев SWITCH SYSTEM FOR CONNECTING A CAR RADIO WITH SPEAKERS IN A DEMO STAND (OPTIONS)
US20110294455A1 (en) * 2010-06-01 2011-12-01 Takashi Kawano Broadcast receiving apparatus and radio receiving apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU39250U1 (en) * 2004-04-08 2004-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "ПКТЗ" HEADCARRAY CAR SPEAKER
RU40561U1 (en) * 2004-06-03 2004-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "ПКТЗ" CAR SPEAKER
RU81867U1 (en) * 2008-11-06 2009-03-27 Анатолий Евгеньевич Тютерев SWITCH SYSTEM FOR CONNECTING A CAR RADIO WITH SPEAKERS IN A DEMO STAND (OPTIONS)
US20110294455A1 (en) * 2010-06-01 2011-12-01 Takashi Kawano Broadcast receiving apparatus and radio receiving apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102171069B (en) Integrated vehicle audio system
US20020154487A1 (en) Radio frequency module of an audio appliance having optimum heat dissipation
US6944024B1 (en) Heat sink bracket for powered loudspeaker
US20050123147A1 (en) FM transmitter for an MP player
US20070155440A1 (en) FM Transmitter for an MP3 Player
US8189815B2 (en) Microphone circuit
US20070099591A1 (en) Power management for a battery-powered handheld audio device
JP7189367B2 (en) antenna device
KR20070085989A (en) Integrated wireless transceiver and audio processor
RU217824U1 (en) CAR RADIO WITH MULTI-CHANNEL AMPLIFIER
CN212211014U (en) FM radio anti-D type power amplifier interference circuit, circuit board and FM radio
US20080175419A1 (en) Sound effect system and wireless audio output device
JPH09135488A (en) Integral construction of power amplifier and speaker housing
CN102014329A (en) Low-pitch compensating method and device of electronic device speaker
US5761029A (en) Plug-in power module for personal computer
US9647619B2 (en) Multichannel speaker enclosure
KR200443205Y1 (en) Extendable power amplifier having improved heat sink structure
US10405091B2 (en) Input of time delay values to signal processor
KR20180000836A (en) A amp for automobile
US10637421B2 (en) Audio playback device and audio control circuit of the same
KR20180000834A (en) A amp for automobile
EP3383059A1 (en) Consumer electronic device and method for operating a consumer electronic device
CN212231690U (en) Multifunctional power amplifier device convenient for heat dissipation
CN111294710A (en) Speaker unit for vehicle
CN218499277U (en) Vehicle-mounted four-channel propaganda loudspeaker